CN114989966B - 一种厌氧发酵***及厌氧发酵方法 - Google Patents

一种厌氧发酵***及厌氧发酵方法 Download PDF

Info

Publication number
CN114989966B
CN114989966B CN202210789460.1A CN202210789460A CN114989966B CN 114989966 B CN114989966 B CN 114989966B CN 202210789460 A CN202210789460 A CN 202210789460A CN 114989966 B CN114989966 B CN 114989966B
Authority
CN
China
Prior art keywords
anaerobic
homogenizing
main body
reactor main
fermentation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202210789460.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN114989966A (zh
Inventor
曾西
李云
杨文俊
何汶骏
祁彩红
肖启帆
李朋荣
何学林
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Meishan Chengtou Zhonghengneng Environmental Protection Technology Co ltd
Original Assignee
Meishan Chengtou Zhonghengneng Environmental Protection Technology Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Meishan Chengtou Zhonghengneng Environmental Protection Technology Co ltd filed Critical Meishan Chengtou Zhonghengneng Environmental Protection Technology Co ltd
Priority to CN202210789460.1A priority Critical patent/CN114989966B/zh
Publication of CN114989966A publication Critical patent/CN114989966A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN114989966B publication Critical patent/CN114989966B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M21/00—Bioreactors or fermenters specially adapted for specific uses
    • C12M21/04—Bioreactors or fermenters specially adapted for specific uses for producing gas, e.g. biogas
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F3/00—Biological treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F3/28—Anaerobic digestion processes
    • C02F3/2866—Particular arrangements for anaerobic reactors
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C05—FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
    • C05F—ORGANIC FERTILISERS NOT COVERED BY SUBCLASSES C05B, C05C, e.g. FERTILISERS FROM WASTE OR REFUSE
    • C05F9/00—Fertilisers from household or town refuse
    • C05F9/02—Apparatus for the manufacture
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C05—FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
