氧發(fā)酵產(chǎn)沼氣過(guò)程，發(fā)酵結(jié)束后的物料進(jìn)入二級(jí)固液分離機(jī)4進(jìn)行離心分離，生成二級(jí)沼渣和二級(jí)料液；
[0015](3) 二級(jí)料液輸送至一級(jí)發(fā)酵罐1，與原始物料混合后進(jìn)行厭氧發(fā)酵沼氣過(guò)程，二級(jí)沼渣由物料泵經(jīng)管道輸送至三級(jí)發(fā)酵罐5，與經(jīng)進(jìn)料口進(jìn)入的營(yíng)養(yǎng)液混合后進(jìn)行三次厭氧發(fā)酵產(chǎn)沼氣過(guò)程，發(fā)酵結(jié)束后的物料進(jìn)入三級(jí)固液分離機(jī)6進(jìn)行離心分離，生成三級(jí)沼渣和三級(jí)料液；
[0016](4)三級(jí)料液輸送至二級(jí)發(fā)酵罐3，與一級(jí)沼渣混合后進(jìn)行厭氧發(fā)酵沼氣過(guò)程。三級(jí)沼渣由物料泵經(jīng)管道輸送至高溫消化罐7，進(jìn)行高溫消化和寄生蟲(chóng)卵、病原微生物的滅殺后進(jìn)入混合機(jī)9 ；
[0017](5) 一級(jí)料液進(jìn)入磷酸銨鎂反應(yīng)器8后，加入鎂源沉淀劑，曝氣吹脫料液中的C02，產(chǎn)生以磷酸銨鎂為主要成分的晶體產(chǎn)物；
[0018](6)晶體產(chǎn)物在磷酸銨鎂反應(yīng)器8中收集后經(jīng)管道加入混合機(jī)9，與高溫消化和滅殺寄生蟲(chóng)卵、病毒后的三級(jí)沼渣按比例混合，再經(jīng)管道進(jìn)入肥料造粒機(jī)10，形成的顆粒肥料輸送至于燥機(jī)11干燥，獲得富含磷酸銨鎂的緩釋復(fù)合肥；
[0019](7)在一級(jí)發(fā)酵罐1、二級(jí)發(fā)酵罐3、三級(jí)發(fā)酵罐5和高溫消化罐7中產(chǎn)生的氣相產(chǎn)物，經(jīng)管道進(jìn)入氣水分離裝置12去除水分，再進(jìn)入脫硫罐13去除沼氣中的H2S后，最后進(jìn)入儲(chǔ)氣罐14，獲得以甲烷為主要組分的沼氣產(chǎn)品。
[0020]本發(fā)明方法的一個(gè)具體應(yīng)用的示例如下:
[0021]采用養(yǎng)雞場(chǎng)的雞糞，加入自來(lái)水調(diào)節(jié)雞糞的固體質(zhì)量濃度為10%，按照15%的比例接入產(chǎn)甲烷活性種泥，混合均勻后加入各級(jí)發(fā)酵罐，發(fā)酵過(guò)程溫度維持38°C。厭氧發(fā)酵12天后開(kāi)始進(jìn)行逆級(jí)操作。將各級(jí)發(fā)酵罐的發(fā)酵混合液于4000轉(zhuǎn)/分鐘離心5分鐘，一級(jí)沼渣導(dǎo)入二級(jí)發(fā)酵罐，二級(jí)沼渣導(dǎo)入三級(jí)發(fā)酵罐，三級(jí)沼渣進(jìn)入高溫消化罐。同時(shí)，向一級(jí)發(fā)酵罐補(bǔ)充雞糞底物與接種污泥，三級(jí)料液加入二級(jí)發(fā)酵罐，二級(jí)料液加入一級(jí)發(fā)酵罐，一級(jí)料液進(jìn)入磷酸銨鎂反應(yīng)器，向三級(jí)發(fā)酵罐補(bǔ)充相同體積的營(yíng)養(yǎng)液。