本技术属于有机固体废物资源化利用技术,介绍了一种能够高效产生甲烷的厌氧消化装置。该装置包含一个厌氧反应器,其侧壁分别设有进料口、出料口和顶部的排气口。反应器内部上端装备有多层水平排列的丝网填料电极,包括正极和负极,并通过导线与外部电源连接。通过在反应器内集成电解水设备,正极产生氧气,形成微耗氧环境,促进水解菌将有机物转化为低分子有机酸,为产甲烷菌提供营养;负极产生氢气,形成氢环境,促进氢营养型产甲烷菌利用氢气和溶解的CO2生成甲烷,从而提高甲烷产量。
背景技术
有机固体废物通常是指可生化降解的有机废物,包括但不限于厨余垃圾、市政垃圾的有机成分、剩余污泥、作物秸秆、畜禽粪便等。有机固体废物富含有机物、易于水解,蕴含着大量的生物质能,是固体废物中重要的能源。目前有机固体废物的处理手段一般为填埋、焚烧、好氧发酵、厌氧消化等。
厌氧消化是指在缺氧环境中,借助多种微生物菌群将有机物分解转化为甲烷、二氧化碳、无机营养物和腐殖质的过程。厌氧消化包括三个阶段:第一个阶段为水解酸化阶段,在水解菌与发酵菌(包括水解发酵菌、原生动物、真菌)的作用下,大分子有机物如碳水化合物、蛋白质、脂肪,经水解与发酵转化为单糖、氨基酸、脂肪酸、甘油及二氧化碳、氢等;第二阶段为产酸阶段,在产氢产乙酸菌和同型乙酸菌作用下,把第一个阶段除乙酸、甲酸和甲醇外的其它产物转化成氢、二氧化碳和乙酸;第三阶段为产甲烷阶段,通过两组不同的产甲烷菌的作用,将氢气和二氧化碳转化为甲烷。
通过厌氧消化技术可以实现资源化、减量化以及高效化。但传统厌氧技术甲烷产气量低、有机质利用效率低、运行不稳定。
实现思路