[发明专利]一种基于瘤胃仿生原理的一体式两相厌氧干发酵反应器

说明书

一种基于瘤胃仿生原理的一体式两相厌氧干发酵反应器，其特征在于：包括反应器主体；所述反应器主体包括干发酵室、二次发酵室、储液室，所述干发酵室设置在所述反应器主体上部；所述储液室设置在所述反应器主体的底部；所述二次发酵室设置在所述反应器主体内所述干发酵室和储液室之间；所述干发酵室通过多孔结构与所述二次发酵室连接。

技术领域

本发明涉及畜禽粪便、农作物秸秆、餐厨、脱水污泥等有机物固体废物厌氧发酵领域，特别涉及一种基于瘤胃仿生原理的一体式两相厌氧干发酵反应器。

背景技术

有机物厌氧发酵是常见的微生物降解有机质技术，根据原料的干物质含量的不同，分为湿式发酵和干式发酵。一般来说，湿式发酵的干物质含量在8-12％以下，而干式发酵是指干物质含量为20％-40％的原料经厌氧发酵生成沼气的过程。

厌氧干发酵技术是处理畜禽粪便、农作物秸秆、餐厨和脱水污泥等有机废物的有效途径，与湿式发酵相比较，干式厌氧发酵具备用水量少、二次污染小、能耗低和能源效率高等优点，因而近年来成为国内外研究的热点。对于一些废弃物料，如畜禽干清粪、生活垃圾、城市脱水污泥和秸秆等，自身含水率低，使用干式发酵技术更为有利。

由于干式发酵的干物质含量过高，缺乏流动性，传热传质条件差，加之产甲烷微生物对环境因素十分敏感，因此发酵过程中较易导致局部严重酸化，且畜禽粪便作为发酵底物时较易发生氨抑制，导致沼气产量大幅降低。

鉴于此，基于瘤胃仿生原理，本发明研制出一种一体式两相厌氧干发酵反应器，以期解决现有干发酵技术中存在的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种在畜禽粪便、农作物秸秆、餐厨、脱水污泥等有机物固体废物进行厌氧干发酵时能够避免酸抑制和氨抑制且发酵效率高的瘤胃仿生一体式两相厌氧干发酵反应器。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种基于瘤胃仿生原理的一体式两相厌氧干发酵反应器，其特征在于：它包括反应器主体、气体收集装置、搅拌系统、pH监测系统、温控系统、保温装置、沼液储罐、沼液回流喷淋装置、沼渣储罐；

所述反应器主体包括干发酵室、二次发酵室、储液室，所述干发酵室设置在所述反应器主体上部，其顶部设置的顶盖上设有沼气出口、测温孔、pH测量孔和若干沼液入口；干发酵室底部为多孔板结构，覆盖孔隙不大于2mm的柔性滤网；所述干发酵室的下部侧壁设置进料口，上部侧壁设置出料口；所述储液室设置在所述反应器主体的底部，其底部的侧壁上开设沼液出液口；所述二次发酵室设置在所述反应器主体内所述干发酵室和储液室之间，所述二次发酵室底部设置倾斜角度不超过15度的多孔底板，底板上覆盖一层超滤膜，所述二次发酵室底部侧壁上设置沼渣出口，所述沼渣出口处设置阀门；

所述气体收集装置通过所述沼气出口与所述干发酵室连接；

所述搅拌系统包括双叶搅拌浆、电机，安装在所述主体反应器顶盖中部，进行间歇搅拌；

所述pH监测系统通过所述主体反应器顶盖深入干发酵室中；

所述温控系统通过所述测温孔测量所述干发酵室内的温度，所述保温装置通过所述温控系统的反馈实时调节所述干发酵室内的温度；

所述沼液储罐与所述沼液出口连接，所述沼液回流装置通过所述沼液入口和所述沼液储罐连接；所述沼渣储罐分别与所述干发酵室上部侧壁的出料口和二次发酵室底部侧壁的沼渣出口相连接。

所述沼液回流装置包括沼液输液泵、沼液管道和喷淋装置，所述沼液输液泵设置在所述沼液储罐的外侧，所述沼液输液泵的进口通过所述沼液管道与所述沼液入口向所述发酵室中喷淋沼液；所述喷淋装置包括连通管和若干喷头，所述连通管的一端与所述沼液管道连接，其他各端与各喷头连接，各喷头通过相应所述沼液入口向所述干发酵室内喷淋沼液。