CN102174587A - 一种全混式厌氧发酵方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种全混式厌氧发酵方法，其主要是将除杂后的液态原料和固态原料加入一体化厌氧发酵罐中发酵，将所得的沼气、发酵液充分应用于各方面，本发明减少了匀浆工艺，降低工程造价和运营成本；打破了用泵输送发酵原料的极限，将混合发酵原料的干物质浓度从极限10％左右提高到40％，适合更广阔区间的厌氧发酵工程；同等条件下，工程产气率大大提高；余热的利用率增加，余热利用更加有效，充分，工程系统运营稳定性增强；固体、液体或混合原料的输送过程全程密封，无异味，安全环保。
Description
技术领域
本发明涉及一种全混式厌氧发酵方法，属于发酵技术领域。
背景技术
发酵技术是生物技术中最早发展和应用的食品加工技术之一，许多传统的发酵食品，如酒、豆豉、甜酱、豆瓣酱、酸乳、面包、火腿、腌菜、腐乳以及干酪等，随着分子生物学和细胞生物学的快速发展，现代发酵技术应运而生，传统发酵技术与DNA重组技术、细胞(动物细胞和植物细胞)融合技术结合，已成为现代发酵技术及工程的主要特征。
目前已有的工艺流程如下(以奶牛场粪便生物燃气工程为例)，如图1所述。
通过格栅将牛尿和冲洗废水中的杂物除去并作为稀释液，进入匀浆池，用来稀释干物质含量为18％的新鲜牛粪，稀释后的浓度10％左右，然后用泵将稀释后的原料提升到一体化厌氧发酵罐中进行发酵。
该工艺过程说明：
牛尿，冲洗废水等通过格栅，除去混合液中大的杂质物，进入集水池。干物质含量18％左右的新鲜牛粪通过人工收集后，用车倾倒或人力清铲的方式进入敞口的匀浆池中。牛尿，冲洗废水从集水池通过泵输送进入均浆池，并与新鲜牛粪一起在均浆池中均匀搅拌。搅拌后的混合液通过泵输送进入一体化厌氧罐进行厌氧发酵。经过发酵后，原料分解，产生沼气和沼液，产生的沼气进入沼气净化流程，沼气进行脱水，脱硫后进入发电机组，产生的电力上网或自用，产生的热量，进入换热装置，部分热量供给厌氧罐和均浆池，多余热量供应给奶牛场自用。沼液存储在沼液罐中，通过固液分离，分离后的液体进入污水处理系统或用于灌溉农田，分离后的固体部分可用来作为牛床垫料或制成固态有机肥。
该工艺的条件：
由于现有泵的工作极限的缘故，原料在通过泵输送到厌氧发酵罐之前，必须将原料干物质浓度稀释至10％左右(泵的工作极限)，才能用泵输送。
该工艺的效果：
由于发酵原料必须稀释，导致发酵原料干物质浓度大大降低，其产气率也随之大大降低。。
该工艺相对于本专利存在的缺点或不足：
由于现有泵的工作极限的限制，现有工艺无法实现干物质高浓度区间原料的厌氧发酵工程，只能适应于原料干物质浓度10％左右的厌氧发酵工程。该工艺增加了工程投资成本，由于产气率大大下降，也就大大减少了工程的经济效益。
发明内容
本发明的目的是使发酵流程更加简单，操作更加方便，无需发酵原料预处理过程，减少工程费用和运营费用，同时使发酵流程适用于各类发酵原料，且能够在原料干物质浓度1％-40％的超宽范围内运营，打破以往工艺只能适用于原料干物质大约在10％的瓶颈。
为了实现上述目的本发明采用如下技术方案：
一种全混式厌氧发酵方法，包括以下步骤：
(1)将液态混合原料加入格栅集水池中，除去混合液中颗粒较大的杂质；
(2)将固态原料通过投料装置投入一体化厌氧发酵罐，然后把去杂的混合液输送到一体化厌氧发酵罐中，搅拌混合，进行厌氧发酵，温度控制在35-38℃，发酵25-35天；
(3)发酵产生的沼气经过净化，脱水、脱硫后进入发电机组，或者进入提纯生物燃气装置；
(4)发酵后的发酵液进入沼液罐，分离，得分离后的液体和固体物质用于生产液氮和生物有机氮肥。
全混式厌氧发酵方法，所述的投料装置包括有存储容器和传感器，所述的存储容器内位于底部设有水平方向的含轴螺旋输送器，所述的存储容器底部垂直方向还设有凹槽，所述的含轴螺旋输送器一端转动连接存储容器内壁上，另一端伸入凹槽，所述的存储容器外壁上安装手动开关和控制器，所述的存储容器外壁连通凹槽处设有水平运输管道，所述的水平运输管道内设有水平螺杆，所述的水平螺杆一端伸入凹槽内，所述的水平运输管道上固定垂直连接有垂直运输管道，所述的垂直运输管道内设有提升螺杆，所述的垂直运输管道上端固定倾斜连接推进运输管道，所述的推进运输管道内设有推进螺杆，所述的推进运输管道下端固定连接一体化厌氧发酵罐，所述的一体化厌氧发酵罐内壁上部设有传感器，所述的传感器与控制器采用数据线连接。
全混式厌氧发酵方法，所述的一体化厌氧发酵罐采用专利号200920144006公开的一体化厌氧发酵罐。
