[发明专利]电磁强化连续式发酵方法及装置

说明书

本发明公开了一种电磁强化连续式发酵方法及装置，即发酵原料从进料口进入均匀设置有中空穿孔电极对阵列的发酵腔中，发酵原料切割通过中空穿孔电极对后设置在中空穿孔电极对之间，通过中空穿孔电极对向发酵原料中鼓入气体进行曝气，保证不同阶段发酵原料处于充分均匀混合状态，在15~70℃发酵过程中，向中空穿孔电极对施加微电压，同时在发酵过程中，对发酵原料施加磁场，上述发酵采用连续式发酵方式，提高生产效率；发酵过程中收集渗滤液、挥发氨、发酵产物，用于制备肥料和副产品；本发明发酵方法生产周期短，产品质量优良，操作过程简便，资源利用价值高，解决了传统发酵方法产品质量难控制、发酵过程产生环境污染、发酵效率低下等诸多问题。

技术领域

本发明涉及一种电磁强化连续式发酵方法及装置，即在曝气、强自由基、微电压和磁场强化条件下进行连续发酵处理，实现有机物的发酵过程快速高效完成，属于有机物发酵生产领域。

背景技术

普通的发酵技术是利用天然微生物的降解作用，将不稳定的有机质转变为较稳定的有机质，但利用微生物自然发酵来进行生产耗时较长，效率较低，且该过程需要定期人工翻堆来保证氧气量，这种做法往往很难控制氧气的准确含量，易形成缺氧环境，影响好氧发酵效果。特别是在处理有机废物时，传统的发酵方法并不能对有机废物中的抗生素、重金属等有毒有害物质进行完全降解或处理，影响发酵产品质量和处理效果。同时，在其他发酵产业生产过程中，挥发气造成约33%~60%氮损失，存在着大量氨氮资源浪费，其中NH₃是氮元素最主要的流失形式（约占总氮损失的98%）。同时传统的发酵方法产生的渗滤液中COD在10000mg·L^-1左右，BOD₅在6000 mg·L^-1左右，⁺-N在110.01mg·L^-1，这些挥发气、渗滤液往往是直接排放，造成大量的资源浪费同时引发了大量的大气环境污染和水体面源污染。

一种无动力自通风式好氧堆肥化技术，即利用筒内布置的通气管营造好氧环境以实现好氧发酵过程；该技术仅依靠微生物的自然发酵过程来降解有机废物会导致好氧发酵过程耗时较长，效率较低，对重金属、抗生素等有毒有害物质的降解作用不明显；再如快速好氧堆肥化处理技术，即利用传动装置将混合物料混合后送入反应仓内进行好氧发酵处理，由上部送风口输入空气，下部排气口排出反应气体。该方法只由上部输入空气会导致反应设备内氧气分布不均匀，底部容易形成厌氧环境，影响好氧发酵效果，目前未见与本发明相同的方法和装置公开。

发明内容

针对上述现有发酵处理技术的局限性，即自然发酵过程历时较长导致的处理效率不高，同时人工翻堆导致的原料混合不均匀，抗生素、重金属得不到有效处理，大量的渗滤液污染，挥发氨浪费等问题，本发明提供了一种电磁强化连续式发酵方法，即利用电化学作用产生微量自由基，外加磁场强化反应过程，降低重金属的毒性，降解抗生素，强化发酵效果；收集挥发氨、渗滤液，防止二次污染；利用中空穿孔电极对定时向发酵原料中定时、定位泵入气体，使原料能够分阶段进行发酵过程，并且可使不同发酵阶段均能按要求处于充分处于反应环境中，减免翻堆过程，解决了人工翻堆导致的不均均、生产效率低下等问题，保证发酵产品质量。