[發明專利]一種通過生物相分離和優化技術提高生物質廢物厭氧消化性能的方法

有效

• 申請號: 201210006583.X
• 申請日: 2012-01-11
• 公開（公告）號: CN102559771A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發明（設計）人: 李秀金;蔡文婷;朱保寧;袁海榮;鄒德勛;劉研萍
• 申請（專利權）人: 北京化工大學
• 主分類號: C12P5/02
• 分類號: C12P5/02
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 沈波

1.一種通過生物相分離和優化技術提高生物質廢物厭氧消化性能的方法，采用的主要設備包括酸化相反應器和產甲烷相反應器，包括如下技術步驟：

(1)、生物質物料的固液分離：首先去除待處理的物料中的堅硬雜物，然后使用粉碎機、壓榨機將物料中的固形物和汁液分離開；

(2)、酸化相反應器的啟動與運行：將步驟(1)固液分離后的固形物與厭氧消化菌種按照F/M_(VS/VS)＝1～3的比例混合均勻，加入到酸化反應器中，啟動階段采用一次進料，進料后不再進料，待體系經過3～5天的培養，使產酸菌充分生長，然后進入到正常酸化反應階段，采用序批式進出料(即每天進出料一次)；

(3)、產甲烷相反應器的啟動與運行：產甲烷相反應器中加入厭氧消化菌種，使用步驟(1)中得到的汁液按厭氧污泥床式進出料進行馴化，待微生物種群已逐步適應厭氧消化條件后，加入步驟(2)中的酸化相出料，從而實現酸化相和產甲烷相的耦合聯動，此后并將酸化相出料和步驟(1)的汁液作為產甲烷相進料，實現生物質廢物厭氧消化。

2.按照權利要求1的方法，其特征在于，將產甲烷相排出的沼液按照酸化相進料體積的20％～40％的比例與步驟(1)物料中的固形物混合，一起作為酸化相反應器的進料。

3.按照權利要求1或2的方法，其特征在于，所述步驟(2)中，酸化相反應器采用完全混合攪拌式厭氧發酵反應裝置，反應溫度控制在中溫35±1℃，酸化相啟動有機負荷不大于20gvs·L^-1，進行3～5天的批式反應后，待系統的pH值穩定在4.5～5.5范圍內，開始序批式進料，起始容積有機負荷率不大于10gvs·L^-1·d^-1，水力停留時間HRT＝3～5天，按照OLR為10gvs·L^-1·d^-1～18gvs·L^-1·d^-1不斷提升容積有機負荷率。

4.按照權利要求1或2的方法，其特征在于，所述步驟(3)中，產甲烷相反應器采用厭氧污泥床式反應裝置，反應溫度控制在中溫35±1，產甲烷相啟動時，按照反應器所設定的有效容積加滿厭氧消化菌種，作為產甲烷菌源，菌種在實際運行溫度下適應3天后，單獨用物料的汁液馴化，起始進料負荷設定在0.5～1.0gvs·L^-1·d^-1范圍內，2～3周后，系統的pH穩定在7.2～7.6范圍內，開始加入酸化相出料；此后將酸化相出料和步驟(1)的汁液作為產甲烷相進料，按照OLR＝1gvs·L^-1·d^-1～5.5gvs·L^-1·d^-1逐步提升容積有機負荷率，水力停留時間從30天到10天逐步縮短。

5.按照權利要求1或2的方法，其特征在于，步驟(1)生物質物料中汁液總體積b、固形物在步驟(2)產生的總的酸化相為體積a，那么步驟(3)產甲烷相進料中酸化相與汁液的體積比為a∶b。

6.按照權利要求3的方法，其特征在于，步驟(2)中按照OLR＝10gvs·L^-1·d^-1、12gvs·L^-1·d^-1、14gvs·L^-1·d^-1、16gvs·L^-1·d^-1、18gvs·L^-1·d^-1，HRT均為4天，不斷提升容積有機負荷率。

7.按照權利要求4的方法，其特征在于，步驟(3)中按照OLR＝1gvs·L^-1·d^-1、HRT＝30天，2gvs·L^-1·d^-1、HRT＝20天，3gvs·L^-1·d^-1、HRT＝20天，4gvs·L^-1·d^-1、HRT＝20天，5gvs·L^-1·d^-1、HRT＝20天，5.5gvs·L^-1·d^-1、HRT＝10天的步驟逐步提升容積有機負荷率。