[發明專利]三相多級高固含有機廢棄物厭氧發酵系統及其產沼氣方法

在審

• 申請號: 201810914789.X
• 申請日: 2018-08-13
• 公開（公告）號: CN108929849A
• 公開（公告）日: 2018-12-04
• 發明（設計）人: 毛玉婷;劉國平;戴星照;陳葵;廖國朝;黃海琴;錢海燕
• 申請（專利權）人: 南昌大學
• 主分類號: C12M1/16
• 分類號: C12M1/16;C12M1/107;C12M1/38;C12M1/34;C12M1/00
• 代理公司: 南昌新天下專利商標代理有限公司 36115
• 代理人: 施秀瑾

三相多級高固含有機廢棄物厭氧發酵系統及其產沼氣方法，包括水解預處理池、酸解罐、臥式厭氧發酵罐和立式厭氧發酵罐、儲氣罐；水解預處理池、酸解罐、臥式厭氧發酵罐、立式厭氧發酵罐串行連接，均安裝有攪拌裝置、熱水入口和沼液回流口；酸解罐所產氣體通過單向閥送入臥式厭氧發酵罐，臥式厭氧發酵罐和立式厭氧發酵罐產生的沼氣收集到儲氣罐中；立式厭氧發酵罐產生的沼渣沼液進入沼液池進行過濾分離，沼液用于沼液回流，沼渣用于有機肥制備。本發明根據厭氧菌的生化反應鏈（水解?酸化?甲烷化）建立一套三相厭氧發酵工藝，符合厭氧菌的群富集效應，可將物料的水力停留時間從常見的20~30天縮短至15天左右，物料分解率達96%以上。

技術領域

本發明屬于有機廢棄物處理產沼氣技術領域，涉及一種三相多級高固含有機廢棄物厭氧發酵系統及其產沼氣方法。

背景技術

隨著我國有機廢棄物逐年增長，有機廢棄物（包括農作物秸稈、畜禽糞便、市政垃圾等）不僅成為我國環境一大公害，也是被視為錯置的資源。

高固含厭氧發酵有機廢棄物處理技術就是通過厭氧菌的生化降解反應，經歷水解階段將有機大分子轉變為小分子，酸解階段將有機小分子轉化為甲烷菌可利用的揮發性有機酸，最后在甲烷化階段，由甲烷菌產生出沼氣和沼渣沼液，而沼渣沼液又可以進一步處理成為有機肥料。

目前，絕大多數高固含厭氧發酵有機廢棄物處理技術都是單相系統，水解、酸解和甲烷化三個階段在一個反應器內共同作用，該方法雖然實施簡單，但是存在諸多缺點：（1）不利于厭氧微生物形成群富集效應，厭氧微生物的倍增效率不高，產氣不穩定；（2）不利于甲烷菌的生長，由于酸解過程比甲烷化過程耗時短，形成有機酸過度累積，酸化嚴重時可造成甲烷菌大量死亡，降低產氣效率，使厭氧發酵中斷；（3）不利于對不同階段的生化反應進行單獨調控，當某一生化反應出現中斷時，整個厭氧反應將停滯，單相系統必須將物料全部更換，重新接種，重啟系統，每次重啟系統都會耗費大量的時間和能源，單相系統因反應鏈中斷而形成的“短路”現象是厭氧發酵過程中長期被詬病的一個問題。

發明內容

本發明的目的是提供一種三相多級高固含有機廢棄物厭氧發酵系統及其產沼氣方法。

本發明是通過以下技術方案實現的。

本發明所述的一種三相多級高固含有機廢棄物厭氧發酵系統，包括水解預處理池、立式酸解罐、臥式厭氧發酵罐和立式厭氧發酵罐、儲氣罐、加熱器、沼液池，其特征在于水解預處理池、立式酸解罐、臥式厭氧發酵罐、立式厭氧發酵罐采取串行連接，水解預處理池為地埋式，頂部敞開便于物料直接傾入，水解預處理池設有攪拌裝置一和出料口一；立式酸解罐內安裝有攪拌裝置二，上端有進料口一、沼液回流口一、熱水入口一、沼氣出口一，下端有出料口二，底部錐口為排沙口；臥式厭氧發酵罐為橫臥、略傾斜態，內部安裝單軸橫臥攪拌裝置三，外壁纏繞加熱盤管一，所述臥式厭氧發酵罐一端設有進料口二、沼氣入口，上方設有沼液回流口二、沼氣出口二、沼渣沼液溢流出料口三；立式厭氧發酵罐內安裝有攪拌裝置三，上端設有進料口三、沼液回流口三、沼氣出口三、出料口四；水解預處理池的出料口一經第一輸送泵連接立式酸解罐的進料口一，立式酸解罐的出料口二經第二輸送泵連接臥式厭氧發酵罐的進料口二，立式酸解罐的沼氣出口一通過單向閥門四連接臥式厭氧發酵罐的沼氣入口，臥式厭氧發酵罐的出料口三連接立式厭氧發酵罐的進料口三，立式厭氧發酵罐的出料口四連接沼液池；所述儲氣罐存儲的沼氣由閥門控制分流，一支連接加熱器，另一支連接至用戶。

臥式厭氧發酵罐在基座的支撐下，與水平地面夾角為4~8°。

立式酸解罐、臥式厭氧發酵罐、立式厭氧發酵罐均配有溫度計，立式酸解罐溫控為20~38℃，臥式厭氧發酵罐內的發酵溫度為30~35℃，立式厭氧發酵罐內的溫度保持在35~40℃。

水解預處理池內的攪拌裝置一為耙式槳，對混合物料還具有一定的切割功能；臥式厭氧發酵罐內的攪拌裝置三為螺旋推流攪拌槳，推動物料向出料口方向運動。