CN108165467A - 一种脱氨厌氧发酵系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于厌氧发酵领域,特别涉及到一种脱氨厌氧发酵系统及方法。该系统包括脱酸罐(2)、脱氨罐(3)、气体循环泵(4)、气体回流曝气管(5)、全混式厌氧发酵罐(6)、第二搅拌器(7)、进料管(8)、原料罐(10)以及第一搅拌器(12)。该装置通过设置气体回流曝气管实现气体回流。本发明的脱氨厌氧发酵方法,通过降低厌氧发酵罐中的氨氮浓度,进而解除氨氮对厌氧微生物的不利影响,提高厌氧发酵的效率。
Description
技术领域
本发明属于厌氧发酵领域,特别涉及到一种脱氨厌氧发酵系统及方法。
背景技术
随着我国人口的增加和城市化进程的加速,人们对物质生活的需求进一步扩大。然而工业和农业在满足人们需求的生产过程中也给社会环境带来严重的污染,各种食品加工厂和养殖场排出的大量的含有高浓度氨氮的有机废弃物和污水,超出了环境的承载力,对环境造成极大的破坏。我国目前处理高浓度有机工业污水和农业废弃物的方法是厌氧发酵。但是由于这些有机工业污水和农业废弃物中含有对微生物有毒害的高浓度氨氮,降低了厌氧发酵的处理效率,给解决处理大量有机工业污水和农业废弃物带来极大的障碍。
目前,高氨氮有机工业污水和农业废弃物处理仍然缺乏有效的技术手段。而现有的发酵方法中,氨氮的抑制使得甲烷产率低,使得在实际处理废弃物的过程中,效率低、工艺复杂。
发明内容
本发明的目的是提供一种脱氨厌氧发酵系统,通过设置气体回流曝气管实现气体回流。
本发明的另一目的是提供一种脱氨厌氧发酵方法,该方法通过降低厌氧发酵罐中的氨氮浓度,进而解除氨氮对厌氧微生物的不利影响,提高厌氧发酵的效率。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的:
一种脱氨厌氧发酵系统,包括脱酸罐2、脱氨罐3、气体循环泵4、气体回流曝气管5、全混式厌氧发酵罐6、第二搅拌器7、进料管8、原料罐10以及第一搅拌器12。其中:
所述原料罐10的侧壁为中空结构,中空结构形成水浴夹层。
所述第一搅拌器12包括第一电机11和第一搅拌叶轮16;所述第一电机11的第一电机轴15位于原料罐10的内部;所述第一电机轴15上设有搅拌叶轮16。
原料罐10与全混式厌氧发酵罐6通过进料管8连通;其中,进料管8的进料端与原料罐10的底部连通;进料管8穿过全混式厌氧发酵罐6的盖且进料管8的出料端位于全混式厌氧发酵罐6内部的底部;所述进料管8上设有进料蠕动泵9。
所述全混式厌氧发酵罐6的侧壁为中空结构,中空结构形成水浴夹层。
所述第二搅拌器7包括第二电机20和第二搅拌叶轮21;所述第二电机20的第二电机轴22位于全混式厌氧发酵罐6的内部;所述第二电机轴22上设有第二搅拌叶轮21;所述全混式厌氧发酵罐6上设有集气管27,所述集气管27用于排气。
全混式厌氧发酵罐6通过气体回流曝气管5与脱酸罐2连通;所述气体回流曝气管5的进气端穿过全混式厌氧发酵罐6的盖,且位于全混式厌氧发酵罐6的底部;气体回流曝气管5的出气端位于脱酸罐2内的顶部。
全混式厌氧发酵罐6通过进气管24与气体循环泵4连通;所述进气管24的进气端穿过全混式厌氧发酵罐6的盖,且位于全混式厌氧发酵罐6内的顶部。
