基于吸附剂生物脱附再生原理的厌氧发酵装置.pdf

一种用于厌氧发酵的装置，涉及厌氧发酵的技术领域，所解决的是现有厌氧发酵制备沼气装置存在体积大，耗水多，反应料不易装载运输，产气慢、产气量不易控制等技术问题。该装置依据双相厌氧发酵和吸附剂生物脱附再生原理设计，包括调节腔、反应腔、密封盖、吸附设施、通气总(支)管及阀门、连通总(支)管及阀门等部分。其特征在于利用吸附设施为载体将酸化相容器中的脂肪酸转移到甲烷相容器——反应腔，通过料液中微生物对吸附设施进行生物脱附再生的同时，生成沼气。通过调节腔，调整产气量和气压，并可对进入调节腔的液料进行加温。依据需要，可将反应腔部分作为酸化相容器，以承载酸化液。

1、  一种用于厌氧发酵的装置，该装置为多腔体结构，包括调节腔、至少一个反应腔、密封盖、吸附剂、通气总管、通气支管、通气管阀门、连通总管、连通支管、连通管阀门等部分。其特征在于：吸附剂通过与其匹配的密封口内表面结构安装在反应腔中，密封盖通过与其匹配的密封口外表面结构进行密封，各反应腔之间通过其上部通气支管与通气总管相连，通气支管与通气总管上设有阀门，各反应腔之间通过其下部连通支管与连通总管相通，并通过连通总管与调节腔相通，连通支管与连通总管上设有阀门，通过管路间阀门的启闭，料液进入相关腔室，与吸附剂接触，产生气体，同时进行吸附剂的生物脱附再生，通过连通管和活塞的抽吸——推压作用，使得液料进出调节腔，从而调整料液与吸附剂的接触面，进而调整产气量和气压，依据需要，通过管路间阀门的启闭，可将反应腔部分作为酸化相容器，以承载酸化液，便于已脱附再生的吸附剂从酸化液中再次吸附脂肪酸。

2、  依据权利要求1所描述的用于厌氧发酵的装置，其特征在于：所述厌氧发酵装置设有调节腔，所述调节腔至少为以下结构中的一种或一种以上的组合：
1)活塞；
2)活塞室；
3)加热辅助系统。

3、  依据权利要求2所描述的用于厌氧发酵的装置，其特征在于：在3)所述的加热辅助系统至少为以下结构中的一种或一种以上的组合：
1)调节腔底部设有电加热板；
2)调节腔的四壁涂有吸热涂层；
3)活塞表面涂有吸热涂层。

