多級串聯式生化反應裝置及流動式厭氧發酵的方法
2023-08-07 19:06:36 1
專利名稱：多級串聯式生化反應裝置及流動式厭氧發酵的方法
技術領域：
本發明涉及一種生化反應裝置及厭氧發酵的方法，尤其涉及一種多級串聯式生化反應裝置及流動式厭氧發酵的方法。
背景技術：
公開號為CN101117260A的專利文件公開了，一種用於處理養殖廢水的多級串聯沼氣池，其特徵在於所述的主池通過連接管與副池相連，連接管管口距主池池底48 52cm,距副池池底28 32cm,連接管管徑為25 40cm,主池與副池均為圓筒形，副池池底高於主池池底,兩者之差為18 22cm，主池和副池上均設有導氣管，這樣構成一個處理單元；多級串聯沼氣池最少是由三個處理單元通過導流管連接而成，第一個處理單元的主池通過進料管接有進料池，進料池上部設有濾網，最後一個處理單元的主池通過導流管接有 水生植物池，水生植物池通過導流管接有儲液池。公開號為CN201648377U的專利文件公開了，一種坡地串珠式沼氣池，其特徵是將沼氣山坡上的多個沼氣池串聯起來。公開號為CN201962117U的專利文件公開了，一種多相串聯的內循環厭氧反應器，其特徵是多個反應格室用下流管串聯，每個反應格室均設置有一套內循環裝置，其中集氣罩位於反應格室中下部，提升管的一端通集氣罩，另一端穿出反應格室豎立在位於反應格室頂部的氣液分離室內腔的上部，回流管的上端通氣液分離室的底部，下端位於反應格室內腔的接近底部；排氣管與各氣液分離室相通。公開號為CN201473524U的專利文件公開了，一種利用有機廢棄物產生沼氣的裝置，包括原料處理調節池、沼氣反應器組、沼氣儲氣櫃及排放或接好氧處池；所述原料處理調節池經泵及管道連接沼氣反應器組，沼氣反應器組經管道連接沼氣儲氣櫃，沼氣反應器組經泵及管道連接排放或接好氧處池。本實用新型的優點在於，因為它採用的是將多個沼氣反應器串聯後再多級並聯使用的方式，這種設計一方面雖然增加了沼氣反應器的個數，但減小單個沼氣反應器的體積，使得整個裝置的工程由大型變為中型，由中型變為普通型，降低工程投資和運行成本；另一方面，由於多個沼氣反應器串聯後又多級並聯，就延長了原料的滯留期，使之達到最佳，原料的反應速度和利用率都得到相應的提高，並且保持整個裝置的連續操作。以上公開的專利文件，雖然反應器採用了串聯的方式進行連接，但這種串聯的方式下，物料沒有連續地從一個反應器流動到另一個反應器內，只是對每一個反應器產生的氣體單獨進行收集，氣體和液體分開；在反應器內沒有生物支架，沒有預置菌群，無法實現沼氣工業化生產；反應周期較長，產氣量不足且不穩定，不能實現連續化生產；而且無法完全處理物料，導致沼渣遺留，造成二次汙染。現有技術的厭氧反應塔塔體為玻璃鋼整體纏繞的圓筒型塔體，無分段連接法蘭。具體結構由塔體、布水系統、汙泥床、生物載體區、三相分離器、浮渣速排裝置和回流系統等組成；但具有以下缺陷厭氧微生物增殖緩慢，因而厭氧設備啟動和處理時間比好氧設備大；出水往往需要進一步處理，故一般在厭氧處理後串聯好氧處理；厭氧處理系統操作控制因素較為複雜。《環境工程》2007年8月第25卷第4期，公開了「城市生活有機垃圾溼式動態厭氧發酵工藝」，具體公開了 經破碎、分選等預處理過程後，可降解有機垃圾由皮帶運輸機運至備料罐，與工藝熱水混合加熱升溫。備料完畢後，物料被泵入生物反應器中，有機物在此生成沼氣和消化泥漿。沼氣將作為燃料輸送至焚燒爐燃燒產生熱量。沼氣流量波動由儲氣罐進行調節，多餘沼氣進入餘氣燃燒器燃燒後排空。消化泥漿存儲於緩衝罐中，然後被泵至脫水機。