所述气体循环泵4通过第一排气管25与脱氨罐3连通;所述第一排气管25的出气端位于脱氨罐3内的底部;脱氨罐3通过第二排气管26与脱酸罐2连通;其中,第二排气管26的进气端位于脱氨罐3内顶部,第二排气管26的出气端位于脱酸罐2内的底部。
所述脱酸罐2内为水、碱溶液或除酸剂溶液。
所述脱氨罐3内为浓磷酸溶液或浓硫酸溶液。
所述原料罐10的侧壁上设有第一水浴出水口13、第一水浴进水口17以及第一出料口14。
所述第一搅拌叶轮16为两组,两组第一搅拌叶轮16沿第一电机轴15的轴向平行布置于第一电机轴15上。
所述全混式厌氧发酵罐6侧壁上设有第二水浴出水口18、第二水浴进水口23以及第二出料口19。
所述第二搅拌叶轮22为两组,两组第二搅拌叶轮22沿第二电机轴22的轴向平行布置于第二电机轴22上。
一种使用脱氨厌氧发酵系统进行脱氨厌氧发酵的方法,包括如下步骤:
进行脱氨厌氧发酵前,关闭集气管27。
a)沼气产生:将原料的TS调至8~15%后,手动加入原料罐10中;通过向原料罐10的水浴夹层循环注入温度为2~8℃的水,形成恒温水浴条件;原料罐10中的原料通过第一搅拌器12的搅拌保持均匀。
原料经过一段时间的搅拌后,在进料蠕动泵9的作用下,通过进料管8定量地从原料罐10进入全混式厌氧发酵罐6。
进入全混式厌氧发酵罐6的原料,通过第二搅拌器7的搅拌进一步混合均匀;全混式厌氧发酵罐6中的原料的TS为8~15%;通过向全混式厌氧发酵罐6的水浴夹层中注入温度为33~38℃的水,对全混式厌氧发酵罐6进行保温;至此,产生沼气;同时伴随着氨气的产生。
在厌氧发酵过程中,原料在全混式厌氧发酵罐6中的水力停留时间为15~50天。
b)沼气脱氨:气体循环泵4将全混式厌氧发酵罐6中厌氧发酵产生的沼气抽出,通过进气管24和第一排气管25进入脱氨罐3中,脱氨罐3中的浓磷酸溶液或浓硫酸溶液与沼气中的氨气反应,完成沼气脱氨。
所述气体循环泵4的抽出速率为5~30L/min。
气体循环泵4的开启频率为以每间隔一分钟的频率,每小时开启10~40分钟。
c)去除脱氨后气体中残留的酸:当气体经过脱氨罐3脱氨后,将通过第二排气管26进入脱酸罐2中进行除酸。
d)曝气搅拌:经过步骤c)后的气体通过气体回流曝气管5回流到全混式厌氧发酵罐6中,对全混式厌氧发酵罐6内的原料进行曝气搅拌。
经过曝气搅拌,原料中含有的氨氮将加速转化为氨气并从原料中溢出。
溢出的氨气继续经过步骤b)和步骤c)进行处理。
e)发酵结束:关闭全混式厌氧发酵罐6,打开集气管27,通过集气管27对全混式厌氧发酵罐6内的气体进行排气。
步骤a)中,所述厌氧发酵为中温发酵或高温发酵;采用中温发酵时,发酵温度为33~38℃;采用高温发酵时,发酵温度为50~60℃。
步骤b)中,氨气与脱氨罐3内的浓磷酸溶液或浓硫酸溶液反应后,以铵盐的形式存在;当脱氨罐3内铵盐溶液达到一定浓度后,对其进行回收。
步骤c)中,除酸方式采用水洗除酸,具体过程为:所述脱酸罐2内为水,进入脱酸罐2的气体中的酸溶解于脱酸罐2的水中。
本发明的有益效果在于:
1)本申请的脱氨厌氧发酵系统,能够在厌氧发酵罐内脱除氨氮,而不影响正常发酵的进行,提高了微生物的活性,发酵罐的处理废弃物的能力进一步提高,废弃物中的有机质被充分地降解。
2)本申请的脱氨厌氧发酵方法,采用脱氨后的气体搅拌发酵液,吹出更多的氨气,提高了吹脱效率,吹脱的氨气在酸吸收罐中被吸收,可生成氨肥,实现了资源化利用。