    • C05F—ORGANIC FERTILISERS NOT COVERED BY SUBCLASSES C05B, C05C, e.g. FERTILISERS FROM WASTE OR REFUSE
    • C05F9/00—Fertilisers from household or town refuse
    • C05F9/04—Biological compost
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M23/00—Constructional details, e.g. recesses, hinges
    • C12M23/36—Means for collection or storage of gas; Gas holders
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M23/00—Constructional details, e.g. recesses, hinges
    • C12M23/58—Reaction vessels connected in series or in parallel
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M27/00—Means for mixing, agitating or circulating fluids in the vessel
    • C12M27/02—Stirrer or mobile mixing elements
    • C12M27/06—Stirrer or mobile mixing elements with horizontal or inclined stirrer shaft or axis
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M29/00—Means for introduction, extraction or recirculation of materials, e.g. pumps
    • C12M29/18—External loop; Means for reintroduction of fermented biomass or liquid percolate
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M41/00—Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M41/00—Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation
    • C12M41/12—Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation of temperature
    • C12M41/18—Heat exchange systems, e.g. heat jackets or outer envelopes
    • C12M41/22—Heat exchange systems, e.g. heat jackets or outer envelopes in contact with the bioreactor walls
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M41/00—Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation
    • C12M41/26—Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation of pH
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M45/00—Means for pre-treatment of biological substances
    • C12M45/02—Means for pre-treatment of biological substances by mechanical forces; Stirring; Trituration; Comminuting
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M45/00—Means for pre-treatment of biological substances
