[發明專利]一種有機物的發酵設備及發酵方法

在審

• 申請號: 202010526539.6
• 申請日: 2020-06-09
• 公開（公告）號: CN111534416A
• 公開（公告）日: 2020-08-14
• 發明（設計）人: 維賀納德·斯維賀蒂芬;李卓婭
• 申請（專利權）人: 上海倍奇新能源科技有限公司
• 主分類號: C12M1/16
• 分類號: C12M1/16;C12M1/12;C12M1/107;C12M1/00;C02F11/04;C12P5/02;C05F3/06;C05F3/00;C05F9/04;C05F9/02
• 代理公司: 上海弼興律師事務所 31283
• 代理人: 薛琦;鄒玲

本發明公開了一種有機物的發酵設備及發酵方法。該設備包括依次連接的第一發酵罐、輸送系統和半滲透區；所述輸送系統用于將所述第一發酵罐中的物料輸送至所述半滲透區；所述半滲透區設有具有孔隙的材料，孔隙尺寸為200μm～5mm，用于分離所述第一發酵罐中的物料；所述半滲透區還設有與所述第一發酵罐連接的回路，所述回路用于將所述分離后的高含固率的物料輸送至所述第一發酵罐。本發明的發酵設備能夠有效控制有機物發酵設備中的含固率，從而為厭氧菌的繁殖創造最佳條件，有機物發酵時間短，沼氣產量高，儀器操作簡便，工藝穩定。

技術領域

本發明涉及一種有機物的發酵設備及發酵方法。

背景技術

有機物厭氧發酵是處理固體或液體有機廢物的重要解決方案，能把有機物轉化為可再生能源氣體和有機肥料。有機物厭氧發酵技術通常分為三類：待處理物料的含固率小于5％時，是廢水的厭氧發酵；當含固率介于5％和20％之間時，是濕式厭氧發酵；以及有機物含固率大于20％時，是干式厭氧發酵。

濕式厭氧發酵的主要工藝為完全混合工藝：例如使用完全攪拌釜式反應器(CSTR)。在這種類型的反應器中，介質的混合通過浸入反應器中的機械攪拌器來確保，該攪拌器用于攪拌整個反應器內部。或者，可以通過往反應器內注入沼氣來進行混合，沼氣從反應器中央注入，并引起反應器內強烈混合。另外還有通過外部循環(通過泵將物料從發酵罐的一端循環到另一端)來實現反應器的混合的。

在連續干式厭氧發酵中，有機物在發酵罐的一端引入，然后以活塞流的形式前進到發酵罐的另一端。這些發酵罐可以是水平的也可以是垂直的。這些發酵罐中的攪拌或者是通過緩慢的攪拌器將物料逐漸推向發酵罐的出口，或者是通過泵將物料從發酵罐的一端循環到另一端或通過往發酵罐中注入沼氣來確保的。

這些技術都無法精確控制發酵罐中物料的含固率。因此，這些技術無法為厭氧菌的繁殖創造最佳條件。對于完全混合的技術，有機物的停留時間至少要30天，對于連續干式發酵的技術則要至少20天。這些技術對投入發酵罐的有機負荷(每天被消化的有機物的量)的波動也非常敏感，因此，必須精確控制投入到發酵罐內的有機負荷，以保證設備正常運行，這要求操作員具備大量專業知識，并使操作非常不靈活。此外，在不控制含固率的情況下，這些技術會遇到形成懸浮層和沉淀層的許多問題，不利于發酵罐的運行。同時，發酵罐中機械攪拌部件的維護比較復雜且費用昂貴。

在分批式干式發酵技術中，固體有機物在發酵罐中保持靜態。有機物分批進入反應裝置后由液體澆淋，液體下沉后循環澆淋。在這類技術中，有機固體不進行攪拌，因此有機固體的發酵非常緩慢且難以控制，每批停留時間大約為60天。另外，這類技術是分批操作的。這種發酵的不連續特性使這項技術的操作變得特別復雜。

為了得到更廣泛的應用，厭氧發酵技術必須降低投資額和運行費用，減小反應器的體積以便在有場所限制的地方使用。厭氧發酵技術還必須提高發酵效率以提高能源產出，降低污染，并提高工藝的穩定性以確保生產的穩定性。

發明內容

本發明為了解決現有技術中厭氧發酵技術中難以控制有機物發酵設備中的物料含固率，有機物發酵耗時長、效率低，設備復雜且體積大，運行費用高等問題，而提供了一種有機物的發酵設備及發酵方法。本發明的發酵設備能夠有效控制有機物發酵設備中的含固率，從而為厭氧菌的繁殖創造最佳條件，有機物發酵時間短，沼氣產量高，儀器操作簡便，工藝穩定。

本發明通過以下技術方案解決上述技術問題。

本發明提供了一種有機物的發酵設備，其包括依次連接的第一發酵罐、輸送系統和半滲透區；所述輸送系統用于將所述第一發酵罐中的物料輸送至所述半滲透區；所述半滲透區設有具有孔隙的材料，孔隙尺寸為200μm～5mm，用于分離所述第一發酵罐中的物料；所述半滲透區還設有與所述第一發酵罐連接的回路，所述回路用于將所述分離后的高含固率的物料輸送至所述第一發酵罐。

本發明中，所述第一發酵罐可為本領域常規的發酵罐。