3)本申请的脱氨厌氧发酵方法,发酵产沼气中的氨气被吸收脱除,沼气中的氨气浓度大幅度降低,节省沼气后续利用脱氨的投入。
附图说明
图1为本发明的脱氨厌氧发酵方法的工艺系统流程图;
图2为本发明的脱氨厌氧发酵系统结构示意图。
其中的附图标记为:
1气体湿式流量计 2脱酸罐
3脱氨罐 4气体循环泵
5气体回流曝气管 6全混式厌氧发酵罐
7第二搅拌器 8进料管
9进料蠕动泵 10原料罐
11第一电机 12第一搅拌器
13第一水浴出水口 14第一出料口
15第一电机轴 16第一搅拌叶轮
17第一水浴进水口 18第二水浴出水口
19第二出料口 20第二电机
21搅拌叶轮 22第二电机轴
23第二水浴进水口 24进气管
25第一排气管 26第二排气管
27集气管
具体实施方式
下面结合附图和实施例,对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。
如图1和图2所示,一种脱氨厌氧发酵系统,包括脱酸罐2、脱氨罐3、气体循环泵4、气体回流曝气管5、全混式厌氧发酵罐6、第二搅拌器7、进料管8、原料罐10以及第一搅拌器12。其中,
所述原料罐10的侧壁为中空结构,中空结构形成水浴夹层。原料罐10的侧壁上设有第一水浴出水口13、第一水浴进水口17以及第一出料口14。
所述第一搅拌器12包括第一电机11和第一搅拌叶轮16。所述第一电机11的第一电机轴15穿过原料罐10的盖并固定在盖上;第一电机轴15位于原料罐10的内部。所述第一电机轴15上设有搅拌叶轮16。
优选地,所述第一搅拌叶轮16为两组,两组第一搅拌叶轮16沿第一电机轴15的轴向平行布置于第一电机轴15上。
原料罐10与全混式厌氧发酵罐6通过进料管8连通。其中,进料管8的进料端与原料罐10的底部连通;进料管8穿过全混式厌氧发酵罐6的盖且进料管8的出料端位于全混式厌氧发酵罐6内部的底部。所述进料管8上设有进料蠕动泵9。
所述全混式厌氧发酵罐6的侧壁为中空结构,中空结构形成水浴夹层。侧壁上设有第二水浴出水口18、第二水浴进水口23以及第二出料口19。
所述第二搅拌器7包括第二电机20和第二搅拌叶轮21。所述第二电机20的第二电机轴22穿过全混式厌氧发酵罐6的盖并固定在盖上;第二电机轴22位于全混式厌氧发酵罐6的内部。所述第二电机轴22上设有第二搅拌叶轮21。
所述全混式厌氧发酵罐6上设有集气管27,所述集气管27用于排气。
优选地,所述第二搅拌叶轮22为两组,两组第二搅拌叶轮22沿第二电机轴22的轴向平行布置于第二电机轴22上。
优选地,所述集气管27上设有气体湿式流量计1。
全混式厌氧发酵罐6通过气体回流曝气管5与脱酸罐2连通。所述气体回流曝气管5的进气端穿过全混式厌氧发酵罐6的盖,且位于全混式厌氧发酵罐6的底部;气体回流曝气管5的出气端位于脱酸罐2内的顶部。
全混式厌氧发酵罐6通过进气管24与气体循环泵4连通。所述进气管24的进气端穿过全混式厌氧发酵罐6的盖,且位于全混式厌氧发酵罐6内的顶部。
所述气体循环泵4通过第一排气管25与脱氨罐3连通。所述第一排气管25的出气端位于脱氨罐3内的底部。脱氨罐3通过第二排气管26与脱酸罐2连通;其中,第二排气管26的进气端位于脱氨罐3内顶部,第二排气管26的出气端位于脱酸罐2内底部。
所述脱酸罐2内为水、碱溶液或除酸剂溶液。
