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1、(10)申请公布号 CN 103436440 A (43)申请公布日 2013.12.11 CN 103436440 A *CN103436440A* (21)申请号 201310386887.8 (22)申请日 2013.08.30 C12M 1/36(2006.01) C12M 1/34(2006.01) C12M 1/107(2006.01) C12M 1/02(2006.01) C12P 5/02(2006.01) C12P 3/00(2006.01) (71)申请人 河南农业大学 地址 450002 河南省郑州市金水区农业路 63 号 (72)发明人 焦有宙 李刚 丁攀 李鹏飞 高赞。
2、 关山月 李威峰 (74)专利代理机构 郑州联科专利事务所 ( 普通 合伙 ) 41104 代理人 刘建芳 李伊宁 (54) 发明名称 一种秸秆微好氧预处理氢沼联合发酵系统和 方法 (57) 摘要 本发明公开了一种秸秆微好氧预处理氢沼联 合发酵系统， 包括分别与预处理反应罐相连接的 光合制氢反应器和沼气发酵罐， 在进行农作物秸 秆预处理时， 预处理反应罐内产生的渗滤液作为 原料被输送至光合制氢反应器进行制氢， 预处理 反应罐内产生的固态物料则进入到沼气发酵罐罐 体内进行发酵。本发明利用预处理反应罐对农 作物秸秆进行预处理， 将含有秸秆降解所形成的 小分子的渗滤液送入光合制氢反应器作为制氢原 料。
3、， 克服了秸秆不易为光合细菌所利用的缺点， 同 时避免直接投料造成光合制氢反应器内光照不 均， 同时将预处理后的秸秆输送到沼气发酵罐内， 为沼气发酵提供热量和易于利用的原料。本发明 能将秸秆预处理、 光合产氢和沼气发酵有机地结 合在一起。 (51)Int.Cl. 权利要求书 2 页 说明书 6 页 附图 2 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书2页 说明书6页 附图2页 (10)申请公布号 CN 103436440 A CN 103436440 A *CN103436440A* 1/2 页 2 1. 一种秸秆微好氧预处理氢沼联合发酵系统， 其特征在于 ： 。
4、包括预处理反应罐、 沼气 发酵罐和光合制氢反应器， 所述的预处理反应罐包括设置在预处理反应罐夹套内的预处理 反应罐罐体， 预处理反应罐罐体上下两端分别设置有预处理反应罐上封头和预处理反应罐 下封头， 预处理反应罐上封头上设置有与大气连通的预处理反应罐入料口、 预处理反应罐 物料取样口和预处理反应罐出气口， 预处理反应罐罐体内设置有预处理反应罐通氧管和预 处理反应罐搅拌输送装置， 预处理反应罐罐体下端设置有预处理反应罐出料管， 预处理反 应罐罐体内设置有预处理反应罐渗滤液回流装置， 预处理反应罐渗滤液回流装置包括预处 理反应罐渗滤液吸管和栅板， 预处理反应罐渗滤液吸管进水端设置在栅板下方的预处理。
