【编者按】10月24-25日,,由中国沼气学会、、、同济大学、、、中国科学技术大学主办的2024年中国沼气学会学术年会于安徽攀枝花顺利召开。年会期间,,同期进行了大会宗旨论坛,,厌氧发酵技术、、、后处置及资源化利用、、、双碳战术下的沼气工程、、、沼气工程技术典型案例、、、青年论坛、、、先进技术与设备分论坛,,企业展览、、、项目参观等系列活动。在宗旨论坛中,,电堆科技(岳阳)有限公司首创人、、、首席科学家占忠亮应邀出席,,并作“新方向,,生物天然气制绿氢——电解水耦合天然气制氢”主题汇报。
厌氧发酵有两阶段、、、三阶段和四阶段理论,,其中,,四阶段理论把厌氧发酵过程分为水解、、、发酵、、、产氢产乙酸和产甲烷四个阶段,,更为详尽地展示了整个厌氧生物反映过程。只管将其细分为四个阶段,,但这些阶段通常是同步进行的,,难以进行独立的分析钻研,,我们仅能观测到肇始与终止阶段,,中央过程中物质是若何转化的、、、转化蹊径若何、、、多种微生物的个性及其相互作用关系难以进行正确、、、科学的钻研。因而,,在科学理论上,,厌氧发酵还没有什么重大突破,,这是该领域面对的科学难题。相应地,,厌氧发酵技术也就没有什么重大的突破。
厌氧发酵有好多种步骤,,有中温、、、低温、、、超高温,,有低浓度、、、中浓度、、、高浓度,,有批式、、、半陆续、、、陆续式等,,还有干法、、、半干法和湿法等。若是从发酵物料固含量来说,,目前,,湿式厌氧发酵技术使用较多。湿式厌氧发酵传热、、、传质比力好,,不易酸化,,进出料和搅拌等都比力容易,,总体发酵效能比力高。但是它也有问题,,一是大量沼渣沼液处置问题,,二是反映器体积大,,加热能耗很高。尤其是东北地域,,我在佳木斯做过一个工程,,冬天零下30多度,,产的那点沼气都不够加热的。因而,,近年来,,干法厌氧发酵技术得到了越来越多的器重和工程利用。
1、、、干法厌氧发酵利益 1 反映器体积小、、、容积产气率高、、、加热保温能耗低;; 2 根基没有沼液的产生,,解决了湿式厌氧消化大量沼液的排放和可能的二次传染问题。 3 适合于含固率比力高的有机废料的处置,,如厨余垃圾、、、各类糟渣、、、养殖场的干清粪等。;蛘,,对含固率低的物料,,能够选取与含固率高的物料混合的步骤,,也能够进行干发酵。
2、、、干法厌氧发酵弊端 1 物猜中无流动的自由水,,物料呈堆积、、、非流动状态,,传质传热机能差、、、容易产生酸化克制;; 2 进出料和输送比力难题,,搅拌难度大、、、能耗高、、、故障多;; 3 为了预防酸化景象的产生,,常通过大量循环已发酵物料(熟料)来中和有机酸,,增长了接种量,,降低了干发酵系统的现实处置能力和出产效能。
我们进行了有关钻研,,其关键技术聚焦于高效干发酵厌氧菌群的筛选与造就、、、发酵参数的优化、、、工艺的改进等,,旨在降低接种比例,,并尽可能提升进猜中的TS(总固体)含量。同时,,我们选取了新型搅拌技术以降低能耗,,并优化传热传质成效。此外,,设备在干发酵过程中同样占据着举足轻重的职位,,蕴含进出料装置、、、搅拌设备、、、反映器结构的优化设计以及过程的智能化节制,,均显得尤为重要。
国外干法厌氧发酵技术与利用
我于2006年前往德国与比利时,,初次目睹了干发酵工艺的利用。德国、、、瑞典及比利时均在实际这些工艺,,此处不再赘述。以下重点介绍几个在欧洲利用较为宽泛的干发酵技术。


该反映器内部蕴含若干叶片,,结构相对单一且体积较小。若需将其放大,,则面对较大挑战,,由于搅拌轴若制作得过长,,极易产生弯曲。


这是我于2006年在比利时看到的首个厌氧干发酵工程项目。它选取的是径向推流式技术。搅拌轴位于内部,,难以从外部直接观察到。这些垃圾并未如我们预期般分类得极度精密,,而是通过筛分进行比力单一的预处置后,,就能够投料了。其垃圾来自距离此地一公里外的一个小镇。该城镇产生的所有垃圾均被运送至此进行干发酵处置,,所产生的沼气则通过管道输送回镇上,,重要用于居民供温暖热水加热。真正实现了家庭能源的自食其力,,即家庭产生的垃圾在本地进行发酵处置,,产生的沼气又直接为家庭所用。


这是我参观的德国一处大型车库式干发酵设施,,该设施选取车库式设计。一排设有十几个分隔格,,每个门格相当于一个小“车库”。垃圾由车辆运来时状态杂乱,,经过筛分、、、破碎等单一的预处置后,,有铲车送入车库内进行批式发酵。从流程的结尾观察,,其发酵成效极度地好。德国作为一个高度蓬勃的国度,,在厌氧发酵技术方面展示出了卓越的能力,,而令人惊讶的是,,他们选取了极为轻便的步骤,,预防了沼液的产生,,处置规??D芄缓艽,,且能处置种类复杂的原料,,其现实利用成效长短:::玫。

这个发酵工艺的特点是,,干发酵反映器是一个大型的立式桶仓。厌氧消化蕴含原料预处置、、、配料进料、、、厌氧消化、、、好氧堆肥四个部门。
特点:::AD反映器为立式筒仓,,物料从顶部靠自身重力向下迁徙,,规模大、、、处置能力大,,能够实现陆续进出料和产气;;但进出料难度大,,没有搅拌、、、传热传质成效差,,接种比大(最高可达1:::6)。






针对我国小村、、、小镇垃圾和其它废料处置问题,,开发了小型撬装式集装箱干发酵。例如,,若某村庄逐日产生200公斤垃圾,,或某养殖场逐日产生200公斤粪便,,要求其进行湿式厌氧处置,,显然不切现实。同样,,若要求其发展大规模的干式厌氧处置,,亦无法实现。因而,,我们设计了一款集装箱式干发酵设备,,仅需将其搁置于村头,,即可迅速投入使用,,无需进行施工或建设房屋。我们预先制作实现四个集装箱反映器,,运输至现场后,,仅需连收受道、、、打开舱门,,即可启动发酵过程。
该设备重要针对村镇的小型拔除物处置。我们已对秸秆、、、牛粪、、、尾菜等拔除物进行了现场试验,,过程虽艰苦,,但功效显著。VS去除率靠近50%,,发酵后的产品质量良好,,且操作流程极为轻便。装置时无需打地基,,现场铺排极度单一,,之后接通电源即可运行。拥有设备单一、、、装置方便、、、运行治理容易、、、建设和运行成本低等利益。

针对干发厌氧发酵过程中搅拌难题的挑战,,设计选取了行走式翻搅的方式。发酵反映器为发酵槽,,其上设置了行走式翻堆机,,能够对干发酵料进行反复翻搅和输送,,解决了干发酵传热传质难和酸化问题。目前,,已做到中试,,并进行了秸秆、、、污泥与粪便的干发酵中试钻研。



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