所述脱氨罐3内为浓磷酸溶液或浓硫酸溶液。
本发明的工作过程为:
进行脱氨厌氧发酵前,关闭集气管27。
a)沼气产生:将高含氮有机废弃物的原料的TS(总固体含量)调至8~15%后,手动加入原料罐10中。通过向原料罐10的水浴夹层循环注入温度为2~8℃的水,形成恒温水浴条件。原料罐10中的原料通过第一搅拌器12的搅拌保持均匀。
原料罐10中的原料经过一段时间的搅拌后,在进料蠕动泵9的作用下,通过进料管8定量地从原料罐10进入全混式厌氧发酵罐6。
进入全混式厌氧发酵罐6的原料,通过第二搅拌器7的搅拌进一步混合均匀,使原料中的发酵液充分与微生物接触。全混式厌氧发酵罐6中的原料的TS(总固体含量)为8~15%。通过向全混式厌氧发酵罐6的水浴夹层中注入温度为33~38℃的水,对全混式厌氧发酵罐6进行保温。至此,原料在全混式厌氧发酵罐6中被微生物分解,进行厌氧发酵,产生沼气。同时,在上述过程中还伴随着氨气的产生。
在厌氧发酵过程中,原料在全混式厌氧发酵罐6中的水力停留时间为15-50天。
优选地,进料蠕动泵9每天进料1~2次。
优选地,所述厌氧发酵为中温发酵或高温发酵。采用中温发酵时,发酵温度为33~38℃;采用高温发酵时,发酵温度为50~60℃。
优选地,所述原料的TS以及全混式厌氧发酵罐6中的原料的TS均为10%。
优选地,所述原料罐10的水浴夹层循环注入的水的温度为4℃。
优选地,所述全混式厌氧发酵罐6的水浴夹层注入的水的温度为37℃。
b)沼气脱氨:气体循环泵4将全混式厌氧发酵罐6中厌氧发酵产生的沼气抽出,通过进气管24和第一排气管25进入脱氨罐3中,脱氨罐3中的浓磷酸溶液或浓硫酸溶液与沼气中的氨气反应,从而实现对沼气中氨气的吸收和去除,完成沼气脱氨。氨气与脱氨罐3内的浓磷酸溶液或浓硫酸溶液反应后,以铵盐的形式存在。当脱氨罐3内铵盐溶液达到一定浓度后,对其进行回收。
所述气体循环泵4的抽出速率为5~30L/min。
气体循环泵4的开启频率为以每间隔一分钟的频率,每小时开启10~40分钟。
优选地,所述脱氨罐3内的酸溶液浓度为5~10mol。
优选地,所述气体循环泵4的抽出速率为17L/min。
优选地,所述气体循环泵4每小时开启10分钟。
c)去除脱氨后气体中残留的酸:在步骤b)中,气体吸收少量脱氨罐3内的酸。当气体经过脱氨罐3脱氨后,将通过第二排气管26进入脱酸罐2中进行除酸。
除酸方式采用水洗除酸,具体过程为:所述脱酸罐2内为水,进入脱酸罐2的气体中的酸溶解于脱酸罐2的水中,从而洗去脱氨后气体中带出的酸。去除气体中的酸可以避免气体回流至全混式厌氧发酵罐6后,打破发酵液中微生物系统的平衡,从而减少其对厌氧发酵过程的影响。
d)曝气搅拌:经过步骤c)后的气体通过气体回流曝气管5回流到全混式厌氧发酵罐6中,对全混式厌氧发酵罐6内的原料进行曝气搅拌。
经过曝气搅拌,原料中含有的氨氮将加速转化为氨气并从原料中溢出。
溢出的氨气继续经过步骤b)和步骤c)进行处理。
曝气搅拌能够提高对氨的吹脱效率,减轻氨对产甲烷菌活性的抑制。
e)发酵结束:关闭全混式厌氧发酵罐6。打开集气管27,通过集气管27对全混式厌氧发酵罐6内的气体进行排气。
优选地,通过在所述集气管27上设置气体湿式流量计1,对排气进行流量显示。本方法经过脱氨步骤、洗酸步骤以及曝气搅拌,可以有效降低全混式厌氧发酵罐6内发酵过程中沼气的氨气浓度,减轻氨对产甲烷菌活性的抑制,使发酵过程持续保持高效。
