生物质秸秆五相厌氧发酵工艺的制作方法
【专利说明】
所属技术领域
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[0001]本发明涉及一种用高电位酸性氧化电位水生物酶反应罐相技术单元；电脉冲电解相技术单元；超声波破胞空化搅拌相技术单元；文氏射流空化式高压水循环相技术单元；固液气分离相技术单元的多相混合厌氧发酵技术，组合成封闭式、一体化、内循环生物质秸杆五相厌氧发酵工艺
【背景技术】
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[0002]目前，由于生物质秸杆的木质纤维素含量高、消化率低、产气量少，一般不能完全以秸杆原料生产沼气。在厌氧发酵前，对秸杆进行快速化学处理，预先把秸杆转化成易于消化的“食料”，可使秸杆的产气量提高50%至120%，为秸杆的规模化生物气化提供了前提条件。化学预处理和高效反应器技术，可提高秸杆的可生物降解性能、缩短消化时间，解决秸杆木质纤维素含量较高、不易被厌氧菌消化、厌氧发酵产气量低、经济效益差问题。但化学预处理添加的化学成份会造成二次污染，而且会阻止厌氧生物菌的生长，不能很好适应厌氧工艺的原料来源的前期消化工艺，
[0003]为提高厌氧发酵效率，现阶段在厌氧工艺中普遍采用加温、机械搅拌、添加高效菌种、截留活性污泥等被动处理方法和工艺。所有这些现行技术和方法，不能有效地干预和增加能量，来控制和改变厌氧工艺，量化生物质能量。因此，利用高电位酸性氧化电位水生物酶反应罐相技术单元(引用CN101608411专利文献)；电脉冲电解相技术单元；超声波破胞空化搅拌相技术单元；文氏射流空化式高压水循环相技术单元；固液气分离相技术单元组合成封闭式、一体化、内循环生物质稻杆五相厌氧发酵工艺，是物理技术、化学技术、生物技术、机电技术等方面的单学科技术组合，是多学科交叉技术对农作物秸杆的开发应用。
【发明内容】
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[0004]为了克服现有生物质秸杆厌氧发酵工艺中技术和方法的不足，本发明提供一种利用高电位酸性氧化电位水生物酶相技术单元；电脉冲电解相技术单元；超声波破胞空化搅拌相技术单元:文氏射流空化式高压水循环相技术单元；固液气分离相技术单元的多相混合厌氧发酵技术，组合成封闭式、一体化、内循环生物质秸杆五相厌氧发酵工艺，该工艺是物理技术、化学技术、生物技术、机电技术等方面的单学科技术的组合，是多学科交叉技术对农作物秸杆的开发应用。
[0005]技术方案:
[0006]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:利用高电位酸性氧化电位水生物酶相技术单元；电脉冲电解相技术单元；超声波破胞空化搅拌相技术单元；文氏射流空化式高压水循环相技术单元；固液气分离相技术单元的多相混合厌氧发酵技术，组合成封闭式、一体化、内循环生物质秸杆五相厌氧发酵工艺。
[0007]在这工艺中其主要特征是将高电位酸性氧化电位水生物酶相技术单元；电脉冲电解相技术单元；超声波破胞空化搅拌相技术单元；文氏射流空化式高压水循环相技术单元；固液气分离相技术单元五项技术应用在生物质秸杆厌氧发酵工艺中的方法。
[0008]在方案实施中，生物质秸杆通过收集压缩，一次装入高电位酸性氧化电位水生物酶相技术单元反应罐，反应罐通过工艺中设置的高电位酸性氧化电位水发生器，产生高电位酸性氧化电位水，高电位酸性氧化电位水和添加的微量生物酶，通过高压水泵、文氏射流空化枪和密闭管道，喷入高电位酸性氧化电位水生物酶相技术单元反应罐。生物质秸杆在反应罐中，经高电位酸性氧化电位水的酸化和酶化，破坏细胞壁中半纤维素与木质素形成的共价键，以达到使原料结构疏松。使原料中的半纤维素和木质素充分溶解、分离和降解，从而达到提高秸杆消化率。经过高电位酸性氧化电位水生物酶相溶解出来的浓溶液，通过密闭管道，经循环泵的压力送入电脉冲电解相技术单元；浓溶液在电脉冲电解相得到正能量补充和刺激，使微生物急速增长，提高了产能效率，被电脉冲电解相技术单元发酵过的浓溶液，继续经密闭管道进入超声波破胞空化搅拌相技术单元；浓溶液被超声波破胞空化搅拌相继续破胞、空化、搅拌。深度的生化了溶液中的生物质能。被超声波破胞空化搅拌相处理过的气固液，继续通过密闭管道进入固液气分离相技术单元实施固液气分离，分离出来的气体被送出净化利用。固液则通过密闭管道回流至高电位酸性氧化电位水发生器，产生高电位酸性氧化电位水，产生高电位酸性氧化电位水再经高压水泵、文氏射流空化枪进行循环工作，完成全部流程，形成封闭式、一体化、内循环生物质秸杆五相混合厌氧发酵工艺。