5、反 应罐下封头内， 预处理反应罐渗滤液吸管出水端设置在预处理反应罐上封头上且穿过沼气 发酵罐上封头 ； 预处理反应罐渗滤液吸管出水端通过设置有加压泵的管道连接渗滤液存储 罐进水口， 泵与渗滤液存储罐之间设置有螺旋分离器， 渗滤液存储罐的出水口连接光合制 氢反应器的进料口 ； 预处理反应罐内的物料通过预处理反应罐出料管进入到沼气发酵罐罐 体内。 2. 根据权利要求 1 所述的秸秆微好氧预处理氢沼联合发酵系统， 其特征在于 ： 所述的 预处理反应罐搅拌输送装置包括预处理反应罐罐体中心轴向设置的预处理反应罐搅拌轴， 预处理反应罐搅拌轴上端穿过预处理反应罐上封头连接预处理反应罐电机， 预处理反应罐 搅。
6、拌轴下端通过预处理反应罐支撑座设置在预处理反应罐出料管内， 预处理反应罐搅拌轴 上设置有预处理反应罐圆盘涡轮搅拌器和预处理反应罐螺旋搅拌器， 预处理反应罐螺旋搅 拌器和预处理反应罐出料管配合形成绞龙传送机构。 3. 根据权利要求 2 所述的秸秆微好氧预处理氢沼联合发酵系统， 其特征在于 ： 所述的 预处理反应罐圆盘涡轮搅拌器和预处理反应罐螺旋搅拌器分别通过圆盘涡轮搅拌器单向 离合器和螺旋搅拌器单向离合器设置在预处理反应罐搅拌轴上， 且圆盘涡轮搅拌器单向离 合器和螺旋搅拌器单向离合器的锁止方向相反， 预处理反应罐螺旋搅拌器从预处理反应罐 搅拌轴下端三分之一处开始设置。 4. 根据权利要求 3 所。
7、述的秸秆微好氧预处理氢沼联合发酵系统， 其特征在于 ： 所述的 预处理反应罐罐体内设置有预处理反应罐喷淋装置， 预处理反应罐喷淋装置包括设置在预 处理反应罐上封头且穿过沼气发酵罐上封头的预处理反应罐喷淋液进水口， 预处理反应罐 喷淋液进水口与设置在预处理反应罐上封头内的环形喷淋管连通。 5. 根据权利要求 1 至 4 中任意一项所述的秸秆微好氧预处理氢沼联合发酵系统， 其特 征在于 ： 所述的沼气发酵罐包括设置在沼气发酵罐夹套内的沼气发酵罐罐体， 沼气发酵罐 罐体上下两端分别设置有沼气发酵罐上封头和沼气发酵罐下封头， 沼气发酵罐上封头上设 置有与大气连通的沼气发酵罐集气口、 沼气发酵罐有机废水。
8、进水管， 沼气发酵罐罐体上设 置有料液出口、 出料口， 沼气发酵罐罐体内设置有搅拌装置， 沼气发酵罐罐体下端设置有排 污口。 6. 根据权利要求 5 所述的秸秆微好氧预处理氢沼联合发酵系统， 其特征在于 ： 所述的 预处理反应罐设置在沼气发酵罐上方， 预处理反应罐出料管出料口设置有电动蝶阀， 预处 理反应罐出料管穿过沼气发酵罐上封头进入沼气发酵罐罐体内部， 沼气发酵罐罐体中心轴 向设置有沼气发酵罐搅拌轴， 沼气发酵罐搅拌轴上设置有圆盘涡轮搅拌器。 7. 根据权利要求 6 所述的秸秆微好氧预处理氢沼联合发酵系统， 其特征在于 ： 所述的 权 利 要 求 书 CN 103436440 A 2 2/。
9、2 页 3 预处理反应罐罐体内设置有预处理反应罐加热装置、 预处理反应罐测温仪、 预处理反应罐 氧化还原电位仪和预处理反应罐液位控制仪， 预处理反应罐加热装置包括设置在预处理反 应罐罐体内壁上的预处理反应罐加热盘管， 预处理反应罐测温仪布线口、 预处理反应罐加 热盘管出水口、 预处理反应罐加热盘管入水口和预处理反应罐氧化还原电位仪安装口设置 在预处理反应罐上封头上。 8. 根据权利要求 7 所述的秸秆微好氧预处理氢沼联合发酵系统， 其特征在于 ： 所述的 沼气发酵罐内设置有沼气发酵罐压力表和沼气发酵罐测温仪， 沼气发酵罐压力表安装口和 沼气发酵罐测温仪布线口均设置在沼气发酵罐上封头上。 9. 。