    • C12M45/04—Phase separators; Separation of non fermentable material; Fractionation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P5/00—Preparation of hydrocarbons or halogenated hydrocarbons
    • C12P5/02—Preparation of hydrocarbons or halogenated hydrocarbons acyclic
    • C12P5/023—Methane
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2103/00—Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated
    • C02F2103/06—Contaminated groundwater or leachate
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E50/00—Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
    • Y02E50/30—Fuel from waste, e.g. synthetic alcohol or diesel

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Clinical Laboratory Science (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Purification Treatments By Anaerobic Or Anaerobic And Aerobic Bacteria Or Animals (AREA)

Abstract

本发明公开了一种厌氧发酵***及厌氧发酵方法，该厌氧发酵***包括通过管道依次连接的均质调节池、厌氧装置、沼液暂存池以及污泥脱水***。本发明中的均质调节池和厌氧装置均设置有两个，可以设定为一备一用或者同时工作的状态，提高调节与厌氧发酵的效率。同时厌氧装置包括厌氧反应器主体、回流装置、气体收集装置以及排污管，在厌氧反应器主体中投放菌种，可以进行厌氧处理，再经过回流装置对发酵液进行回流和分相处理，分离出固体、液体和气体，通过气体收集装置收集沼气，实现厨余垃圾的厌氧发酵处理效果。本发明能最大效率地实现餐厨垃圾的无害化处理和资源化利用。

Description

一种厌氧发酵***及厌氧发酵方法
技术领域
本发明属于厨余垃圾处理技术领域，具体涉及到一种厌氧发酵***及厌氧发酵方法。
背景技术
随着中国城市经济快速增长，人口不断增加和人们生活水平的不断提高，厨余垃圾产出量不断增加，成为城市垃圾收集、运输和处理的主要难题。餐厨垃圾主要指城市中餐厅与厨房产生的易腐、易生物降解的废弃物(主要是残羹剩饭)，脱水性能较差，高温易腐，发出难闻的异味。与其他垃圾相比，具有含水量、有机物含量、油脂含量及盐分含量高，营养元素丰富等特点，具有很大的回收利用价值。餐厨垃圾处置不当将污染环境、损害居民身体健康且造成巨大的资源浪费。
厌氧消化是微生物在不存在氧气的情况下分解生物可降解材料的一系列过程。生物可降解材料包括废纸、餐厨垃圾、高浓度有机废水、动物***物和液体废物等。厌氧消化适合于处理湿润的有机材料，被广泛用于有机废物的处理。现有厌氧消化处理存在反应器表面出现浮渣，搅拌效率低，发酵不充分等问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种厌氧发酵***及厌氧发酵方法，可以针对餐厨垃圾进行***化处理，既可以将厨余垃圾转化为有机肥和甲烷气体，实现资源的回收利用；同时通过改进的厌氧装置和均质调节池结构，实现高效率的转化工作，使餐厨垃圾可以工业化处理。
为达上述目的，本发明提供了一种厌氧发酵***，包括通过管道依次连接的均质调节池、厌氧装置、沼液暂存池以及污泥脱水***；
厌氧装置包括并联的厌氧反应器一和厌氧反应器二，厌氧反应器一与厌氧反应器二结构相同，均包括：厌氧反应器主体、回流装置、气体收集装置以及排污管，厌氧反应器主体内部设置有搅拌结构，厌氧反应器主体底部设置有控制***，回流装置一端与厌氧反应器主体的出料端连通，另一端与厌氧反应器主体的进料端连通；回流装置与气体收集装置通过排气管连通，排污管设置于厌氧反应器主体的下部一端处，厌氧反应器主体的下部还设置有排水管，排水管与沼液暂存池连通；
均质调节池为并联的两个，包括并联的均质调节池一和均质调节池二，均质调节池中并排设置有拦截装置，均质调节池底部设置有搅拌结构，均质调节池与厌氧装置通过管道连接。
进一步地，控制***包括电性连接的温度传感器、加热器和控制器，还包括电性连接的pH检测计、加药装置和控制器，加药装置设置于厌氧反应器主体的上部。