逆級(jí)過(guò)程，發(fā)酵條件保持相同。此后每6天進(jìn)行一次逆流操作。三級(jí)沼渣進(jìn)入高溫消化罐后65°C厭氧發(fā)酵2天，進(jìn)行高溫消化和寄生蟲(chóng)卵、病原菌的滅殺后，進(jìn)入混合機(jī)中。逆級(jí)穩(wěn)定后獲得的一級(jí)料液水質(zhì)特征為PO,濃度175mg/L (以P計(jì))，NH:濃度2300mg/L (以N計(jì))，Mg 2+濃度90mg/L，pH為7.5。磷酸銨鎂結(jié)晶過(guò)程，按照η (Mg2+): n (PO/! = 1.4: I的比例投加氯化鎂和磷酸氫二鉀混合后的鎂源沉淀劑，通入0.5m3/h的曝氣量，結(jié)晶反應(yīng)6小時(shí)，獲得磷酸銨鎂純度大約為45%左右的結(jié)晶產(chǎn)物，且出水總磷的濃度降為6mg/L。將晶體產(chǎn)物按照9%的添加量添入三級(jí)沼渣中，在混合機(jī)中混勻后，進(jìn)入肥料造粒機(jī)，形成的緩釋復(fù)合肥顆粒進(jìn)入干燥機(jī)烘干，獲得富含磷酸銨鎂的緩釋復(fù)合肥。各級(jí)發(fā)酵罐和高溫消化罐產(chǎn)生的沼氣進(jìn)入氣水分離裝置，采用冷分離法去除水分后，進(jìn)入裝填有氧化鐵的脫硫裝置去除硫化氫，最終獲得甲烷含量為80%左右的沼氣。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種利用雞糞厭氧發(fā)酵產(chǎn)沼氣和回收磷的工藝，其流程如下: (1)原始物料經(jīng)進(jìn)料口進(jìn)入一級(jí)發(fā)酵罐中，進(jìn)行厭氧發(fā)酵產(chǎn)沼氣過(guò)程，發(fā)酵結(jié)束后的物料進(jìn)入一級(jí)固液分離機(jī)中進(jìn)行離心分離，生成一級(jí)沼渣和一級(jí)料液； (2)—級(jí)料液輸送進(jìn)入磷酸銨鎂反應(yīng)器，一級(jí)沼渣輸送至二級(jí)發(fā)酵罐，進(jìn)行二次厭氧發(fā)酵產(chǎn)沼氣過(guò)程，發(fā)酵結(jié)束后的物料進(jìn)入二級(jí)固液分離機(jī)進(jìn)行離心分離，生成二級(jí)沼渣和二級(jí)料液； (3)二級(jí)料液輸入至一級(jí)發(fā)酵罐，二級(jí)沼渣輸送至三級(jí)發(fā)酵罐，與經(jīng)進(jìn)料口進(jìn)入的營(yíng)養(yǎng)液混合后進(jìn)行三次厭氧發(fā)酵產(chǎn)沼氣過(guò)程，發(fā)酵結(jié)束后的物料進(jìn)入三級(jí)固液分離機(jī)進(jìn)行離心分離，生成三級(jí)沼渣和三級(jí)料液； (4)三級(jí)料液輸入至二級(jí)發(fā)酵罐，三級(jí)沼渣輸送至高溫消化罐，進(jìn)行高溫消化、寄生蟲(chóng)卵和病原微生物的滅殺后進(jìn)入混合機(jī)； (5)一級(jí)料液進(jìn)入磷酸銨鎂反應(yīng)器后，加入鎂源沉淀劑，曝氣吹脫料液中的CO2，產(chǎn)生以磷酸銨鎂為主要成分的晶體產(chǎn)物； (6)晶體產(chǎn)物收集后加入混合機(jī)，與高溫消化和滅殺寄生蟲(chóng)卵、病原微生物后的三級(jí)沼渣混合，再進(jìn)入肥料造粒機(jī)，形成的顆粒肥料輸送至干燥機(jī)中干燥，獲得富含磷酸銨鎂的緩釋復(fù)合肥。
