[发明专利]用于从工业有机废弃物和生物质生产氢和甲烷的集成系统

权利要求书

1.用于从有机废弃物生产氢和甲烷的装置，其包括：

a)生物氢化器，其包括：完全混合型生物反应器，所述完全混合型生物反应器具有用于接收有机废弃物进入所述完全混合型生物反应器的入口；和位于所述完全混合型生物反应器下游并且与所述完全混合型生物反应器的出口水力连接的用于接收来自所述完全混合型生物反应器的输出物的重力沉降器，其包括将所述重力沉降器的底部连接至所述完全混合型生物反应器的用于将来自所述重力沉降器的沉降的生物质再循环至所述完全混合型生物反应器的回料管，并且包括用于排放过量生物质的起自所述重力沉降器底部的出口管；

b)位于所述完全混合型生物反应器内的产氢微生物；

c)位于所述重力沉降器下游并且与所述重力沉降器的出口水力连接的生物甲烷转化器；且

c)其中进入所述完全搅拌型生物反应器的有机废弃物被所述产氢微生物以微生物学方式主要降解成氢气和二氧化碳，以及挥发性脂肪酸和伯醇的混合物，其中氢气和二氧化碳从所述完全混合型生物反应器释放，其中包含所述挥发性脂肪酸、伯醇和产氢微生物的液体流出物流至所述重力沉降器，当在所述重力沉降器中时，产氢微生物沉降至所述重力沉降器的底部并且于所述重力沉降器中被浓缩，而主要包含所述挥发性脂肪酸和所述伯醇的液体流出物流入所述生物甲烷转化器，其中所述挥发性脂肪酸和所述伯醇被以微生物学方式主要降解成甲烷气体和二氧化碳，其中在所述重力沉降器底部的沉降的产氢微生物被再循环回所述完全混合型生物反应器，且其中在所述生物甲烷转化器中产生的甲烷气体和二氧化碳被释放并且包含残留有机物的液体废弃物从所述生物甲烷转化器排放。

2.如权利要求1所述的装置，其包括储罐，所述储罐位于所述重力沉降器下游且与所述重力沉降器水力连接，并且位于所述生物甲烷转化器上游且与其水力连接，用于调节进入所述生物甲烷转化器的液体的负荷率。

3.如权利要求2所述的装置，其包括用于将化学物质分配入储罐以调节所述储罐内液体的碱度的分配器。

4.如权利要求1-3之一所述的装置，其包括与所述完全混合型生物反应器和所述生物甲烷转化器相连的用于控制所述完全混合型生物反应器和所述生物甲烷转化器的内含物温度的温度控制器。

5.如权利要求1-4之一所述的装置，其包括用于将养分和pH调节化合物分配入所述完全混合型生物反应器的分配工具。

6.如权利要求1-5之一所述的装置，其中所述养分为以下物质之一或它们的组合：含氮化合物、含磷化合物、包括铁、锰、镁、钙、钴、锌、镍和铜的微量金属。

7.如权利要求1-6之一所述的装置，其中所述产氢微生物包括丙酮丁醇梭菌、苏云金杆菌和丁酸梭菌之一或其组合。

8.如权利要求1-7之一所述的装置，其中所述生物甲烷转化器是以下之一：单级连续搅拌釜反应器、多级连续搅拌釜反应器、升流式厌氧污泥床反应器、膨胀颗粒污泥床、下流式厌氧颗粒培养基反应器、升流式厌氧颗粒培养基反应器、厌氧折流板釜式反应器以及厌氧往复层反应器。