[发明专利]一种厌氧发酵的增效方法

说明书

本发明公开了一种厌氧发酵过程中的增效方法，厌氧发酵过程不仅可以使得固体废弃物减量化、资源化和无害化，而且能够得到可以使用的清洁能源甲烷。本发明利用自行制备磁性生物炭，在餐厨垃圾和剩余污泥共发酵过程中投加磁性生物炭，相比于常规不投加介质发酵能够显著的提高产甲烷的效率并可以对磁性生物炭进行回收利用。本发明专利的优点主要体现在：①磁性生物炭在发酵结束后可以进行回收利用；②磁性生物炭利用固废制备，可实现固废循环利用；③效果显著，甲烷产率提高。

技术领域

本发明属于环境工程技术领域，特别涉及一种厌氧发酵的增效方法。

背景技术

在处理固体废弃物时，采用厌氧发酵技术可以实现固体废弃物的减量化、资源化和无害化，能够得到沼气能源回用于生活，而沼气中最有利用价值的组分为甲烷，约占比例为50％-70％，是优质的气体燃料。现有技术中在厌氧发酵的增效研究中，主要采用的是通过投加生物炭、GAC等非生物导电材料，实现厌氧发酵系统的增效，但是这种方法中投加的介质在反应结束后无法进行有效的回收利用，造成材料的浪费。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种厌氧发酵的增效方法，通过投加磁性生物炭，既可以对厌氧发酵起到增效目的，而且可以在反应结束对投加的磁性生物炭进行回收利用。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种厌氧发酵的增效方法，其特征在于，在厌氧发酵中，将磁性生物炭投加到厌氧发酵系统内，定期对产气量和气组进行检测(记录检测值)，基质消耗完后，在排除消化液时，回收消化液内的磁性生物炭。

具体可使用磁铁等吸引体系内的磁性生物炭就可以使得消化液内的磁性生物炭继续留在体系，排除放应完的消化液，投加新的基质后可以继续发挥磁性生物炭的作用。

所述磁性生物炭通过水热法合成制备：在氮气保护下，将生物炭加至超纯水中，震荡后得到悬浊液，依次向悬浊液中加入FeCl₃·6H₂O、FeSO₄·7H₂O和乙酸钠，之后水浴加热，将合成的黑色固体置于烧杯中清洗，在烧杯旁放置磁铁，固体会被吸附到烧杯边缘靠近磁铁位置，将水倒出，重复清洗数次，经真空干燥后备用。

所述超纯水用量为50mL，生物炭用量为0.3g，FeCl₃·6H₂O用量为0.38g，FeSO₄·7H₂O用量为0.24g，乙酸钠用量为0.30g，水浴加热温度为90℃。

所述生物炭的制作方法是将含炭固体废弃物置于500℃缺氧环境中，控制升温幅度为10-15℃/min，温度达到500℃后维持2h，降温后过筛，孔径控制在0.25mm-1mm之间，干燥储存备用。

所述含炭固体废弃物为木屑。

所述磁性生物炭的投加量为1-20g/L。

所述厌氧发酵系统的基质为餐厨垃圾和剩余污泥按湿重比的4:1配置而成。

所述厌氧发酵系统温度为30-38℃。

所述磁性生物炭在厌氧发酵反应结束后，利用磁铁置于排泥口对体系内的磁性生物炭进行回收重复利用。具体是使用磁铁吸引体系内的磁性生物炭，使得消化液内的磁性生物炭继续留在体系，排除放应完的消化液，投加新的基质后可以继续发挥磁性生物炭的作用。

所述磁性生物炭的投加方式为一次投加或多次投加。

本发明专利的优点主要体现在：①磁性生物炭在发酵结束后可以进行回收利用；②磁性生物炭利用固废制备，可实现固废循环利用；③效果显著，甲烷产率高。