[发明专利]一种自循环厌氧发酵增效装置与方法

权利要求书

1.一种自循环厌氧发酵增效装置，包括厌氧发酵反应器(1)，其特征在于，在厌氧发酵反应器(1)的入口位置设置有用于向反应体系中投加磁性生物炭的磁性生物炭投加装置(7)，在厌氧发酵反应器(1)的消化液出口(2)设置有用于回收消化液内的磁性生物炭的可移动的电磁铁(3)，电磁铁(3)通过机械臂(4)连接电机(5)，电机(5)通过机械臂(4)控制电磁铁(3)移动于厌氧发酵反应器(1)的磁性生物炭投加装置(7)或者消化液出口(2)位置，所述消化液出口(2)设置有电磁阀，所述磁性生物炭投加装置(7)的出口设置有翻板阀(6)，所述电磁阀和翻板阀(6)均连接控制器，所述控制器同时连接厌氧发酵反应器(1)的产气量和气组检测装置、电磁铁(3)的供电开关以及电机(5)，当消化液排放完毕，关闭电磁阀，电机(5)控制电磁铁(3)移动至磁性生物炭投加装置(7)上方，断电释放磁性生物炭，打开翻板阀(6)，投加磁性生物炭至反应体系，电磁铁(3)移动至消化液出口(2)，通电待吸附，完成一轮循环。

2.根据权利要求1所述自循环厌氧发酵增效装置，其特征在于，所述磁性生物炭投加装置(7)设置有计量装置，控制投入反应体系的磁性生物炭的量为1-20g/L。

3.一种基于权利要求1所述自循环厌氧发酵增效装置的自循环厌氧发酵增效方法，其特征在于，在厌氧发酵中，利用磁性生物炭投加装置(7)将磁性生物炭投加到厌氧发酵反应体系中，定期对产气量和气组进行检测，基质消耗完后，在排除消化液时，利用电磁铁(3)吸附消化液内的磁性生物炭，待排放结束，利用电机(5)通过机械臂(4)将电磁铁(3)移动至磁性生物炭投加装置(7)上方，断电释放磁性生物炭，开始下一轮反应。

4.根据权利要求3所述自循环厌氧发酵增效方法，其特征在于，所述磁性生物炭通过水热法合成制备：在氮气保护下，将生物炭加至超纯水中，震荡后得到悬浊液，依次向悬浊液中加入FeCl₃·6H₂O、FeSO₄·7H₂O和乙酸钠，之后水浴加热，将合成的黑色固体置于烧杯中清洗，在烧杯旁放置磁铁，固体会被吸附到烧杯边缘靠近磁铁位置，将水倒出，重复清洗数次，经真空干燥后备用。

5.根据权利要求4所述自循环厌氧发酵增效方法，其特征在于，所述超纯水用量为50mL，生物炭用量为0.28g，FeCl₃·6H₂O用量为0.42g，FeSO₄·7H₂O用量为0.25g，乙酸钠用量为0.25g，水浴加热温度为90℃。

6.根据权利要求3所述自循环厌氧发酵增效方法，其特征在于，所述生物炭的制作方法是将木屑置于500℃缺氧环境中，控制升温幅度为10-15℃/min，温度达到500℃后维持2h，降温后过筛，孔径控制在0.25mm-1mm之间，干燥储存备用。

7.根据权利要求3所述自循环厌氧发酵增效方法，其特征在于，所述厌氧发酵的基质为餐厨垃圾和剩余污泥按湿重比的4:1配置而成，厌氧发酵温度为30-38℃。

8.根据权利要求3所述自循环厌氧发酵增效方法，其特征在于，所述磁性生物炭的投加方式为一次投加或多次投加。