一种厌氧发酵制备甲烷的生物膜组件及反应器制造技术

本发明专利技术公开了一种提高厌氧产甲烷的生物膜组件及反应器。所述的生物膜组件包括载体支架及软性载体，所述的载体支架由活性炭经压缩制成，载体支架的壁上有多个小孔，所述的软性载体为氨基和羧基改性的高分子材料，载体支架的壁上小孔两侧外挂的改性高分子材料纤维的长度为3‑5cm。所述的反应器包括厌氧发酵罐，还包括一个以上生物膜组件，生物膜组件的载体支架为圆筒状支架，置于厌氧发酵罐中，与厌氧发酵罐形成气升式内循环膜生物反应器。

Biological membrane assembly for preparing methane by anaerobic fermentation and reactor

The invention discloses a biomembrane assembly for improving anaerobic methane production and a reactor thereof. Biological membrane assembly comprises a carrier and a flexible carrier, the carrier bracket by activated carbon made by compression, with a plurality of holes on the wall of the carrier, the carrier of soft polymer materials modified the amino and carboxyl groups, carrier on the wall of holes on both sides of the plug-in modified polymer fiber length is 3 5cm. The reactor includes anaerobic fermentation tank, also includes more than one biological membrane, carrier biological membrane assembly for a cylindrical bracket, an anaerobic fermentation tank, anaerobic fermentation tank and forming gas lift type internal circulation membrane bioreactor.

【技术实现步骤摘要】
一种厌氧发酵制备甲烷的生物膜组件及反应器
本专利技术属于生物能源环保工程领域，具体涉及一种可以提高厌氧产甲烷效率的生物膜组件及其反应器。
技术介绍
有机固体废弃物厌氧发酵制备生物燃气的过程，被认为是生物转化中最为复杂、最为困难的过程，因为它涉及三“多”-多菌群，多反应，多相(固-液-气共存)，该过程可分成水解-酸化-乙酸化-产甲烷4个阶段。发酵过程中，产酸菌和产甲烷菌等不同菌群之间既相互依存又相互制约，构成复杂的网络结构。目前，已有多种反应器被开发出来以强化生物甲烷过程，如完全混合厌氧反应器(CSTR)、上流式厌氧污泥床反应器(UASB)和升流固体床反应器(USR)等。这些技术在一定程度上改善了过程的效率。然而，过程强化的传统方法是通过改变温度、压力和浓度等来强化过程速率。但对于生物甲烷复杂体系过程放大来说，这些手段难以奏效。例如，底物浓度是影响产气速率的重要参数。非常矛盾的是，产甲烷菌需要乙酸作为底物，但耐酸性却很差。产甲烷菌在pH为6.8-7.2时活性最高，当pH低于6.2时，产甲烷菌的生长明显被抑制，而产酸菌的活性仍很旺盛，常导致pH降至4.5-5.0，这种酸化状态对产甲烷菌有本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种厌氧发酵制备甲烷的生物膜组件，其特征在于，所述的生物膜组件(10)包括载体支架(1)及软性载体(2)，所述的载体支架(1)由活性炭经压缩制成，载体支架(1)的壁上有多个小孔，所述的软性载体(2)为氨基和羧基改性的高分子材料，填充于所述的小孔中。

【技术特征摘要】
1.一种厌氧发酵制备甲烷的生物膜组件，其特征在于，所述的生物膜组件(10)包括载体支架(1)及软性载体(2)，所述的载体支架(1)由活性炭经压缩制成，载体支架(1)的壁上有多个小孔，所述的软性载体(2)为氨基和羧基改性的高分子材料，填充于所述的小孔中。2.根据权利要求1所述的厌氧发酵制备甲烷的生物膜组件，其特征在于，所述的氨基和羧基改性的高分子材料具有如下结构：[R1-CH(NH2)-R2]m-[R’1-CH(COOH)-R’2]n，或[{R1-R3(CH2)aNH2}-R2]m-[R’1-CH(COOH)-R’2]n；其中，R1或R’1分别独立地选自共价键或任意取代的下述基团：C1～8烷基、C2～8烯基、C1～8烷氧基或C1～8烷腈基，其取代基选自C1～4烷基、C1～4烷氧基、苯基或C1～4烷基取代苯基；R2或R’2分别独立地选自任意取代的下述基团：C1～8烷基、C2～8烯基、C1～8烷氧基或C1～8烷腈基，其取代基选自C1～4烷基、C1～4烷氧基、苯基或C1～4烷基取代苯基；m或n分别独立地为50～1000；R3为共价键、氧、硫、含氮五元杂环或含氮六元杂环，a为1～4。3.根据权利要求1所述的厌氧发酵制备甲烷的生物膜组件，其特征在于，所述的载体支架(1)是由活性炭经压缩制成的圆筒状支架，支架上孔径大小为1-2cm，各孔之间的中心距离为2-5cm。4.根据权利要求1所述的厌氧发酵制备甲烷的生物膜组件，其特征在于，所述的软性载体(2)为氨基和羧基改性的聚丙烯腈高分子材料，结构式为[R1-CH(NH2)-R2]m-[R’1-CH(COOH)-R’2]n，其中，其中R1、R2、R’1、R’2为C1～C4烷基、C1～C4烷氧基、C1～C4烷腈基中的至少一种，结构式中m、n分别为100～500。5.根据权利要求4所述的厌氧发酵制备甲烷的生物膜组件，其特征在于，所述的软性载体...

【专利技术属性】
技术研发人员：周俊，贾红华，刘勇迪，雍晓雨，
申请(专利权)人：南京工业大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32