[发明专利]一种试验用微型厌氧发酵集气装置及方法

说明书

本发明公开了一种试验用微型厌氧发酵集气装置及方法，该装置包括排气管、单向阀、三通阀、小量筒、气管夹、取样口、气体取样垫、排气口、水封液和大量筒；排气管一侧与厌氧发酵反应器管路连接，另一侧经单向阀和三通阀与小量筒底部软管胶连；三通阀的另一侧与软管连接且设有气管夹；取样口一侧与小量筒底部胶连，另一侧用气体取样垫密封；排气口在小量筒的最大刻度线处，小量筒底座裁剪后倒置放入盛有水封液的大量筒内；打开气管夹排空气体，关闭气管夹收集气体。本发明优点：可实现微量气体的收集，准确测定其产气量及其产气速率；可自行制作，造价低廉；占地空间小，操作简单；密闭性好，气体组分均一。

技术领域

本发明属于厌氧生物处理技术领域，特别涉及一种试验用微型厌氧发酵集气装置及方法。

背景技术

厌氧发酵技术是在无氧条件下利用厌氧微生物自身的新陈代谢作用降解有机物处理方式，能将大量的有机质转化为CH₄或H₂等能源气体。气体产生速率的计量和气体组分的测定对于准确评估厌氧发酵反应器运行性能至关重要。在固废资源化利用的小型试验研究过程中，厌氧发酵反应器启动初期往往处理有机负荷较小，相应的产气量也相对较低。一般的湿式气体流量计测量单位最小为10mL，对于气体体积的微量变化灵敏度较差，影响对低负荷厌氧消化反应器产气性能的评判；而且所需构筑成本高，占地空间大；对于多个同时运行的厌氧发酵反应器，湿式流量计的这些劣势更加突出。通过排水法测定产气量，所需设备数量多，操作相对繁琐。此外，集气袋能够较好的收集气体，但气体体积较难快速准确定量。因此，如何快速准确测定厌氧发酵反应器产气量较少时的产气量，同时最大限度的避免外界干扰，进而准确定量气体组分显得尤为重要。对于连续运行的厌氧发酵反应器，如何快速准确的测定发酵反应器的产气速率，进而为发酵反应器的运行调控提供依据，也是稳定运行厌氧发酵反应器面临的重要问题之一。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种试验用微型厌氧发酵集气装置及方法，可实现试验前期气量较少时产气量的准确测定，以及微量气体流量的测定；同时可快速评估连续进料厌氧发酵反应器的产气速率，且占地空间小，操作简单，易于自制构建；密闭性能好，气体组分均一。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种试验用微型厌氧发酵集气装置，其特征在于，主要包括排气管、单向阀、三通阀、小量筒、气管夹、取样口、气体取样垫、排气口、水封液和大量筒，其中，小量筒倒置放入盛有水封液的大量筒内，排气管的一侧连接厌氧发酵反应器，另一侧接单向阀入口，单向阀的出口连接三通阀的入口，三通阀的第一个出口连接小量筒的底部，第二个出口设置有气管夹，取样口一侧连接小量筒的底部，另一侧用气体取样垫密封，排气口设置在小量筒的最大刻度线处。

进一步，所述小量筒的底部连接两个软管，第一个软管与三通阀的第一个出口胶连，第二个软管与取样口胶连。

进一步，所述的小量筒选用塑料轻质量筒，量筒体积优选100mL，量筒刻度颜色优选有色；所述的大量筒可选用塑料或玻璃量筒，量筒体积以能够装下小量筒为宜，量筒体积优选250mL，量筒刻度颜色优选无色。

进一步，所述的水封液为饱和食盐水；所述的水封液的体积以能够完全没过小量筒为宜。

本发明还提供利用所述试验用微型厌氧发酵集气装置的集气方法，打开气管夹排空小量筒内气体，然后关闭气管夹开始计时收集气体；计时结束时，从取样口取样测定气体组分，同时依据小量筒刻度读取气体体积，准确定量产气速率。如此反复，可循环使用。

进一步，通过三通阀管路并联多个小量筒及其附属设备，可增大气体收集量程。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)可实现微量气体的收集，准确测定微量气体的气量；

(2)可准确评估低负荷厌氧发酵反应器或连续进料厌氧发酵反应器的产气速率；