10、一种秸秆微好氧预处理氢沼联合发酵方法， 其特征在于， 包括以下步骤 ： A: 将秸秆投入预处理反应罐内， 利用喷淋水对秸秆进行预处理， 在好氧微生物和微好 氧微生物作用下从破坏秸秆表面蜡质层、 降解大分子聚合物等方面对秸秆进行降解 ； B: 将含有秸秆降解后形成的小分子聚合物的渗滤液收集， 通过加压泵送入螺旋分离器 进行浮渣过滤 ； 利用绞龙传送机构， 将预处理反应罐内产生的固态物料送入到沼气发酵罐 罐体内进行发酵 ； C: 将经过螺旋分离器过滤后的渗滤液存储在渗滤液储存罐中， 定时向光合制氢反应器 输送 ； D:光合制氢反应器在30-33的厌氧条件下， 将光照控制在2000-3000lx， 。
11、使渗滤液 停留时间在 1020h 之间进行制氢。 权 利 要 求 书 CN 103436440 A 3 1/6 页 4 一种秸秆微好氧预处理氢沼联合发酵系统和方法 技术领域 0001 本发明涉及一种氢沼发酵系统， 尤其涉及一种秸秆微好氧预处理氢沼联合发酵系 统和方法。 背景技术 0002 氢能是一种公认的清洁的能源， 是未来社会的主要替代能源。相对于基于化石燃 料的化学方法制氢而言， 生物制氢具有环境污染小、 反应条件温和、 原料来源丰富等优点。 光合制氢作为一种生物制氢方法， 利用光合细菌以光照为驱动力， 通过光合细菌自身生化 代谢将有机质转化为氢气。在光合制氢过程中， 光合细菌可以处理淀粉。
12、、 糖蜜废水、 畜禽粪 便废水和秸秆等原料。 这些原料中， 秸秆作为产量巨大的农业生产废弃物， 在多种生物制氢 原料中具有巨大的资源优势。 但由于秸秆是纤维素、 木质素的天然大分子聚合体， 很难被微 生物直接利用。 目前， 在利用秸秆为原料的光合制氢过程中， 主要采用先对秸秆进行纤维素 酶生物处理、 超微化处理或进行蒸煮糖化后获取还原糖， 再将还原糖作为光合细菌产氢的 原料， 利用光合制氢反应器进行制氢。 但这种方法存在加工成本高、 无法实现大范围生产要 求的缺陷。若将秸秆不做任何处理直接用于光合制氢反应器进行制氢， 则会因为引发光屏 蔽和光损导致反应器内光照不均， 造成光合制氢反应器无法正常。
13、工作。 0003 沼气发酵是处理农作物秸秆最有效的方法之一， 通过微生物的自身代谢和能量转 化， 可以将秸秆等低品能源转化成高品能源沼气。但是由于秸秆是纤维素、 半纤维素、 木质 素等组成的大分子聚合体， 且表面覆盖蜡质层保护， 多数微生物无法直接进行利用转化。 所 以在沼气发酵之前要对秸秆进行预处理， 通过破坏表面蜡质层、 降解大分子聚合物等方式 来达到提高秸秆沼气发酵的消化率和产气率的目的。 当前秸秆预处理技术中比较成熟的方 法有机械法、 酸法、 碱法、 加热处理、 生物法， 以及几种方法相结合的预处理方式， 但这些方 法大都在技术、 设备、 环境影响和资金耗费等方面存在着不同程度的缺点，。
14、 此外原料在预处 理阶段产生的大量的热并没有被利用， 造成能源的浪费。传统的秸秆沼气发酵过程中预处 理装置与沼气发酵装置是两个分离的系统， 无法实现连续发酵， 发酵过程不容易控制， 发酵 周期长， 产气效率差。 同时由于两个分离系统之间缺少传质传热的过程， 使预处理阶段产生 的热量无法得到应用。 发明内容 0004 本发明的目的是提供一种秸秆微好氧预处理氢沼联合发酵系统和方法， 能够对农 作物秸秆进行好氧、 微好氧、 沼气的生物预处理， 并将生成的渗滤液作为光合制氢反应器的 原料进行制氢， 克服了秸秆不易为光合细菌所利用的缺点， 避免直接投料造成光合制氢反 应器内光照不均， 同时将预处理后的秸。
