[发明专利]农业有机废弃物厌氧发酵回收沼气反应装置及回收方法

权利要求书

1.农业有机废弃物厌氧发酵回收沼气反应装置,包括产酸发酵相反应器、产甲烷相反应器，其特征在于在产酸发酵相反应器与产甲烷相反应器的连接管道上设置有过滤装置，所述过滤装置包括圆锥型壳体，壳体内腔内设置有过滤材料，壳体顶端设置有可开启或密封的盖板，壳体上下两端开设有进料口以及出料口，进料口的水平位置低于产酸发酵相反应器的出料口。

2.根据权利要求1所述的农业有机废弃物厌氧发酵回收沼气反应装置,其特征在于所述过滤装置进料口的水平位置低于产酸发酵相反应器出料口的距离至少为产酸发酵相反应器总高度的2/3。

3.根据权利要求1所述的农业有机废弃物厌氧发酵回收沼气反应装置,其特征在于所述过滤材料为尼龙滤网或聚乙烯滤网，滤网孔径大小为0.5mm~3mm，其位置位于过滤装置总高度的1/2处。

4.根据权利要求1所述的一种农业有机废弃物厌氧发酵回收沼气反应装置,其特征在于产酸发酵相反应器包括壳体，壳体底部的进料口、壳体一侧近上端的出料口，壳体顶端设置有排气孔，壳体内部设置有叶片搅拌器。

5.根据权利要求1所述的农业有机废弃物厌氧发酵回收沼气反应装置,其特征在于产甲烷相反应器包括壳体，壳体内腔分为反应区和沉淀区，进料口位于反应区底部壳体上，进料口上方、反应区内部设有布水器，排气孔位于壳体顶端，出料口位于壳体顶盖下方，反应区壳体侧面设有温感探头和氧化还原电位探头，沉淀区壳体上设置有回流出水口，出水口设置有回流管道连接进料口，实现内部回流。

6.根据权利要求1所述的农业有机废弃物厌氧发酵回收沼气反应装置,其特征在于回流出水口位于反应器沉淀区总高度的1/3~1/2处。

7.根据权利要求1所述的农业有机废弃物厌氧发酵回收沼气反应装置,其特征在于过滤装置出料口与产甲烷相反应器的进料口连接管道上设置有蠕动泵。

8.根据权利要求1所述的农业有机废弃物厌氧发酵回收沼气反应装置,其特征在于所述的产甲烷相反应器反应区的高径比为9：1~10：1。

9.根据权利要求1所述的农业有机废弃物厌氧发酵回收沼气反应装置,其特征在于产酸发酵相反应器、过滤装置、产甲烷相反应器总体积比为2.5~3.5：1：1。

10.一种如权利要求1~9之一所述的农业有机废弃物厌氧发酵回收沼气反应装置回收方法，其特征在于包括以下步骤：

a) 原料经预处理后，以总固形物浓度为8%~12%投加到经过预先抽真空除氧的产酸发酵相反应器中，并向反应器中接种沼气池沼液，每2h搅拌5min，保持37℃厌氧发酵连续运行，直到反应器中发酵液pH由初始的7.0~7.2降低至6.2~6.5并保持恒定，且末端液相发酵产物中乙酸占据主导地位，所述的原料为畜禽粪便或畜禽粪便与农作物秸杆的混合物，保持原料中总C:N为20~30：1，得到产酸发酵产物；

b) 将产酸发酵产物进料至过滤装置中过滤，通过产酸发酵相反应器出料口与过滤装置进料口的高度压差及重力作用实现固液分离，一些不能被微生物降解利用或极难降解利用的秸杆残渣等固形物留在过滤装置中过滤材料以上部分，包含有挥发性有机酸等短链小分子有机物质的液体则进入到过滤装置中过滤材料以下部分；

c) 将过滤后的液体以连续进料的方式泵入到无氧环境的产甲烷相反应器中，接种来自于啤酒厂或城市污水处理厂UASB反应器中的厌氧颗粒污泥，控制产甲烷相反应器回流比为2：1，以达到稀释进水和提高反应器内上升流速、维持颗粒污泥稳定的效果，保持32~35℃厌氧反应连续运行，排气孔排出的沼气收集到集气瓶中。

11.一种如权利要求10所述的适用于农业有机废弃物厌氧发酵回收沼气的高效反应装置回收沼气方法，其特征在所述的过滤装置应定期清理，清理方式为将打开过滤装置顶端盖板清理内部固形物及过滤材料，每次清理后应抽真空以除去过滤装置中的氧气。