塘底泥等。
[0025] 所述发酵物料包括但不局限于秸杆、畜禽粪便、餐厨垃圾、有机废水废渣。
[0026] 所述氢营养型产甲烷菌普遍存在于沼气发酵接种物和嗜碱耐碱产甲烷菌菌液中， 是一类普遍存在的产甲烷菌。由于嗜碱耐碱产甲烷菌菌液中含有氢营养型产甲烷菌，氢营 养型产甲烷菌在离位甲烷化厌氧反应器内时，一部分会附着在中空纤维膜23外侧形成生物 膜25,即为固定氢营养型产甲烷菌26;-部分则以游离的形式悬浮在液相中，即为悬浮氢营 养型产甲烷菌27。
[0027] 所述营养液为嗜碱耐碱产甲烷菌的培养基，主要成分为磷酸氢二钾、磷酸二氢钾、 氯化铵、氯化钠、硫酸镁、微量元素、维生素等。
[0028] 如式(3)所示，本发明中，二氧化碳甲烷化反应需要氢气的供给，氢气可来源于风 电、太阳光电、水电的电水解获得，由于电能较难储存，可通过电制气的方式实现能量储存， 另外，在用电低峰的时候可将电转化为气，用电高峰时将气转化为电。
[0029] C〇2+4H2^CH4+2H2〇 Δ G0'=-135kJ/mol (3)
[0030] 本发明的创新点和优点在于：
[0031] (1)将沼气脱碳与二氧化碳的利用结合起来，把二氧化碳转化为目标产物甲烷，提 尚甲烧广量；
[0032] (2)将原位甲烷化和离位甲烷化联合起来，提高二氧化碳的转化效率；
[0033] (3)将原位甲烷化厌氧反应器的搅拌与氢气的引入结合起来，通过气体的射流喷 射实现沼气发酵罐的搅拌，无需传统的机械搅拌；
[0034] (4)离位甲烷化厌氧反应器采用中空纤维膜生物膜与滴流床的组合工艺，强化气 液传质，提高二氧化碳的转化效率。
【附图说明】
[0035]图1是本发明系统的流程不意图。
[0036] 图2是本发明中空纤维膜生物膜工作原理图。
[0037] 其中：
[0038] 1:储氢罐；1A:储氢罐出气口； 2A:调节阀A; 2B:调节阀B; 3A:气体流量计A; 3B:气体 流量计B; 4:气体增压栗;5:原位甲烷化厌氧反应器;5A:原位甲烷化厌氧反应器进气口； 5B: 射流曝气器;5C:原位甲烷化厌氧反应器出气口； 5D:原位甲烷化厌氧反应器菌液补充口； 6: 离位甲烷化厌氧反应器;6A:中空纤维膜组件的进气口；6B:离位甲烷化厌氧反应器出气口； 7:进料口； 8:进料栗;9:出料口； 10:气体循环管路出气口； 11:气体循环管路；12:中空纤维 膜组件；13:填料；14:液体循环管路出液口； 15:液体循环栗；16:液体循环管路；17:液体循 环管路进液口； 18:菌液补充口； 19:营养液补充口； 20:排泥口； 21A-21L:阀门；22:喷淋器； 23:中空纤维膜;24:膜壁;25:生物膜;26:固定氢营养型产甲烷菌;27:悬浮氢营养型产甲烷 菌。
【具体实施方式】
[0039]下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。
[0040] 实施例1
[0041]如图1所示，本发明的沼气甲烷化脱碳系统包括依次连接的储氢罐1、调节阀2A、气 体流量计3A、气体增压栗4、原位甲烷化厌氧反应器5、离位甲烷化厌氧反应器6;原位甲烷化 厌氧反应器5上设置发酵物料进料口7、进料栗8、出料口9、出气口 10、菌液补充口5D，同时设 置气体上出下进的气体循环管路11，气体循环管路与储氢罐1和原位甲烷化厌氧反应器5的 进气口 5A连通，进气口处设置射流曝气器5B;离位甲烷化厌氧反应器6下部设置中空纤维膜 组件12,上部设置填料13,同时设置液体下出上进的液体循环管路16,中空纤维膜组件的进 气口 6A与原位甲烷化厌氧反应器5的出气口 5C连通，离位甲烷化厌氧反应器6设置菌液补充 口 18、营养液补充口 19和排泥口 20。
[0042] 为便于工艺操作，控制气体、液体和物料的进出，在各管路上设置阀门。
[0043] 为便于调整氢气的加入位点，设置一条气路连通储氢罐和中空纤维膜组件的进气 口，并在此气路上设置调节阀2B和气体流量计3A。
[0044] 实施例2