15、秆输送到沼气发酵罐内， 为沼气发酵提供热量和易 于利用的原料。 0005 本发明采用下述技术方案 ： 一种秸秆微好氧预处理氢沼联合发酵系统， 包括预处理反应罐、 沼气发酵罐和光合制 说 明 书 CN 103436440 A 4 2/6 页 5 氢反应器， 所述的预处理反应罐包括设置在预处理反应罐夹套内的预处理反应罐罐体， 预 处理反应罐罐体上下两端分别设置有预处理反应罐上封头和预处理反应罐下封头， 预处理 反应罐上封头上设置有与大气连通的预处理反应罐入料口、 预处理反应罐物料取样口和预 处理反应罐出气口， 预处理反应罐罐体内设置有预处理反应罐通氧管和预处理反应罐搅拌 输送装置， 预处理反应罐罐。
16、体下端设置有预处理反应罐出料管， 预处理反应罐罐体内设置 有预处理反应罐渗滤液回流装置， 预处理反应罐渗滤液回流装置包括预处理反应罐渗滤液 吸管和栅板， 预处理反应罐渗滤液吸管进水端设置在栅板下方的预处理反应罐下封头内， 预处理反应罐渗滤液吸管出水端设置在预处理反应罐上封头上且穿过沼气发酵罐上封头 ； 预处理反应罐渗滤液吸管出水端通过设置有加压泵的管道连接渗滤液存储罐进水口， 泵与 渗滤液存储罐之间设置有螺旋分离器， 渗滤液存储罐的出水口连接光合制氢反应器的进料 口 ； 预处理反应罐内的物料通过预处理反应罐出料管进入到沼气发酵罐罐体内。 0006 所述的预处理反应罐搅拌输送装置包括预处理反应罐。
17、罐体中心轴向设置的预处 理反应罐搅拌轴， 预处理反应罐搅拌轴上端穿过预处理反应罐上封头连接预处理反应罐电 机， 预处理反应罐搅拌轴下端通过预处理反应罐支撑座设置在预处理反应罐出料管内， 预 处理反应罐搅拌轴上设置有预处理反应罐圆盘涡轮搅拌器和预处理反应罐螺旋搅拌器， 预 处理反应罐螺旋搅拌器和预处理反应罐出料管配合形成绞龙传送机构。 0007 所述的预处理反应罐圆盘涡轮搅拌器和预处理反应罐螺旋搅拌器分别通过圆盘 涡轮搅拌器单向离合器和螺旋搅拌器单向离合器设置在预处理反应罐搅拌轴上， 且圆盘涡 轮搅拌器单向离合器和螺旋搅拌器单向离合器的锁止方向相反， 预处理反应罐螺旋搅拌器 从预处理反应罐搅拌轴。
18、下端三分之一处开始设置。 0008 所述的预处理反应罐罐体内设置有预处理反应罐喷淋装置， 预处理反应罐喷淋装 置包括设置在预处理反应罐上封头且穿过沼气发酵罐上封头的预处理反应罐喷淋液进水 口， 预处理反应罐喷淋液进水口与设置在预处理反应罐上封头内的环形喷淋管连通。 0009 所述的沼气发酵罐包括设置在沼气发酵罐夹套内的沼气发酵罐罐体， 沼气发酵罐 罐体上下两端分别设置有沼气发酵罐上封头和沼气发酵罐下封头， 沼气发酵罐上封头上设 置有与大气连通的沼气发酵罐集气口、 沼气发酵罐有机废水进水管， 沼气发酵罐罐体上设 置有料液出口、 出料口， 沼气发酵罐罐体内设置有搅拌装置， 沼气发酵罐罐体下端设置有。
