[发明专利]一种提高有机固体废物厌氧甲烷产率与纯度的方法及系统

权利要求书

1.一种提高有机固体废物厌氧甲烷产率与纯度的系统，其特征在于，该系统包括：

浆化调质罐，为搅拌混合设备，用于对加入的有机固体废物进行浆化调质；

厌氧发酵罐，包括产甲烷外罐和设于所述产甲烷外罐内的水解产酸内罐，所述水解产酸内罐为搅拌混合设备，顶部设有溢流堰，并与所述产甲烷外罐相通，经浆化调质后的有机固体废物由水解产酸内罐底部泵入，进行水解产酸反应，水解产酸的产物由所述水解产酸内罐顶部溢流堰溢流至所述产甲烷外罐；

内回流搅拌装置，设于所述产甲烷外罐外部，用于控制物料在所述产甲烷外罐内的液面高度始终低于所述水解产酸内罐；及

沼渣沼液处理系统，设于所述产甲烷外罐外部，用于处理所述产甲烷外罐反应后由底部泵出的沼渣。

2.根据权利要求1所述的一种提高有机固体废物厌氧甲烷产率与纯度的系统，其特征在于，所述浆化调质罐出口通过管路连接所述水解产酸内罐底部，所述管路中设有进泥泵，所述产甲烷外罐外部与所述沼渣沼液处理系统之间设有出泥泵。

3.根据权利要求1所述的一种提高有机固体废物厌氧甲烷产率与纯度的系统，其特征在于，所述厌氧发酵罐设有压力表和可控制的排气阀门，所述排气阀门在反应时处于闭合状态直至厌氧发酵罐内压强达到预定值一，再打开排气阀门排出高纯度沼气至罐内压强降到预定值二，再进行闭合，如此反复操作。

4.根据权利要求3所述的一种提高有机固体废物厌氧甲烷产率与纯度的系统，其特征在于，所述厌氧发酵罐与所述内回流搅拌装置所耐压强的范围为4～6bar，所述预定值一的压强值为2～3bar，所述预定值二的压强为1.2～1.5bar。

5.根据权利要求1所述的一种提高有机固体废物厌氧甲烷产率与纯度的系统，其特征在于，所述沼渣沼液处理系统设有沼渣脱水单元、沼液加碱脱氨单元和水处理单元，沼渣经脱水后得到泥饼和沼液，一部分沼液经加碱后脱氨得到氨气和脱氨沼液，氨气通入产甲烷外罐，脱氨沼液和另一部分沼液进入水处理单元进行处理。

6.根据权利要求1所述的一种提高有机固体废物厌氧甲烷产率与纯度的系统，其特征在于，所述浆化调质罐与水解产酸内罐的有效容积比为1:1～2:1，所述水解产酸内罐与产甲烷外罐的高度比为1:3～2:3，内径比为1:3～1:2，有效容积比为1:8～1:2，所述厌氧发酵罐内的气体储存区与液相反应区的有效容积比为1:1～2:1。

7.一种提高有机固体废物厌氧甲烷产率与纯度的方法，其特征在于，采用如权利要求1-6任一项所述的系统进行处理，包括以下步骤：

S1、将有机固体废物加入浆化调质罐，调节含水率和pH值，搅拌均匀；

S2、将经过浆化调质的有机固体废物泵入水解产酸内罐，在水解产酸内罐里进行厌氧水解产酸；

S3、经水解产酸后的产物从水解产酸内罐顶部溢流至产甲烷外罐，进行厌氧产甲烷，厌氧发酵罐内压强升高至2～3bar时排气，直至压强降至1.2～1.5bar时停止排气，经此反应后得到沼渣和高纯度沼气；

S4、经S3步骤所得沼渣经脱水后得到沼液和泥饼，一部分沼液直接进入水处理环节，一部分沼液经加碱调节pH值为9.5～10使氨气溢出，得到的脱氨沼液进入水处理环节，氨气通入厌氧发酵罐的产甲烷外罐。

8.根据权利要求7所述的一种提高有机固体废物厌氧甲烷产率与纯度的方法，其特征在于，步骤S1中，所述有机固体废物为厨余垃圾、市政垃圾的有机成分、剩余污泥、作物秸秆、畜禽粪便的任意一种或组合，其挥发性固体占总固体的质量比例为40～90％，调节其含水率至95～90％，pH值至5～6，所述搅拌方式为连续机械搅拌，搅拌速率为50～100r/min。