生物炭介导的固体生物膜厌氧消化促进剂制备装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种生物炭介导的固体生物膜厌氧消化促进剂制备装置。一种生物炭介导的固体生物膜厌氧消化促进剂制备装置，其结构主要包括转筒、沼液腔、生物膜培养腔、外腔、恒温加热器和真空冻干器；所述转筒位于所述沼液腔内；所述沼液腔与生物膜培养腔间由隔板隔开，上设沼液闸门，并与外腔组成夹套，由所述恒温加热器加热；所述生物膜培养腔与真空冻干器间设生物膜闸门。本实用新型专利技术有效地实现了生物炭介导的固体生物膜厌氧消化促进剂的制备，保证了制备过程的无氧操作，装置结构简单、紧凑，操作方便，对快速启动厌氧消化，快速富集、稳定微生物，并有效提高有机物降解的充分性，缩短水力滞留期，提高甲烷产量有着积极的作用。

Biocharcoal Mediated Solid Biofilm Anaerobic Digestion Accelerator Fabrication Device

【技术实现步骤摘要】
生物炭介导的固体生物膜厌氧消化促进剂制备装置
本技术涉及一种厌氧消化促进剂制备装置，属于资源利用与环境保护、及厌氧消化
特别是涉及一种生物炭介导的固体生物膜厌氧消化促进剂制备装置。
技术介绍
厌氧消化是有机物质被厌氧菌在厌氧条件下分解产生甲烷和二氧化碳的过程，是有机废弃物资源利用与能源生产的一项重要技术，起到变废为宝，缓解能源紧张与保护环境等的多重作用，在污水治理、固体废弃物处理及沼气生产领域等有着广泛的应用和重要的意义。随着研究的深入和技术的进步，厌氧消化效率不断提高，但仍存在一些问题，比如厌氧消化原料降解利用不够充分，发酵启动较慢，有机质滞留时间较长，甲烷含量较低等问题，这些问题都制约着厌氧消化工程的全面推广和进一步普及。为解决上述问题，研究者们进行了大量的探索与实践，其中研制厌氧消化促进剂就是其中的一项热门。鲁建江等公开了（公开号：CN103255179A）一种沼气发酵促进剂及其制备方法，将Fe，Co，Ni，Zn等微量金属元素以氯化物的形式配制成浓盐溶液来作为沼气发酵促进剂，通过每天向沼气发酵池中添加固定量该沼气发酵促进剂来提高沼气效率。由于是溶液形式，该厌氧消化促进剂在储存和运输方面存在较多不便，且有效期较短。目前主流的厌氧消化促进剂形式是固体制剂，云斯宁等公开了（公开号：CN103740764A）一种沼气发酵用功能性生物催化剂及利用催化剂发酵的方法，将固体形态的质量份数为61-329份的矿质养分促进剂、100份水解酶促进剂和1-3份微生物复合菌剂在常温下混合均匀，即得沼气发酵用功能性生物催化剂。孙彬等公开了（公开号：CN102732566A）一种寒地沼气促进剂及其制备方法，制备方法为：（1）称取硫酸亚铁、氯化钴、氯化镍、有机物质、吸附剂和填充剂；（2）将称取的硫酸亚铁、氯化钴和氯化镍，加蒸馏水制成饱和溶液，再加入吸附剂，烘干后用粉碎机粉碎，得到粉体；（3）然后将有机物和填充剂加入粉体中，搅拌混合均匀，即得寒地沼气促进剂。以上专利所公开的厌氧消化促进剂及其制备方法基本都是通过将厌氧消化主要微生物或辅助微生物的菌剂形式或活体形式、催化剂、营养元素、发酵原料、吸附剂等按比例混合并固化来最终制得厌氧消化促进剂，这些促进剂虽然对厌氧消化效果有一定改善，但都存在厌氧消化微生物适应、生长、富集等的驯化时间或启动时间较长的不足。生物膜法是有效富集和稳定微生物的一种重要方法，具有生物膜体积小、微生物量高、水力停留时间较短、生物相相对稳定、对毒物和冲击负荷抵抗性强、处理效果高等优点，已广泛应用于城市污水和工业废水的二级生物厌氧消化处理中。