[發明專利]一種中藥渣水熱處理聯合厭氧消化產甲烷的方法及系統

在審

• 申請號: 201810296470.5
• 申請日: 2018-03-30
• 公開（公告）號: CN108424936A
• 公開（公告）日: 2018-08-21
• 發明（設計）人: 王思佳;夏溢;徐慶余
• 申請（專利權）人: 中冶華天工程技術有限公司
• 主分類號: C12P5/02
• 分類號: C12P5/02;C12M1/107;C12M1/00
• 代理公司: 北京中偉智信專利商標代理事務所 11325
• 代理人: 張岱

本發明公開一種中藥渣水熱處理聯合厭氧消化產甲烷的方法及系統。包括如下步驟：步驟(1)對中藥渣進行破碎處理，獲得一定粒徑的中藥渣顆粒；步驟(2)利用水熱反應器對獲得的中藥渣顆粒水熱處理，獲得水解產物及剩余藥渣；步驟(3)利用厭氧消化反應器對水解產物和剩余藥渣進行厭氧消化處理，獲得沼氣。本發明利用水在一定的高溫高壓條件下具有的高反應活性，將中藥渣中含量較高且難降解的纖維素、半纖維素等大分子有機質水解，并轉化為易降解的水溶產物，通過對中藥渣進行水熱處理，改善了中藥渣厭氧消化性能，縮短厭氧消化的水力停留時間，提高中藥渣的有機負荷，最終提高沼氣產生速率和產生量。

技術領域

本發明涉及本發明屬于固體廢物處理技術領域，尤其涉及一種中藥渣水熱處理聯合厭氧消化產甲烷的方法及系統。

背景技術

中藥生產是我國傳統且特有的一種工業，截至2015年，我國已有中藥企業有1636家，占醫藥行業總數的32％。中藥在生產過程中經過煎煮和發酵等工藝以提取制藥成分，最終會產生大量藥渣，我國每年藥渣產生量超過3000萬噸。

中藥渣主要具有以下特點：1、含水率高，一般在70％以上；2、有機質含量高，富含N、P、K等無機營養元素；3、主要成分為纖維素、半纖維素和木質素等不易降解和難降解的大分子有機物。早期國內中藥渣處置方法主要為簡易堆放和填埋，但堆放過程中由于雨水淋溶，易引起周邊地表水、地下水及土壤污染。另外，中藥渣一般為含水率較高的生物質物料，易腐爛、且腐爛過程中會釋放大量VOCs，造成大氣污染。近幾年，中藥渣的處理方法逐漸拓展為土地利用、焚燒、熱解和厭氧消化等方法。中藥渣雖然富含N、P、K等營養元素，但土地利用需經過破碎、脫水、殺菌等步驟，且藥物殘留可能為農作物及人體帶來安全問題；若采用焚燒和熱解等熱處理方式處理處置，需要經過脫水和干化過程，能耗較高，且焚燒過程中會產生SO_x和NO_x等污染物。厭氧消化技術是藥渣中有機物在厭氧條件下通過微生物的代謝活動而被轉化為甲烷和二氧化碳的過程，而藥渣中纖維素和半纖維素為難降解物質，直接厭氧消化的周期較長。

綜上所述，若廢藥渣的資源化、無害化和減量化，需要進一步開發科學有效的處理方法和系統。

發明內容

針對上述問題，本發明提供一種藥渣水熱處理聯合厭氧消化產甲烷的方法及系統。

為達到上述目的，本發明一種中藥渣水熱處理聯合厭氧消化產甲烷的方法，其特征在于，包括如下步驟：步驟(1)對中藥渣進行破碎處理，獲得一定粒徑的中藥渣顆粒；

步驟(2)利用水熱反應器對獲得的中藥渣顆粒水熱處理，獲得水解產物及剩余藥渣；

步驟(3)利用厭氧消化反應器對水解產物和剩余藥渣進行厭氧消化處理，獲得沼氣。

進一步地，所述步驟(1)中中藥渣顆粒的粒徑范圍為10-150mm。

進一步地，所述步驟(2)中進行水熱處理時，以0.15～2.5℃/s的升溫速率升至60～270℃，并保持10～30min；

在進行水熱處理時，水熱反應器的工作壓力范圍為0.4～1.6Mpa。

進一步地，還包括對中藥渣顆粒進行強力攪拌處理，以使中藥渣均質化。

進一步地，水熱處理后還包括對中藥渣進行換熱處理以使中藥渣降溫至20～25℃。

進一步地，進行厭氧消化處理時，厭氧消化溫度為30～40℃，停留時間為12～20d，碳源保證滿足C/N為20:1～30:1，pH為7～8。