进一步地，回流装置包括与厌氧反应器主体的出料端连通的蛇形回流管道，包括连通蛇形回流管道和厌氧反应器主体进料端的三相分离器。
进一步地，均质调节池底部倾斜设置，搅拌结构横向固定于均质调节池侧壁，均质调节池上部设置有带阀门的加药管，均质调节池上设置有透明观察窗。
进一步地，拦截装置活动设置于均质调节池内部，拦截装置设置有两组拦截组件，每组包括6-10个拦截管，拦截管上方设置有带阀门的进水管道，进水管道与预处理***连通，阀门与拦截管一一对应。
进一步地，拦截管管体为网状结构，拦截管上端与下端均设置有可拆卸的筛网。
本发明还提供了一种采用厌氧发酵***进行厌氧发酵的方法，包括以下步骤：
(1)发酵前处理
将厨余垃圾废水送至预处理***进行预处理，去除其中的固渣、油和悬浮物；
(2)厌氧发酵处理
并联两个厌氧装置和两个均质调节池，将经预处理***处理后的废水投入两个均质调节池中，经拦截装置处理后搅拌均匀，调整均质调节池中的物料含水率为80-90％，均质调节池工作时采用一备一用的模式；
将均质调节池处理后的废水从厌氧装置的进料端投入厌氧反应器主体中，同时通过控制***对废水进行加热处理，保持温度并向厌氧反应器主体中添加携带菌种的污泥，使废水在高温下通过投加的进行厌氧发酵，厌氧装置工作时保持一备一用或同时使用的模式；
(3)发酵后处理
将经厌氧装置处理后的废水依次排入沼液暂存池、污泥脱水***，对厌氧装置投入清洁剂并进行反洗，即可。
进一步地，反洗具体包括：关闭厌氧装置的进水端，将高压水从厌氧装置的排水管泵入厌氧装置中，搅拌均匀后，再将处理后的污水排空，即可。
进一步地，厌氧发酵的温度为40～60℃，厌氧发酵的pH值保持在7.0～8.0。
进一步地，厌氧发酵的运行周期分为加热阶段、厌氧发酵阶段、抽吸阶段以及分离阶段，加热阶段、厌氧发酵阶段、抽吸阶段以及分离阶段的运行时间分别为1～2h、5～10d、10～24h和10～24h。
综上所述，本发明具有以下优点：
1、本发明提供了一种厌氧发酵***，涵盖了对餐厨垃圾的预处理、均质处理、厌氧发酵以及回收等过程，可以实现对餐厨垃圾的***化转化，既可以解决餐厨垃圾的堆积，又可以将餐厨垃圾转化为可回收的甲烷、沼渣、沼液等资源，实现环境保护的目的。
2、本发明提供了一种厌氧发酵方法，通过与厌氧发酵***配套使用，可以提高均质处理和厌氧发酵处理的效率，提高资源的转化率，为餐厨垃圾的工业化转化提供技术基础。
3、本发明中的发酵方法对发酵温度、pH值以及搅拌方式均做出调控，使其更有利于菌种生长、发酵和回收处理，具体的，本发明的温度可以提高运行速率和产气量，可以影响菌群的生长速率和对基质的代谢速率。具体的，本发明中厌氧发酵的产甲烷菌对pH值很敏感，当pH值低于6.5时不再活跃。随着发酵反应的继续，由于氮的消化使氨的浓度不断上升，pH值也随着上升，当稳定产甲烷时，pH值-般维持在7.0～8.0之间。
4、本发明中的***通过机械搅拌和发酵液回流搅拌两种共同使用的方式，既保持了机械搅拌搅拌效果好的优点，又可以防止过度搅拌破坏菌群的正常繁殖，还可以通过回流搅拌提高搅拌效率，同时进行三相分离。
附图说明
图1为本发明的流程示意图；
图2为厌氧装置的结构示意图；
图3为均质调节池的结构示意图；
其中，1、厌氧反应器主体；2、排水管；3、排污管；4、搅拌桨叶；5、加热器；6、温度传感器；7、控制器；8、蛇形回流管道；9、底面；10、第二单向阀门；11、三相分离器；12、排气管；13、第一单向阀门；14、水泵；15、电机；16、均质调节池；17、进水管道；18、加药管；19、进水水龙头；20、阀门；21、拦截管；22、第二电机；23、第二搅拌结构；24、出水管道。
具体实施方式
本发明提供了一种厌氧发酵***及厌氧发酵方法，该厌氧发酵***如图1 所示，包括通过管道依次连接的预处理***、均质调节池、厌氧装置、沼液暂存池以及污泥脱水***。
本发明中的预处理***不属于本发明保护的重点，因此不限定具体结构，也不限定为一个装置，以实现对餐厨垃圾的预处理的功能即可，包括去除或粉碎废水中的大颗粒杂质，包括通过加热将固态油脂转化为游离态油脂，再通过气浮分离金属除去餐厨垃圾中的油脂，包括通过过滤、格栅等去除悬浮物等。本发明中的污泥脱水***为常规处理结构，达到污泥脱水的效果即可。
本发明中的均质调节池16并联设置有两个，均质调节池16的进水管道17 均与预处理***的出水端连接，均质调节池16的出水管道24均与厌氧装置连接。如图3所示，均质调节池16为一个池体，第二搅拌结构23横向设置于侧壁，通过第二电机22控制搅拌功能。第二搅拌结构23包括与第二电机输出端连接的搅拌轴以及均匀设置于搅拌轴上的桨叶。
