【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及沼气工程，更具体地说，本专利技术涉及一种两相厌氧发酵装置及方法。
技术介绍
1、沼气工程以农作物秸秆、人畜粪污、厨余垃圾、餐厨垃圾、农产品加工副产物等有机废弃物作为原料，经厌氧发酵产生沼气，并将沼气进一步生产为绿色电力或生物天然气，实现城乡有机废弃物无害化处理和资源化利用。
2、厌氧发酵工艺是沼气工程的核心技术，农业废弃物发酵是在厌氧条件下通过微生物的代谢活动使有机物分解产生甲烷和二氧化碳的过程，包括产酸阶段和甲烷化阶段，产酸阶段主要是醋酸菌群起作用，产甲烷阶段主要是产甲烷古菌菌群起作用，将产酸阶段产生的产物降解成甲烷和co2，并利用产酸阶段产生的氢将co2还原成甲烷。
3、产酸菌和产甲烷菌生存条件不大相同，与产酸细菌相比，产甲烷古菌世代时间长，增殖速率慢，消耗有机酸能力有限。但是，目前工业上应用较多的是cstr反应器，产酸产甲烷过程在同一个反应器内进行，产酸菌和产甲烷古菌均不能在各自较优的工艺条件下生长繁殖。
4、两相厌氧发酵工艺将产酸和产甲烷过程分解成两段水解酸化相合产甲烷相，分别布置在两个串联的反应器中，使产酸细菌和产甲烷古菌各自在最佳环境条件下生长，相比单相厌氧发酵，两相厌氧发酵工艺可以实现水解酸化与产甲烷相的分离，可以更好地实现物料厌氧发酵过程中产酸和产甲烷发酵过程的工艺参数调控，在稳定性和产气效率方面，两相厌氧发酵工艺相比单相厌氧发酵工艺具有显著优势。
5、目前，高浓度两相厌氧发酵中，水解酸化阶段并不能将有机废弃物大部分降解，水解酸化后的物料排入产甲烷反应
6、有鉴于此，确有必要提供一种两相厌氧发酵装置及方法，以解决现有两相厌氧发酵发酵不充分、效率低、产甲烷过程生物量流失的问题，降低产甲烷阶段的限速效应。
技术实现思路
1、本专利技术的专利技术目的在于：克服现有技术的缺陷，提供一种两相厌氧发酵装置及方法，以解决现有两相厌氧发酵发酵不充分、效率低、产甲烷过程生物量流失的问题，降低产甲烷阶段的限速效应。
2、为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供了一种两相厌氧发酵装置，其包括：
3、水解酸化反应器，用于对有机废弃物水解酸化，生成液相物料；
4、浓度分离筛分装置，连接所述水解酸化反应器，用于将所述液相物料过滤浓度分离成低浓度液相物料和高浓度液相物料；
5、高浓度产甲烷反应器，用于接收所述高浓度液相物料，所述高浓度液相物料在所述高浓度产甲烷反应器内发酵产生甲烷；以及
6、低浓度产甲烷反应器，与所述高浓度产甲烷反应器平行设置，用于接收所述低浓度液相物料，所述低浓度产甲烷反应器内设有生物填料，所述低浓度液相物料进入所述低浓度产甲烷反应器后发酵产生甲烷，发酵液从所述低浓度产甲烷反应器内排出后，一部分回流到所述水解酸化反应器，一部分进入所述高浓度产甲烷反应器。
7、根据本专利技术两相厌氧发酵装置的一个实施方式，所述两相厌氧发酵装置设有两个串联的所述低浓度产甲烷反应器，两个所述低浓度产甲烷反应器之间设有循环泵。
8、根据本专利技术两相厌氧发酵装置的一个实施方式，所述高浓度产甲烷反应器的出口通过高浓度产甲烷反应器物料循环管连接至所述高浓度产甲烷反应器的入口，并和来自所述低浓度产甲烷反应器的沼液进行混合。
9、根据本专利技术两相厌氧发酵装置的一个实施方式，所述高浓度产甲烷反应器和所述高浓度产甲烷反应器物料循环管之间设有高浓度循环出料泵。
10、根据本专利技术两相厌氧发酵装置的一个实施方式，所述低浓度产甲烷反应器产生的气体通过管道通入所述高浓度产甲烷反应器的底部，并在所述高浓度产甲烷反应器内形成气体搅拌。
11、为了实现上述专利技术目的，本专利技术还提供了一种采用本专利技术两相厌氧发酵装置的两相厌氧发酵方法，其包括以下步骤：
12、s1、采用所述水解酸化反应器对有机废弃物水解酸化，生成液相物料；
13、s2、自所述水解酸化反应器流出的所述液相物料通过所述浓度分离筛分装置分离成低浓度液相物料和高浓度液相物料；
14、s3、所述高浓度液相物料流入所述高浓度产甲烷反应器内发酵产生甲烷；以及