[0009]有益效果:本发明的有益效果是，可提高秸杆的可生化降解性能、缩短消化时间，解决秸杆木质纤维素含量较高、不易被厌氧菌消化、厌氧发酵产气量低、经济效益差的问题。本发明以多相技术单元加以组合成封闭式、一体化、内循环的工作方法，提高了厌氧效率和产能，提高了技术进步，改变了传统厌氧工艺和技术路线，解决了生物质秸杆小型一体化，一次性降解、消化、转换的工艺要求。为我国生物质能面广、量大、不易收集、不易运输、不易仓储的问题，实现了就地收集、就地处理、就地转化、就地应用、就地循环的目的。
【附图说明】
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[0010]下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
[0011]图1是本发明的工艺流程结构组合流程图。
[0012]图中1、文氏射流空化式高压水循环相技术单元，2、高电位酸性氧化电位水发生器，3、高压水泵，4、文氏射流空化枪，5、密闭管道，6、密闭管道，7、高电位酸性氧化电位水生物酶相技术单元，8、密闭管道，9、电脉冲电解相技术单元，10、密闭管道，11、超声波破胞空化搅拌相技术单元，12、密闭管道，13、固液气分离相技术单元。14、密闭管道，5、气体出口管。
【具体实施方式】
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[0013]在图1中，生物质秸杆通过收集压缩，一次装入高电位酸性氧化电位水生物酶相技术单元反应罐(7)，反应罐通过工艺中设置的高电位酸性氧化电位水发生器(2)，产生高电位酸性氧化电位水，高电位酸性氧化电位水和添加的生物酶，通过高压水泵(3)、文氏射流空化枪(4)和密闭管道￠)，喷入高电位酸性氧化电位水生物酶相技术单元反应罐(7)。生物质秸杆在反应罐(7)中，经高电位酸性氧化电位水的酸化和酶化，破坏细胞壁中半纤维素与木质素形成的共价键，以达到使原料结构疏松。使原料中的半纤维素和木质素充分溶解分离和降解，从而达到提高秸杆消化率。经过高电位酸性氧化电位水生物酶反应罐相
(7)溶解出来的浓溶液，通过密闭管道(8)，经循环泵(3)的压力送入电脉冲电解相技术单元(9);浓溶液在电脉冲电解相(9)得到正能量补充和刺激，使微生物急速增长，提高了产能效率，被电脉冲电解相技术单元(9)发酵过的浓溶液，继续经密闭管道(10)进入超声波破胞空化搅拌相技术单元(11);浓溶液被超声波破胞空化搅拌相(11)继续破胞、空化、搅拌。深度的生化了溶液中的生物质能。被超声波破胞空化搅拌相(11)处理过的气固液，继续通过密闭管道(12)进入固液气分离相技术单元(13)实施固液气分离，分离出来的气体被(15)送出净化利用。固液则通过密闭管道(14)回流至高电位酸性氧化电位水发生器
(2)，产生高电位酸性氧化电位水，产生高电位酸性氧化电位水再经高压水泵(3)、文氏射流空化枪(4)进行循环工作，完成全部流程，形成封闭式、一体化、内循环生物质秸杆五相混合厌氧发酵工艺。
【主权项】
1.一种生物质秸杆五相厌氧发酵工艺，用高电位酸性氧化电位水生物酶相技术单元，电脉冲电解相技术单元，超声波破胞空化搅拌相技术单元，文氏射流空化式高压水循环相技术单元，固液气分离相技术单元的多相混合厌氧发酵技术应用在生物质秸杆厌氧发酵工艺中的方法，并组合成封闭式、一体化、内循环生物质秸杆五相厌氧发酵工艺。
2.根据权利要求1所述的物质秸杆五相厌氧发酵工艺，其特征是:用高电位酸性氧化电位水生物酶相技术单元，电脉冲电解相技术单元，超声波破胞空化搅拌相技术单元，文氏射流空化式高压水循环相技术单元，固液气分离相技术单元的五相独立单元组合的厌氧发酵技术。
3.根据权利要求1所述的物质秸杆五相厌氧发酵工艺，其特征是:高电位酸性氧化电位水生物酶相技术单元，电脉冲电解相技术单元，超声波破胞空化搅拌相技术单元，文氏射流空化式高压水循环相技术单元，固液气分离相技术单元的多相混合厌氧发酵技术应用在生物质秸杆厌氧发酵工艺中的方法。
4.根据权利要求1所述的物质秸杆五相厌氧发酵工艺，其特征:五相单元组合成封闭式、一内循环、一体化生物质秸杆五相厌氧发酵工艺。
【专利摘要】本发明提供一种利用高电位酸性氧化电位水相技术单元；电脉冲电解相技术单元；超声波破胞空化搅拌相技术单元；文氏射流空化式高压水循环相技术单元；固液气分离相技术单元的多相混合厌氧发酵技术，组合成封闭式、一体化、内循环生物质秸秆五相厌氧发酵工艺，该工艺是物理技术、化学技术、生物技术、机电技术等方面的单学科技术的组合，是多学科交叉技术对农作物秸秆的开发应用。
【IPC分类】C12P5-02
【公开号】CN104862339
【申请号】CN201410060495
【发明人】徐东来, 胡瑞, 丁先堂, 杨邦中, 管守胜, 许玉红, 吕宏生, 张曼丽
【申请人】宿迁市应农生物质能研发中心
【公开日】2015年8月26日
【申请日】2014年2月24日