多类不同性质农业固体有机废物厌氧消化产沼气的工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种多类不同性质农业固体有机废物厌氧消化产沼气的工艺，包括：打开温控探头控制加热装置保证反应温度为35

【技术实现步骤摘要】
多类不同性质农业固体有机废物厌氧消化产沼气的工艺


[0001]本专利技术涉及农业节能环保
，具体涉及一种多类不同性质农业固体有机废物厌氧消化产沼气的工艺。

技术介绍

[0002]反刍动物瘤胃是天然的纤维素类生物质微生物发酵宝库，瘤胃内细菌、真菌、原虫及噬菌体在分泌大量水解酸化酶的作用下，生产挥发性脂肪酸，通过胃壁和肠道被动物吸收并在肝脏内合成为蛋白质、脂肪等反刍动物生长所必须的营养物质。
[0003]近年，随着我国碳达峰与碳中和目标提出，其实现的重要一环——农业固体有机废物综合处理被越来越多研究者关注。国内外学者利用瘤胃微生物这一特性，结合传统厌氧消化“三阶段”产甲烷理论，在体外通过提取、驯化、培养，成功保留原始水解酸化功能并将这些农业固废转化为挥发性脂肪酸进而生成甲烷，高效生产沼气。
[0004]目前，农业固体有机废物厌氧消化领域实验常用的反应装置包括UASB、IC、USR、CSTR等，反刍动物营养学领域研究人员也开发了完全模拟瘤胃“反刍”功能的发酵工艺。但由于瘤胃微生物特殊生理性能，各类农业有机固废理化性质如密度、含水率、亲水性不同等因素，传统的反应工艺已不能满足更全面的实验要求。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于，提供一种多类不同性质农业固体有机废物厌氧消化产沼气的工艺，该工艺将固、液、气三项分离，提升了实验效率与准确度。
[0006]为实现上述目的，本申请提出一种多类不同性质农业固体有机废物厌氧消化产沼气的工艺，包括：
[0007]打开温控探头控制加热装置保证反应温度为35
‑
40℃左右；
[0008]通过外接蠕动泵由进液管道连续打入液体缓冲溶液，控制反应总体积为10L；
[0009]将干物料加入到料斗中，设置振打频率为300～400次/分钟；
[0010]混合湿原料通过进料管道加入主体反应发酵罐；
[0011]开启搅拌器进行间歇搅拌；
[0012]产生的气体通过出气管道a和出气管道b进入排水气瓶，利用排水法收集气体；
[0013]主体反应发酵罐内pH设定为7.5，当pH低于7.45时加碱蠕动泵自动投加碱液，当高于7.55时加酸蠕动泵自动投加酸液；
[0014]定期排出发酵后物料。
[0015]上述工艺是在有机废物厌氧消化产沼气的装置中实施的，所述装置包括主体反应发酵罐，该主体反应发酵罐顶部连接有进料管道、进液管道、出气管道a、出气管道b、出料管道，在主体反应发酵罐内部设有搅拌器，该搅拌器下方设有加热装置；混合湿原料通过进料管道加入主体反应发酵罐内，干原料通过连续定时进料装置加入主体反应发酵罐内，液体缓冲溶液(或仿唾液调质液)通过外接蠕动泵由进液管道连续打入主体反应发酵罐内；所述
主体反应发酵罐与连续定时进料装置相连，该连续定时进料装置包括螺旋输送管、振打器、料斗、螺旋电机、振打控制器，所述螺旋输送管一端与螺旋电机相连，另一端上部通过振打器与料斗相连，所述振打器与振打控制器相连。本申请中连续定时进料装置通过振打控制器控制振打器振打频率与强度，保证料斗内物料均匀下落，不堵塞螺旋输送管。
[0016]进一步的，在主体反应发酵罐上设有液位计，当反应总体积大于10L时，通过蠕动泵将主体反应发酵罐内发酵液体从出料管道间歇抽出。
[0017]进一步的，所述出气管道a、出气管道b通过软管分别连接排水气瓶，主体反应发酵罐内发酵产生的沼气分别通过出气管道a、出气管道b进入排水气瓶，采用排水法收集气体并计量产气量。
[0018]进一步的，ORP探头从主体反应发酵罐顶部插入发酵液体中，所述ORP探头与pH控制器相连。
[0019]进一步的，所述主体反应发酵罐顶部还设有加酸接口、加碱接口，所述加酸接口通过加酸蠕动泵与储酸罐相连，所述加碱接口通过加碱蠕动泵与储碱罐相连，加酸蠕动泵与加碱蠕动泵均与pH控制器相连。
[0020]更进一步的，温控探头从主体反应发酵罐顶部插入发酵液体中，并由温度仪表进行实时显示。
[0021]更进一步的，所述搅拌器由时间继电器间歇(连续)控制搅拌工作及停止时间。