經過脫水後的消化泥漿類似於腐殖土，自然晾曬乾燥後，可直接用作土壤改良劑或精製成生物活性肥。脫水機中排出的廢水回流入工藝過程。剩餘廢水排入工廠汙水處理系統。工藝的運行由儀器進行檢測和控制。該工藝流程雖然成為「動態厭氧發酵」，但是料液不是在流動的過程中完成生化反應的，在完成一批原料處理後，再處理另一批原料，不能實現連續生產，並且反應過程中需要不停的攪拌，而且還會產生沼渣。公開號為2264184的專利文件公開了，一種動態連續發酵倉，它包括儲存物料和安裝各種部件或機構的發酵倉倉體，倉體的上方有進料口和進料裝置，倉體的下部有出料 口和出料裝置，其特徵在於，上述進料裝置由進料漏鬥和使發酵前的物料均勻散布在倉內的螺旋輸送機構，以及使進料裝置沿著倉體縱向移動的聯動行走機構組成；上述出料裝置由把發酵後的物料排出倉體外部的螺旋輸送機構，和使出料裝置沿著倉體縱向移動的聯動行走機構組成。雖然為動態連續發酵的方法，但是該動態連續發酵的方法為好氧發酵的方法。傳統的沼氣池，不具有工業價值，只能在家庭中使用，產生的沼氣只能作為一種補充能源。
發明內容
本發明的目的是提供一種多極串聯式生化反應裝置及流動式厭氧發酵的方法，在反應裝置的不同區域設置生物支架及微生物菌群，使原料以連續流動方式進入反應區域後立即進行生化反應。還可以根據反應需要，通過控制原料的流動速度，達到控制原料流經整個反應裝置的時間，即控制生化反應時間。本發明的原理如下將反應裝置分隔為若干相連區域，每個區域內因生產工藝的要求，安裝生物支架。在不同區域內按生化反應過程，預置不同種類足夠數量的菌群。原料從裝置入口注入開始，即以最短的時間進行充分生化反應，並依規定速度，連續流動狀態，通過各反應區域，到達裝置出口時完成全部反應過程，優化了通常的簡單生物反應過程，大大縮短了反應時間，達到大規模化、連續化處理有機原料的目的。為解決上述技術問題，本發明採用的技術方案是一種多級串聯式生化反應裝置，至少包括兩個反應區域，各個反應區的下部和上部分別設有入口和出口，前一個反應區域的出口與後一個反應區域的入口通過管道連接；各個反應區域內設有生物支架，在不同反應區域內的生物支架上附著不同類型菌種的微生物，同一反應區域內的生物支架上附著同一類型菌種的微生物。優選的，在所述的各個反應區域內設有至少兩個小反應區域，在各個小反應區域的下部和上部分別設有入口和出口，前一個小反應區域的出口與後一個小反應區域的入口通過管道連接；在同一個反應區域的各個小反應區域的生物支架上設有同一類型菌種的微生物。優選的，所述多級串聯式生化反應裝置包括水解反應區域、酸化反應區域和甲烷反應區域；在水解反應區域內設有至少兩個小反應區域，在各個小反應區域的下部和上部分別設有入口和出口，前一個小反應區域的出口與後一個小反應區域的入口通過管道連接，在水解反應區的各個小反應區域內的生物支架上附著有水解類細菌；在酸化反應區域內設有至少兩個小反應區域，在各個小反應區域的下部和上部分別設有入口和出口，前一個小反應區域的出口與後一個小反應區域的入口通過管道連接，在酸化反應區的各個小反應區域內的生物支架上附著有酸化類細菌；在甲烷反應區域內設有至少兩個小反應區域，在各個小反應區域的下部和上部分別設有入口和出口，前一個小反應區域的出口與後一個小反應區域的入口通過管道連接，在甲烷反應區的各個小反應區域內的生物支架上附著有甲烷化類細菌；水解反應區域最後一個小反應區域的出口與酸化反應區域第一個小反應區域的入口通過管道連接；酸化反應區域最後一個小反應區域 的出口與甲烷應區域第一個小反應區域的入口通過管道連接。