生物膜法的产生和生长离不开载体材料的使用，载体是微生物固定过程中所必需的介质，在生物膜处理中有很重要的作用，影响着微生物的生长、繁殖、脱落和形态及空间结构。在生物膜法中应用的载体应满足如下条件：①易流化，但不易流失；②易成膜，但无毒害作用；③能提供大的比表面积，以增加生物附着量；④价格低廉，容易取材。生物炭（biochar）是厌氧消化中生物膜载体的理想材料。生物炭是生物质在缺氧状况下，经过高温慢热解（通常小于1000摄氏度）而产生的一类难熔、稳定、高度芳香化且富含碳元素的固态物质，其含碳率约为60～80%，主要由碳、氢、氧的等元素组成，此外还包括钾、钙、铁等营养金属元素。在固体废弃物处理中，易被微生物分解的可以通过厌氧消化来变废为宝，而不易被微生物分解的则可通过热解制成生物炭的形式来避免环境污染的同时实现资源化利用。生物炭以其大的比表面积和孔隙率，良好的亲生物性，丰富的表面化学官能团等良好的物理化学性能，且材料来源广泛，造价低廉，环境友好等优势，在农用、环境、能源等领域有着广泛的应用。生物炭是活性炭的前驱体，活性炭作为生物膜载体材料的研究已有较长的历史。目前生物炭作为生物膜载体的研究，也取得了较好的效果。尤其近年研究发现，在厌氧消化反应器中添加生物炭，可以有效起到减轻氨抑制、增加厌氧消化效率、提高沼气品质等积极作用。可见，生物炭是厌氧消化中生物膜载体的理想材料。虽然生物膜法在厌氧消化领域的应用具有诸多优势，但采用生物膜法的挂膜时间一般较长，为7天到一个月左右，这给厌氧消化实现快速富集、稳定微生物带来问题，特别是对序批式工艺来说，带来启动时间过长的问题。如何将以生物炭介导的生物膜技术的优势应用到厌氧消化领域并避免生物膜法因挂膜耗时带来的启动时间长的不足，是实现厌氧消化快速启动和快速富集、稳定微生物并提高厌氧消化有机物降解率、缩短水力滞留期、提高甲烷产量需解决的重要问题，也是促进厌氧消化技术应用推广需要解决的重要问题。
技术实现思路
本技术的目的在于克服上述不足，提供一种结构简单、紧凑，操作方便的生物炭介导的固体生物膜厌氧消化促进剂制备装置，来有效制备具有快速启动厌氧消化、快速富集、稳定微生物优势，且有效使用期长，储存、运输安全方便的生物炭介导的固体生物膜厌氧消化促进剂，从而实现提高厌氧消化有机物降解的充分性，缩短水力滞留期，并提高甲烷产量。本技术的技术方案：一种生物炭介导的固体生物膜厌氧消化促进剂制备装置，包括转筒、沼液腔、生物膜培养腔、外腔、恒温加热器和真空冻干器；所述转筒位于所述沼液腔内；所述沼液腔与所述生物膜培养腔间由隔板隔开，并与外腔组成夹套；所述隔板上设有沼液闸门，沼液闸门开关位于外腔外壁的对应位置上；所述恒温加热器的加热管接至所述外腔左壁右上端面，回热管接自所述外腔右壁右下端面；所述生物膜培养腔底面和所述外腔底面间开设生物膜闸门，所述生物膜闸门通向与所述外腔底面相连的真空冻干器，生物膜闸门开关位于外腔外壁的对应位置上；所述真空冻干器与所述恒温加热器相连；所述沼液腔，顶部设导气管a；所述导气管a，自所述沼液腔顶面伸出后，穿过夹套，至外腔外；所述沼液腔内设刮板1条，所述刮板顶端固定在所述沼液腔内壁顶部上，刮板底部带有毛刷，刮板沿毛刷方向紧贴所述转筒的外壁；所述转筒，配有电机；所述电机，为变频电机，通过传动机构与所述转筒及转盘相连，电机按整周旋转；所述转盘位于所述沼液腔右壁及所述外腔右上壁间；所述转筒，右端面上侧设有进料管a，右端面下侧设有排渣管，侧面设等间距的筛孔；所述进料管a和所述排渣管，自所述转筒右端面伸出后，穿过转盘，至外腔外；所述生物膜培养腔右壁面上侧设有进料管b和导气管b，前壁面下侧设有排液管；所述进料管b和所述排液管，自所述生物膜培养腔壁面伸出后，穿过夹套，至外腔外；所述排液管入口处设滤网；所述真空冻干器右端面设真空冻干出