[0045] 以猪粪为发酵物料进行沼气发酵以及沼气甲烷化脱碳。
[0046] 取某沼气工程的发酵液作为接种物从进料口 7通过进料栗8栗入到原位甲烷化厌 氧反应器5中，随后加入猪粪进行中温（37°C)沼气发酵，经过10天启动成功，每天产气约 100m 3，其中甲烷体积浓度60 %，二氧化碳体积浓度40 % ;此时将嗜碱耐碱产甲烷混合菌 (Methanohalophilus oregonense、Methanolobus taylorii与Methanobacterium alcaliphilum的混合菌)菌液从菌液补充口 5D栗入原位甲烷化厌氧反应器，添加碳酸氢钠 调节原位甲烷化厌氧反应器内的pH值为7.5,从原位甲烷化厌氧反应器进气口5A处的射流 曝气器5B通入氢气160m 3，部分氢气与二氧化碳反应生成甲烷，最终从原位甲烷化厌氧反应 器顶部排出气体180m3，其中甲烷体积浓度44.4 %，氢气体积浓度44.4 %，二氧化碳体积浓 度 11.2%;
[0047] 分别通过菌液补充口 18和营养液补充口 19向离位甲烷化厌氧反应器6内预先栗入 嗜喊耐喊产甲烧混合菌：Methanohalophilus oregonense、Methanolobus taylorii、 Methanobacterium alcaliphilum菌液和营养液，再添加碳酸氢钠调节混合液的pH值为 7.5,控制液面刚刚浸没中空纤维膜组件12,将从原位甲烷化厌氧反应器顶部出气口 5C排出 的气体通过气体流通管路经中空纤维膜组件12上的进气口 6A通入离位甲烷化厌氧反应器 内置的中空纤维膜组件，在中空纤维膜生物膜的作用下氢气和二氧化碳反应生成甲烷，少 量未反应完全的残余二氧化碳和氢气从中空纤维膜23外侧进入到液相中，并进一步被悬浮 氢营养型产甲烷菌27利用产甲烷，微量的残余二氧化碳和氢气与大量的甲烷一起上浮，经 过离位甲烷化厌氧反应器上部的填料13时，与来自液体循环管路16上部喷淋器22喷淋滴流 下来的来自反应器6的液体逆流接触，在氢营养型产甲烷菌的作用下进一步产甲烷，最后得 到的104m 3的高浓度甲烷气体（甲烷体积浓度95.2 %、二氧化碳1.0 %、氢气体积浓度3.8 % ) 从离位甲烷化厌氧反应器顶部的出气口 6B排出。
[0048] 整个系统的甲烷产量从60m3提高到99m3，提高了 65 % ;甲烷浓度从60 %提高到 95.2%〇
[0049] 实施例3
[0050]以制糖废水为发酵物料进行沼气发酵以及沼气甲烷化脱碳。
[0051]取某沼气工程的发酵液作为接种物从进料口 7通过进料栗8栗入到原位甲烷化厌 氧反应器5中，随后加入制糖废水进行中温(37°C)沼气发酵，经过5天启动成功，每天产气约 1000m3，其中甲烷体积浓度50 %，二氧化碳体积浓度50 % ;此时将嗜碱耐碱产甲烷混合菌： Methanobacterium alcaliphilum、Methanohalophilus oregonense、Methanolobus taylorii、Methanobacterium subterraneurn和Methanohalophilus zhilinae的混合菌液 从菌液补充口 5D泵入原位甲烷化厌氧反应器5,添加碳酸钠调节原位甲烷化厌氧反应器内 的pH值为8.3，从原位甲烷化厌氧反应器进气口 5A处的射流曝气器5B通入氢气900m3，大部 分氢气与二氧化碳反应生成甲烧，少量未参与反应的氢气和二氧化碳转移到气相中，通过 气体循环管路11上的出气口 10循环后，再次通过气体增压栗4、进气口 5A、射流曝气器5B将 气相中的气体栗入原位甲烷化厌氧反应器5内的液相中，在氢营养型产甲烷菌的作用下继 续生成甲烷；最终从原位甲烷化厌氧反应器顶部排出气体1100m 3,其中甲烷体积浓度 63.6 %，氢气体积浓度9.1 %，二氧化碳体积浓度27.3 % ;
[0052]分别通过菌液补充口 18和营养液补充口 19向离位甲烷化厌氧反应器6内预先栗入 嗜喊耐喊产甲烧混合菌：Methanobacterium alcaliphil