19、排 污口。 0010 所述的预处理反应罐设置在沼气发酵罐上方， 预处理反应罐出料管出料口设置 有电动蝶阀， 预处理反应罐出料管穿过沼气发酵罐上封头进入沼气发酵罐罐体内部， 沼气 发酵罐罐体中心轴向设置有沼气发酵罐搅拌轴， 沼气发酵罐搅拌轴上设置有圆盘涡轮搅拌 器。 0011 所述的预处理反应罐罐体内设置有预处理反应罐加热装置、 预处理反应罐测温 仪、 预处理反应罐氧化还原电位仪和预处理反应罐液位控制仪， 预处理反应罐加热装置包 括设置在预处理反应罐罐体内壁上的预处理反应罐加热盘管， 预处理反应罐测温仪布线 口、 预处理反应罐加热盘管出水口、 预处理反应罐加热盘管入水口和预处理反应罐氧化还 原电。
20、位仪安装口设置在预处理反应罐上封头上。 0012 所述的沼气发酵罐内设置有沼气发酵罐压力表和沼气发酵罐测温仪， 沼气发酵罐 压力表安装口和沼气发酵罐测温仪布线口均设置在沼气发酵罐上封头上。 说 明 书 CN 103436440 A 5 3/6 页 6 0013 一种秸秆微好氧预处理氢沼联合发酵方法， 包括以下步骤 ： A: 将秸秆投入预处理反应罐内， 利用喷淋水对秸秆进行预处理， 在好氧微生物和微好 氧微生物作用下从破坏秸秆表面蜡质层、 降解大分子聚合物等方面对秸秆进行降解 ； B: 将含有秸秆降解后形成的小分子聚合物的渗滤液收集， 通过加压泵送入螺旋分离器 进行浮渣过滤 ； 利用绞龙传送机构。
21、， 将预处理反应罐内产生的固态物料送入到沼气发酵罐 罐体内进行发酵 ； C: 将经过螺旋分离器过滤后的渗滤液存储在渗滤液储存罐中， 定时向光合制氢反应器 输送 ； D:光合制氢反应器在30-33的厌氧条件下， 将光照控制在2000-3000lx， 使渗滤液 停留时间在 1020h 之间进行制氢。 0014 本发明利用预处理反应罐对农作物秸秆进行预处理， 将含有秸秆降解所形成的小 分子的渗滤液送入光合制氢反应器作为制氢原料， 克服了秸秆不易为光合细菌所利用的缺 点， 同时避免直接投料造成光合制氢反应器内光照不均， 同时将预处理后的秸秆输送到沼 气发酵罐内， 为沼气发酵提供热量和易于利用的原料。本。
22、发明结构紧凑， 操作方便， 能将秸 秆预处理、 光合产氢和沼气发酵有机地结合在一起。 附图说明 0015 图 1 为本发明的结构示意图 ； 图 2 为本发明所述预处理反应罐的结构示意图。 具体实施方式 0016 如图1所示， 本发明包括分别与预处理反应罐相连接的光合制氢反应器49和沼气 发酵罐， 在进行农作物秸秆预处理时， 预处理反应罐内产生的渗滤液作为原料被输送至光 合制氢反应器 49 进行制氢， 预处理反应罐内产生的固态物料则进入到沼气发酵罐罐体 32 内进行发酵。 0017 预处理反应罐包括设置在预处理反应罐夹套 1 内的预处理反应罐罐体 2， 预处理 反应罐罐体 2 上下两端分别设置有。
23、预处理反应罐上封头 3 和预处理反应罐下封头 4， 预处 理反应罐上封头 3 上设置有预处理反应罐入料口 5、 预处理反应罐物料取样口 6 和预处理 反应罐出气口7， 预处理反应罐罐体2内设置有通氧管8、 预处理反应罐搅拌输送装置、 预处 理反应罐加热装置、 预处理反应罐测温仪 19、 预处理反应罐渗滤液回流装置、 预处理反应罐 喷淋装置、 预处理反应罐氧化还原电位仪和预处理反应罐液位控制仪， 预处理反应罐罐体 2 下端设置有预处理反应罐出料管 9， 预处理反应罐罐体 2 内的物料可通过预处理反应罐出 料管 9 进入到沼气发酵罐罐体 32 内。预处理反应罐渗滤液回流装置包括预处理反应罐渗 滤液。