15、s4、所述低浓度液相物料流入与所述高浓度产甲烷反应器平行设置的所述低浓度产甲烷反应器，所述低浓度产甲烷反应器内设有生物填料，所述低浓度液相物料在所述低浓度产甲烷反应器后发酵产生甲烷，发酵液从所述低浓度产甲烷反应器内排出后，一部分回流到所述水解酸化反应器，一部分进入所述高浓度产甲烷反应器。
16、根据本专利技术两相厌氧发酵方法的一个实施方式，所述水解酸化反应器的ph值为4.5-6.5。
17、根据本专利技术两相厌氧发酵方法的一个实施方式，进入所述水解酸化反应器的物料含固率为10-20％，进入所述低浓度产甲烷产反应器的浓度控制在6％以下，进入高浓度产甲烷产反应器的物料浓度在12-20％。
18、根据本专利技术两相厌氧发酵方法的一个实施方式，所述水解酸化反应器的水力停留时间为8-10天，所述高浓度产甲烷反应器的水力停留时间为16-20天，所述低浓度产甲烷反应器的水力停留时间为24-48小时。
19、根据本专利技术两相厌氧发酵方法的一个实施方式，所述两相厌氧发酵装置设有两个串联的所述低浓度产甲烷反应器，两个所述低浓度产甲烷反应器的温度为37度和55度，水力停留时间为18小时到24小时，ph值在6.5-8之间。
20、相对于现有技术，本专利技术两相厌氧发酵装置及方法根据不同原料厌氧发酵过程中不同阶段的优势微生物和反应特点，遵从自然界厌氧发酵的自然发生过程，设计两级厌氧发酵工艺，发挥不同阶段和不同浓度优势微生物的潜力，并通过流态循环驯化出高效产甲烷菌，通过微生物填料附着保留产甲烷菌生物量，可显著提升厌氧发酵效率，降低产甲烷阶段的限速效应。
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1.一种两相厌氧发酵装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的两相厌氧发酵装置，其特征在于，所述两相厌氧发酵装置设有两个串联的所述低浓度产甲烷反应器，两个所述低浓度产甲烷反应器之间设有循环泵。
3.根据权利要求1所述的两相厌氧发酵装置，其特征在于，所述高浓度产甲烷反应器的出口通过高浓度产甲烷反应器物料循环管连接至所述高浓度产甲烷反应器的入口，并和来自所述低浓度产甲烷反应器的沼液进行混合。
4.根据权利要求3所述的两相厌氧发酵装置，其特征在于，所述高浓度产甲烷反应器和所述高浓度产甲烷反应器物料循环管之间设有高浓度循环出料泵。
5.根据权利要求1所述的两相厌氧发酵装置，其特征在于，所述低浓度产甲烷反应器产生的气体通过管道通入所述高浓度产甲烷反应器的底部，并在所述高浓度产甲烷反应器内形成气体搅拌。
6.一种采用权利要求1至5中任一项所述的两相厌氧发酵装置的两相厌氧发酵方法，其特征在于，包括以下步骤：
7.根据权利要求6所述的两相厌氧发酵方法，其特征在于，所述水解酸化反应器的pH值为4.5-6.5。
<...【技术特征摘要】
1.一种两相厌氧发酵装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的两相厌氧发酵装置，其特征在于，所述两相厌氧发酵装置设有两个串联的所述低浓度产甲烷反应器，两个所述低浓度产甲烷反应器之间设有循环泵。
3.根据权利要求1所述的两相厌氧发酵装置，其特征在于，所述高浓度产甲烷反应器的出口通过高浓度产甲烷反应器物料循环管连接至所述高浓度产甲烷反应器的入口，并和来自所述低浓度产甲烷反应器的沼液进行混合。
4.根据权利要求3所述的两相厌氧发酵装置，其特征在于，所述高浓度产甲烷反应器和所述高浓度产甲烷反应器物料循环管之间设有高浓度循环出料泵。
5.根据权利要求1所述的两相厌氧发酵装置，其特征在于，所述低浓度产甲烷反应器产生的气体通过管道通入所述高浓度产甲烷反应器的底部，并在所述高浓度产甲烷反应器内形成气体搅拌。
6.一种采用权利要求1至5中任一项所述的两相厌氧发酵装置的两...
【专利技术属性】
技术研发人员：王洪波，崔雨晴，庄兆恒，石艳春，胡肖怡，刘洪，
申请(专利权)人：中广核环保产业有限公司，
类型：发明
国别省市：
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