本发明的有益效果：
(1)减少了匀浆工艺，降低工程造价和运营成本；
(2)打破了用泵输送发酵原料的极限，将混合发酵原料的干物质浓度从极限10％左右提高到40％，适合更广阔区间的厌氧发酵工程；
(3)同等条件下，工程产气率大大提高；
(4)余热的利用率增加，余热利用更加有效充分，工程系统运营稳定性增强；
(5)固体，液体或混合原料的输送过程全程密封，无异味，安全环保。
附图说明
图1(a)本发明中投料装置的存储容器俯视图；(b)本发明中投料装置的螺杆输送系统剖视图；(c)本发明中投料装置的主视图。
图中1、存储容器，2、手动开关，3、控制器，4、含轴螺杆输送器，5、凹槽，6、提升螺杆，7、推进螺杆，8、一体化厌氧发酵罐，9、传感器，10、水平螺杆，11、水平运输管道，12、垂直运输管道，13、推进运输管道。
图2目前已有的发酵流程图。
图3本发明全混式厌氧发酵流程图。
具体实施方式
实施例1：
如图1所示，投料装置包括有存储容器1和传感器9，所述的存储容器1内位于底部设有水平方向的含轴螺旋输送器4，所述的存储容器1底部垂直方向还设有凹槽5，所述的含轴螺旋输送器4一端转动连接存储容器1内壁上，另一端伸入凹槽5，所述的存储容器1外壁上安装手动开关2和控制器3，所述的存储容器1外壁连通凹槽5处设有水平运输管道11，所述的水平运输管道11内设有水平螺杆10，所述的水平螺杆10一端伸入凹槽5内，所述的水平运输管道11上固定垂直连接有垂直运输管道12，所述的垂直运输管道12内设有提升螺杆6，所述的垂直运输管道12上端固定倾斜连接推进运输管道13，所述的推进运输管道13内设有推进螺杆7，所述的推进运输管道13下端固定连接一体化厌氧发酵罐8，所述的一体化厌氧发酵罐8内壁上部设有传感器9，所述的传感器9与控制器3采用数据线连接。
实施例2：青储混合秸秆厌氧发酵工程
1、发酵原料的性质，量
2、厌氧发酵技术参数
发酵混合原料数量：23.7t/d；发酵罐体积：860m3；发酵时间：25.3天；混合原料产气率：9.42kgOTS/(m3.d)或折合成6.069m3Biogas/(m3.d)；发酵温度：35-38℃；混合发酵原料分解率：84％。
实施例3：某2000头奶牛场新鲜牛粪厌氧发酵工程
1.发酵原料的性质，量
2.厌氧发酵技术参数
发酵原料数量：44.4t/d；发酵罐体积：1200m3；发酵时间：27天；混合原料产气率：5.66kgOTS/(m3.d)或折合成1.98m3Biogas/(m3.d)；发酵温度：35-38℃；混合发酵原料分解率：86％。
实施例4：秸秆和猪场粪便混合厌氧发酵工程
1.发酵原料的性质，量
2.厌氧发酵技术参数
发酵混合原料数量：66t/d；发酵罐体积：2041m3；发酵时间：30.1天；混合原料产气率：3.52kgOTS/(m3.d)或折合成2.06m3 Biogas/(m3.d)；发酵温度：35-38℃；混合发酵原料分解率：82％。
Claims (2)
1.一种全混式厌氧发酵方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)将液态混合原料加入格栅集水池中，除去混合液中颗粒较大的杂质；
(2)将固态原料通过投料装置投入一体化厌氧发酵罐，然后把去杂的混合液输送到一体化厌氧发酵罐中，搅拌混合，进行厌氧发酵，温度控制在35-38℃，发酵25-35天；
(3)发酵产生的沼气经过净化，脱水、脱硫后进入发电机组或进入提纯生物燃气装置；
(4)发酵后的发酵液进入沼液罐，分离，得分离后的液体和固体物质用于生产液氮和生物有机氮肥。
2.根据权利要求1所述的全混式厌氧发酵方法，其特征在于：所述的投料装置包括有存储容器和传感器，所述的存储容器内位于底部设有水平方向的含轴螺旋输送器，所述的存储容器底部垂直方向还设有凹槽，所述的含轴螺旋输送器一端转动连接存储容器内壁上，另一端伸入凹槽，所述的存储容器外壁上安装手动开关和控制器，所述的存储容器外壁连通凹槽处设有水平运输管道，所述的水平运输管道内设有水平螺杆，所述的水平螺杆一端伸入凹槽内，所述的水平运输管道上固定垂直连接有垂直运输管道，所述的垂直运输管道内设有提升螺杆，所述的垂直运输管道上端固定倾斜连接推进运输管道，所述的推进运输管道内设有推进螺杆，所述的推进运输管道下端固定连接一体化厌氧发酵罐，所述的一体化厌氧发酵罐内壁上部设有传感器，所述的传感器与控制器采用数据线连接。
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