[发明专利]固液两阶段厌氧发酵装置及方法

摘要

本发明涉及一种固液两阶段厌氧发酵装置及方法，包括固体产酸发酵反应器、液体产甲烷反应器、产酸发酵液收集罐、沼液收集罐、循环加热装置、沼气计量器、搅拌机、污水泵、液位传感器、温度传感器和自动控制柜。本发明提供的装置中液相发酵装置体积小、升温快、保温好、耗能低；装置占地小、投资少，与传统湿式发酵相比较，可节省投资约20％左右，该装置和方法适用于猪粪、秸秆、蔬菜残体、餐厨垃圾和城市垃圾等有机废弃物的资源化处理利用，节水、无沼液排放、无二次污染等特点，而且底物转化率与容积产气率高。

主权项

1.一种固液两阶段厌氧发酵方法，其特征在于：步骤为：⑴将不同有机废弃物和接种物按比例混合，混合好的原料通过活动门进入卧式干发酵反应仓，关闭卧式干发酵反应仓门，定时启动鼓风曝气系统，在好氧微生物作用下对反应器内物料增温，关闭曝气系统开始厌氧发酵，产酸发酵产生的酸化液定时泵入产酸发酵液收集罐；⑵将产甲烷发酵反应器中的沼液泵入沼液收集罐后回流至固体产酸发酵反应仓，产酸发酵液收集罐中的酸化液经沉淀后泵入产甲烷反应器进行发酵；⑶发酵的前10‑15天，每天控制产酸发酵液至收集罐、然后回流至产酸发酵反应仓的次数在2‑3次；⑷发酵开始后每隔6‑10天，按上述方法操作另一套卧式干发酵反应仓；每个干发酵反应仓运行30‑35天后结束发酵，关闭反应仓沼气通道和渗滤液阀门，打开通气阀门，以鼓风系统向固体产酸发酵反应仓内曝气，每次10‑15分钟，次数依据实际情况确定，2‑3天后将反应仓内发酵后的物料排出，重新填料，重复运行；⑸通过沼液回流至固体产酸发酵反应器的量、回流频率、固体产酸发酵反应装置个数、产甲烷发酵反应器有效容积的参数的控制，高效耦合固体产酸和液体产甲烷两阶段，实现沼液的零排放；在所述混合好的原料中接入在菌种白腐真菌TF1菌株和白腐真菌JG1菌株，白腐真菌TF1接入量为2wt％，白腐真菌JG1接入量为5wt％；上述方法采用的固液两阶段厌氧发酵装置，结构为：包括固体产酸发酵反应器、液体产甲烷反应器、产酸发酵液收集罐、沼液收集罐、循环加热装置、沼气计量器、搅拌机、污水泵、液位传感器、温度传感器和自动控制柜；所述固体产酸发酵反应器包括一卧式干发酵反应仓，在仓体上部安装沼液回流布液装置，在仓体底部安装曝气管道，在仓体的两侧安装酸化液渗滤筛板，仓体底部的酸化液出口，仓体上部的气体出口通过管道连接沼气计量器；干发酵反应仓的酸化液出口通过一污水泵连接产酸发酵液收集罐进液口，发酵液收集罐出液口连接液体产甲烷反应器进液口，液体产甲烷反应器出液口连接沼液收集罐，沼液收集罐出口与干发酵反应仓顶部沼液布液管相连，液体产甲烷反应器出气口连接沼气计量器；在液体产甲烷反应器上连接一循环加热装置，在液体产甲烷反应器内安装一搅拌机；在产酸发酵液收集罐和沼液收集罐内分别安装高、低液位传感器，传感器输出信号给自动控制柜，自动控制柜采集液位信号给污水泵；在液体产甲烷反应器内安装一温度传感器，温度传感器输出信号给自动控制柜，自动控制柜采集温度信号给循环加热器；所述固体产酸发酵反应仓有效容积60L，反应器数量为4‑6个；液体产甲烷发酵反应器为改进型CSTR反应器，有效容积100L；所述卧式干发酵反应仓与液体产甲烷发酵反应器按有效容积比为2.4‑3:1配比；所述液体产甲烷发酵平均容积产气率为1.2L/(L·d)，甲烷平均含量为62.5％，COD的平均去除率达67.6％；整个装置的发酵过程除进出料外，通过自动控制系统实现无人操作，固体产酸发酵在常温下运行，液体产甲烷发酵在35±1℃下运行。