[發明專利]一種用于強化厭氧消化的填料反應系統

在審

• 申請號: 202110986800.5
• 申請日: 2021-08-26
• 公開（公告）號: CN113603218A
• 公開（公告）日: 2021-11-05
• 發明（設計）人: 戴曉虎;李磊;陳永棟;劉昊宇;劉芮
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: C02F3/28
• 分類號: C02F3/28
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 陳天寶

1.一種用于強化厭氧消化的填料反應系統，其特征在于，包括依次連接的生物填料馴化區、生物填料布置區、厭氧消化反應區；

所述生物填料馴化區中，完成多種填料的掛膜馴化和適應性驗證，得到通過驗證的強化生物填料；

所述生物填料布置區中，對通過驗證的強化生物填料進行特定的選擇及組合，并進行層次化布置，得到層次化布置的強化厭氧消化填料組合；

所述厭氧消化反應區中，基于層次化布置的強化厭氧消化填料組合進行生物填料強化下的厭氧消化反應。

2.根據權利要求1所述的一種用于強化厭氧消化的填料反應系統，其特征在于，所述填料包括強化水解類填料、強化酸化類填料和強化產甲烷類填料。

3.根據權利要求2所述的一種用于強化厭氧消化的填料反應系統，其特征在于，所述強化水解類填料包括催化類填料和電解類填料；

所述強化酸化類填料包括鐵氧化物填料和復合填料；

所述強化產甲烷類填料包括磁性填料和非磁性填料。

4.根據權利要求1所述的一種用于強化厭氧消化的填料反應系統，其特征在于，所述生物填料馴化區包括水解微生物掛膜馴化區、產酸微生物掛膜馴化區、產甲烷微生物掛膜馴化區。

5.根據權利要求4所述的一種用于強化厭氧消化的填料反應系統，其特征在于，所述水解微生物掛膜區完成強化水解類填料的掛膜馴化，馴化過程的碳源包括蛋白質、多糖、脂質，馴化時間為3d–20d；

所述產酸微生物掛膜區完成強化酸化類填料的掛膜馴化，馴化過程的碳源包括氨基酸、單糖、脂肪酸，馴化時間為5d–25d；

所述產甲烷微生物掛膜區完成強化產甲烷類填料的掛膜馴化，馴化過程的碳源包括甲醇、乙酸、二氧化碳，馴化時間為15d–40d。

6.根據權利要求1所述的一種用于強化厭氧消化的填料反應系統，其特征在于，所述適應性驗證在不同填料的掛膜馴化結束后進行，適應性驗證過程中采用污水廠污水和有機廢棄物替代掛膜馴化過程的碳源，進行生物膜檢驗和效果驗證，適應性驗證的時間為2d–30d。

7.根據權利要求1所述的一種用于強化厭氧消化的填料反應系統，其特征在于，所述生物填料布置區為兩層或三層布置的環狀網兜；

采取兩層布置時，將強化產甲烷類生物填料布置在第一層，強化水解類生物填料和強化酸化類生物填料共同布置在第二層；

采取三層布置時，將強化產甲烷類生物填料、強化酸化類生物填料、強化水解類生物填料依次布置在第一層、第二層、第三層。

8.根據權利要求1所述的一種用于強化厭氧消化的填料反應系統，所述厭氧消化反應區上設有進料口、出料口、沼氣收集管和攪拌組件。

9.根據權利要求1所述的一種用于強化厭氧消化的填料反應系統，所述厭氧消化反應區中，所述厭氧消化反應的過程包括系統進料、系統攪拌、系統氣體收集、系統出料。

10.根據權利要求9所述的一種用于強化厭氧消化的填料反應系統，所述厭氧消化反應中，反應溫度為25℃～65℃；

反應進料方式為批次進料、半連續或連續式進料，反應停留時間為5d～30d；

反應過程中攪拌速度為60rpm～150rpm。