優選的，所述多極串聯式生化反應裝置還包括泵，所述泵給原料提供動力使其從水解反應區域第一個小反應區域的入口流入所述多極串聯式生化反應裝置，依次流經各個小反應區域。優選的，甲烷反應區域的最後一個小反應區的出口與氣液分離器接連，所述氣液分離器將氣液混合體分離。優選的，在水解反應區域的各個小反應區域內設有自動溫控設備；在酸化反應區域的各個小反應區域內設有自動溫控設備；在甲烷反應區域的各個小反應區域內設有自動溫控設備，使各個小反應區域在反應過程中保持預設的恆溫。一種流動式厭氧發酵的方法，所述方法是在密封反應裝置的至少兩個反應區域內放置附著微生物的生物支架，不同反應區域內的生物支架上附著不同類型菌種的微生物，同一反應區域內的生物支架上附著同一類型菌種的微生物；用泵將原料連續依次泵入所述密封反應裝置的各個反應區域，通過各反應區域內生物支架上附著的微生物作用，使原料完成厭氧發酵並流出最後一個反應區域。應用上述的方法生產沼氣和沼液。優選的，所述密封反應裝置包括水解反應區域、酸化反應區域和甲烷反應區域；原料在限定時間內、流動狀態下，依次流過水解反應區域、酸化反應區域和甲烷反應區域；在水解反應區域內通過水解類細菌作用進行水解反應，在酸化反應區域內通過酸化類細菌作用進行酸化反應，在甲烷反應區域內通過甲烷化細菌作用進行甲烷化反應，生成沼氣和沼液。更優選的，在水解反應區域內、酸化反應區域內和甲烷反應區域內分別設置有至少兩個小反應區域；原料在限定時間內、流動狀態下，依次流過水解反應區域的各個小反應區域、酸化反應區域的各個小反應區域和甲烷反應區域的各個小反應區域；在水解反應區域的各個小反應區域內通過水解類細菌作用進行水解反應，在酸化反應區域的各個小反應區域內通過酸化類細菌作用進行酸化反應，在甲烷反應區域的各個小反應區域內通過甲烷化細菌作用進行甲烷反應，從甲烷反應區域的最後一個小反應區域流出沼氣和沼液。在反應過程中不收集沼氣，各個反應階段產生的氣體與料液混合，同時給料液提供向前流動的動力；甲烷反應區域的最後一個小反應區的出口與氣液分離器接連，所述氣液分離器將氣液混合體分離為沼氣和沼液。本發明提供的裝置及方法可以應用於沼氣沼液的生產，也可以應用於處理生活和生產垃圾，亦可應用於發酵生產酒精、味精、醋等。生產沼氣沼液反應過程分為三個階段第一階段，水解階段。由厭氧和兼性厭氧的水解類細菌或發酵性細菌將纖維素、澱粉等糖類水解成單糖，並進而形成丙酮酸；將蛋白質水解成胺基酸，並進而形成有機酸和氨；將脂類水解成甘油和脂肪酸，並進而形成丙酸、乙酸、丁酸、琥珀酸、乙醇、氫氣和二氧化碳。本階段的水解性細菌，主要包括梭菌屬、擬桿菌屬、丁酸弧菌屬、優桿菌屬、雙歧桿菌屬等專性厭氧細菌，及鏈球菌屬和一些腸道菌屬等兼性厭氧細菌。第二階段，酸化階段。利用酸化類細菌將第一階段產生的各種有機酸，如丙酸等三碳以上的有機酸、芳香族酸和醇類等氧化分解成乙酸、氫氣和二氧化碳二氧化碳。本階段細菌主要是奧氏甲烷桿菌此菌是兩 種細菌的共生體，其一稱S菌株,是一種產氫產乙酸菌；另一是稱MOH的菌株,能利用分子氫產生甲烷。第三階段，甲烷化階段。由嚴格厭氧的產甲烷菌群來完成，這群細菌只能利用一碳化合物、乙酸和氫氣形成甲烷。本發明提供利用流動式厭氧發酵生產沼氣沼液的方法，能夠連續生產，具有工業化價值。使原料在限定時間內，以氣體和液體混合流動狀態完成生化反應，不需要設有攪拌器，不需設置排沼渣和排汙泥系統，保證了甲烷值含量比較高，沒有沼渣，只有沼液和沼氣。充分利用人畜糞便、秸杆等農作物與其他發酵原料，工業化、規模化生產清潔能源——沼氣，將掀起一場開發新能源的革命。