[发明专利]一种推流式反应器及其利用牛粪产沼气的调控方法

说明书

一种推流式反应器及其利用牛粪产沼气的调控方法，属于环境保护及生物质能源技术领域。本发明要解决现有畜禽粪污厌氧发酵技术中能源回收的效率、有机质利用率和甲烷回收率低的技术问题，尤其是处理纤维物质含量高的底物。本发明的主体反应器内部被沿着长边方向的隔板分成两个反应室，反应室被沿着短边方向的隔板分成十个气室，主体反应器上还设有出气管、取样管、进料口、出料口，及外部设置保温装置。本发明方法：一、参数调控；二、启动；三、稳定运行。本发明实现了高固率畜禽粪污、纤维物质及污泥的厌氧消化产沼气，具有无堵塞免维护、结构简单、造价低、效率高、运行稳定、易调控的优点。

技术领域

本发明属于环境保护及生物质能源技术领域；具体涉及一种推流式反应器及其利用牛粪产沼气的调控方法。

背景技术

随着我国畜牧业的迅速发展，家畜粪便对生态环境的污染日益严重。如果不能妥善处置家畜粪便，会给大气、水体、土壤带来严重污染，并危及到人类自身健康。另一方面，我国以化石能源为主的能源结构受到了严峻的挑战，迫切需要开发新能源。根据中国石油经济技术研究院发布的数据，2011年中国天然气的对外依存度为26％，并预测到2020年消费量达1850亿m3，对外依存度将高达40％以上。发展生物甲烷是缓解这一局面的有效途径。尽管中国近中期内有年产近900亿m3的甲烷巨大潜力，但目前还远未开发。厌氧发酵被认为是环境友好型的处理技术，它能够将有机固体废弃物诸如畜禽粪便、食品废弃物、市政垃圾、农业废弃物转化为可再生能源—沼气。

目前，厌氧发酵技术已被广泛应用于规模化畜禽养殖场废弃物处理，其不仅可以实现废弃物减量、无害化以及减轻温室效应和调节气候变化，而且可以通过富含营养物的终产物利用促进营养物质的循环利用，用以代替部分化学肥料。因此，它已成为解决能源与环境问题的重要技术途径之一。在厌氧发酵技术中，运用厌氧反应器进行的厌氧生物发酵产甲烷工艺是厌氧生物发酵的重要组成部分，具有有机物去除率高、能源回收率高、稳定性好，可同时实现畜禽粪污处理与能源回收等优势，在常规粪污处理与能源回收方面已实现产业化，而不同的反应器构型会影响厌氧消化系统的运行效率。

现有畜禽粪污产沼气运行建设成本高，同时产沼气率低，尤其是利用纤维含量高的底物获得产气量更低。

发明内容

本发明要解决现有畜禽粪污产沼气运行建设成本高和能源回收的效率及有机质利用率和甲烷回收率低技术问题，尤其是解决现有利用纤维含量高的底物获得产气量更低的技术问题，提供一种新型反应器及其产沼气的调控方法以及微生物群落结构。

本发明中一种推流式反应器包括主体反应器2，所述推流式反应器(PFR)的主体反应器2内沿着长边方向垂直于主体反应器2底板设置第一隔板10将主体反应器2分成两个反应室；反应室上部被沿着短边方向设置的第二隔板9均分成多个气室，第二隔板9与第一隔板10垂直设置；

每个气室的顶部均布取样管8，取样管8底部伸入主体反应器2，每个取样管8的旁边设置一个出气管11，取样管8的最底端低于第二隔板9的最底端；

在主体反应器2的一侧板上并且在第一隔板10的两边分别设置进料口6和出料口5；

在第一隔板10上远离进料口6一端的下部设置矩形缺口7；

所述主体反应器2外侧设置有保温装置。

进一步地限定，所述保温装置是在主体反应器2外侧设置外箱体1，外箱体1与主体反应器2之间形成空腔，空腔内通入循环水；

取样管8的出口与出气管11的出气口均穿出外箱体1的顶板；

进料口6的进口端和出料口5的出口端均穿出外箱体1的侧壁。

进一步地限定，所述矩形缺口7顶部与折流板顶部之间的距离与第二隔板9的高度相等。