[實(shí)用新型]電解促進(jìn)厭氧發(fā)酵裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201120404048.0
• 申請(qǐng)日: 2011-10-21
• 公開（公告）號(hào): CN202246675U
• 公開（公告）日: 2012-05-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李暉;薛金紅;劉秀娟;牛瀟;張亞兵;賈紅華;韋萍;歐陽(yáng)平凱
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): C12M1/107
• 分類號(hào): C12M1/107
• 代理公司: 江蘇致邦律師事務(wù)所 32230
• 代理人: 樊文紅

技術(shù)領(lǐng)域

????本實(shí)用新型涉及一種電解促進(jìn)厭氧發(fā)酵裝置，屬于資源與環(huán)境技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

由于能源需求日益增加以及化石燃料的大量消耗，引發(fā)了人們對(duì)可再生能源的興趣。甲烷無(wú)污染、可再生，是一種可以開發(fā)利用的理想能源。秸稈厭氧消化產(chǎn)甲烷不僅可以緩解能源壓力，還能解決秸稈直接焚燒所帶來(lái)的環(huán)境污染問(wèn)題，具有很高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。沼氣發(fā)酵所處的嚴(yán)格厭氧環(huán)境不利于秸稈等復(fù)雜有機(jī)物的降解，且產(chǎn)生的硫化氫劇毒，限制了沼氣的直接利用。

沼氣的厭氧發(fā)酵分為三個(gè)階段：有機(jī)物水解、產(chǎn)酸、產(chǎn)甲烷階段。而有機(jī)物水解過(guò)程，其實(shí)際上是一個(gè)微好氧的過(guò)程，而產(chǎn)甲烷階段的嚴(yán)格厭氧條件不利于有機(jī)物的水解。通入一定的外加電壓可以連續(xù)地產(chǎn)生氧氣和氫氣；氧氣提供微好氧環(huán)境，促進(jìn)秸稈中有機(jī)物的水解，減少生物氣中硫化氫的含量；電解產(chǎn)生的氫氣部分逸散到沼氣中，可以提高沼氣的燃燒性能，而另一部分氫氣可以被發(fā)酵體系中的氫營(yíng)養(yǎng)型甲烷菌轉(zhuǎn)換成甲烷，提高甲烷的產(chǎn)率。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的技術(shù)目的之一在于提供一種電解促進(jìn)厭氧發(fā)酵的裝置，使得該裝置可以通過(guò)控制外加電壓大小將沼氣中氧氣含量控制在最低水平，其主要涉及解決秸稈等復(fù)雜有機(jī)物降解困難及沼氣含有有毒氣體（主要是硫化氫）的技術(shù)問(wèn)題，而可以利用低壓直流電源電解水提供秸稈等降解所需的微好氧環(huán)境。

為了實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的技術(shù)目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下。

一種電解促進(jìn)厭氧發(fā)酵裝置，主要由發(fā)酵罐體1、位于發(fā)酵罐體1之上用于密封其罐口的封罐口2，以及在封罐口2上開孔并插入的排氣口7構(gòu)成，其特征在于還包括陽(yáng)極4、陰極5、直流電源9和電線8；直流電源9設(shè)置在發(fā)酵罐體1之外，通過(guò)兩根電線8分別穿過(guò)封罐口2伸入罐體1內(nèi)部并分別連接設(shè)置在罐體1內(nèi)部的陽(yáng)極4和陰極5。

進(jìn)一步地，所述的陽(yáng)極或陰極是片狀電極。

進(jìn)一步地，所述的陽(yáng)極應(yīng)理解為現(xiàn)有技術(shù)中任何惰性材料制得的陽(yáng)極，在本實(shí)用新型中，包括但不限于：石墨、鉑金或貴金屬氧化物。

所述的陰極應(yīng)理解為現(xiàn)有技術(shù)中任何導(dǎo)電材料制得的陰極，在本實(shí)用新型中，包括但不限于：銅、不銹鋼、鋁、銀或鈦。

進(jìn)一步地，所述的電解促進(jìn)厭氧發(fā)酵的裝置還包括取料口3，取料口3是貫穿于封罐口2的導(dǎo)管，其一端插入發(fā)酵罐體1的底部，一端伸出封罐口2。其目的是方便裝置操作過(guò)程中隨時(shí)對(duì)發(fā)酵體系的料液進(jìn)行取樣分析。

進(jìn)一步地，所述的排氣口7上還連有三通，三通一端與排氣口7連接，一端塞入密封塞6，另一端連接氣量檢測(cè)裝置。塞有密封塞6的一端作為取氣口，可以方便隨時(shí)對(duì)發(fā)酵體系產(chǎn)生的氣體進(jìn)行取樣分析。連接氣量檢測(cè)裝置的目的是檢測(cè)每一批次發(fā)酵結(jié)束后總的產(chǎn)氣量，以檢測(cè)發(fā)酵體系的產(chǎn)氣能力。

本實(shí)用新型的技術(shù)效果在于：

（1）本厭氧消化裝置制作簡(jiǎn)單，成本低，適用于電解對(duì)厭氧發(fā)酵影響的研究。

（2）為了解決秸稈等復(fù)雜有機(jī)物降解困難及沼氣含有有毒氣體（主要是硫化氫）的問(wèn)題，本實(shí)用新型利用低壓直流電源電解水提供秸稈等降解所需的微好氧環(huán)境。為了避免氧氣對(duì)厭氧代謝的抑制作用，本實(shí)用新型提供的外加電壓，可以將氧氣含量控制在最低水平。電解所產(chǎn)生的氫氣可以被氫營(yíng)養(yǎng)型甲烷菌代謝利用，從而提高了沼氣中甲烷的含量。沼氣中的H₂S在陽(yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng)，進(jìn)而達(dá)到脫硫的目的，所產(chǎn)生的沼氣無(wú)需經(jīng)過(guò)脫硫裝置，可以直接燃燒。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型所述電解促進(jìn)厭氧發(fā)酵的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

其中，1-發(fā)酵罐體；2-封罐口；3-取料口；4-陽(yáng)極；5-陰極；6-密封塞；7-排氣口；8-電線；9-直流電源。

圖2為實(shí)施例2日產(chǎn)氣量變化數(shù)據(jù)圖。

圖3為實(shí)施例2中產(chǎn)出氣體的沼氣含量變化數(shù)據(jù)圖。

圖4為實(shí)施例2累積產(chǎn)氣量變化數(shù)據(jù)圖。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1

????本實(shí)施例說(shuō)明本實(shí)用新型所述的電解促進(jìn)厭氧發(fā)酵的裝置的結(jié)構(gòu)。

如圖1所示，本實(shí)用新型所述的電解促進(jìn)厭氧發(fā)酵的裝置，主要由發(fā)酵罐體1、位于發(fā)酵罐體1之上用于密封其罐口的封罐口2，以及在封罐口2上開孔并插入的排氣口7構(gòu)成；該裝置還包括陽(yáng)極4、陰極5、直流電源9和電線8；直流電源9設(shè)置在發(fā)酵罐體1之外，通過(guò)兩根電線8分別穿過(guò)封罐口2伸入罐體1內(nèi)部并分別連接設(shè)置在罐體1內(nèi)部的陽(yáng)極4和陰極5。

進(jìn)一步地，所述的陽(yáng)極或陰極是片狀電極。