[發明專利]農業有機廢棄物厭氧發酵回收沼氣反應裝置及回收方法

有效

• 申請號: 201410348997.X
• 申請日: 2014-07-21
• 公開（公告）號: CN104130942A
• 公開（公告）日: 2014-11-05
• 發明（設計）人: 馬放;鹿曉菲;王海東;王世偉
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學宜興環保研究院;江蘇哈宜環保研究院有限公司
• 主分類號: C12M1/34
• 分類號: C12M1/34;C12M1/12;C12M1/107;C12M1/02;C12P5/02
• 代理公司: 宜興市天宇知識產權事務所(普通合伙) 32208
• 代理人: 李妙英

1.農業有機廢棄物厭氧發酵回收沼氣反應裝置,包括產酸發酵相反應器、產甲烷相反應器，其特征在于在產酸發酵相反應器與產甲烷相反應器的連接管道上設置有過濾裝置，所述過濾裝置包括圓錐型殼體，殼體內腔內設置有過濾材料，殼體頂端設置有可開啟或密封的蓋板，殼體上下兩端開設有進料口以及出料口，進料口的水平位置低于產酸發酵相反應器的出料口。

2.根據權利要求1所述的農業有機廢棄物厭氧發酵回收沼氣反應裝置,其特征在于所述過濾裝置進料口的水平位置低于產酸發酵相反應器出料口的距離至少為產酸發酵相反應器總高度的2/3。

3.根據權利要求1所述的農業有機廢棄物厭氧發酵回收沼氣反應裝置,其特征在于所述過濾材料為尼龍濾網或聚乙烯濾網，濾網孔徑大小為0.5mm~3mm，其位置位于過濾裝置總高度的1/2處。

4.根據權利要求1所述的一種農業有機廢棄物厭氧發酵回收沼氣反應裝置,其特征在于產酸發酵相反應器包括殼體，殼體底部的進料口、殼體一側近上端的出料口，殼體頂端設置有排氣孔，殼體內部設置有葉片攪拌器。

5.根據權利要求1所述的農業有機廢棄物厭氧發酵回收沼氣反應裝置,其特征在于產甲烷相反應器包括殼體，殼體內腔分為反應區和沉淀區，進料口位于反應區底部殼體上，進料口上方、反應區內部設有布水器，排氣孔位于殼體頂端，出料口位于殼體頂蓋下方，反應區殼體側面設有溫感探頭和氧化還原電位探頭，沉淀區殼體上設置有回流出水口，出水口設置有回流管道連接進料口，實現內部回流。

6.根據權利要求1所述的農業有機廢棄物厭氧發酵回收沼氣反應裝置,其特征在于回流出水口位于反應器沉淀區總高度的1/3~1/2處。

7.根據權利要求1所述的農業有機廢棄物厭氧發酵回收沼氣反應裝置,其特征在于過濾裝置出料口與產甲烷相反應器的進料口連接管道上設置有蠕動泵。

8.根據權利要求1所述的農業有機廢棄物厭氧發酵回收沼氣反應裝置,其特征在于所述的產甲烷相反應器反應區的高徑比為9：1~10：1。

9.根據權利要求1所述的農業有機廢棄物厭氧發酵回收沼氣反應裝置,其特征在于產酸發酵相反應器、過濾裝置、產甲烷相反應器總體積比為2.5~3.5：1：1。

10.一種如權利要求1~9之一所述的農業有機廢棄物厭氧發酵回收沼氣反應裝置回收方法，其特征在于包括以下步驟：

a)?原料經預處理后，以總固形物濃度為8%~12%投加到經過預先抽真空除氧的產酸發酵相反應器中，并向反應器中接種沼氣池沼液，每2h攪拌5min，保持37℃厭氧發酵連續運行，直到反應器中發酵液pH由初始的7.0~7.2降低至6.2~6.5并保持恒定，且末端液相發酵產物中乙酸占據主導地位，所述的原料為畜禽糞便或畜禽糞便與農作物秸桿的混合物，保持原料中總C:N為20~30：1，得到產酸發酵產物；

b)?將產酸發酵產物進料至過濾裝置中過濾，通過產酸發酵相反應器出料口與過濾裝置進料口的高度壓差及重力作用實現固液分離，一些不能被微生物降解利用或極難降解利用的秸桿殘渣等固形物留在過濾裝置中過濾材料以上部分，包含有揮發性有機酸等短鏈小分子有機物質的液體則進入到過濾裝置中過濾材料以下部分；

c)?將過濾后的液體以連續進料的方式泵入到無氧環境的產甲烷相反應器中，接種來自于啤酒廠或城市污水處理廠UASB反應器中的厭氧顆粒污泥，控制產甲烷相反應器回流比為2：1，以達到稀釋進水和提高反應器內上升流速、維持顆粒污泥穩定的效果，保持32~35℃厭氧反應連續運行，排氣孔排出的沼氣收集到集氣瓶中。

11.一種如權利要求10所述的適用于農業有機廢棄物厭氧發酵回收沼氣的高效反應裝置回收沼氣方法，其特征在所述的過濾裝置應定期清理，清理方式為將打開過濾裝置頂端蓋板清理內部固形物及過濾材料，每次清理后應抽真空以除去過濾裝置中的氧氣。