[发明专利]小规模非混合接种连续固体厌氧发酵装置及发酵方法

说明书

本发明涉及一种小规模非混合接种连续固体厌氧发酵装置及发酵方法，套筒侧壁径向对称安装一对铰座，铰座内同轴密封铰装铰柄，铰柄一端延伸至套筒内，在套筒内中部水平间隔安装发酵菌饼盘，发酵菌饼盘两侧水平铰装转柄，转柄同轴与延伸至套筒内的转柄固装，当转动铰柄时，转柄随着铰柄一起同轴转动，在发酵菌饼盘中部均布通孔，通孔内放置甲烷菌菌粉，发酵菌饼盘的两侧密封密封膜，密封膜可被分阶段开启，露出通孔。本申请针对现有固体发酵中存在的迟滞期长、有机酸化积累、效率低等问题，改变接种方式，通过逐步加入接种物的方式，使甲烷菌在特定区域内处于绝对优势，充分发挥甲烷菌作用，避免有机酸积累和酸抑制，从而提高产气效率。

技术领域

本发明属于发酵装置领域，主要涉及一种小规模非混合非混合接种连续固体厌氧发酵装置。

背景技术

我国是有机废弃物产生量最大的国家。每年畜禽粪便排放量约38亿吨，农作物秸秆产量达到8.0亿吨，但无害化处理与资源利用率极低，约90.0％以上的畜禽粪污未经处理直接排放到周围环境中，55.0％的秸秆被直接焚烧或随意丢弃，使“资源”成为“污染源”。厌氧发酵产沼气是上述农业有机废弃物处理与资源化利用的有效途径。

在发酵工艺方面：农作物秸秆、畜禽粪便和有机生活垃圾等固体废弃物处理中，堆肥和湿式厌氧发酵应用最广泛，但堆肥周期长、占地面积大。湿式厌氧发酵存在水资源浪费严重、沼液产生量大，容易产生二次污染等问题。固体厌氧发酵装置体积小、无沼液排放、容积产气率高，已经成为厌氧发酵新的发展趋势。

在发酵过程方面：厌氧发酵过程主要包括水解产酸、乙酸化和产甲烷三个阶段，其中水解产酸和已酸化(产酸发酵)的主要微生物和产甲烷主要微生物种类不同，代谢繁殖速率相差几倍，导致水解产酸速率和产甲烷速率差异较大。在固体发酵中，因为容积有机负荷高，导致有机酸积累现象比较严重，使pH＜6.0，甚至更低，从而抑制产甲烷微生物的活性(适宜的pH在6.5-7.5范围内)，采用非混合接种的方式可有效避免发酵过程有机酸的积累，使pH在7.2以上，从而保证产甲烷菌活性和产甲烷发酵的正常进行。

发明内容

本申请为了克服现有技术的不足之处，提供了一种分批加料、逐步更新微生物的小规模非混合接种连续固体厌氧发酵装置。

本发明采取的技术方案是：

一种小规模非混合接种连续固体厌氧发酵装置，包括底座、套筒以及上盖，在底座上同轴固装套筒，套筒上端密封盖装上盖，在套筒和上盖之间套装密封圈，进一步密封和加强，上盖上制有出气管和压力平衡口，出气管上安装阀门，底座中部制有中空液腔，侧壁制有排液管，其特征在于：

所述套筒侧壁径向对称安装一对铰座，铰座内同轴密封铰装铰柄，铰柄一端延伸至套筒内，在套筒内中部水平间隔安装发酵菌饼盘，发酵菌饼盘两侧水平铰装转柄，转柄同轴与延伸至套筒内的转柄固装，当转动铰柄时，转柄随着铰柄一起同轴转动，在发酵菌饼盘中部均布通孔，通孔内放置菌粉，发酵菌饼盘的两侧密封密封膜，密封膜可被分阶段开启，露出通孔。

而且，所述密封膜为间隔设置的两个半圆形。

而且，密封膜可被分阶段开启的方式为：在每一个半圆的密封膜上表面靠近轴心的位置间隔固装拉绳一端，拉绳的另一端部固装在转柄上，当转动转柄时，拉绳被缠绕在转柄上，将密封膜拉开。

而且，所述菌粉为甲烷菌菌粉。

一种利用权利要求1所述的装置进行避免固体厌氧发酵酸化的发酵方法，步骤如下：

发酵原料：按秸秆：猪粪＝3:1-3质量比；

发酵体系构建：在发酵反应器内两层发酵菌饼盘分隔的三个空间内，非混合放置污泥、发酵原料，每层中发酵原料在上，污泥在下，发酵原料为10-15cm，污泥高度为4-5cm；