(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210847175.0 (22)申请日 2022.07.19 (71)申请人 华夏碧水环保科技股份有限公司 地址 450199 河南省郑州市自贸试验区郑 州片区(经开)第二大街西、 经南一路 南、 兴华科技产业园2号楼 9层906号 (72)发明人 张传兵　郭丽娟　杨传忠　王慧芳　 王天杰　周东博　刘伟　张震　 韦云钊　刘雄飞　赖梦妍　 (74)专利代理 机构 北京中知星原知识产权代理 事务所(普通 合伙) 11868 专利代理师 艾变开　赵欣 (51)Int.Cl. C12M 1/38(2006.01) C12M 1/36(2006.01)C12M 1/34(2006.01) C12M 1/107(2006.01) C12M 1/04(2006.01) C12M 1/02(2006.01) C12M 1/00(2006.01) C02F 11/04(2006.01) C10L 3/10(2006.01) B01D 53/85(2006.01) B01D 53/52(2006.01) (54)发明名称 农业废物厌氧发酵与沼气微氧脱硫的集成 装置和使用方法 (57)摘要 本发明涉及农业废物厌氧发酵与沼气微氧 脱硫的集 成装置和使用方法， 包括厌氧反应器以 及与厌氧反应器相连的进料单元、 在线监测单 元、 进气单元、 pH调节单元； 所述厌氧反应器的内 部由下至 上包括厌氧发酵区、 沼气布气区和脱硫 区， 厌氧发酵区设有搅拌装置， 脱硫区设有脱硫 填料， 脱硫填料上负载硫氧化细菌； 所述进气单 元通过气管连接脱硫区， 进料单元连接厌氧发酵 区的下部， 在线监测单元和pH调节单元连接厌氧 发酵区的中上部； 所述进料单元包括第一原料罐 和第二原料罐， 分别用于预处理畜禽粪便和种植 业有机废物； 所述厌 氧反应器的外侧顶部设有排 气管， 中部设有沼液排出管， 底部设有物料排出 管。 权利要求书2页 说明书10页 附图2页 CN 115058333 A 2022.09.16 CN 115058333 A 1.农业废物厌氧发酵与沼气微氧脱硫的集成装置， 其特征在于， 包括厌氧反应器以及 与厌氧反应 器相连的进料 单元、 在线监测单 元、 进气单 元、 pH调节单 元； 所述厌氧反应器的内部由下至上包括厌氧发酵区、 沼气布气区和脱硫区， 厌氧发酵区 设有搅拌装置， 脱硫区设有脱硫填料， 脱硫填料上负载硫氧化细菌； 所述进气单元通过气管 连接脱硫区， 进料单元连接厌氧发酵区的下部， 在线监测单元和pH调节单元连接厌氧发酵 区的中上部； 所述进料单元包括第 一原料罐和第 二原料罐， 分别用于预处理畜禽粪便和种植业有机 废物； 所述厌氧反应 器的外侧顶部设有排气管， 中部设有沼液排出 管， 底部设有物料排出 管。 2.根据权利要求1所述的集成装置， 其特征在于， 所述第 一原料罐通过第 一原料输送管 道和第一泵连接厌氧反应器， 将畜禽粪便浆液输入厌氧发酵区； 第二原料罐通过第二原料 输送管道和第二泵连接厌氧反应 器， 将种植 业有机废物破碎料输入厌氧发酵区； 所述进料单元还包括废铁屑存储罐， 并通过第 三原料输送管道和第 三泵连接厌氧反应 器， 将经过预处理的铁屑输入厌氧发酵区。 3.根据权利要求1所述的集成装置， 其特征在于， 所述厌氧发酵区和沼气布气区之间设 有隔气板， 用于防止脱硫区的氧气大量进入厌氧发酵区； 所述隔气板上均匀密布若干个通气孔， 每个通气孔的上方设有一个可开合的第一盖 板， 第一盖 板的一侧与隔气板上表面铰接， 另一侧自由搭建在通气孔的上 方。 4.根据权利要求3所述的集成装置， 其特征在于， 所述隔气板上靠近每个第 一盖板铰接 处的一侧均对应设有一个排泄口， 排泄口设在通孔的一侧， 所述排泄口上设有一个第二盖 板， 排泄口下 方设有暂存槽； 第二盖板与第 一盖板通过铰接轴相连， 使得第 二盖板和第 一盖板能够以铰接轴为支点 转动。 