在本发明优选的实施例中，均质调节池16中并排设置有拦截装置，拦截装置活动设置于均质调节池16内部，拦截装置设置有两组拦截组件，每组拦截组件包括6-10个拦截管21，拦截管21上方设置有带阀门20的进水管道17，进水管道17与预处理***连通，阀门20与拦截管21一一对应。可以理解为水龙头结构，因此在图3中可以看出，进水管道还分流设置有进水水龙头19，阀门设置于进水水龙头19上，通过一一对应的阀门20，可以精准调控进水量，使通过预处理***处理过的废水直接定量定向得进入拦截装置中。
本发明提供的均质调节池16，可以克服污水排放的不均匀性，均衡调节污水的水质、水量、水温的变化，储存盈余、补充短缺，使生物处理设施的进水量均匀，从而降低污水的不一致性对后续生物处理设施的冲击性影响。
在本发明可选的实施例中，均质调节池16底部倾斜设置，第二搅拌结构23 横向固定于均质调节池16侧壁，搅拌的方式可以是机械搅拌或者水泵强制循环，使池中的废水处于出水可以保持水质均匀的状态。均质调节池16中的水体停留时间根据处理时具体的水质成分、浓度及大小进行调节。
在本发明一些可选的实施例中，均质调节池16上部设置有带阀门的加药管 18，均质调节池16上设置有透明观察窗。通过观察水体中拦截管21的状态可以确认是否需要更换或者清理，同时可以添加碱性药水或者酸性药水以进入厌氧装置中调节废水的pH值，使其不会与厌氧装置中的微生物菌种产生冲突，导致微生物菌种遭到破坏，降低或丧失厌氧发酵的能力。
在本发明优选的实施例中，拦截管21管体为网状结构，拦截管21上端与下端均设置有可拆卸的筛网。可以理解的是，经过预处理***处理过的废水中不可避免包含某些不溶性沉淀，无法经过厌氧发酵反应去除。在可拆卸筛网以及网状结构的作用下，可以将杂质拦截，通过拆卸即可清理拦截的杂质，方便简单。
本发明中的厌氧装置包括并联设置的两个厌氧反应器，如图2所示，厌氧反应器的结构包括厌氧反应器主体1、回流装置、气体收集装置以及排污管3，厌氧反应器主体1内部设置有搅拌结构，厌氧反应器主体1底部设置有控制***，回流装置一端与厌氧反应器主体1的出料端连通，另一端与厌氧反应器主体1的进料端连通；回流装置与气体收集装置通过排气管12连通，排污管3设置于厌氧反应器主体1的下部一端处，厌氧反应器主体1的下部还设置有排水管2，排水管2与沼液暂存池连通，排水管2的用途是排出反应后的沼液，排污管3的用途是排出反应后的沼渣。
其中，回流装置包括与厌氧反应器主体1的出料端连通的蛇形回流管道8 和连通蛇形回流管道8和厌氧反应器主体1进料端的三相分离器11。其中三相分离器11的结构为常规技术手段，此处不再赘述。
可以理解的是，厌氧反应器主体1的进料端与均质调节池16的出料端通过出水管道24连接，出水管道24上设置有第一单向阀门13，可以防止废水倒流。进入厌氧反应器主体1内部的废水可以在搅拌结构的作用下搅拌循环。其中搅拌结构包括设置于厌氧反应器主体1外部的电机15，该电机15的输出端连接有搅拌轴，搅拌轴伸入厌氧反应器主体1内部，搅拌轴上设置有若干个搅拌桨叶4，可以对废水进行机械搅拌。厌氧反应器主体1上方的蛇形回流管道8的底面9设置有第二单向阀门10，废水中的污泥可以在这个结构中进行沉降，当达到一定体积或质量时，打开第二单向阀门10将污泥直接排入厌氧反应器主体 1中再次进行反应。可以理解的是，蛇形回流管道8的底面9均设置有第二单向阀门10，避免污泥堵塞管道。
由图2可以看出，蛇形回流管道8的输出端与三相分离器11的输入端连通，通过三相分离器11的作用，可以将循环的废水中的沼气、废水以及渣滓分离。其中沼气通过排气管12进入气体收集装置，废水经过回流管道又进入厌氧反应器主体1中循环反应。可以理解的是，回流管道与厌氧反应器主体1的进料端连通，上面设置有一个水泵14，可以抽吸来自三相分离器11的循环废水或者来自均质处理池的废水。同时由于第一单向阀门13的作用，可以保证来自三相分离器11的废水定向抽吸到厌氧反应器主体1内部。
在本发明优选的实施例中，控制***包括电性连接的温度传感器6、加热器 5和控制器7，还包括电性连接的pH检测计、加药装置和控制器7，加药装置设置于厌氧反应器主体1的上部。由图2可以看出，温度传感器6设置于厌氧反应器主体1内部，通过感应废水的温度变化，将信号传递给控制器7。当检测到的温度高于预设温度时，控制器7可以控制加热器5停止工作，以冷却废水；当检测到废水温度低于预设温度时，控制器7可以控制加热器5开始工作，以使废水达到预设温度，以适应菌种生长繁殖和进行厌氧发酵。可以理解的是， pH检测计的原理与本发明的温度传感器6的原理相同，可以实时调控废水的pH 值，以达到为菌种提供最佳的生存和工作环境的目的。
值得注意的是，温度传感器6置在厌氧反应器主体1里面，控制器7设置在外面，加热器5设置在底部，而控制器7可以控制加热器5的电源(通过控制继电器，实现电源的开断)，温度传感器6与控制器7电性连接，温度传感器 6需要设置防水防腐蚀的材料在表面，温度传感器6与控制器7连接时，若需要在厌氧反应器主体1的侧壁开孔进行连线，则需要在开孔处进行密封。
本发明还提供了一种采用厌氧发酵***进行厌氧发酵的方法，包括以下步骤：
(1)发酵前处理