实施例1鸡粪中温脱氨厌氧发酵
采用中温脱氨厌氧发酵对鸡粪原料进行处理。其中,所使用的全混式中温发酵罐容积为10L,有效容积8L。脱氨罐3容积为0.8L,有效容积为0.5L。脱酸罐2为20.8L,有效容积为0.5L。处理方式如下:
进行脱氨厌氧发酵前,关闭集气管27。
a)沼气产生:
鸡粪原料的TS以及全混式厌氧发酵罐6中的原料的TS均为10%。原料罐10的水浴夹层循环注入的水的温度为4℃。全混式厌氧发酵罐6的水浴夹层注入的水的温度为37℃。进料蠕动泵9每天进料1~2次。中温发酵的发酵温度为33~38℃。
在厌氧发酵过程中,鸡粪原料在全混式厌氧发酵罐6中的水力停留时间为15-30天。
经检测,此时全混式厌氧发酵罐6内的氨氮浓度为6000-7000mg/L,全混式厌氧发酵罐6的容积产气率为1.5-2.0L/L/d,分解单位挥发性固体的甲烷产率为120-140ml-CH4/g-VS;全混式厌氧发酵罐6内的有机酸浓度为8000-9000mg/L。
b)沼气脱氨:气体循环泵4的抽出速率为17L/min。气体循环泵4的开启频率为以每间隔一分钟的频率,每小时开启10分钟。
脱氨罐3内为5mol/L的浓硫酸。
c)去除脱氨后气体中残留的酸。除酸方式采用水洗除酸。
d)曝气搅拌。
e)发酵结束。
经检测,当水力停留时间为15天时,全混式厌氧发酵罐6内的氨氮浓度降至3500-4500mg/L,与相同条件下仅进行步骤a)相比,沼气中的氨氮浓度降低了36-50%;全混式厌氧发酵罐6的容积产气率为2.0L/L/d;分解单位挥发性固体的甲烷产率为260ml-CH4/g-VS;全混式厌氧发酵罐6内的有机酸浓度为4000-5000mg/L。
当水力停留时间为30天时,全混式厌氧发酵罐6内的氨氮浓度降低至2500-3000mg/L,与相同条件下仅进行步骤a)相比,沼气中的氨氮浓度降低了55-65%;全混式厌氧发酵罐6的容积产气率为2.2L/L/d;分解单位挥发性固体的甲烷产率为280ml-CH4/g-VS;全混式厌氧发酵罐6内的有机酸浓度为2000-2500mg/L。
实施例2鸡粪高温脱氨厌氧发酵
采用高温脱氨厌氧发酵对鸡粪原料进行处理。其中,所使用的全混式中温发酵罐容积为20L,有效容积16L。脱氨罐3容积为2L,有效容积为1.6L。脱酸罐2容积为2L,有效容积为1.6L。处理方式如下:
进行脱氨厌氧发酵前,关闭集气管27。
a)沼气产生:
鸡粪原料的TS以及全混式厌氧发酵罐6中的原料的TS均为15%。所述原料罐10的水浴夹层循环注入的水的温度为6℃。所述全混式厌氧发酵罐6的水浴夹层注入的水的温度为38℃。进料蠕动泵9每天进料1~2次。高温发酵的发酵温度为50~60℃。
在厌氧发酵过程中,鸡粪原料在全混式厌氧发酵罐6中的水力停留时间为10-20天。
经检测,此时,全混式厌氧发酵罐6内的氨氮浓度为7500-9000mg/L,全混式厌氧发酵罐6的容积产气率为0.25L/L/d,分解单位挥发性固体的甲烷产率为16.3ml-CH4/g-VS,发酵罐内的有机酸浓度为18000-20000mg/L。
b)沼气脱氨:气体循环泵4的抽出速率为30L/min。气体循环泵4的开启频率为以每间隔一分钟的频率,每小时开启10-30分钟。