5.根据权利要求1所述的集成装置， 其特征在于， 所述脱硫区的脱硫填料由上至下包括 若干个相互平行且水平放置的转动填料装置， 转动填料装置交错设置在脱硫区中， 使得沼 气沿着若干个转动填料装置曲折 流动经过脱硫区； 所述转动填料装置包括至少两个转动轴以及转动轴上的传动带、 隔离罩和生物载体， 传送带安装在转动轴外侧， 在转动轴带动下转动， 传动带和转动轴设在隔离罩的内部， 传动 带通过若干个连接杆可拆卸连接隔离罩的内壁， 用于带动隔离罩一起转动； 生物载体均匀 设在隔离罩的外表面， 能够随隔离罩 一起转动； 所述转动轴的两端分别转动连接脱硫区两个相对的侧壁， 转动轴的一端贯穿脱硫区侧 壁， 并连接 外部的驱动电机 。 6.根据权利要求5所述的集成装置， 其特征在于， 所述转动 填料装置对应转动轴的长度 方向为宽度方向， 对应传送带 的运动方向为长度方向， 转动填料装置在自身长度方向上设 置若干排 生物载体， 生物载体上负载硫氧化细菌生物 膜； 每排生物载体均为片状网格结构， 生物载体垂直于隔离罩的外表面， 网格结构在增加 硫氧化细菌的负载量的同时， 也允许沼气穿过生物载体， 硫氧化细菌进行生物脱硫反应。 7.根据权利要求6所述的集成装置， 其特征在于， 所述转动 填料装置的自身长度方向的 两端分别为第一端和第二端， 第一端指向的脱硫区侧 壁为第一侧 壁， 第二端指向的脱硫区权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115058333 A 2侧壁为第二侧壁， 每个转动填料装置任选以下两种安装方式： (1)第一端靠近第一侧壁同时第二端远离 第二侧壁； (2)第一端远离第一侧壁同时第二端靠 近第二侧壁； 上下相邻的两个转动填料装置的安装方式不同， 实现上下两个转动填料装置交错设 置。 8.根据权利要求7所述的集成装置， 其特征在于， 所述转动 填料装置靠近第 一侧壁或靠 近第二侧壁的一端的上方设有挡气 板， 挡气板覆盖转动填料装置与第一侧壁或第二侧壁之 间的空间， 用于防止大量沼气从该空间向上流动。 9.权利要求1 ‑8任一项所述的集成装置的使用方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： S100： 将畜禽粪便去除杂质后， 输入所述第一原料罐； 将种植业有机废物风干、 粉碎后， 输入所述第二原料 罐； S200： 向所述厌氧发酵区内接种已成熟运行的厌氧发酵沼液， 第一原料罐和第二原料 罐分别将畜禽粪便与种植业有机废物输入厌氧发酵区， 并控制厌氧发酵区占厌氧反应器体 积的2/3‑3/4； S300： 搅拌装置均匀混合畜禽粪便、 种植业有机废物和接种液， 进行厌氧发酵， 并产生 沼气， 在线监测单 元和pH调节单 元控制厌氧发酵区的发酵 条件； S400： 沼气向上依次经过沼气布气区和脱硫区， 在脱硫填料中与硫氧化细菌接触， 进气 单元位脱硫区供气， 并进行生物脱硫； 脱硫后的沼气经排气管排出； S500： 厌氧发酵区内发酵完的物料经物料排出管排出， 厌氧发酵区内的厌氧发酵沼液 经沼液排出 管排出， 并作为 步骤S200的接种液。 10.根据权利要求1所述的集成装置， 其特征在于， 步骤S100中， 还包括将废铁屑预处理 后， 输入所述废铁屑存 储罐； 步骤S200中， 还包括废铁屑存储罐将处理后的铁屑输入厌氧发酵区； 可控制厌氧发酵 区内畜禽粪便与种植业有机废物的质量比为(3 ‑5):1， 厌氧发酵区的TS为8 ‑10％， 处理后的 铁屑的浓度为10 ‑15g/L。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115058333 A 3