一种酶促厌氧发酵和碱解复合工艺菌渣处理装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种酶促厌氧发酵和碱解复合工艺菌渣处理装置。
【背景技术】
[0002]作为一种危害大、环境污染严重的废弃物，菌渣的处理与处置已经成为公众日益关注的环境问题。传统厌氧消化工艺由于同时具有资源化、稳定化和无害化的优势。菌渣中的有机物多为蛋白质、菌丝体残体等，由于菌丝体的细胞壁是一个稳定的半刚性结构，起着保护细胞的作用，从而影响细胞内有机物的溶出，进而限制整个厌氧消化过程的反应速率。
[0003]为了提高菌渣厌氧消化过程的反应速率和改善菌渣的厌氧消化性能，我们经过研宄确定通过酶促反应对菌渣做预处理可以一定程度地解决细胞壁障碍的问题，使预处理后的菌渣在厌氧系统降解大部分的有机物质。
[0004]同时菌渣中含有大量粗纤维物质，纤维素大分子会在碱性条件下所发生的分子链断裂过程，称之为碱性降解。
[0005]碱性降解包含碱性水解和剥皮反应:
[0006]碱性水解使纤维素的配糖键部分断裂，产生新的还原性末端基，聚合度下降，强度下降。
[0007]在碱性溶液中，即使条件温和也容易发生剥皮反应。所谓剥皮反应，就是在碱的影响下，纤维素具有还原性末端基的葡萄糖基会逐个掉下来，直到产生纤维素末端基转化为偏变糖酸基的稳定反应为止。
[0008]碱性水解的程度是通过提高碱性来降低纤维的强力和模量，从而导致断裂程度加大。
[0009]传统厌氧发酵工艺只能将菌渣中易降解的有机物进行处理消化并产能，但是对于菌体细胞壁内部阻隔掉的有机物难以达到彻底降解的作用，同时对于难降解的粗纤维更无法起到有效的水解消化功能。因此，造成了菌渣的资源化、无害化不彻底，减量效果差等问题。处理后的菌渣残余物有机物含量高，纤维素比例大，给环境带来了很大负担。
【实用新型内容】
[0010]为了解决传统菌渣厌氧发酵不彻底、减量化程度低、产能量少的问题，本发明提供酶促厌氧发酵和碱解复合工艺菌渣处理技术，通过酶促厌氧发酵技术，分离出针对该菌渣的消化酶与厌氧发酵结合，将阻隔发酵反应的细胞壁分解掉后，对大部分的有机物实现去除。第二步碱解处理发酵后的菌渣，使其中的纤维素水解再进入厌氧系统处理，进一步消化前面难降解的有机物，实现有机物降解与产甲烷的最大化。
[0011]本实用新型采用以下技术方案:
[0012]一种酶促厌氧发酵和碱解复合工艺菌渣处理装置，其特征在于，包括一酶促厌氧反应器，菌渣从酶促厌氧反应器的入口进入到其中，在其中处理后从酶促厌氧反应器设有的出口流出并进入到一碱解池中，在该碱解池中处理完成后进入到一厌氧反应器中，还包括一能源利用装置，其可接收所述酶促厌氧反应器和所述碱解池中产生的能量。
[0013]所述酶促厌氧反应器包括一外壳，所述所壳的顶部设有一气液分离器，且所述气液分离器通过一集气管通入到所述外壳的底部，且所述外壳内部的顶部从上向下依次设有一出水区、一二级三相分离器、沼气提升管、精处理区、一级三相分离器、泥水下降管、膨胀床区及混合区，且所述外壳的底部还设有一进入口。
[0014]所述厌氧反应器包括一气液分离器，所述气液分离器的底部连接一外壳，且所述气液分离器的底部分别通过一集气管、一升流管及一回流管与所述外壳内部连通，且所述集气管的底部连接一上层三相分离器，所述升离管的底部连接一下层三相分离器，且所述回流管的底部通入到所述外壳的底部，所述上层三相分离器与所述下层三相分离器之间设有一第二反应室，且所述三相分离器的下方设有一第一反应室。
[0015]本发明有效地解决了菌渣难以厌氧发酵处理的问题，提高了菌渣的降解率和发酵产沼气的总量，加速了菌渣发酵的速率，降低了菌渣厌氧发酵的总停留时间。发酵所需的总停留时间为20天左右，有机物去除率提尚20%，沼气广量提尚了 40%，有机物减量化可以达到 50-60%。
【附图说明】
[0016]图1是本实用新型的结构示意图。
[0017]图2是图1中的酶促厌氧反应器的结构示意图。
[0018]图3是图1中的厌氧反应器的结构示意图。
【具体实施方式】
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[0019]下面结合【具体实施方式】，详细描述本实用新型。应理解，这些实施方式仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。此外应理解，在阅读了本实用新型讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本实用新型作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
[0020]下面结合具体实施例对本实用新型进行进一步描述，但本实用新型的保护范围并不仅限于此:
