[发明专利]好氧发酵耦合厌氧消化生物质制备沼气与有机肥的装置和方法

说明书

好氧发酵耦合厌氧消化生物质制备沼气与有机肥的装置和方法，所述方法步骤为：固体生物质经过分级设备分级，长纤维类进行粉碎处理后进入混料机，在混料机中均匀后进行好氧腐熟发酵处理，得到好氧发酵产物；好氧发酵产物进行粉碎处理后投入调浆池，混合均匀后，再泵入多级自循环厌氧消化反应器，出水逐级进入多级涡流自循环厌氧反应器、涡流自循环厌氧反应器进行厌氧发酵制沼气，最后送去好氧工艺段深度处理。针对生物质原料多存在高湿、长纤维的特点，先粉碎预处理，再经过高温腐熟处理，无需加热即可获得较高的物料温度，不添加任何化学分解药剂，不仅可以快速高温发酵制得有机肥料，也可使物料在后续的多级厌氧制备沼气的装置中转化率更高。

技术领域

本发明涉及生物质能源化、肥料化的技术领域，具体是一种好氧发酵耦合厌氧消化生物 质制备沼气与有机肥的装置和方法。

技术背景

工农业生产过程中产生大量的生物质废弃物，包括中草药渣、稻秆、桑枝、玉米秆、麦 秆、烟杆、草秆、谷壳、甘蔗渣、木薯渣、粪渣、菌棒、木糠、统糠、树枝、生物发酵糟渣、 畜禽粪便等，如果不采取科学、合理地处置，将对环境造成严重二次污染。而这些生物质中 富含大量有机质，是丰富的、有价值的能源化与肥料化原料资源。传统利用方式多为条垛或槽式好氧发酵工艺制成肥料，发酵效率较低，容易造成臭气的二次污染，资源利用方式单一， 而通过传统厌氧发酵方式制备沼气，产气率较低，发酵周期长，预处理多采用酸解、热解、 水解等方式，大量的化学药剂使用，造成能耗、药剂等成本较高，也影响了厌氧的效率。

发明内容

针对上述情况，本发明的目的是提供一种好氧发酵耦合厌氧消化生物质制备沼气与有机 肥的方法及装置，将生物质经过合理粉碎，再经过生物好氧发酵作为腐熟预处理，不仅可以 低成本的提高生物质预处理腐熟的效率，也提高了物料的温度，可以快速高温发酵制得有机 肥料，也使厌氧消化制备沼气效率更高，能耗更低，更有利于规模化制备沼气与有机肥工程 的应用。

为了实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种好氧发酵耦合厌氧消化生物质制备沼气与有机肥的方法，所述方法步骤为：固体生 物质经过分级设备分级，长纤维类进入一级高湿固体有机物粉碎机进行粉碎处理后进入混料 机，同时由第一配料机向混料机中加入好氧发酵菌剂以及包括N、P和K的营养盐，在混料 机中均匀后送入固体有机物好氧加压高温发酵罐进行好氧腐熟发酵处理，得到好氧发酵产物； 好氧发酵产物进入二级高湿固体有机物粉碎机进行粉碎处理后投入调浆池，同时由第二配料 机向调浆池中加入调浆水、厌氧发酵菌剂以及包括N、P的营养盐，混合均匀后，再泵入多 级自循环厌氧消化反应器，出水逐级进入多级涡流自循环厌氧反应器、涡流自循环厌氧反应

进一步的，还包括如下步骤：

(1)收集多级自循环厌氧消化反应器、多级涡流自循环厌氧反应器和涡流自循环厌氧反 应器产生的沼气进入沼气柜经脱硫、脱水后用于发电或锅炉使用，或者所述沼气进一步压缩 分离即获得商品化的液化燃气和二氧化碳产品；

(2)将固体有机物好氧加压高温发酵罐获得的好氧发酵产物按10％-30％返料回混料机， 70％-90％进入二级高湿固体有机物粉碎机；

(3)由二级高湿固体有机物粉碎机粉碎的好氧发酵产物输入调浆池制沼气或定量、复配、 包装后制成有机肥料或饲料产品；

(4)将多级自循环厌氧消化反应器排出的沼渣经脱水装置脱水，滤液回流调浆池或做农 用液体肥，滤渣回混料机再次处理；

(5)将多级涡流自循环厌氧反应器与涡流自循环厌氧反应器产生的剩余污泥经过污泥破 壁装置破壁处理，破壁污泥混合液回流调浆池再次处理；

(6)将涡流自循环厌氧反应器排出的沼液回流调浆池，多余沼液进入好氧工艺段深度处 理后达标排放；

(7)将固体有机物好氧加压高温发酵罐产生的尾气经生物洗气塔净化后排放。