4、  依据权利要求1和权利要求3所描述的用于厌氧发酵的装置，其特征在于：加热辅助系统仅对进入调节腔的液料进行加热，而非对整个反应装置中的所有液料同时加热。

基于吸附剂生物脱附再生原理的厌氧发酵装置
技术领域
本发明涉及厌氧发酵的技术领域，特别是涉及一种用于厌氧发酵生产沼气的技术。
背景技术
本发明依据双相厌氧发酵和吸附剂生物脱附再生原理，利用吸附剂作为发酵后脂肪酸的载体，将酸化相容器中的脂肪酸转移到甲烷相容器，利用吸附剂生物脱附再生原理，在生成甲烷的过程中，完成吸附剂的生物脱附再生。目前通过厌氧发酵制备沼气的装置存在体积大，耗水多，反应料不易装载运输，产气慢、产气量不易控制等技术问题。
发明的内容
针对上述现有技术中存在的缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种体积小、节约用水、产气快、产气量易于控制、反应料易于运输且反应料载体可经再生而重复使用的厌氧发酵装置。
为了解决上述的技术问题，本发明所提供的一种厌氧发酵装置为多腔体结构，包括一个带有活塞的调节腔、至少一个反应腔、密封盖、吸附剂、通气总管、通气支管、通气管阀门、连通总管、连通支管、连通管阀门，其特征在于：吸附剂通过密封口内表面结构安装在反应腔中，密封盖通过密封口外表面结构进行密封，各反应腔之间通过其上部通气支管与通气总管相连，通气支管与通气总管上设有阀门，各反应腔之间通过其下部连通支管与连通总管相通，并通过连通总管与调节腔相通，连通支管与连通总管上设有阀门，通过管路间阀门的启闭，料液进入相关腔室，与吸附剂接触，产生气体，同时进行吸附剂的生物脱附再生。通过连通管和活塞的抽吸——推压作用，使得液料进出调节腔，从而调整料液与吸附剂的接触面，进而调整产气量和气压，依据需要，通过管路间阀门的启闭，可将反应腔部分作为酸化相容器，以承载酸化液，便于已脱附再生的吸附剂就近从酸化液中再次吸附脂肪酸。
进一步的，所述厌氧发酵装置，其特征在于：所述厌氧发酵装置设有调节腔，所述调节腔至少为以下结构中的一种或一种以上的组合：
1)活塞；
2)活塞室；
3)加热辅助系统。
进一步的，所述厌氧发酵装置，其特征在于：所述3)中的加热辅助系统至少为以下结构中的一种或一种以上的组合：
1)调节腔底部设有电加热板；
2)调节腔的四壁涂有吸热涂层；
3)活塞表面涂有吸热涂层。
附图说明
本附图是发明实施例的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图说明对本发明实施例作进一步详细描述，但本实施例并不用于限制本发明，凡是采用本发明的相似结构及其相似变化，均应列入本发明的保护范围。
如附图所示，本发明所提供的一种厌氧发酵装置为多腔体结构，包括一个有活塞7、活塞室8、电加热板12和吸热涂层13构成的调节腔、至少一个反应腔1、密封盖3、吸附剂2、通气总管4、通气支管5、通气管阀门6、连通总管9、连通支管10、连通管阀门11。
具体使用方法如下：
1)当反应腔全部作为甲烷相容器的装液情况
在料液注入反应腔之前，将吸附有脂肪酸的吸附剂2放入的反应腔中并固定好后，盖上密封盖3，第二步，打开各通气支管5的阀门6，关闭连通总管9的阀门11，通过料液输入端往反应腔1中注入液料，当液面升高至与吸附剂2接触，生物脱附开始，甲烷便可生成，装液完毕后，关闭连通管阀门11。
2)当反应腔部分作为酸化相容器的装液情况
依据需要，在料液注入反应腔1之前，将需要作为酸化相容器的反应腔1的通气支管5阀门6开启，作为酸化相容器的反应腔1的连通支管阀门11关闭，该反应腔1即可作为酸化相容器，与此同时，其余作为非酸化相容器的反应腔1的通气支管5的阀门6关闭，通气总管4的阀门6关闭，连通总管9通往活塞室8的阀门11关闭，这些反应腔1作为甲烷相容器。在上述状态下，从料液输入端往容器中输入酸化液，输入完毕后，关闭酸化相容器的反应腔1的通气支管5的阀门6，然后开启甲烷相容器的反应腔1的通气支管5的阀门6，进行甲烷相容器的料液输入，使用步骤同状况1)，然后开启酸化相容器的反应腔1的通气支管5的阀门6，关闭酸化相容器的密封盖3。
3)气体生成量与气压的调节
3.1)气体生成量与气压的强行调节：
打开所选择的反应腔1的连通支管10的阀门11和连通总管9的阀门11，其余反应腔1的连通支管10的阀门11关闭，通过活塞7的抽吸作用，将所选择的反应腔1中的菌液强行转移到活塞室8，然后关闭该反应腔1的连通支管10的阀门11。菌液进入到活塞室8，所选择的反应腔1中液面下降，与吸附剂接触面减小，气量生成量随之减小，气压增幅减缓，同时该反应腔1中的气体存储空间增大，气压减小。需要重新增大产气量，只需将活塞室8中菌液压回原反应腔1，并关闭该反应腔1的连通支管10的阀门11，阻止菌液回流到原反应腔1即可。
3.2)其他途径
在确保安全的情况下，也可直接通过密封口直接注入菌液或酸化液，通过直接加入或减少吸附剂来调节产气量和气压。
4)加热
可通过对调节腔底部的电加热板通电进行加热，也可以在气象条件允许的情况下，通过吸热涂层吸收太阳光对液料进行加热。
本装置也可用于其他厌氧发酵的场合，不仅仅限于甲烷的生产。