[0021]一种酶促厌氧发酵和碱解复合工艺菌渣处理装置，包括一酶促厌氧反应器1，菌渣从酶促厌氧反应器的入口进入到其中，在其中处理后从酶促厌氧反应器设有的出口流出并进入到一碱解池中2，在该碱解池中处理完成后进入到一厌氧反应器3中，还包括一能源利用装置4，其可接收所述酶促厌氧反应器和所述碱解池中产生的能量。
[0022]所述酶促厌氧反应器包括一外壳，所述所壳的顶部设有一气液分离器201，且所述气液分离器通过一集气管202通入到所述外壳的底部，且所述外壳内部的顶部从上向下依次设有一出水区208、一二级三相分离器203、沼气提升管204、精处理区209、一级三相分离器205、泥水下降管206、膨胀床区210及混合区211，且所述外壳的底部还设有一进入口207。
[0023]所述厌氧反应器包括一气液分离器301，所述气液分离器的底部连接一外壳，且所述气液分离器的底部分别通过一集气管302、一升流管303及一回流管304与所述外壳内部连通，且所述集气管的底部连接一上层三相分离器305，所述升离管的底部连接一下层三相分离器307，且所述回流管的底部通入到所述外壳的底部，所述上层三相分离器与所述下层三相分离器之间设有一第二反应室306，且所述三相分离器的下方设有一第一反应室308。
[0024]先将菌渣粉碎稀释至含水率95 %，输送至酶促反应促进厌氧发酵反应器，保持温度在50°C左右，pH控制在5.0?10.0，利用酶促反应加快厌氧发酵的进程，启到减小反应器容积的作用；发酵后的沼渣经过脱水，沼液输送至厂区污水处理系统，沼渣投入碱解池内，投加NaOH调节pH值至12，进行搅拌促进碱解反应，反应时间控制在4个小时左右；后稀释至含水率95%，输送至厌氧发酵反应器中，再进一步发酵。经过总计20?24天的停留时间后排料脱水，沼渣已达到稳化效果，可以作为污泥填埋，沼液由厂区污水处理厂进一步处理，产生的沼气用于能源回收利用。
[0025]先采用酶促反应促进一号厌氧反应器对有机物的快速降解，再利用碱解反应分解经过一号厌氧发酵后的纤维素、菌丝体等难降解物质，碱解后的菌渣再进行厌氧发酵可以提高菌渣发酵的效率和稳定程度，有机物去除率较常规厌氧发酵提高了 20%。
[0026]3、工艺运行参数:权利要求1中所提及的工艺控制参数，如温度、含水率、pH值、控制时间等。
[0027]应理解，这些实施方式仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。此外应理解，在阅读了本实用新型讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本实用新型的配方作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
【主权项】
1.一种酶促厌氧发酵和碱解复合工艺菌渣处理装置，其特征在于，包括一酶促厌氧反应器，菌渣从酶促厌氧反应器的入口进入到其中，在其中处理后从酶促厌氧反应器设有的出口流出并进入到一碱解池中，在该碱解池中处理完成后进入到一厌氧反应器中，还包括一能源利用装置，其可接收所述酶促厌氧反应器和所述碱解池中产生的能量。
2.根据权利要求1所述的酶促厌氧发酵和碱解复合工艺菌渣处理装置，其特征在于，所述酶促厌氧反应器包括一外壳，所述所壳的顶部设有一气液分离器，且所述气液分离器通过一集气管通入到所述外壳的底部，且所述外壳内部的顶部从上向下依次设有一出水区、一二级三相分离器、沼气提升管、精处理区、一级三相分离器、泥水下降管、膨胀床区及混合区，且所述外壳的底部还设有一进入口。
3.根据权利要求1所述的酶促厌氧发酵和碱解复合工艺菌渣处理装置，其特征在于，所述厌氧反应器包括一气液分离器，所述气液分离器的底部连接一外壳，且所述气液分离器的底部分别通过一集气管、一升流管及一回流管与所述外壳内部连通，且所述集气管的底部连接一上层三相分离器，所述升离管的底部连接一下层三相分离器，且所述回流管的底部通入到所述外壳的底部，所述上层三相分离器与所述下层三相分离器之间设有一第二反应室，且所述三相分离器的下方设有一第一反应室。
【专利摘要】本实用新型公开一种酶促厌氧发酵和碱解复合工艺菌渣处理装置，包括一酶促厌氧反应器，菌渣从酶促厌氧反应器的入口进入到其中，在其中处理后从酶促厌氧反应器设有的出口流出并进入到一碱解池中，在该碱解池中处理完成后进入到一厌氧反应器中，还包括一能源利用装置，其可接收所述酶促厌氧反应器和所述碱解池中产生的能量。本实用新型有效地解决了菌渣难以厌氧发酵处理的问题，提高了菌渣的降解率和发酵产沼气的总量，加速了菌渣发酵的速率，降低了菌渣厌氧发酵的总停留时间。发酵所需的总停留时间为20天左右，有机物去除率提高20％，沼气产量提高了40％，有机物减量化可以达到50-60％。
【IPC分类】C12M1-107
【公开号】CN204281744
【申请号】CN201420635607
【发明人】赵立功
【申请人】上海敏慎环保科技有限公司
【公开日】2015年4月22日
【申请日】2014年10月29日