两阶段固液双相厌氧发酵循环系统及产沼气的方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN103045651A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN103045651A(43)申请公布日2013.04.17(21)申请号201210448062.X(22)申请日2012.11.12(71)申请人华盛顿州立大学地址美国华盛顿州普尔曼市伊思特盖布利瓦德东北1610申请人百斯特有限公司(72)发明人郁亮马晶伟克雷格·福莱尔乌萨马·查希尔陈树林(74)专利代理机构济南舜源专利事务所有限公司37205代理人李浩成(51)Int.Cl.C12P5/02(2006.01)C12M1/107(2006.01)C12M1/02(2006.01)权利要求书权利要求书1页1页说明书说明书44页页附图附图11页(54)发明名称两阶段固液双相厌氧发酵循环系统及产沼气的方法(57)摘要本发明公开了一种两阶段固液双相厌氧发酵循环系统及生产沼气的方法，是将有机废弃物加入第一阶段反应器中，与第二阶段反应器的出水混合，在发酵生产沼气的过程中，固液分离；将液体送入第二阶段反应器作为原料生产沼气；液相在整个系统中循环，而固相则停留在相应的反应器中，两个阶段的反应器都生产沼气。该系统结构简单，易于操作，成本低廉，方法产沼气产率高，环境友好。CN103456ACN103045651A权利要求书1/1页1.两阶段固液双相厌氧发酵循环系统产沼气的方法，其特征在于：将有机废弃物加入第一阶段反应器中，与第二阶段反应器的出水混合，在发酵生产沼气的过程中，固液分离；将液体送入第二阶段反应器作为原料生产沼气；液相在整个系统中循环，而固相则停留在相应的反应器中，两个阶段的反应器都生产沼气。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所提及的有机废弃物是指餐厨垃圾、蔬菜水果废弃物、绿化废弃物和/或农业废弃物。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：第一阶段反应器pH控制在6.0–9.0（优选pH控制在6.5–8.0，更优选pH控制在7.0）。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：第一阶段反应器温度控制在13–70℃（优选的，温度控制在25–55℃，更优选的，温度控制在40℃）。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：有机废弃物为一次性进料时，第一阶段反应器的固体停留时间为8–15天（优选的，停留时间为10–13天，更优选的，停留时间为12天）。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：有机废弃物为连续性进料时，第一阶段反应器的固体停留时间为30–90天（优选的，停留时间为40–60天，更优选的，停留时间为50天）。7.根据权利要求3-6任一所述的方法，其特征在于：每个阶段的反应器的水力停留时间均为0.5–3天（优选的，停留时间为1–2天，更优选的，停留时间为1.5天）。8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述第一阶段反应器的固相用机械搅拌（优选的，所述的机械搅拌桨型为桨式、锚式、框式，螺旋式，涡轮式或推进式，优选的，搅拌时间为1–6小时/天）。9.两阶段固液双相厌氧发酵循环系统，其特征在于：主要包括第一阶段反应器、缓冲罐和第二阶段反应器，所述缓冲罐设在第一阶段反应器和第二阶段反应器之间，所述第一阶段反应器、缓冲罐和第二阶段反应器均设有沼气出口，所述第一阶段反应器还设有机械搅拌器，所述第二阶段反应器设有活性污泥床。10.根据权利要求9所述的两阶段固液双相厌氧发酵循环系统，其特征在于：所提及的第一阶段反应器是由2–10个机械搅拌罐并联而成；第二阶段反应器由一个无机械搅拌罐组成。2CN103045651A说明书1/4页两阶段固液双相厌氧发酵循环系统及产沼气的方法技术领域[0001]本发明涉及一种高固含量的有机废弃物处理，通过有效的厌氧发酵方法避免酸化，增加沼气产量，是属于有机固体废弃物处理和综合利用领域。背景技术[0002]传统处理有机废弃物的方式主要为填埋或焚烧。填埋易于操作，但通常动用大量人力物力，又占用宝贵的土地资源，并随着地价的上涨，填埋成本越来越高；焚烧能迅速缩减废弃物体积，处理速度快，产生热能可用作热能发电，但往往因为焚烧条件和手段的不当而引发大气污染问题，进而降低周边地区的环境质量。[0003]厌氧发酵处理有机废弃物不仅可以减轻环境污染，还可以生产清洁能源沼气。传统的厌氧发酵方法多用于处理液态的废弃物，而且负荷承受能力低。这会要求占用较大的土地，而且需要大量的水稀释原料。高固含量的厌氧反应器可以提高负荷和效率，节省耕地和其它有效用地。为了能够处理高固含量的有机废弃物，国内外研究者利用两相厌氧发酵系统来避免酸化，提高稳定性。美国专利US4735724提出在单个竖立无搅拌的塔中处理高固含量负荷。由于没有搅拌，固相和携带微生物的液相自然分离，固相停留在塔的上部，液相在塔下部积累。因此，高固含量负荷可以加入反应塔中进