[实用新型]一种秸秆混合原料发酵产沼气的装置

说明书

所属技术领域

本实用新型涉及一种秸秆混合原料发酵产沼气的装置，特别涉及一种二级中温发酵处理生物质资源，即植物秸秆的纤维素原料、厨房生活垃圾、畜禽粪便污水混合原料发酵产沼气的装置。适合农作物秸秆、厨房生活垃圾、畜禽粪便等的综合利用，属环境工程所需设备装置。

背景技术

贯彻科学发展观，实现人与自然和谐发展，拓展资源再生利用，促进生物质能的科学利用和保护生态环境，越来越成为当今世界发展的主题。作为世界经济支柱的石油资源预计在数十年左右将会枯竭，因此，新的替代能源产品的开发研究迫在眉睫。而利用植物秸秆的纤维素、厨房生活垃圾、畜禽粪便污水混合原料发酵产沼气的方法及装置正可以解决资源与环境的突出问题，实现木质生物资源秸秆的合理利用，厨房生活垃圾、畜禽粪便等的循环经济开发，产生清洁能源，减少环境污染，已经成为目前研究的热点。

植物秸秆作为发酵产沼气的木质生物资源随着种类的不同，结构与化学成分也存在差异，有研究表明未经预处理的天然状态的木质生物资源的酶解率小于20％，而经预处理后的水解率可达理论值的90％以上。预处理方法的选择主要从提高效率、降低成本、缩短处理时间和简化工序等方面考虑。理想的预处理应能满足下列要求：产生活性较高的纤维，反应产物对发酵无明显抑制作用；成本较低；固体残余物较少，可实现生物质的全利用。厨房生活垃圾、畜禽粪便等的发酵产沼气研究比较多，但综合利用，经济效益和环境效益较好的不多。沼气作为一种新型的再生能源，正是对生物质能的有效利用，但目前还没有一种将植物秸秆纤维、厨房生活垃圾(包括动植物油脂)以及畜禽粪便污水混合原料充分利用产沼气的装置。现有的传统沼气池预处理方式单一、处理原料单一，不能很好的解决高寒地区沼气的冬季生产问题，占地面积大，成本高、综合利用率低、发酵不完全，对纤维素、粪污等的处理不彻底、不迅速，综合效益不高。

发明内容

为了更好的实现一种二级中温发酵处理生物质资源，即植物秸秆的纤维素原料、厨房生活垃圾、畜禽粪便污水混合原料发酵产沼气的装置，本实用新型提供了一种秸秆混合原料发酵产沼气的装置。它通过三种预处理方式，将这三种原料经过特定的预处理后，按一定比例1∶1∶3混合，每种原料的混合比例可以有10％-20％的浮动，摩尔碳氮比控制在25-30∶1，原料混合后进入厌氧发酵主池和副池。厌氧发酵主池有保温隔热层，内有循环热水(利用太阳能、其它能源以及所产沼气发电的余热对循环水集热加温)加温，控制厌氧发酵为中温或高温发酵，进而实现自动恒温控制及二级发酵，从而构成一种秸秆混合原料发酵产沼气的装置。本实用新型的主要目标为：(1)各种原料的预处理方式不同，可以使原料发酵充分，提高发酵效率和产气率；(2)系统中可以为发酵菌种提供适宜生长的温度、酸碱度、生物菌床及厌氧环境；(3)系统中设计了二级发酵，生物菌种回流装置，可进一步提高生物质资源的利用率，可将废弃生物质中有毒有害微生物杀灭；(4)提高处理污水的化学需氧量(COD)和生化需氧量(BOD)的能力；(5)能在寒冷地区运行稳定高效生产沼气；(6)厌氧发酵池为附着膜型消化器，实现不同的水力滞留期、固体滞留期和微生物滞留期，从而提高效率；(7)厌氧发酵池为膜式沼气池建设成本低，经济效益高。