2.如權(quán)利要求1所述的一種利用雞糞厭氧發(fā)酵產(chǎn)沼氣和回收磷的工藝，其特征在于原始物料為雞糞與產(chǎn)甲烷活性種泥的混合物，產(chǎn)甲烷活性種泥的接種比例為10%?30%，發(fā)酵物料在各級(jí)發(fā)酵罐中的停留時(shí)間為5?12天，發(fā)酵溫度為35?60°C。
3.如權(quán)利要求1所述的一種利用雞糞厭氧發(fā)酵產(chǎn)沼氣和回收磷的工藝，其特征在于一級(jí)料液水質(zhì)特征為:P043-濃度150?200mg/L(以P計(jì))，NH:濃度1800?2500mg/L(以N計(jì))，Mg2+濃度 50 ?100mg/L，pH 為 7.5。
4.如權(quán)利要求1所述的一種利用雞糞厭氧發(fā)酵產(chǎn)沼氣和回收磷的工藝，其特征在于鎂源沉淀劑為氯化鎂和磷酸氫二鉀的混合物，結(jié)晶過(guò)程中按照n(Mg2+): n(PO/!=1.3: I?1.8: I的比例投加鎂源沉淀劑。
5.如權(quán)利要求1所述的一種利用雞糞厭氧發(fā)酵產(chǎn)沼氣和回收磷的工藝，其特征在于一、二、三級(jí)發(fā)酵罐和高溫消化罐中產(chǎn)生的氣相產(chǎn)物進(jìn)入氣水分離裝置去除水分，再進(jìn)入脫硫裝置去除H2S后，進(jìn)入儲(chǔ)氣罐中，獲得以甲烷為主的沼氣產(chǎn)物。
【專(zhuān)利摘要】一種利用雞糞厭氧發(fā)酵產(chǎn)沼氣和回收磷的工藝，屬于固體有機(jī)廢棄物能源與資源化領(lǐng)域。本發(fā)明涉及的工序包括厭氧發(fā)酵產(chǎn)沼氣、固液分離、氣水分離、脫硫提純、磷回收、沼渣高溫消化和緩釋復(fù)合肥料制備。本工藝采用三級(jí)逆流技術(shù)進(jìn)行發(fā)酵產(chǎn)沼氣和富集氮磷，將分離后的發(fā)酵料液和沼渣在各級(jí)厭氧罐之間反方向流動(dòng)，降低雞糞發(fā)酵過(guò)程產(chǎn)生的高濃度氨氮對(duì)厭氧微生物的抑制效應(yīng)，同時(shí)提高沼氣產(chǎn)率和厭氧發(fā)酵料液中的氮磷濃度。利用磷酸銨鎂結(jié)晶法回收氮磷，形成的晶體產(chǎn)物添入高溫消化后的沼渣中，制備成以磷酸銨鎂為主要有效成分的緩釋復(fù)合肥。本工藝生成產(chǎn)品為清潔能源沼氣與高效緩釋復(fù)合肥，可同時(shí)實(shí)現(xiàn)雞糞能源與資源回收目標(biāo)。
【IPC分類(lèi)】B09B3-00, C02F11-04, C01B25-45, C05G1-00, C10L3-10
【公開(kāi)號(hào)】CN104529115
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410842921
【發(fā)明人】劉曉玲, 宋永會(huì), 段亮, 胡雪靜, 王蒙蒙, 劉雪瑜
【申請(qǐng)人】中國(guó)環(huán)境科學(xué)研究院
【公開(kāi)日】2015年4月22日
【申請(qǐng)日】2014年12月31日