将厨余垃圾废水送至预处理***进行预处理，去除其中的固渣、油和悬浮物；
(2)厌氧发酵处理
并联两个厌氧装置和两个均质调节池，将经预处理***处理后的废水投入两个均质调节池中，经拦截装置处理后搅拌均匀，调整均质调节池中的物料含水率为80-90％，均质调节池工作时采用一备一用的模式；
将均质调节池处理后的废水从厌氧装置的进料端投入厌氧反应器主体中，同时通过控制***对废水进行加热处理，保持温度并向厌氧反应器主体中添加携带菌种的污泥，使废水在高温下通过投加的进行厌氧发酵，厌氧装置工作时保持一备一用或同时使用的模式；厌氧发酵的温度为40～60℃，厌氧发酵的pH 值保持在7.0～8.0。
(3)发酵后处理
将经厌氧装置处理后的废水依次排入沼液暂存池、污泥脱水***，对厌氧装置投入清洁剂并进行反洗，即可。
其中反洗具体包括：关闭厌氧装置的进水端，将高压水从厌氧装置的排水管泵入厌氧装置中，搅拌均匀后，再将处理后的污水排空，即可。
本发明中的，厌氧发酵的运行周期分为加热阶段、厌氧发酵阶段、抽吸阶段以及分离阶段，加热阶段、厌氧发酵阶段、抽吸阶段以及分离阶段的运行时间分别为1～2h、5～10d、10～24h和10～24h。可以理解的是，加热阶段为：将废水从均质处理池转入厌氧装置初期采用加热器加热的阶段；厌氧发酵阶段为：厌氧微生物在搅拌进行的同时进行厌氧发酵处理的阶段；抽吸阶段为：经过厌氧处理后的废水进入回流装置进行回流的阶段，包括在蛇形回流管道的底部沉积的阶段；分离阶段为：三相分离器使用的阶段。
本发明中的厌氧微生物为常规厌氧发酵的菌种，可以促进餐厨垃圾中油类的分解，耐盐毒性较强，且减少能耗。由于餐厨垃圾有机物含量高，经过厌氧生物处理能回收大量甲烷气，实现能源回收，具有较大的经济价值。与好氧处理餐厨垃圾相比，会产生较少的臭气和二氧化碳气体，对大气污染较少；同时厌氧处理则无尾气污染，具有生态优点。
本发明厌氧发酵的原理包括：
第一阶段-水解阶段。在一定温度下，借助厌氧生物菌群的作用，将餐厨垃圾中的多糖分解为单糖、蛋白质分解为肽与氨基酸、脂肪分解为甘油与脂肪酸。
第二阶段-酸化阶段。由产酸细菌和某些梭状芽孢杆菌等将单糖类、肽、氨基酸、甘油、脂肪酸等物质转化成简单的有机酸、醇以及二氧化碳、氢、氨和硫化氢等，其主要的产物是挥发性脂肪酸，其中以乙酸为主，约占80％。
第三阶段-产氢产乙酸阶段(又叫酸性衰退阶段)。产氢产乙酸菌对还原性有机物的氧化作用，生成H2、HC03 -和CH3COOH。产乙酸细菌将H2、HC03 -转化为CH3COOH，少量的CH4、CO2、N2生成。此阶段会产生硫化氢、硫酸、粪臭素等副产物。由于大量有机酸的分解导致pH值上升，因此在厌氧反应器主体的内部设置有pH检测计，可以根据检测到的pH值进行投机药水。
第四阶段-产甲烷阶段。产甲烷菌将有机酸、醇以及二氧化碳和氨等物质分解为甲烷和二氧化碳，或通过氢还原二氧化碳的作用，形成甲烷。
以下结合实施例对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
实施例1
取自眉山市某餐厨垃圾回收后的废水作为进水水样，经预处理***处理后的水样中的干物质含量为30～50％，在均质调节池中调整物料含水率为80％，均质调节池一备一用；当其中一个均质调节池处理完毕后，排出废水的同时，打开另一个均质调节池进水调节水质条件。
将经均质调节池处理后的废水转移入厌氧反应器主体中，采用同时使用的状态，厌氧发酵的温度控制在55℃，厌氧发酵的pH值保持在7.5，加热阶段、厌氧发酵阶段、抽吸阶段以及分离阶段的运行时间分别为2h、10d、24h和24h。
收集从三相分离器分离出的沼气，检测甲烷的平均含量，为86％。
实施例2
取自眉山市某餐厨垃圾回收后的废水作为进水水样，经预处理***处理后的水样中的干物质含量为30～50％，在均质调节池中调整物料含水率为80％，均质调节池一备一用；当其中一个均质调节池处理完毕后，排出废水的同时，打开另一个均质调节池进水调节水质条件。
将经均质调节池处理后的废水转移入厌氧反应器主体中，采用同时使用的状态，厌氧发酵的温度控制在40℃，厌氧发酵的pH值保持在7.2，加热阶段、厌氧发酵阶段、抽吸阶段以及分离阶段的运行时间分别为1h、5d、10h和10h。
收集从三相分离器分离出的沼气，检测甲烷的含量，为80％。
实施例3
取自眉山市某餐厨垃圾回收后的废水作为进水水样，经预处理***处理后的水样中的干物质含量为30～50％，在均质调节池中调整物料含水率为80％，均质调节池一备一用；当其中一个均质调节池处理完毕后，排出废水的同时，打开另一个均质调节池进水调节水质条件。
将经均质调节池处理后的废水转移入厌氧反应器主体中，采用同时使用的状态，厌氧发酵的温度控制在60℃，厌氧发酵的pH值保持在7.8，加热阶段、厌氧发酵阶段、抽吸阶段以及分离阶段的运行时间分别为1h、10d、24h和24h。
收集从三相分离器分离出的沼气，检测甲烷的含量，为82.3％。
对比例1