所述脱氨罐3内为10mol/L的浓磷酸。
c)去除脱氨后气体中残留的酸。除酸方式采用水洗除酸。
d)曝气搅拌。
e)发酵结束。
经检测,当水力停留时间为10天时,全混式厌氧发酵罐6内的氨氮浓度降至4000-5500mg/L,与相同条件下仅进行步骤a)相比,氨氮浓度降低33-67%;全混式厌氧发酵罐6的容积产气率为1.5L/L/d,与相同条件下仅进行步骤a)相比提高了3倍;分解单位挥发性固体的甲烷产率为220ml-CH4/g-VS,全混式厌氧发酵罐6内的总有机酸浓度为9000-10000mg/L。
当水力停留时间为20天时,全混式厌氧发酵罐6内的氨氮浓度降至3500-4500mg/L,与相同条件下仅进行步骤a)相比,氨氮浓度降低40-70%;全混式厌氧发酵罐6的容积产气率为1.9L/L/d,与相同条件下仅进行步骤a)相比提高了3.8倍;分解单位挥发性固体的甲烷产率为270ml-CH4/g-VS,全混式厌氧发酵罐6内的总有机酸浓度为7000-8500mg/L。
Claims (9)
1.一种脱氨厌氧发酵系统,其特征在于:包括脱酸罐(2)、脱氨罐(3)、气体循环泵(4)、气体回流曝气管(5)、全混式厌氧发酵罐(6)、第二搅拌器(7)、进料管(8)、原料罐(10)以及第一搅拌器(12);其中,
所述原料罐(10)的侧壁为中空结构,中空结构形成水浴夹层;
所述第一搅拌器(12)包括第一电机(11)和第一搅拌叶轮(16);所述第一电机(11)的第一电机轴(15)位于原料罐(10)的内部;所述第一电机轴(15)上设有搅拌叶轮(16);
原料罐(10)与全混式厌氧发酵罐(6)通过进料管(8)连通;其中,进料管(8)的进料端与原料罐(10)的底部连通;进料管(8)穿过全混式厌氧发酵罐(6)的盖且进料管(8)的出料端位于全混式厌氧发酵罐(6)内部的底部;所述进料管(8)上设有进料蠕动泵(9);
所述全混式厌氧发酵罐(6)的侧壁为中空结构,中空结构形成水浴夹层;
所述第二搅拌器(7)包括第二电机(20)和第二搅拌叶轮(21);所述第二电机(20)的第二电机轴(22)位于全混式厌氧发酵罐(6)的内部;所述第二电机轴(22)上设有第二搅拌叶轮(21);所述全混式厌氧发酵罐(6)上设有集气管(27),所述集气管(27)用于排气;
全混式厌氧发酵罐(6)通过气体回流曝气管(5)与脱酸罐(2)连通;所述气体回流曝气管(5)的进气端穿过全混式厌氧发酵罐(6)的盖,且位于全混式厌氧发酵罐(6)的底部;气体回流曝气管(5)的出气端位于脱酸罐(2)内的顶部;
全混式厌氧发酵罐(6)通过进气管(24)与气体循环泵(4)连通;所述进气管(24)的进气端穿过全混式厌氧发酵罐(6)的盖,且位于全混式厌氧发酵罐(6)内的顶部;
所述气体循环泵(4)通过第一排气管(25)与脱氨罐(3)连通;所述第一排气管(25)的出气端位于脱氨罐(3)内的底部;脱氨罐(3)通过第二排气管(26)与脱酸罐(2)连通;其中,第二排气管(26)的进气端位于脱氨罐(3)内顶部,第二排气管(26)的出气端位于脱酸罐(2)内的底部;
所述脱酸罐(2)内为水、碱溶液或除酸剂溶液;
所述脱氨罐(3)内为浓磷酸溶液或浓硫酸溶液。
2.根据权利要求1所述的脱氨厌氧发酵系统,其特征在于:所述原料罐(10)的侧壁上设有第一水浴出水口(13)、第一水浴进水口(17)以及第一出料口(14)。
