[发明专利]用于从工业有机废弃物和生物质生产氢和甲烷的集成系统

摘要

本发明提供被设计用于克服持续性生物制氢的两个最重要的局限性的系统，所述局限性即微生物产氢培养物被产甲烷培养物污染从而需要频繁重新启动和/或其他产甲烷细菌灭活技术，以及在微生物自系统洗出以及失效中达到极点的产氢微生物的细菌产率低。所述系统包括用于生物制氢的连续搅拌生物反应器(CSTR)，其后为位于CSTR下游的重力沉降器，它们的组合形成了生物氢化器。通过来自重力沉降器底部的生物质再循环和/或来自重力沉降器底流的生物质废弃物将氢反应器中的生物质浓度保持在所需范围内。由于产氢细菌对流出物废弃物组分的微生物学降解，重力沉降器负荷有挥发性脂肪酸，其为下游生物甲烷转化器中产甲烷细菌的良好底物。

主权项

用于从有机废弃物生产氢和甲烷的装置，其包括：a)生物氢化器，其包括：完全混合型生物反应器，所述完全混合型生物反应器具有用于接收有机废弃物进入所述完全混合型生物反应器的入口；和位于所述完全混合型生物反应器下游并且与所述完全混合型生物反应器的出口水力连接的用于接收来自所述完全混合型生物反应器的输出物的重力沉降器，其包括将所述重力沉降器的底部连接至所述完全混合型生物反应器的用于将来自所述重力沉降器的沉降的生物质再循环至所述完全混合型生物反应器的回料管，并且包括用于排放过量生物质的起自所述重力沉降器底部的出口管；b)位于所述完全混合型生物反应器内的产氢微生物；c)位于所述重力沉降器下游并且与所述重力沉降器的出口水力连接的生物甲烷转化器；且c)其中进入所述完全搅拌型生物反应器的有机废弃物被所述产氢微生物以微生物学方式主要降解成氢气和二氧化碳，以及挥发性脂肪酸和伯醇的混合物，其中氢气和二氧化碳从所述完全混合型生物反应器释放，其中包含所述挥发性脂肪酸、伯醇和产氢微生物的液体流出物流至所述重力沉降器，当在所述重力沉降器中时，产氢微生物沉降至所述重力沉降器的底部并且于所述重力沉降器中被浓缩，而主要包含所述挥发性脂肪酸和所述伯醇的液体流出物流入所述生物甲烷转化器，其中所述挥发性脂肪酸和所述伯醇被以微生物学方式主要降解成甲烷气体和二氧化碳，其中在所述重力沉降器底部的沉降的产氢微生物被再循环回所述完全混合型生物反应器，且其中在所述生物甲烷转化器中产生的甲烷气体和二氧化碳被释放并且包含残留有机物的液体废弃物从所述生物甲烷转化器排放。