原料經本發明處理，實現沼液中COD去除率穩定在90 %以上，沼液中有豐富的N、P、K等養分，無有害物質，真正做到了變廢為寶，無沼渣產生，無二次汙染物排放；反應迅速，比傳統的處理時間大大縮短，足以實現工業化持續生產；；沼氣產氣量為5-10m3/m3 d，其中甲烷含量在65%以上，在充分推廣的前提下，有助於解決能源危機問題；此外，本發明投入費用少，佔地面積小；處理、運行、維護費用低；管理簡單，操作方便，自動化程度較高，運行穩定可靠，充分實現環境效益、社會效益和經濟效益實現多贏。本發明發酵處理人畜糞便、秸杆等農作物、汙水汙泥及其他可發酵原料，生產沼氣，解決了城鎮化和養殖規模化帶來的環境惡化問題，也解決了能源短缺問題，有助於促進生態環境、經濟社會的協調可持續性發展，有著廣闊的前景。
下面結合附圖和具體實施方式
對本發明作進一步詳細的說明。圖I為多級串聯式生化反應裝置的一種結構示意圖；圖2為多級串聯式生化反應裝置的另一種結構不意圖；圖中I為第一反應區域,1-1為第一反應區域的第一小反應區域，1-2為第一反應區域的第二小反應區域，I-N為第一反應區域的第N小反應區域；2為第二反應區域，2-1為第二反應區域的第一小反應區域，2-2為第二反應區域的第二小反應區域，2-N為第二反應區域的第N小反應區域；3為泵；4為氣液分離器；N為第N反應區域，N-I為第N反應區域的第一小反應區域，N-2為第N反應區域的第二小反應區域，N-N為第N反應區域的第N小反應區域。
具體實施例方式實施例I :如圖I所示，一種多 級串聯式生化反應裝置，至少包括兩個反應區域，在各個反應區域內設有生物支架，在不同反應區域內的生物支架上附著不同菌種的微生物，同一反應區域內的生物支架上附著同一類型菌種的微生物；在各個反應區的下部和上部分別設有入口和出口，前一個反應區域的出口與後一個反應區域的入口通過管道連接。多級串聯式生化反應裝置還包括泵3，所述泵給原料提供動力使其從水解反應區域第一反應區域I的入口流入所述多級串聯式生化反應裝置，依次流經各個反應區域。最後一個反應區域的出口與氣液分離器4接連，所述氣液分離器4將氣液混合體分離，氣體從氣液分離器4的上部流出，液體從氣液分離器4的下部流出。在各個反應區域內設有自動溫控設備，使各個反應區域在反應過程中保持預設的恆溫。實施例2 如圖2所示，一種多級串聯式生化反應裝置，至少包括兩個反應區域，在所述的各個反應區域內設有至少兩個小反應區域，在各個小反應區域的下部和上部分別設有入口和出口，前一個小反應區域的出口與後一個小反應區域的入口通過管道連接；在不同反應區域內的生物支架上附著不同類型菌種的微生物，在同一個反應區域的小反應區域的生物支架上設有同一類型菌種的微生物。多級串聯式生化反應裝置還包括泵3，所述泵3給原料提供動力使其從第一反應區域的第一小反應區域1-1的入口流入多級串聯式生化反應裝置，依次流經各個小反應區域，最後一個小反應區N-N的出口與氣液分離器4接連，所述氣液分離器4將氣液混合體分離，氣體從氣液分離器4的上部流出，液體從氣液分離器4的下部流出。在各個小反應區域內設有自動溫控設備，使各個小反應區域在反應過程中保持預設的恆溫。實施例3 如圖2所示，一種多級串聯式生化反應裝置，用於生產沼氣和沼液，所述多級串聯式生化反應裝置包括水解反應區域、酸化反應區域和甲烷反應區域。