24、吸管 25 和套设在预处理反应罐搅拌轴 10 上的栅板 26， 预处理反应罐渗滤液吸管进水 端 27 设置在栅板 26 下方的预处理反应罐下封头 4 内， 预处理反应罐渗滤液吸管出水端 28 设置在预处理反应罐上封头 3 上。栅板 26 可采用尖端朝下的圆锥面栅板， 保证预处理反应 罐罐内物料中的渗滤液可以顺利流入预处理反应罐下封头 4 内。本发明还设置有可与预处 理反应罐渗滤液回流装置配合使用的预处理反应罐喷淋装置， 预处理反应罐喷淋装置包括 设置在预处理反应罐上封头 3 的预处理反应罐喷淋液进水口 23， 预处理反应罐喷淋液进水 说 明 书 CN 103436440 A 6 4/6 页 7。
25、 口 23 与设置在预处理反应罐上封头 3 内的环形喷淋管 24 连通。使用者可利用外接水源通 过预处理反应罐喷淋装置对预处理反应罐罐内物料进行喷淋。 预处理反应罐渗滤液吸管25 可在料液泵配合下将预处理反应罐下封头4内的部分渗滤液送至环形喷淋管24中， 对预处 理反应罐罐内物料进行喷淋。预处理反应罐罐体 2 内设置有预处理反应罐氧化还原电位仪 和预处理反应罐液位控制仪， 预处理反应罐上封头 3 上设置有预处理反应罐氧化还原电位 仪安装口29。 预处理反应罐氧化还原电位仪用于自动调节预处理反应罐罐内的氧化还原气 氛， 预处理反应罐液位控制仪可监控预处理反应罐罐内渗滤液液位， 当渗滤液液位低于设。
26、 定值时， 由预处理反应罐喷淋装置利用外接水源补充喷淋供水。 0018 预处理反应罐搅拌输送装置包括预处理反应罐罐体 2 中心轴向设置的预处理反 应罐搅拌轴 10， 预处理反应罐搅拌轴 10 上端穿过预处理反应罐上封头 3 通过联轴器 11 连 接预处理反应罐电机 12， 预处理反应罐搅拌轴 10 与预处理反应罐上封头 3 采用机械密封 13， 预处理反应罐搅拌轴 10 下端通过预处理反应罐支撑座 14 设置在预处理反应罐出料管 9内， 预处理反应罐搅拌轴10上设置有圆盘涡轮搅拌器15和螺旋搅拌器16 ； 圆盘涡轮搅拌 器 15 和螺旋搅拌器 16 分别通过圆盘涡轮搅拌器单向离合器 17 和螺。
27、旋搅拌器单向离合器 18 设置在预处理反应罐搅拌轴 10 上， 且圆盘涡轮搅拌器单向离合器 17 和螺旋搅拌器单向 离合器 18 的锁止方向相反。圆盘涡轮搅拌器 15 可起到搅拌功能 ； 螺旋搅拌器 16 和预处理 反应罐出料管 9 配合形成绞龙传送机构， 可起到输送物料的功能。当预处理反应罐电机 12 顺时针工作时， 圆盘涡轮搅拌器 15 与预处理反应罐搅拌轴 10 结合， 螺旋搅拌器 16 与预处 理反应罐搅拌轴 10 分离， 预处理反应罐搅拌轴 10 只带动圆盘涡轮搅拌器 15 转动， 实现搅 拌的功能 ； 当预处理反应罐电机 12 逆时针工作时， 螺旋搅拌器 16 和预处理反应罐搅拌轴。