与实施例不同的是，将经均质调节池处理后的废水转移入厌氧反应器主体中，采用同时使用的状态，厌氧发酵的温度控制在30℃，厌氧发酵的pH值保持在7.5，加热阶段、厌氧发酵阶段、抽吸阶段以及分离阶段的运行时间分别为 2h、10d、24h和24h。
收集从三相分离器分离出的沼气，检测甲烷的含量，为33％。
对比例2
与实施例1不同的是，将经均质调节池处理后的废水转移入厌氧反应器主体中，采用同时使用的状态，厌氧发酵的温度控制在100℃，厌氧发酵的pH值保持在7.5，加热阶段、厌氧发酵阶段、抽吸阶段以及分离阶段的运行时间分别为2h、10d、24h和24h。
收集从三相分离器分离出的沼气，检测甲烷的含量，为20％。
对比例3
与实施例1不同的是，将经均质调节池处理后的废水转移入厌氧反应器主体中，关闭回流装置，直接收集厌氧反应器主体中反应后的废水，进行三相分离。收集分离出的沼气，检测甲烷的含量，为68％。
虽然对本发明的具体实施方式进行了详细地描述，但不应理解为对本专利的保护范围的限定。在权利要求书所描述的范围内，本领域技术人员不经创造性劳动即可作出的各种修改和变形仍属本专利的保护范围。

Claims (8)

1.一种厌氧发酵***，其特征在于，包括通过管道依次连接的均质调节池、厌氧装置、沼液暂存池以及污泥脱水***；
所述厌氧装置包括并联的两个厌氧反应器，所述两个厌氧反应器均包括：厌氧反应器主体、回流装置、气体收集装置以及排污管，所述厌氧反应器主体内部设置有搅拌结构，所述厌氧反应器主体底部设置有控制***，所述回流装置一端与所述厌氧反应器主体的出料端连通，另一端与厌氧反应器主体的进料端连通；所述回流装置与所述气体收集装置通过排气管连通，所述排污管设置于所述厌氧反应器主体的下部一端处，所述厌氧反应器主体的下部还设置有排水管，所述排水管与所述沼液暂存池连通；所述回流装置包括与所述厌氧反应器主体的出料端连通的蛇形回流管道和连通所述蛇形回流管道和所述厌氧反应器主体进料端的三相分离器，所述蛇形回流管道的底面通过设置有第二单向阀门的管道与厌氧反应器主体相通；
所述均质调节池并联设置有两个，所述均质调节池中并排设置有拦截装置，所述均质调节池底部设置有第二搅拌结构，所述均质调节池与所述厌氧装置通过管道连接；所述拦截装置活动设置于所述均质调节池内部，所述拦截装置包括两组拦截组件，每组拦截组件包括6-10个拦截管，所述拦截管上方设置有带阀门的进水管道，所述进水管道与外部的预处理***连通，所述阀门与所述拦截管一一对应。
2.如权利要求1所述的厌氧发酵***，其特征在于，所述控制***包括电性连接的温度传感器、加热器和控制器，还包括电性连接的pH检测计、加药装置和控制器，所述加药装置设置于所述厌氧反应器主体的上部。
3.如权利要求1所述的厌氧发酵***，其特征在于，所述均质调节池底部倾斜设置，所述搅拌结构横向固定于所述均质调节池侧壁，所述均质调节池上部设置有带阀门的加药管，所述均质调节池上设置有透明观察窗。
4.如权利要求1所述的厌氧发酵***，其特征在于，所述拦截管管体为网状结构，所述拦截管上端与下端均设置有可拆卸的筛网。
5.采用权利要求1-4任一项所述的厌氧发酵***进行厌氧发酵的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)发酵前处理
将厨余垃圾废水经预处理***进行预处理，去除其中的固渣、油和悬浮物；
(2)厌氧发酵处理
并联两个厌氧装置和两个均质调节池，将经预处理***处理后的废水投入两个均质调节池中，经拦截装置处理后搅拌均匀，调整均质调节池中的物料含水率为80-90％，所述均质调节池工作时采用一备一用的模式；
将均质调节池处理后的废水从厌氧装置的进料端投入厌氧反应器主体中，同时通过控制***对废水进行加热处理，保持温度并向厌氧反应器主体中添加携带菌种的污泥，使废水在高温下通过投加的进行厌氧发酵，所述厌氧装置工作时保持一备一用或同时使用的模式；
(3)发酵后处理
将经厌氧装置处理后的废水依次排入沼液暂存池、污泥脱水***，对厌氧装置投入清洁剂并进行反洗，即可。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述反洗具体包括：关闭厌氧装置的进水端，将高压水从厌氧装置的排水管泵入厌氧装置中，搅拌均匀后，再将处理后的污水排空，即可。
7.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述厌氧发酵的温度为40～60℃，所述厌氧发酵的pH值保持在7.0～8.0。
8.如权利要求5所述的方法，其特征在于，厌氧发酵的运行周期分为加热阶段、厌氧发酵阶段、抽吸阶段以及分离阶段，所述加热阶段、厌氧发酵阶段、抽吸阶段以及分离阶段的运行时间分别为1～2h、5～10d、10～24h和10～24h。