[0022]更进一步的，所述加热装置为热电阻丝或热水盘管。
[0023]更进一步的，采用注射器通过主体反应发酵罐上的气体取样口直接取样进行后续气体成分分析。
[0024]作为更进一步的，所述搅拌器配备带调速器的调速电机，该调速电机功率为90～200w，最高转速为180rpm，最大输出扭矩为41～100N
·
m，扭矩会根据转速的降低而减小；搅拌器叶片为船式三叶型，不锈钢316L材质。
[0025]作为更进一步的，所述主体反应发酵罐上下均设有法兰，该法兰为不锈钢304材质，所述进料管道、出料管道为不锈钢316L材质，连续定时进料装置均为不锈钢304材质，保证防腐性能。
[0026]作为更进一步的，所述主体反应发酵罐各组成单元均为丝扣设计，保证拆卸、清洗易操作，连接处均用聚四氟垫片密封，保证反应系统不漏气。
[0027]本专利技术采用的以上技术方案，与现有技术相比，具有的优点是：本工艺满足瘤胃微生物提取、驯化及培养环境条件，且固、液、气三项分离，搅拌速度可控，同时产生的沼气可以快速排出计量；且整体设计安全系数高，拆卸简单，易于维修和清理，有利于根据不同实验需求进行快速改装，可以很好地为各类农业固体有机废物厌氧处理提供基础实验支持，提升实验效率与准确度。
附图说明
[0028]图1为实验用仿瘤胃厌氧消化产沼气反应装置侧视图；
[0029]图2为实验用仿瘤胃厌氧消化产沼气反应装置俯视图；
[0030]图3为连续定时进料装置结构示意图。
[0031]图中序号说明：N1.进料管道、N2.出气管道a、N 3.出气管道b、N 4.出料管道、N 5.
搅拌器、N 6.加热装置、N 7.加酸接口、N 8.加碱接口、N 9.pH控制器、N 10.ORP探头、N 11.温控探头、N 12.液位计、N 13.进液管道，N 14.螺旋输送管、N 15.振打器、N 16.料斗、N 17.螺旋电机、N 18.振打控制器。
具体实施方式
[0032]为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本申请，并不用于限定本申请，即所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
[0033]因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0034]实施例1
[0035]如图1所示，本实施例提供多类不同性质农业固体有机废本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.多类不同性质农业固体有机废物厌氧消化产沼气的工艺，其特征在于，包括：打开温控探头控制加热装置保证反应温度为35
‑
40℃左右；通过外接蠕动泵由进液管道连续打入液体缓冲溶液，控制反应总体积为10L；将干物料加入到料斗中，设置振打频率为300～400次/分钟；混合湿原料通过进料管道加入主体反应发酵罐；开启搅拌器进行间歇搅拌；产生的气体通过出气管道a和出气管道b进入排水气瓶，利用排水法收集气体；主体反应发酵罐内pH设定为7.5，当pH低于7.45时加碱蠕动泵自动投加碱液，当高于7.55时加酸蠕动泵自动投加酸液；定期排出发酵后物料。2.根据权利要求1所述多类不同性质农业固体有机废物厌氧消化产沼气的工艺，其特征在于，该工艺是在有机废物厌氧消化产沼气的装置中实施的，所述装置包括主体反应发酵罐，该主体反应发酵罐顶部连接有进料管道、进液管道、出气管道a、出气管道b、出料管道，在主体反应发酵罐内部设有搅拌器，该搅拌器下方设有加热装置；混合湿原料通过进料管道加入主体反应发酵罐内，干原料通过连续定时进料装置加入主体反应发酵罐内，液体缓冲溶液(或仿唾液调质液)通过外接蠕动泵由进液管道连续打入主体反应发酵罐内；所述主体反应发酵罐与连续定时进料装置相连，该连续定时进料装置包括螺旋输送管、振打器、料斗、螺旋电机、振打控制器，所述螺旋输送管一端与螺旋电机相连，另一端上部通过振打器与料斗相连，所述振打器与振打控制器相连。3.根据权利要求2所述多类不同性质农业固体有机废物厌氧消化产沼气的工艺，其特征在于，在主体反应发酵罐上设有液位计，当反应总体积大于10L时，通过蠕动泵将主体反应发酵罐内发酵液体从出...

【专利技术属性】
技术研发人员：靳文尧，潘立卫，钟和香，张晶，李金晓，宋仁升，
申请(专利权)人：大连大学，
类型：发明
国别省市：