[发明专利]永磁变频磁场强化生物质厌氧发酵产生甲烷系统及菌群驯化方法

权利要求书

1.一种永磁变频磁场强化生物质厌氧发酵产生甲烷系统，其特征是，它包括：厌氧发酵装置、永磁变频磁场发生装置和底物添加装置，所述厌氧发酵装置包括厌氧发酵罐（2），在厌氧发酵罐（2）的外壁上缠绕橡胶软管（5），橡胶软管（5）的进水口通过水泵（22）与气电两用加热炉（19）的出水孔（17）连接，橡胶软管（5）的出水口与气电两用加热炉（19）的进水孔（16）连接，在厌氧发酵罐（2）的外壁上装有pH计（8）和ORP计(9)，在厌氧发酵罐(2)的顶部设置与厌氧发酵罐(2)内部相通的液体取样口(7)、气体取样口（6）和进料孔（23），厌氧发酵应罐（2）的罐底呈圆锥体，在厌氧发酵应罐（2）的罐底的圆锥体中心设置排污孔（4）；所述永磁变频磁场发生装置包括：在厌氧发酵罐(2)内部设置圆盘(24)，圆盘(24)通过连接轴(3)与发动机(20)连接，在圆盘(24)的周壁上均布固连若干永磁体(1)；所述底物添加装置包括：在厌氧发酵罐(2)的顶部设置的进料孔(23)通过输送通道(10)与底物储藏室(11)连通，底物储藏室(11)的液体注入口(12)与蠕动泵(15)相连，底物储藏室(11)的抽气口(13)与气泵(14)相连。

2.根据权利要求1所述的永磁变频磁场强化生物质厌氧发酵产生甲烷系统，其特征是，所述厌氧发酵应罐（2）的罐底呈圆锥体呈25°-30°倾斜。

3.根据权利要求1所述的永磁变频磁场强化生物质厌氧发酵产生甲烷系统，其特征是，在所述厌氧发酵罐2的顶部置有温度传感器（21）。

4.根据权利要求1所述的永磁变频磁场强化生物质厌氧发酵产生甲烷系统，其特征是，在所述气电两用水浴锅（19）上置有温度计（18）。

5.根据权利要求1所述的永磁变频磁场强化生物质厌氧发酵产生甲烷系统，其特征是，在所述圆盘（24）的周壁上均布固连的若干永磁体（1）每两块呈180°构成磁极对。

6.根据权利要求1所述的永磁变频磁场强化生物质厌氧发酵产生甲烷系统，其特征是，菌群驯化方法包括以下步骤：

步骤A，将底物和原始污泥加入厌氧发酵装置，混合之后的液体pH值调整至7.0，利用pH计、ORP计和液相色谱仪来监测混合液体pH值、氧化还原电位和VFA的变化，通过测量混合物的碳氮比，在碳氮比超过或低于25-30：1的范围时，通过向其中加入无机盐溶液来调整碳氮比使其维持在25-30：1的范围内，保证处于最佳的碳氮比范围，利用磁场发生装置在厌氧发酵装置周围产生所需的稳定磁场；

步骤A-1，向厌氧发酵装置的厌氧发酵罐中加入底物和原始污泥，然后向其中加入无菌无氧水进行定容，通过加入碳酸氢钠来调整碳氮比和混合溶液的pH值为7.0；

步骤A-2，取出10ml的样品测量作为初始量与后续反应测量的数值进行对比来观察反应过程中的变化，确定反应是否正常进行；

步骤A-3，由厌氧发酵装置内置的永磁变频磁场发生装置产生驯化所需的稳定磁场；

步骤B，通过监测pH值是否低于6.4、ORP电位是否高于-220mV以及VFA含量是否低于200mg/L来判断厌氧发酵反应是否正常进行，如果反应正常进行则执行步骤C；

本步骤是每四天进行一次，每次从厌氧发酵装置的厌氧发酵罐中取出10ml用于检测其中VFA、氨氮、总氮的含量，然后取出100ml留存用于基因测序，而整个过程中的pH和ORP的监测是一直保持的；

步骤C，定期向厌氧发酵装置的厌氧发酵罐中加入底物，维持反应持续进行，在完成磁场驯化之后收集并保存驯化过的菌液；

步骤C-1，用底物添加装置向所述厌氧发酵装置的厌氧发酵罐加入底物，并且加入无菌无氧水；

步骤C-2，在完成驯化之后，利用所述底部的孔收集驯化菌液，将菌液保存在55℃经过紫外灯消毒之后的厌氧培养箱，定期向其中加入营养液保持驯化菌液的活性；

本步骤每隔15天向厌氧发酵装置的厌氧发酵罐中加入一次底物，在完成驯化之后收集驯化菌液保存在55℃，磁场强度为5mT--25mT的无氧环境下；

步骤D，在驯化的过程中通过在厌氧发酵罐的外壁上设置的pH计和ORP计，采集到反应过程中的各项参数与参数的正常范围进行对比来确定驯化过程是否处于正常状态。