在水解反應區域內設有至少兩個小反應區域，在各個小反應區域的下部和上部分別設有入口和出口，前一個小反應區域的出口與後一個小反應區域的入口通過管道連接，在水解反應區的各個小反應區域內的生物支架上附著有水解類細 菌；在酸化反應區域內設有至少兩個小反應區域，在各個小反應區域的下部和上部設有入口和出口，前一個小反應區域的出口與後一個小反應區域的入口通過管道連接，在酸化反應區的各個小反應區域內的生物支架上附著有酸化類細菌；在甲烷反應區域內設有至少兩個小反應區域，在各個小反應區域的下部和上部設有入口和出口，前一個小反應區域的出口與後一個小反應區域的入口通過管道連接，在甲烷反應區的各個小反應區域內的生物支架上附著有甲烷化類細菌；水解反應區域最後一個小反應區域的出口與酸化反應區域第一個小反應區域的入口通過管道連接；酸化反應區域最後一個小反應區域的出口與甲烷反應區域第一個小反應區域的入口通過管道連接。所述多級串聯式生化反應裝置還包括泵3，所述泵3給原料提供動力使其從水解反應區域第一個小反應區域的入口流入所述多級串聯式生化反應裝置，依次流經各個小反應區域。甲烷反應區域的最後一個小反應區的出口與氣液分離器4接連，所述氣液分離器4將氣液混合體分離，液體從氣液分離器4的下部流出。在水解反應區域的各個小反應區域內設有自動溫控設備；在酸化反應區域的各個小反應區域內設有自動溫控設備；在甲烷反應區域的各個小反應區域內設有自動溫控設備，使各個小反應區域在反應過程中保持預設的恆溫。當然，本發明的裝置也可以應用於生產酒精、味精、醋等工藝中，此外還可以用於處理汙水及其他環境治理工程。實施例4:如圖I所示，一種流動式厭氧發酵的方法，所述方法步驟包括在密封反應裝置的至少兩個反應區域內放置附著微生物的生物支架，不同反應區域內的生物支架上附著不同類型菌種的微生物，同一反應區域內的生物支架上附著同一類型菌種的微生物；用泵3將原料連續依次泵入所述密封反應裝置的各個反應區域，通過各反應區域內生物支架上附著的微生物作用，使原料完成厭氧發酵並流出最後一個反應區域N。最後一個反應區域N的出口與氣液分離器4接連，所述氣液分離器4將氣液混合體分離，氣體從氣液分離器4的上部流出，液體從氣液分離器4的下部流出。在各個反應區域內設有自動溫控設備；使各個反應區域在反應過程中保持預設的恆溫。實施例5 如圖2所示，一種流動式厭氧發酵的方法，步驟如下用泵3將原料泵入密封反應裝置內，在密封反應裝置內設置生物支架，在生物支架上附著微生物，原料在流動過程中、在微生物的作用下完成厭氧發酵；密封反應裝置分為至少兩個反應區域，在所述的各個反應區域內設有至少兩個小反應區域，在各個小反應區域的下部和上部分別設有入口和出口，前一個小反應區域的出口與後一個小反應區域的入口通過管道連接；根據反應的需要，在不同反應區域內的生物支架上附著不同類型菌種的微生物；在同一反應區域內的小反應區域的生物支架上附著相同類型菌種的微生物。原料在泵3的作用下連續不斷地依次流過各個小反應區域，從最後一個小反應區域N-N流出發酵產物。最後一個小反應區N-N的出口與氣液分離器4接連，所述氣液分離器4將氣液混合體分離，氣體從氣液分離器4的上部流出，液體從氣液分離器4的下部流出。在各個小反應區域內設有自動溫控設備，使各個小反應區域在反應過程中保持預設的恆溫。實施例6 如圖I所示，一種利用流動式厭氧發酵生產沼氣沼液的方法，密封反應裝置包括水解反應區域、酸化反應區域和甲烷反應區域；在水解反應區域的生物支架上附著水解類細菌；在酸化反應區域的生物支架上附著酸化類細菌；在甲烷反應區域的生物支架上附著甲烷化類細菌；原料在泵3的作用下連續不斷地依次流過水解反應區域、酸化反應區域和甲烷反應區域；原料在限定時間內、流動狀態下進行水解反應、酸化反應和甲烷反應，生成沼氣和沼液。在反應過程中不收集沼氣，各個反應階段產生的氣體與料液混合，同時給料液提供向前流動的動力。最後一個反應區N的出口與氣液分離器4接連，所述氣液分離器4將氣液混合體分離，沼氣從氣液分離器4的上部流出，沼液從氣液分離器4的下部流出。在各個反應區域內設有自動溫控設備；使各個反應區域在反應過程中保持預設的恆溫。 實施例I
