[发明专利]厌氧消化器

说明书

厌氧消化装置包括用于在厌氧消化之前和/或期间保留有机物的第一室和用于在厌氧消化期间保留有机物的第二室。将所述厌氧消化装置配置为制冷或加热第一室以抑制第一室中的产甲烷作用。所述厌氧消化装置包括控制器，将其编程以调节厌氧消化过程并因此减少系统扰动。有机物向其中调节了产甲烷作用的第二室流动。本发明公开了一种包含伍氏醋酸杆菌和理事会甲烷鬃毛菌的用于厌氧消化的接种物。

技术领域

本发明涉及厌氧消化装置、在有机物的厌氧消化中使用厌氧消化装置的方法、用于从有机物产生甲烷的装置和方法、用于从有机物产生可再生能源的装置和方法、用于从有机物产生电的装置和方法、水解有机物的方法、和用于有机物厌氧消化的微生物培养物。

背景技术

厌氧消化是指在无氧条件下通过微生物分解有机物的过程的集合。厌氧消化包括将有机聚合物(例如碳水化合物和蛋白质类)生化水解为小的有机分子，以及将这些小分子转化为甲烷、二氧化碳、氮气和氢气和其它副产物。厌氧消化用作可生物降解的废物如食品废物和污水污泥的再循环中的处理工艺的一部分。该工艺通常导致生物气(包含约50％至80％的甲烷)以及液体和固体消化物的产生。由于生物气可以用作燃料，厌氧消化被认为是可再生能量的来源。生物气可以进一步精制以产生生物甲烷，其具有与天然气相似的甲烷含量。消化物可以用作富营养的肥料，以及较高价值的化学产品的来源。

在生物气和生物甲烷的生产中所使用的受控的厌氧消化，通常使用从家用和商用物业收集的食物废物、农场废物、专门的能源作物、肥料和污水污泥的组合以工业规模进行。商用厌氧消化器通常使用对人类致病的微生物，因此其不适合用于家庭环境。致病性水解微生物特别常用于商用厌氧消化器。商用厌氧消化器通常大而复杂，并且通常将难闻的气味释放至周围环境中。

因此，提供安全且实用于家庭环境的厌氧消化器和微生物培养物是有益的。提供可以将消化器进料更加完全地转化为甲烷的厌氧消化器和微生物培养物也是有益的。

发明内容

本发明的第一方面提供厌氧消化装置(例如厌氧消化器)。该装置包括用于在厌氧消化之前和/或期间保留有机物的第一室和用于在厌氧消化期间保留有机物的第二室。所述装置通常配置为(即，在使用中)制冷或加热第一室(即，其内容物)，换言之通常制冷或加热第一室。

第一室的温度(通常调节)制冷或加热至抑制第一室中产甲烷作用的温度(例如将甲烷生成速率降低至低于第二室中的甲烷生成速率的10％、低于5％或优选低于1％)。因此，产甲烷作用主要在第二室中发生。

通过将第一室中的温度降低至抑制由存在的活的产甲烷微生物产生的产甲烷作用的温度，或通过将第一室中的温度升高至抑制由存在的活的产甲烷微生物产生的产甲烷作用或杀死产甲烷菌的温度，可以抑制产甲烷作用。

装置通常配置为将有机物从第一室移动至第二室以及从第二室移动至第一室。由此，将来自第二室的产甲烷微生物移动至第一室，并且在没有制冷或加热第一室的情况下，产甲烷作用将在第一室中显著。

应该理解的是，厌氧消化是指在无氧条件下通过微生物分解有机物的过程。负责厌氧消化的微生物通常包括厌氧细菌和/或厌氧古细菌。厌氧消化通常包括以下过程中的一个或多个：大分子(例如聚合物如碳水化合物(多糖)和/或蛋白质类(多肽)和/或脂质类(如甘油三酯))水解来形成较小分子(例如单糖、氨基酸和/或脂肪酸)；水解产物的产酸作用来形成例如挥发性脂肪酸(VFA)；水解产物的产乙酸作用和/或产酸作用来形成乙酸；水解产物的产甲烷作用、产酸作用和/或产乙酸作用来形成甲烷(CH₄)。受控的有机物的厌氧消化用于生物气的生产。生物气是多种不同气体的混合物，但通常包含至少50％的甲烷。生物气还可以包含二氧化碳(CO₂)、氮气(N₂)、氢气(H₂)、硫化氢(H₂S)和/或氧气(O₂)。