CN202210789460.1A 2022-07-06 2022-07-06 一种厌氧发酵***及厌氧发酵方法 Active CN114989966B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210789460.1A CN114989966B (zh) 2022-07-06 2022-07-06 一种厌氧发酵***及厌氧发酵方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210789460.1A CN114989966B (zh) 2022-07-06 2022-07-06 一种厌氧发酵***及厌氧发酵方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN114989966A CN114989966A (zh) 2022-09-02
CN114989966B true CN114989966B (zh) 2023-07-25

Family

ID=83019081

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210789460.1A Active CN114989966B (zh) 2022-07-06 2022-07-06 一种厌氧发酵***及厌氧发酵方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN114989966B (zh)

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104130942B (zh) * 2014-07-21 2016-03-09 哈尔滨工业大学宜兴环保研究院 农业有机废弃物厌氧发酵回收沼气反应装置及回收方法
CN205473190U (zh) * 2016-01-11 2016-08-17 佘元振 一种生猪屠宰及肉类加工废水减排再生利用***
CN109052648B (zh) * 2018-09-12 2023-12-19 中钢集团天澄环保科技股份有限公司 一种区域内污水联合处理方法及装置
CN112320937A (zh) * 2020-09-27 2021-02-05 武汉轻工大学 一种高效厌氧处理***及高效厌氧处理方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN114989966A (zh) 2022-09-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102321675B (zh) 一种有机废弃物生产生物燃气的方法及设备
CN101921049B (zh) 一种城市污泥及有机质干法厌氧发酵产沼气的方法及装置
CN105861306B (zh) 固液两阶段厌氧发酵装置及方法
WO2011054298A1 (zh) 综合处理生活污水和有机垃圾的方法及其设备
CN101337838A (zh) 有机固体废弃物联合厌氧发酵方法
CN102586334B (zh) 一种餐厨垃圾厌氧发酵生产沼气的方法
CN104276737B (zh) 一种能源输出型污水污泥处理方法
CN1330768C (zh) 甲烷和氢气的生产方法
CN105601070A (zh) 有机废物厌氧消化-微生物电解耦合反应***及其方法
CN106915883A (zh) 一种内源fna预处理污泥减量化及资源化工艺
CN205576158U (zh) 一种固液两阶段厌氧发酵装置
KR100883676B1 (ko) 실시간 ｐＨ모니터링을 통한 ｐＨ조절이 이루어지는 이상혐기소화장치
CN109401947B (zh) 一种污泥与餐厨垃圾共消化***及其运行方法
CN207608474U (zh) 一种空化射流处理剩余污泥的反应器
CN207581802U (zh) 一种带有水热处理的混合物料发酵生产沼气的装置
CN114989966B (zh) 一种厌氧发酵***及厌氧发酵方法
CN101413014A (zh) 微波法预处理污水厂剩余污泥发酵产氢的方法及其装置
CN110877953A (zh) 污泥资源化利用的反应***
CN107760582B (zh) 高浓度有机废水及固体废弃物的一体化处理***及处理方法
CN215828783U (zh) 一种厨余垃圾碱性产酸的***
CN115948226A (zh) 一种厌氧发酵***和方法
KR101756446B1 (ko) 유기성 폐기물 및 가축분뇨를 혐기소화하여 감량화 및 바이오가스를 생산하는 시스템 및 그 운영방법
CN113233711B (zh) 一种垃圾中转站渗滤液与餐厨垃圾联合处理方法及装置
CN102618436B (zh) 固液废物厌氧发酵处理***及其方法
CN105439407A (zh) 一种热碱预处理与半连续流发酵组合的污泥发酵产酸方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant