[发明专利]一种处理有机固废的微电辅助厌氧消化装置

说明书

本发明公开了一种处理有机固废的微电辅助厌氧消化装置，包括反应器，反应器分别与进料装置、排气装置、搅拌装置和微电压装置相连；搅拌装置包括搅拌轴和搅拌桨叶；微电压装置包括参比电极、直流电源、电滑环、导线、阴极层和阳极层，参比电极插入反应器内，电滑环设置在搅拌轴上，阴极层包裹搅拌桨叶，阳极层设置在反应器内壁表面，直流电源的正极通过导线与阳极层相连，直流电源的负极通过导线依次与电滑环、阴极层相连。本发明通过阴阳极之间的微电压刺激，有助于刺激胞外呼吸菌和产甲烷菌群富集和生长代谢，加速厌氧消化进程和甲烷产率，缩短反应器启动周期，提高体系的稳定性，有利于提高反应器的厌氧消化效果。

技术领域

本发明涉及厌氧消化装置，具体为一种处理有机固废的微电辅助厌氧消化装置。

背景技术

有机固废产生量大、种类繁多、性质复杂，若随意堆放不经妥善处理，可能腐败发臭，导致致病菌及蚊蝇滋生，污染周边环境。厌氧消化技术可将固废中的有机质资源转化为沼气能源，在解决有机固废污染问题的同时，还可以产生可再生清洁能源，具有较大的经济和社会效益，是实现有机固废资源化的重要技术之一。

目前，现有的机固废厌氧消化技术存在一些技术瓶颈，如反应装置启动慢、处理周期长、有机碳源难以充分转化、甲烷产率低、工艺稳定性差等问题，这些问题严重限制了厌氧消化技术的广泛应用。微生物电解电池与厌氧消化体系具有技术互补性，微生物阳极可富集电化学活性菌，降解体系中有机质(特别是小分子有机酸)，而阴极可释放电子生成氢气或甲烷气，且微生物电极的低电势环境有利于厌氧产甲烷菌群的富集。因此，将微生物电解电池与厌氧消化相耦合，通过向体系中施加微电压，可以促进有机质水解，提升体系的甲烷产率，并且提高体系的稳定性。

公开号为CN 110903950 A的中国专利公开了一种BES-厌氧消化耦合装置及其应用方法，该系统包括阳极室、厌氧消化中间室、阴极室和氨气回收装置，该装置可解决蓝藻底物高浓度氨氮抑制，实现氨氮回收与阴极产氢，但是该装置结构复杂，主要适用于废水，对于有机固废底物并不适用。

公开号为CN 109161476 A的中国专利公开了一种电发酵产甲烷的装置与方法，所述装置包括罐体、恒电位仪、工作电极、辅助电极和参比电极，罐底设置有搅拌装置。该装置通过电极作用，可提高产甲烷速率和体系稳定性，但在该装置中，电极的插入会影响体系内流态，增加死体积，且搅拌装置仅位于系统底部，对于黏度较大的有机固废搅拌力度可能不足。

公开号为CN105601070 A的中国专利公开了一种有机废物厌氧消化-微生物电解耦合反应系统及其方法，该系统包括厌氧消化反应器、提取装置和脱水装置，厌氧消化反应器内设有微生物电解装置和电解水装置，所述电解水装置产生气体通过进气口进入厌氧消化反应器内，用于提升反应器的厌氧甲烷产率。不过该装置结构较复杂，且微生物电解装置所需的输入电压较高，电压范围为1.8～12V。

总的来说，现有的微生物电解电池与厌氧消化相耦合的装置存在以下问题：(1)结构复杂，不适用于有机固废底物；(2)电极的引入对装置内流态有不利影响，现有耦合系统缺少搅拌装置或搅拌装置仅位于系统底部，对于黏度较大的有机固废搅拌力度可能不足；(3)所需电压较高。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明的目的是提供一种结构简单、可缩短启动周期、提高体系稳定性、提高厌氧消化效果的处理有机固废的微电辅助厌氧消化装置。

技术方案：本发明所述的一种处理有机固废的微电辅助厌氧消化装置，包括反应器，反应器分别与进料装置、排气装置、搅拌装置和微电压装置相连；搅拌装置包括搅拌轴和搅拌桨叶；微电压装置包括参比电极、直流电源、电滑环、导线、阴极层和阳极层，参比电极插入反应器内，用于检测电极电势，判断电极运行状态，电滑环设置在搅拌轴上，阴极层包裹搅拌桨叶，阳极层设置在反应器内壁表面，直流电源的正极通过导线与阳极层相连，直流电源的负极通过导线依次与电滑环、阴极层相连。