料口，所述真空冻干出料口平时关闭出料时开启；所述恒温加热器上设补水管；所述补水管、进料管、排渣管及排液管上均设阀门，阀门平时关闭使用时开启；进一步，所述电机，转盘，以及所有阀门、管口的连接处均密封；进一步，所述沼液闸门和生物膜闸门，为常闭闸门，操作需要时开启；进一步，所述导气管均与集气装置连接；作为优选，所述转筒上的筛孔，孔径为80~120目；作为优选，所述排液管入口处滤网，孔径为80~120目；作为优选，所述转筒、沼液腔、生物膜培养腔、外腔和一系列管道，均采用不锈钢材料。本技术的有益效果：（1）本技术提供的生物炭介导的固体生物膜厌氧消化促进剂制备装置，保证了制备过程的无氧操作，提供的制备装置结构简单、紧本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种生物炭介导的固体生物膜厌氧消化促进剂制备装置，其特征在于：包括转筒、沼液腔、生物膜培养腔、外腔、恒温加热器和真空冻干器；所述转筒位于所述沼液腔内；所述沼液腔与所述生物膜培养腔间由隔板隔开，并与外腔组成夹套；所述隔板上设有沼液闸门，沼液闸门开关位于外腔外壁的对应位置上；所述恒温加热器的加热管接至所述外腔左壁右上端面，回热管接自所述外腔右壁右下端面；所述生物膜培养腔底面和所述外腔底面间开设生物膜闸门，所述生物膜闸门通向与所述外腔底面相连的真空冻干器，生物膜闸门开关位于外腔外壁的对应位置上；所述真空冻干器与所述恒温加热器相连；所述沼液腔，顶部设导气管a；所述导气管a，自所述沼液腔顶面伸出后，穿过夹套，至外腔外；所述沼液腔内设刮板1条，所述刮板顶端固定在所述沼液腔内壁顶部上，刮板底部带有毛刷，刮板沿毛刷方向紧贴所述转筒的外壁；所述转筒，配有电机；所述电机，为变频电机，通过传动机构与所述转筒及转盘相连，电机按整周旋转；所述转盘位于所述沼液腔右壁及所述外腔右上壁间；所述转筒，右端面上侧设有进料管a，右端面下侧设有排渣管，侧面设等间距的筛孔；所述进料管a和所述排渣管，自所述转筒右端面伸出后，穿过转盘，至外腔外；所述生物膜培养腔右壁面上侧设有进料管b和导气管b，前壁面下侧设有排液管；所述进料管b和所述排液管，自所述生物膜培养腔壁面伸出后，穿过夹套，至外腔外；所述排液管入口处设滤网；所述真空冻干器右端面设真空冻干出料口，所述真空冻干出料口平时关闭出料时开启；所述恒温加热器上设补水管；所述补水管、进料管、排渣管及排液管上均设阀门，阀门平时关闭使用时开启。...

【技术特征摘要】
2017.11.25 CN 20172159584171.一种生物炭介导的固体生物膜厌氧消化促进剂制备装置，其特征在于：包括转筒、沼液腔、生物膜培养腔、外腔、恒温加热器和真空冻干器；所述转筒位于所述沼液腔内；所述沼液腔与所述生物膜培养腔间由隔板隔开，并与外腔组成夹套；所述隔板上设有沼液闸门，沼液闸门开关位于外腔外壁的对应位置上；所述恒温加热器的加热管接至所述外腔左壁右上端面，回热管接自所述外腔右壁右下端面；所述生物膜培养腔底面和所述外腔底面间开设生物膜闸门，所述生物膜闸门通向与所述外腔底面相连的真空冻干器，生物膜闸门开关位于外腔外壁的对应位置上；所述真空冻干器与所述恒温加热器相连；所述沼液腔，顶部设导气管a；所述导气管a，自所述沼液腔顶面伸出后，穿过夹套，至外腔外；所述沼液腔内设刮板1条，所述刮板顶端固定在所述沼液腔内壁顶部上，刮板底部带有毛刷，刮板沿毛刷方向紧贴所述转筒的外壁；所述转筒，配有电机；所述电机，为变频电机，通过传动机构与所述转筒及转盘相连，电机按整周旋转；所述转盘位于所述沼液腔右壁...

【专利技术属性】
技术研发人员：邱凌，陈潇，韩霞，
申请(专利权)人：西北农林科技大学，
类型：新型
国别省市：陕西,61