28、 10 结合， 圆盘涡轮搅拌器 15 和预处理反应罐搅拌轴 10 分离， 预处理反应罐搅拌轴 10 只带 动螺旋搅拌器 16 工作， 与预处理反应罐出料管 9 配合形成绞龙传送机构， 实现物料传输的 功能。当螺旋搅拌器 16 工作时， 仅传输预处理反应罐罐内中下部的物料。工作人员可根据 实际需求控制预处理反应罐电机 12 的转动方向， 实现对预处理反应罐内物料的搅拌或传 输。本实施例中设置有两个圆盘涡轮搅拌器 15， 螺旋搅拌器 16 从预处理反应罐搅拌轴 10 下端三分之一处开始设置， 且一部分螺旋搅拌器 16 位于预处理反应罐出料管 9 内。 0019 预处理反应罐罐体 2 内设置的预处理。
29、反应罐加热装置和预处理反应罐测温仪 19， 可在电控装置控制下使预处理反应罐罐体 2 内保持恒定的反应温度。预处理反应罐加热装 置包括设置在罐体 2 内壁上的预处理反应罐加热盘管 20， 预处理反应罐测温仪布线口 21、 预处理反应罐加热盘管出水口22和预处理反应罐加热盘管入水口23设置在预处理反应罐 上封头 3 上。 0020 预处理反应罐渗滤液吸管出水端还通过设置有加压泵 46 的管道连接螺旋分离器 47 进料口， 螺旋分离器 47 的出水口连接渗滤液存储罐 48 进水口， 渗滤液存储罐 48 的出水 口则连接光合制氢反应器 49 的进料口。 0021 预处理反应罐设置在沼气发酵罐侧上方。。
30、预处理反应罐出料管 9 出料口 38 设置 有电动蝶阀 45， 预处理反应罐出料管 9 穿过沼气发酵罐上封头 34 进入沼气发酵罐罐体 32 内部。 沼气发酵罐包括设置在沼气发酵罐夹套33内的沼气发酵罐罐体32， 沼气发酵罐罐体 32 上下两端分别设置有沼气发酵罐上封头 34 和沼气发酵罐下封头 35， 沼气发酵罐上封头 34 上设置有与大气连通的沼气发酵罐集气口 36、 沼气发酵罐有机废水进水管 37， 沼气发酵 说 明 书 CN 103436440 A 7 5/6 页 8 罐有机废水进水管 37 位于沼气发酵罐内的一端处于沼气发酵罐内液面下方 40cm 处 ； 沼气 发酵罐罐体32上设置有。
31、出料口38， 用于将沼气发酵罐内的沼液排出， 沼气发酵罐罐体32内 设置有搅拌装置、 沼气发酵罐压力表和沼气发酵罐测温仪 39， 沼气发酵罐罐体 32 下端设置 有排污口 40， 用于排放残渣。沼气发酵罐压力表安装口 42 和沼气发酵罐测温仪布线口 43 均设置在沼气发酵罐上封头 34 上。搅拌装置包括在沼气发酵罐罐体 32 中心轴向设置的沼 气发酵罐搅拌轴41， 沼气发酵罐搅拌轴41上还设置有圆盘涡轮搅拌器15， 用于对沼气发酵 罐内的物料进行搅拌。为了便于安装， 预处理反应罐夹套 1 的外壁上沿圆周方向均匀设有 四个耳式支座 30。 0022 使用时， 将农作物秸秆从预处理反应罐入料口5放。
32、入预处理反应罐罐体2内， 进行 农作物秸秆的预处理。预处理反应罐加热装置和预处理反应罐测温仪 19、 预处理反应罐氧 化还原电位仪可保证预处理反应罐罐内物料始终处于最佳反应温度和氧化还原气氛。 预处 理反应罐液位控制仪配合喷淋装置可实现对预处理反应罐罐内物料定时喷淋， 喷淋水可使 用外接水源或由渗滤液回流装置收集到的部分渗滤液。通过对秸秆进行预处理， 可以在好 氧微生物和微好氧微生物作用下从破坏秸秆表面蜡质层、 降解大分子聚合物等方面对秸秆 进行降解。 降解形成小分子物质可溶解于水和渗滤液， 并在重力作用下逐层下渗， 通过栅板 26初次过滤后流入预处理反应罐下封头4内。 在加压泵46的作用下，。