如圖2所示，一種利用流動式厭氧發酵生產沼氣沼液的方法，密封反應裝置包括水解反應區域、酸化反應區域和甲烷反應區域；在水解反應區域內設有兩個以上小反應區域，在每一個小反應區域內設有生物支架，在生物支架附著水解類細菌；在酸化反應區域內設有兩個以上小反應區域，在每一個小反應區域內設有生物支架，在生物支架附著酸化類細菌；在甲烷反應區域內設有兩個以上小反應區域，在每一個小反應區域內設有生物支架，在生物支架附著甲烷化細菌；原料在泵3的作用下連續不斷地依次流過水解反應區域的各個小反應區域、酸化反應區域的各個小反應區域和甲烷反應區域的各個小反應區域，從甲烷反應區域的最後一個小反應區域N-N流出沼氣和沼液。在水解反應區域的各個小反應區域內設有自動溫控設備；在酸化反應區域的各個小反應區域內設有自動溫控設備；在甲烷反應區域的各個小反應區域內設有自動溫控設備，使各個小反應區域在反應過程中保持預 設的恆溫。在反應過程中不收集沼氣，各個反應階段產生的氣體與料液混合，同時給料液提供向前流動的動力；甲烷反應區域的最後一個小反應區N-N的出口與氣液分離器接連，所述氣液分離器4將氣液混合體分離，沼氣從氣液分離器4的上部流出，沼液從氣液分離器4的下部流出。當然，本發明的方法也可以應用於生產酒精、味精、醋等工藝中，此外還可以用於處理汙水。上述實施例並非具體實施方式
的窮舉，還可有其他的實施例，上述實施例目的在於說明本發明，而非限制本發明的保護範圍，所有由本發明簡單變化而來的應用均落在本發明的保護範圍內。
權利要求
1.一種多級串聯式生化反應裝置，其特徵在於所述裝置至少包括兩個反應區域，各個反應區的下部和上部分別設有入口和出口，前一個反應區域的出口與後一個反應區域的入口通過管道連接；各個反應區域內設有生物支架，在不同反應區域內的生物支架上附著不同類型菌種的微生物，同一反應區域內的生物支架上附著同一類型菌種的微生物。
2.根據權利要求I所述的多級串聯式生化反應裝置，其特徵在於在所述的各個反應區域內設有至少兩個小反應區域，在各個小反應區域的下部和上部分別設有入口和出口，前一個小反應區域的出口與後一個小反應區域的入口通過管道連接；在同一個反應區域的各個小反應區域的生物支架上設有同一類型菌種的微生物。
3.根據權利要求I或2所述的多級串聯式生化反應裝置，其特徵在於所述裝置包括水解反應區域、酸化反應區域和甲烷反應區域；在所述水解反應區域內設有至少兩個小反應區域，在各個小反應區域的下部和上部分別設有入口和出口，前一個小反應區域的出口與後一個小反應區域的入口通過管道連接，在水解反應區的各個小反應區域內的生物支架上附著有水解類細菌；在所述酸化反應區域內設有至少兩個小反應區域，在各個小反應區域的下部和上部分別設有入口和出口，前一個小反應區域的出口與後一個小反應區域的入口通過管道連接，在酸化反應區的各個小反應區域內的生物支架上附著有酸化類細菌；在所述甲烷反應區域內設有至少兩個小反應區域，在各個小反應區域的下部和上部分別設有入口和出口，前一個小反應區域的出口與後一個小反應區域的入口通過管道連接，在甲烷反應區的各個小反應區域內的生物支架上附著有甲烷化類細菌；所述水解反應區域最後一個小反應區域的出口與酸化反應區域第一個小反應區域的入口通過管道連接；酸化反應區域最後一個小反應區域的出口與甲烷應區域第一個小反應區域的入口通過管道連接。
