[发明专利]一种可调静磁场与镍基添加物复合强化提高沼气产量装置

说明书

本发明一种可调静磁场与镍基添加物复合强化提高沼气产量装置，包括保温层、可调静磁场发生装置、磁场检测装置、多功能搅拌装置和厌氧消化反应罐；所述保温层安装在装置最外端，所述可调静磁场发生装置安装在保温层内，所述厌氧消化反应罐安装在静磁场发生装置内，所述磁场检测装置紧贴安装在厌氧消化反应罐的四周和底部，所述厌氧消化反应罐安装在装置中心位置，所述多功能搅拌装置安装在厌氧消化反应罐内。本发明结构简单，操作方便，不需要特殊设备，既能保证温度恒定，又能保证磁场强度稳定，并提升了生物质厌氧产气效率，保证了生产可再生能源的经济性和环保性。

技术领域

本发明属于生物质厌氧消化领域，具体涉及一种可调静磁场与镍基添加物复合强化提高沼气产量装置。

背景技术

目前，由于全球对不可再生能源，比如化石燃料的过度开发和燃烧所导致的能源短缺和环境污染，人类对可再生能源的需求也越来越大，厌氧消化是一种经济有效的将生物质转化为沼气的技术，可以将有机物转化为沼气，对于生物质资源高效再利用具有十分重要的现实意义，然而，传统的厌氧消化技术由于产气率低，产气周期长，不能得到大规模推广。

然而，有研究发现，多孔导电材料既可以富集菌群，又可以充当导电体，使电子更容易从充当电子供体的产酸菌转移到充当电子受体的产甲烷菌中，而且，H⁺也可以迅速转移到特定的产甲烷菌中，氢型产甲烷菌通过同时接受电子和H⁺，可以快速地将CO₂还原为CH₄，本装置所使用的添加剂泡沫镍-二氧化钛即为多孔导电材料，它多孔结构和骨架上的多沟壑表面及二氧化钛无生物毒性的特点，使得其更利于菌群的附着，有利于形成电活性生物膜，从而促进电子传递。

也有许多研究指出，磁场可以通过使跨膜蛋白和可溶性蛋白构象的改变，从而使生物效应更加显著，磁性被认为能促进细胞生长的变化，这将促使细胞进入增殖状态，并提高糖酵解速率，有研究表明，在厌氧消化反应器中，静磁场可以使乳酸菌的相对丰度大约提高10％，甲烷八叠球菌和氢营养型产甲烷菌数量也同样得到了提升，并且静磁场还提升了参与乙酸转化为甲烷的酶活性，因此，在厌氧反应器周围添加磁场可以促进厌氧微生物生长繁殖，从而促进有机物的降解，最终促进产气量的提升。

因此，本发明通过添加静态磁场和生物亲和多孔导电材料，改善厌氧消化环境和提升微生物消化能力，使得有机物能够更快速和更彻底地被分解利用，从而提升厌氧消化产气量。

发明内容

(一)解决的技术问题

本发明的目的在于，针对厌氧消化产气速率慢、产气量低等问题，提供一种可调静磁场与镍基添加物复合强化提高沼气产量装置，利用磁场促进微生物生长代谢及复合添加剂促进微生物种间电子直接转移，从而有效解决上述问题。本发明操作简便，既能调节磁场强度，以保持最佳的发酵环境，还能通过填料棒便捷地回收添加剂，以便重复利用。

(二)技术方案

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种可调静磁场与镍基添加物复合强化提高沼气产量装置，包括保温层、可调静磁场发生装置、磁场检测装置、多功能搅拌装置和厌氧消化反应罐；所述保温层安装在装置最外端，为厌氧消化提供合适的温度条件，所述可调静磁场发生装置安装在保温层内，所述厌氧消化反应罐安装在静磁场发生装置内，为厌氧消化提供合适的磁环境，所述磁场检测装置紧贴安装在厌氧消化反应罐的四周和底部，用来监测磁场强度，所述厌氧消化反应罐安装在装置中心位置，所述多功能搅拌装置安装在厌氧消化反应罐内。

优选的，所述保温层通过进水口和排水口进行热水循环保温，所述进水口和排水口与外部热水加热器相连。