[发明专利]一种利用微生物降解煤矿风流瓦斯的实验方法和装置

说明书

本发明提出一种利用微生物降解煤矿风流瓦斯的实验方法和装置，本装置包括反应室，反应室的两端分别设有进风口和出风口，反应室的下部设有菌液回收槽，菌液回收槽与反应室连通，菌液回收槽与菌液回收罐连通，菌液回收罐与菌液罐连通，菌液罐与高浓度菌液端连通，菌液罐与上部导液管连通，上部导液管与储水罐连通，上部导液管与反应室内的菌液门连通。本方法包括如下步骤：乏风进入反应室内，乏风与菌液门上的甲烷氧化细菌接触，乏风中的甲烷被降解成CO₂和H₂O，并随降解后的乏风排出反应室。本发明具有设计合理、结构简单、成本低廉、安装和使用方便、工作效率高、安全可靠、实验数据准确性高、运行稳定、使用寿命长、可循环利用、实用性强的特点。

技术领域

本发明涉及煤矿瓦斯处理，特别是指一种利用微生物降解煤矿风流瓦斯的实验方法和装置。

背景技术

我国有世界上数量最多的井工煤矿，煤矿在生产中向大气排放大量的乏风（乏风：进入矿井的新鲜风流经过生产地点后的风流称为乏风，乏风含有粉尘及甲烷等有害气体），由于乏风中含有以甲烷（CH₄）为主的有害气体，甲烷不仅具有易燃、易爆的特性，而且会加剧温室效应，造成环境污染。因此，解决煤矿乏风中的甲烷无论是立足当前还是放眼未来，都具有重要意义。

20世纪以来，国内外学者开始研究利用微生物解决矿井瓦斯，即利用甲烷氧化菌把瓦斯（CH₄）降解成CO₂和H₂O。与传统技术相比，微生物技术无疑具有安全、高效的特点，理论已经实现，甲烷氧化菌已经能大量培养，但在应用技术上却进展缓慢，一个重要原因是能用于瓦斯降解的关键设备极少。因此，研制出一种安全、高效、结构简单、成本低廉、操作简便的风流甲烷降解装置则十分必要，而且具有广阔的市场。

现有技术方案的主要问题：

1、装置结构不合理。现有技术方案主要是利用浸润的多孔材料与风流正交，或者使风流流经生物滤池，这样会造成风流流动阻力大，降解速率低。而实际上煤矿风流是具有一定流动速度的，即在实验装置内要在较短的时间内完成有效降解，达到这一目标才具有应用前景。

2、降解效率低。目前的技术方案如果充分考虑到了风流流动性，但经过降解的风流中瓦斯浓度仍然较高，未达到降解目的。

以上两个问题其实是一个问题的两个方面，即要求装置“要在较短时间内完成有效降解”。

3、废液的回收处理及再利用。经过降解后的废液里仍然含有一定浓度的甲烷氧化菌，可以经过回收处理后循环利用，节约成本。

发明内容

本发明提出一种利用微生物降解煤矿风流瓦斯的实验方法和装置，解决了现有技术中缺少瓦斯降解的关键设备的问题。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种利用微生物降解煤矿风流瓦斯的实验装置，包括反应室，所述反应室的两端分别设有进风口和出风口，反应室的下部设有菌液回收槽，菌液回收槽与反应室连通，菌液回收槽与菌液回收罐连通，菌液回收罐与菌液罐连通，菌液罐与高浓度菌液端连通，菌液罐与上部导液管连通，上部导液管与储水罐连通，上部导液管与反应室内的菌液门连通。

所述的菌液门包括弹性支撑装置、旋转装置、菌液环形通道和叶片，菌液环形通道通过弹性支撑装置活动安装在反应室内，菌液环形通道与上部导液管连通，菌液环形通道与旋转装置连接，菌液环形通道上设有若干活动的叶片，叶片包括浸润材料、支撑材料和菌液叶片通道，菌液叶片通道与菌液环形通道连通，菌液叶片通道的外部设有支撑材料，支撑材料上设有浸润材料，菌液环形通道上设有重力传感器，重力传感器和旋转装置均与中央控制器电连接。