[發明專利]一種用于黃貯秸稈兩相厭氧發酵產甲烷裝置及方法

有效

• 申請號: 201711339265.4
• 申請日: 2017-12-14
• 公開（公告）號: CN107815405B
• 公開（公告）日: 2023-07-14
• 發明（設計）人: 蘇小紅;周闖;劉偉;范超;王欣;徐曉秋;陸佳
• 申請（專利權）人: 黑龍江省能源環境研究院
• 主分類號: C12M1/34
• 分類號: C12M1/34;C12M1/107;C12M1/02;C12M1/00;C12P5/02
• 代理公司: 哈爾濱市偉晨專利代理事務所(普通合伙) 23209
• 代理人: 陳潤明

本發明涉及發酵產甲烷技術領域，尤其涉及一種用于黃貯秸稈兩相厭氧發酵產甲烷裝置，包括：產酸罐、預混艙和產甲烷罐，所述產酸罐的下端與預混艙的上端連接，預混艙的下端與產甲烷罐的上端連接，所述產酸罐和產甲烷罐的外層均設置有水浴夾套；所述預混艙為球形艙體，預混艙上設置有堿液添加閥、酸液添加閥、水添加閥、接種物添加口、PH計和出料口；使產乙酸的過程和產甲烷過程的動態研究成為可能，可以對產酸罐和產甲烷罐的溫度進行控制，可以實現在動態的溫度變化下微生物群落變化對于發酵效率的影響，不但可以在固定參數下研究發酵過程，同時通過動態的控制各種試劑的添加量，可以對參數動態變化過程對發酵的影響。

技術領域

本發明涉及發酵產甲烷技術領域，尤其涉及一種用于黃貯秸稈兩相厭氧發酵產甲烷裝置及方法。

背景技術

黃貯是相對于青貯而言的一種秸稈飼料發酵辦法，利用干秸稈做原料，通過添加適量水和生物菌劑進行發酵，厭氧發酵包括：水解酸化階段、產氫產乙酸階段和產甲烷階段，三個階段沒有明顯的界限，在以黃貯秸稈為發酵原料的過程中，綜合分析厭氧發酵機理的基礎上，依據物相分離、改進發酵系統、運行工藝優化為思路開展兩段式干法厭氧消化過程中微生物群落動態變化規律的分析，研究微生物在水解酸化相和產甲烷相的變化規律，研究基于該變化規律的干法厭氧消化過程中c/n、PH值、溫度、固含量等參數的變化規律，從而優化干法厭氧消化技術，為我國北方秸稈干法大型沼氣工程的應用提供參考，研究過程中缺乏針對黃貯秸稈兩項厭氧發酵產甲烷裝置的實驗裝置，無法對實驗過程中的變量進行動態控制和取樣分析。

發明內容

本發明克服了上述現有技術的不足，提供了一種用于黃貯秸稈兩相厭氧發酵產甲烷裝置及方法。

本發明的技術方案：

一種用于黃貯秸稈兩相厭氧發酵產甲烷裝置，包括：產酸罐、預混艙和產甲烷罐，所述產酸罐的下端與預混艙的上端連接，預混艙的下端與產甲烷罐的上端連接，所述產酸罐和產甲烷罐的外層均設置有水浴夾套，水浴夾套的兩側相對設置有水浴入口和水浴出口，且所述的水浴入口高于水浴出口設置；所述產酸罐的上端設置有酸罐進料口和酸罐排氣口；所述預混艙為球形艙體，預混艙上設置有堿液添加閥、酸液添加閥、水添加閥、接種物添加口、PH計和出料口；所述產甲烷罐的上端設置有甲烷罐排氣口，產甲烷罐的下端設置有甲烷罐出料口。

進一步地，所述酸罐進料口和甲烷罐出料口上均設置有法蘭盤。

進一步地，所述堿液添加閥和酸液添加閥均設置在預混艙的球形艙體的上半球側壁上，所述接種物添加口和水添加口均設置在預混艙的球形艙體的中間赤道線位置，所述出料口設置在預混艙的球形艙體的下半球側壁上。

進一步地，所述產酸罐和產甲烷罐上均設置有支持架。

一種用于黃貯秸稈兩相厭氧發酵產甲烷方法，包括以下步驟：

步驟a：將傳統的黃貯秸稈兩相厭氧發酵產甲烷過程分為兩部分進行，一部分用于產乙酸，另一部分用于產甲烷；

步驟b：將未做處理的黃貯秸稈直接進行酸化，將黃貯秸稈與接種物混合，連續發酵數日；

步驟c：酸化完成后采用Ca(OH)₂溶液將酸化后的溶液進行酸堿度調制；

步驟d：將步驟c中調制后的溶液和甲烷菌接種物混合，加水調制甲烷相的濃度和物料均勻性；

步驟e：在甲烷產氣高峰結束，甲烷接種物的揮發性固體消耗完以后，每日逐漸加入步驟c中調制后的溶液；

步驟f：測定步驟a中用于產乙酸的部分和用于產甲烷的部分分別加入固定量原料后發酵液中揮發性脂肪酸VFA的變化，確定進料周期。

進一步地，所述步驟b中氧化還原電位Eh值在+50mv以下，溫度為攝氏35°。

進一步地，所述步驟c中，將酸化后的溶液酸堿度調制為PH＝7±0.3。