33、 渗滤液将通过渗滤液 吸管进入螺旋分离器 47 内进行过滤。过滤后去除掉浮渣的渗滤液将进入渗滤液储存罐进 行储存 ； 并作为原料定时定量地向光合制氢反应器 49 输送， 以满足光合细菌产氢对原料的 需求。 0023 当预处理反应罐罐内物料的预处理过程完成后， 螺旋搅拌器 16 与预处理反应罐 出料管 9 配合形成绞龙传送机构可将固态物料通过预处理反应罐出料管 9、 电动蝶阀 45 输 送至沼气发酵罐内进行发酵。 0024 本发明可实现预处理反应罐、 光合制氢反应器 49 和沼气发酵罐的有机结合。第 一， 利用预处理反应罐对农作物秸秆进行预处理， 将含有秸秆降解所形成的小分子的渗滤 液送入光合制。
34、氢反应器 49， 作为制氢原料 ； 第二， 利用预处理反应罐对农作物秸秆进行预 处理， 将预处理后的秸秆送入沼气发酵罐， 作为制沼原料 ; 第三， 预处理反应罐可通过形成 的绞龙传送机构， 将预处理反应罐中下部物料自动输送至沼气发酵罐内， 起到自动供料作 用 ； 第四， 由于农作物秸秆在预处理反应罐的发酵过程中中部温度最高， 在物料输送过程的 同时可将热量传递给沼气发酵罐， 为沼气发酵罐提供热量 ； 第五， 沼气发酵罐中形成的沼 液， 可在水泵的作用下， 通过出料口 38 抽入预处理反应罐喷淋装置中， 再次作为喷淋液对 预处理反应罐罐内物料进行喷淋。本发明中的预处理反应罐能够对农作物秸秆进行好。
35、氧、 微好氧或沼气预处理， 促进木质纤维素的分解， 为光合制氢反应器 49 提供渗滤液作为原 料， 还能将预处理反应罐罐内物料和生物代谢热量运送到沼气发酵罐， 实现了秸秆沼气发 酵的高效转化， 减少了环境污染。 0025 本发明中， 预处理反应罐通氧管 8、 圆盘涡轮搅拌器 15、 螺旋搅拌器 16、 预处理反 应罐加热盘管 20、 预处理反应罐测温仪 19、 喷淋装置、 预处理反应罐渗滤液回流装置、 预处 理反应罐氧化还原电位仪、 预处理反应罐液位控制仪、 螺旋分离器 47、 光合制氢反应器 49、 沼气发酵罐压力表和沼气发酵罐测温仪 39 均属于成熟的现有技术， 也不再赘述。 0026 一。
36、种秸秆微好氧预处理氢沼联合发酵方法， 包括以下步骤 ： 说 明 书 CN 103436440 A 8 6/6 页 9 A. 将秸秆投入预处理反应罐内， 利用喷淋液中微生物对秸秆进行预处理， 秸秆在好氧 微生物和微好氧微生物作用的梯次作用使表面蜡质层破坏， 纤维素、 半纤维素降解为小分 子化合物 ； B. 将含有秸秆降解后形成的小分子聚合物的渗滤液收集， 通过加压泵送入螺旋分离器 进行浮渣过滤 ； 利用绞龙传送机构， 将预处理反应罐内产生的固态物料送入到沼气发酵罐 罐体内进行发酵 ； C. 将经过螺旋分离器过滤后的渗滤液存储在渗滤液储存罐中， 定时向光合制氢反应器 输送 ； 向光合制氢反应器中接入产氢光合细菌， 设定制氢反应器温度为 30 33， 将光照 控制在 2000-3000lx， 渗滤液停留时间在 1020h 之间进行制氢。 说 明 书 CN 103436440 A 9 1/2 页 10 图 1 说 明 书 附 图 CN 103436440 A 10 2/2 页 11 图 2 说 明 书 附 图 CN 103436440 A 11 。