[发明专利]一种耦合硝化作用的三段式沼气发酵设备及其方法

权利要求书

1.一种耦合硝化作用的三段式沼气发酵设备，其特征在于，包括：

有氧降解单元，所述有氧降解单元包括硝化细菌种子罐、有氧降解罐、曝气机构以及滤渣过滤提升机构，所述硝化细菌种子罐用以培养和/或储存硝化菌种子液，所述硝化细菌种子罐与有氧降解罐相连通，所述曝气机构设置在有氧降解罐底部且用以向有氧降解罐内输送空气，所述有氧降解罐用以在有氧环境下结合硝化菌种子液降解原料液，所述滤渣过滤提升机构设置在有氧降解罐内，所述滤渣过滤提升机构用以过滤原料液降解产生的滤渣并将滤渣输送至有氧降解罐外部；

水解酸化单元，所述水解酸化单元包括酸化反应罐以及回流机构，所述酸化反应罐与有氧降解罐相连通，所述酸化反应罐用以接收经过过滤的原料液并进行静置酸化，

甲烷产生单元，所述甲烷产生单元包括厌氧反应罐、反硝化菌种子罐、滤渣收集机构，所述厌氧反应罐与酸化反应罐以及反硝化菌种子罐相连通，酸化后的原料液在厌氧反应罐内进行反应并产生甲烷，所述反硝化菌种子罐用以培养和/或储存反硝化菌种子液，所述滤渣收集机构与厌氧反应罐相连通且用以将厌氧反应罐内的滤渣进行收集。

2.根据权利要求1所述的一种耦合硝化作用的三段式沼气发酵设备，其特征在于，所述硝化细菌种子罐设置在有氧降解罐的上方位置，所述硝化细菌种子罐上设置有控制阀，所述控制阀用以控制硝化菌种子液流入有氧降解罐的流速与频率。

3.根据权利要求2所述的一种耦合硝化作用的三段式沼气发酵设备，其特征在于，所述滤渣过滤提升机构与硝化细菌种子罐设置在有氧降解罐的相对两侧，所述滤渣过滤提升机构包括筛网以及驱动装置，所述驱动装置带动筛网循环运动，所述滤渣过滤提升机构倾斜设置。

4.根据权利要求3所述的一种耦合硝化作用的三段式沼气发酵设备，其特征在于，所述滤渣过滤提升机构一端伸入有氧降解罐底部，所述滤渣过滤提升机构的另一端延伸至有氧降解罐外侧，所述滤渣过滤提升机构的另一端下方设置有输送带，所述输送带用以将滤渣进行输送。

5.根据权利要求4所述的一种耦合硝化作用的三段式沼气发酵设备，其特征在于，所述酸化反应罐设置在靠近滤渣过滤提升机构一侧，所述回流机构包括回流管道以及设置在回流管道上的回流阀，所述回流管道用以连通酸化反应罐与厌氧反应罐。

6.根据权利要求5所述的一种耦合硝化作用的三段式沼气发酵设备，其特征在于，所述酸化反应罐底部设置有一第一管道，所述反硝化菌种子罐底部设置有一第二管道，所述厌氧反应罐包括插入地下的下半部体以及位于地面上的上半部体，所述第一管道与第二管道均伸入地下且与下半部体的底部相连通。

7.根据权利要求6所述的一种耦合硝化作用的三段式沼气发酵设备，其特征在于，所述上半部体的内壁上环绕设置有沉积板，所述沉积板一端与上半部体的内壁相连接，所述沉积板的另一端斜向上的向上半部体的中心方向延伸。

8.根据权利要求6所述的一种耦合硝化作用的三段式沼气发酵设备，其特征在于，所述滤渣收集机构包括泵体、收集管道以及收集池，所述收集管道一端延伸至沉积板与上半部体内壁之间，所述收集管道另一端延伸至收集池，所述泵体设置在收集管道上用以将沉积板内的滤渣通过收集管道吸引至收集池。

9.一种采用了如权利要求1-8任一项所述的沼气发酵设备的耦合硝化作用的三段式沼气发酵方法，其特征在于，包括以下阶段：

S1000，有氧降解阶段，对原料液在有氧环境下，结合好氧微生物以及硝化菌，进行好氧降解耦合硝化反应，反应过程中保持曝气补充氧气；

S1001，将S1000中反应完成的原料液进行过滤，得到二段液，同时将过滤的滤渣进行收集；

S2000，水解酸化阶段，对二段液进行静置，在兼性厌氧环境下结合酸化细菌进行酸化，得到三段液；

S3000，甲烷产生阶段，将三段液在厌氧环境下，结合甲烷菌与反硝化菌，进行甲烷产生耦合反硝化反应，得到甲烷气体，并通过对三段液进行絮沉过滤得到沼液。

10.根据权利要求9所述的一种耦合硝化作用的三段式沼气发酵方法，其特征在于，所述S2000中包括S2001，所述S2001为沼液回用阶段，其包括提取部分沼液至静置的二段液，进行再次酸化。