[实用新型]同步回收氨氮的厌氧产酸产甲烷装置

说明书

本实用新型提供了一种同步回收氨氮的厌氧产酸产甲烷装置，属有机物处理领域。该装置中的水解酸化反应设备的出口端与电水解氨氮分离设备的入口端连通，电水解氨氮分离设备的出口端分别与产甲烷反应设备的入口端以及氨氮吸收设备的入口端连通。该装置简单，成本低，适用于含NH₄⁺的有机废物处理。使用上述装置将待处理有机物由水解酸化反应设备水解酸化，所得的第一酸化液输入电水解氨氮分离设备电水解，所得的第二酸化液输入至产甲烷反应设备，NH₄⁺输入至氨氮吸收设备。

技术领域

本实用新型涉及有机物处理领域，且特别涉及一种同步回收氨氮的厌氧产酸产甲烷装置。

背景技术

城市有机固体污染物主要包括居民家庭垃圾、餐厨垃圾、园林垃圾、人畜粪便、污泥、以及商业、服务业、文教卫生、机关和企事业等单位产生的有机生活垃圾等。全国城镇生活垃圾无害化处理率仅为63.5％。城市有机固体废弃物如不能得到快速有效的处理，会产生恶臭、污染地下水、传播疾病，对城市公共环境卫生安全造成极大威胁。

厌氧消化技术可以有机固体废弃物为原料，产生清洁、环保的可再生能源——沼气，得到了广泛的应用和关注。然而，在厌氧消化的水解酸化阶段，城市有机固体污染物中的大部分有机氮(蛋白质和尿素)在水解酸化菌的作用下转化为氨氮。产生的氨氮只有少部分作为微生物生长的氮源，同化进入微生物细胞，而大部分则在厌氧反应器内不断累积。当氨氮积累到一定浓度时，不仅影响氢型和乙酸型产甲烷菌的活性，甚至会抑制所有厌氧微生物菌群的生长，导致厌氧反应器运行停滞甚至崩溃。因此，氨氮已成为限制高含氮城市固体废物厌氧消化技术发展的瓶颈。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种同步回收氨氮的厌氧产酸产甲烷装置，该装置简单，成本低，适用于含NH₄⁺的有机废物处理。

本实用新型解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的：

本实用新型提出了一种同步回收氨氮的厌氧产酸产甲烷装置，包括水解酸化反应设备、电水解氨氮分离设备、氨氮吸收设备以及产甲烷反应设备，水解酸化反应设备的出口端与电水解氨氮分离设备的入口端连通，电水解氨氮分离设备的出口端分别与产甲烷反应设备的入口端以及氨氮吸收设备的入口端连通。

进一步地，在本实用新型较佳实施例中，电水解氨氮分离设备包括电水解室、离子交换膜、第一电极、第二电极和电源，离子交换膜隔离将电水解室分隔为分别位于离子交换膜两侧的阳极室和阴极室并用于将阳极室中的NH₄⁺交换至阴极室，阳极室的入口端用于与水解酸化反应设备的出口端连通，阳极室的出口端用于与产甲烷反应设备的入口端连通，阴极室的出口端用于与氨氮吸收设备连通，第一电极设置于阳极室，第二电极设置于阴极室，第一电极和第二电极均与电源电连接。

进一步地，在本实用新型较佳实施例中，阳极室中阳极为不锈钢材料电极和/或阴极室中阴极为不锈钢材料电极。

进一步地，在本实用新型较佳实施例中，离子交换膜为阳离子交换膜。

进一步地，在本实用新型较佳实施例中，氨氮吸收设备的内部设置有用于吸附含有NH⁴⁺的氨氮类物质的填料。

进一步地，在本实用新型较佳实施例中，氨氮吸收设备还包括与阴极室连通的出口端，填料设置于氨氮吸收设备的入口端与氨氮吸收设备的出口端之间，由氨氮吸收设备的入口端进入的阴极室输出的氨氮类物质经填料吸附后从氨氮吸收设备的出口端输回至阴极室。

进一步地，在本实用新型较佳实施例中，阳极室与产甲烷反应设备之间还设置有pH值调节设备。

进一步地，在本实用新型较佳实施例中，阳极室和阴极室分别设置有氧气收集口和氢气收集口。