4.根據權利要求3所述的多級串聯式生化反應裝置，其特徵在於所述多極串聯式生化反應裝置還包括泵，所述泵給原料提供動力使其從水解反應區域第一個小反應區域的入口流入所述多極串聯式生化反應裝置，依次流經各個小反應區域。
5.根據權利要求3所述的多級串聯式生化反應裝置，其特徵在於所述甲烷反應區域的最後一個小反應區的出口與氣液分離器接連。
6.根據權利要求3-5任一項所述的多級串聯式生化反應裝置，其特徵在於在所述水解反應區域的各個小反應區域內設有自動溫控設備；在酸化反應區域的各個小反應區域內設有自動溫控設備；在甲烷反應區域的各個小反應區域內設有自動溫控設備，使各個小反應區域在反應過程中保持預設的恆溫。
7.一種流動式厭氧發酵的方法，其特徵在於所述方法是在密封反應裝置的至少兩個反應區域內放置附著微生物的生物支架，不同反應區域內的生物支架上附著不同類型菌種的微生物，同一反應區域內的生物支架上附著同一類型菌種的微生物；用泵將原料連續依次泵入所述密封反應裝置的各個反應區域，通過各反應區域內生物支架上附著的微生物作用，使原料完成厭氧發酵並流出最後一個反應區域。
8.一種利用流動式厭氧發酵生產沼氣沼液的方法，其特徵在於應用權利要求7所述的方法生產沼氣和沼液。
9.根據權利要求8所述的方法，其特徵在所述密封反應裝置包括水解反應區域、酸化反應區域和甲烷反應區域；原料在限定時間內、流動狀態下，依次流過水解反應區域、酸化反應區域和甲烷反應區域；在水解反應區域內通過水解類細菌作用進行水解反應，在酸化反應區域內通過酸化類細菌作用進行酸化反應，在甲烷反應區域內通過甲烷化類細菌作用進行甲烷反應，生成沼氣和沼液。
10.根據權利要求9所述的方法，其特徵在於在水解反應區域內、酸化反應區域內和甲烷反應區域內分別設置有至少兩個小反應區域；原料在限定時間內、流動狀態下，依次流過水解反應區域的各個小反應區域、酸化反應區域的各個小反應區域和甲烷反應區域的各個小反應區域；在水解反應區域的各個小反應區域內通過水解類細菌作用進行水解反應，在酸化反應區域的各個小反應區域內通過酸化類細菌作用進行酸化反應，在甲烷反應區域的各個小反應區域內通過甲烷化類細菌作用進行甲烷化反應，從甲烷反應區域的最後一個小反應區域流出沼氣和沼液。
11.根據權利要求7-10所述的方法，其特徵在於在反應過程中不收集沼氣，各個反應階段產生的氣體與料液混合，同時給料液提供向前流動的動力；甲烷反應區域的最後一個小反應區的出口與氣液分離器接連，所述氣液分離器將氣液混合體分離為沼氣和沼液。
全文摘要
本發明涉及一種多級串聯式生化反應裝置及流動式厭氧發酵的方法，裝置至少包括兩個反應區域，在各個反應區域內設有生物支架，生物支架上附著特有微生物，在各個反應區域的下部和上部分別設有入口和出口，前一個反應區域的出口與後一個反應區域的入口通過管道連接。厭氧發酵的方法是用泵將原料連續依次泵入密封反應裝置內的至少兩個反應區域，通過各區域內生物支架上附著的特有微生物作用，使原料完成厭氧發酵並流出最後一個反應區域。本發明發酵處理人畜糞便、秸稈等農作物、汙水汙泥及其他可發酵原料，解決了城鎮化和養殖規模化等帶來的環境惡化問題，也解決了能源短缺問題，極大地改善了生態環境，有助於人類社會可持續發展。
文檔編號C02F11/04GK102660452SQ20121012143
公開日2012年9月12日 申請日期2012年4月24日 優先權日2012年4月24日
發明者於東鐳, 劉丹, 宮成, 張鎮 申請人:於東鐳, 劉丹, 宮成, 張鎮