3.根据权利要求1所述的脱氨厌氧发酵系统,其特征在于:所述第一搅拌叶轮(16)为两组,两组第一搅拌叶轮(16)沿第一电机轴(15)的轴向平行布置于第一电机轴(15)上。
4.根据权利要求1所述的脱氨厌氧发酵系统,其特征在于:所述全混式厌氧发酵罐(6)侧壁上设有第二水浴出水口(18)、第二水浴进水口(23)以及第二出料口(19)。
5.根据权利要求1所述的脱氨厌氧发酵系统,其特征在于:所述第二搅拌叶轮(22)为两组,两组第二搅拌叶轮(22)沿第二电机轴(22)的轴向平行布置于第二电机轴(22)上。
6.一种使用如权利要求1至5之一所述的脱氨厌氧发酵系统进行脱氨厌氧发酵的方法,其特征在于:包括如下步骤:
进行脱氨厌氧发酵前,关闭集气管(27);
a)沼气产生:将原料的TS调至8~15%后,手动加入原料罐(10)中;通过向原料罐(10)的水浴夹层循环注入温度为2~8℃的水,形成恒温水浴条件;原料罐(10)中的原料通过第一搅拌器(12)的搅拌保持均匀;
原料经过一段时间的搅拌后,在进料蠕动泵(9)的作用下,通过进料管(8)定量地从原料罐(10)进入全混式厌氧发酵罐(6);
进入全混式厌氧发酵罐(6)的原料,通过第二搅拌器(7)的搅拌进一步混合均匀;全混式厌氧发酵罐(6)中的原料的TS为8~15%;通过向全混式厌氧发酵罐(6)的水浴夹层中注入温度为33~38℃的水,对全混式厌氧发酵罐(6)进行保温;至此,产生沼气;同时伴随着氨气的产生;
在厌氧发酵过程中,原料在全混式厌氧发酵罐(6)中的水力停留时间为15~50天;
b)沼气脱氨:气体循环泵(4)将全混式厌氧发酵罐(6)中厌氧发酵产生的沼气抽出,通过进气管(24)和第一排气管(25)进入脱氨罐(3)中,脱氨罐(3)中的浓磷酸溶液或浓硫酸溶液与沼气中的氨气反应,完成沼气脱氨;
所述气体循环泵(4)的抽出速率为5~30L/min;
气体循环泵(4)的开启频率为以每间隔一分钟的频率,每小时开启10~40分钟;
c)去除脱氨后气体中残留的酸:当气体经过脱氨罐(3)脱氨后,将通过第二排气管(26)进入脱酸罐(2)中进行除酸;
d)曝气搅拌:经过步骤c)后的气体通过气体回流曝气管(5)回流到全混式厌氧发酵罐(6)中,对全混式厌氧发酵罐(6)内的原料进行曝气搅拌;
经过曝气搅拌,原料中含有的氨氮将加速转化为氨气并从原料中溢出;
溢出的氨气继续经过步骤b)和步骤c)进行处理;
e)发酵结束:关闭全混式厌氧发酵罐(6),打开集气管(27),通过集气管(27)对全混式厌氧发酵罐(6)内的气体进行排气。
7.根据权利要求6所述的脱氨厌氧发酵的方法,其特征在于:步骤a)中,所述厌氧发酵为中温发酵或高温发酵;采用中温发酵时,发酵温度为33~38℃;采用高温发酵时,发酵温度为50~60℃。
8.根据权利要求6所述的脱氨厌氧发酵的方法,其特征在于:步骤b)中,氨气与脱氨罐(3)内的浓磷酸溶液或浓硫酸溶液反应后,以铵盐的形式存在;当脱氨罐(3)内铵盐溶液达到一定浓度后,对其进行回收。
9.根据权利要求6所述的脱氨厌氧发酵的方法,其特征在于:步骤c)中,除酸方式采用水洗除酸,具体过程为:所述脱酸罐(2)内为水,进入脱酸罐(2)的气体中的酸溶解于脱酸罐(2)的水中。
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