[實用新型]同步回收氨氮的厭氧產酸產甲烷裝置

有效

• 申請號: 201820264910.4
• 申請日: 2018-02-23
• 公開（公告）號: CN207998537U
• 公開（公告）日: 2018-10-23
• 發明（設計）人: 劉亞利;荊肇乾;曹世瑋;陳蕾;鐘婷婷
• 申請（專利權）人: 南京林業大學
• 主分類號: C02F9/14
• 分類號: C02F9/14;C02F101/16;C02F101/30;C02F103/20
• 代理公司: 北京超凡志成知識產權代理事務所(普通合伙) 11371
• 代理人: 李進

本實用新型提供了一種同步回收氨氮的厭氧產酸產甲烷裝置，屬有機物處理領域。該裝置中的水解酸化反應設備的出口端與電水解氨氮分離設備的入口端連通，電水解氨氮分離設備的出口端分別與產甲烷反應設備的入口端以及氨氮吸收設備的入口端連通。該裝置簡單，成本低，適用于含NH₄⁺的有機廢物處理。使用上述裝置將待處理有機物由水解酸化反應設備水解酸化，所得的第一酸化液輸入電水解氨氮分離設備電水解，所得的第二酸化液輸入至產甲烷反應設備，NH₄⁺輸入至氨氮吸收設備。

技術領域

本實用新型涉及有機物處理領域，且特別涉及一種同步回收氨氮的厭氧產酸產甲烷裝置。

背景技術

城市有機固體污染物主要包括居民家庭垃圾、餐廚垃圾、園林垃圾、人畜糞便、污泥、以及商業、服務業、文教衛生、機關和企事業等單位產生的有機生活垃圾等。全國城鎮生活垃圾無害化處理率僅為63.5％。城市有機固體廢棄物如不能得到快速有效的處理，會產生惡臭、污染地下水、傳播疾病，對城市公共環境衛生安全造成極大威脅。

厭氧消化技術可以有機固體廢棄物為原料，產生清潔、環保的可再生能源——沼氣，得到了廣泛的應用和關注。然而，在厭氧消化的水解酸化階段，城市有機固體污染物中的大部分有機氮(蛋白質和尿素)在水解酸化菌的作用下轉化為氨氮。產生的氨氮只有少部分作為微生物生長的氮源，同化進入微生物細胞，而大部分則在厭氧反應器內不斷累積。當氨氮積累到一定濃度時，不僅影響氫型和乙酸型產甲烷菌的活性，甚至會抑制所有厭氧微生物菌群的生長，導致厭氧反應器運行停滯甚至崩潰。因此，氨氮已成為限制高含氮城市固體廢物厭氧消化技術發展的瓶頸。

實用新型內容

本實用新型的目的在于提供一種同步回收氨氮的厭氧產酸產甲烷裝置，該裝置簡單，成本低，適用于含NH₄⁺的有機廢物處理。

本實用新型解決其技術問題是采用以下技術方案來實現的：

本實用新型提出了一種同步回收氨氮的厭氧產酸產甲烷裝置，包括水解酸化反應設備、電水解氨氮分離設備、氨氮吸收設備以及產甲烷反應設備，水解酸化反應設備的出口端與電水解氨氮分離設備的入口端連通，電水解氨氮分離設備的出口端分別與產甲烷反應設備的入口端以及氨氮吸收設備的入口端連通。

進一步地，在本實用新型較佳實施例中，電水解氨氮分離設備包括電水解室、離子交換膜、第一電極、第二電極和電源，離子交換膜隔離將電水解室分隔為分別位于離子交換膜兩側的陽極室和陰極室并用于將陽極室中的NH₄⁺交換至陰極室，陽極室的入口端用于與水解酸化反應設備的出口端連通，陽極室的出口端用于與產甲烷反應設備的入口端連通，陰極室的出口端用于與氨氮吸收設備連通，第一電極設置于陽極室，第二電極設置于陰極室，第一電極和第二電極均與電源電連接。

進一步地，在本實用新型較佳實施例中，陽極室中陽極為不銹鋼材料電極和/或陰極室中陰極為不銹鋼材料電極。

進一步地，在本實用新型較佳實施例中，離子交換膜為陽離子交換膜。

進一步地，在本實用新型較佳實施例中，氨氮吸收設備的內部設置有用于吸附含有NH⁴⁺的氨氮類物質的填料。

進一步地，在本實用新型較佳實施例中，氨氮吸收設備還包括與陰極室連通的出口端，填料設置于氨氮吸收設備的入口端與氨氮吸收設備的出口端之間，由氨氮吸收設備的入口端進入的陰極室輸出的氨氮類物質經填料吸附后從氨氮吸收設備的出口端輸回至陰極室。

進一步地，在本實用新型較佳實施例中，陽極室與產甲烷反應設備之間還設置有pH值調節設備。

進一步地，在本實用新型較佳實施例中，陽極室和陰極室分別設置有氧氣收集口和氫氣收集口。