(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 202210629844.7 (22)申请日 2022.06.06 (71)申请人 中国农业科 学院农业环境与可持续 发展研究所 地址 100080 北京市海淀区中关村南大街 12号 (72)发明人 赵立欣　张玉磊　姚宗路　马俊怡　 于佳动　申瑞霞　罗娟　 (74)专利代理 机构 重庆信必达知识产权代理有 限公司 5 0286 专利代理师 陈小东 (51)Int.Cl. C12M 1/107(2006.01) C12M 1/02(2006.01) C12M 1/38(2006.01)C12M 1/00(2006.01) (54)发明名称 一种基于可回收复合介体强化厌氧消化的 甲烷生产系统 (57)摘要 本发明专利公开了一种基于可回收复合介 体强化厌氧消化的甲烷生产系统， 具体涉及生物 发酵技术领域。 包括生物炭制备单元和浸渍装 置， 浸渍装置内设有搅拌装置， 浸渍的溶液是蒽 醌‑2‑磺酸钠溶液， 浸渍装置上连接有厌氧消化 器， 厌氧消化器内设有带进气 口的隔板， 厌氧消 化器连接有位于进气口上方的集气调压罐， 集气 调压罐上连通有沼气预热管， 沼气预热管外包覆 有储热装置， 沼气预热管通过导气管连接有位于 厌氧消化器内的气动搅拌装置， 气动搅拌装置由 气道和间隔设置在气道上的多个单通向喷气嘴 组成， 厌氧消化器下部侧壁连接有磁力回收装 置。 采用本发明技术方案解决了AQS 难以富集、 且 容易随废水流失造成环境二次污染的问题， 可实 现资源的重复利用。 权利要求书1页 说明书4页 附图1页 CN 114686344 A 2022.07.01 CN 114686344 A 1.一种基于可回收复合介体强化厌氧消化的甲烷生产系统， 其特征在于： 包括用于制 造生物炭的生物炭制备单元 （1） 和与生物炭制备单元 （1） 连接的浸渍装置 （20） ， 所述浸渍装 置 （20） 内注入有蒽醌 ‑2‑磺酸钠溶液， 所述浸渍装置 （20） 内设有搅拌装置 （19） ， 所述浸渍装 置 （20） 上连接有厌氧消化器 （9） ， 所述厌氧消化器 （9） 内设有带进气口的隔板 （12） ， 所述厌 氧消化器 （9） 连接有位于进气口 （13） 上方的集气调压罐 （4） ， 所述集气调压罐 （4） 上连通有 沼气预热管 （6） ， 所述沼气预热管 （6） 外包覆有储热装置 （2） ， 所述沼气预热管 （6） 通过导气 管连接有位于厌氧消化器 （9） 内的气动搅拌装置 （10） ， 所述气动搅拌装置 （10） 由气道和间 隔设置在气道上的多个单通 向喷气嘴 （14） 组成， 所述厌氧消化器 （9） 下部侧壁连接有磁力 回收装置 （16） 。 2.根据权利要求1所述的一种基于可回收复合介体强化厌氧消化的甲烷生产系统， 其 特征在于： 所述沼气预 热管 （6） 采用螺 旋形设计。 3.根据权利要求1所述的一种基于可回收复合介体强化厌氧消化的甲烷生产系统， 其 特征在于： 所述磁力回收装置 （16） 连接有固液分离单元， 所述固液分离单元与生物炭制备 单元 （1） 连通， 所述固液分离单 元上设有排液口。 4.根据权利要求1所述的一种基于可回收复合介体强化厌氧消化的甲烷生产系统， 其 特征在于： 所述厌氧消化器 （9） 内设有带进气口 （13） 的隔板 （12） 。 5.根据权利要求1所述的一种基于可回收复合介体强化厌氧消化的甲烷生产系统， 其 特征在于： 所述单通向 喷气嘴 （14） 的出口采用缩口结构。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 114686344 A 2一种基于可回收复合介 体强化厌氧消 化的甲烷生产系统 技术领域 [0001]本发明涉及 生物发酵技术领域， 特别涉及 一种基于可回收复合介体强化厌氧消化 的甲烷生产系统。 背景技术 [0002]我国是农业生产大国， 每年产生的大量农 业有机废弃物是极具开发潜力的可再生 资源， 其中农作物 秸秆占有很大的比重， 2019 年我国主要农作物 秸秆生产量为8.65亿吨， 可 收集量为7.31， 由此可见农作物秸秆资源量巨大， 然而在农业生产中仍有大量秸秆未得到 有效处置及利用， 致使我国在农业生产中出现了因有机废弃物随地处置、 焚烧而带来严重 环境污染以及有机废弃资源严重浪费的问题。 [0003]厌氧消化技术是农业废弃物资源化、 减量化、 无害化利用的有效技术， 有机废弃物 发酵生产的沼气可直接被提纯利用， 如用作生物燃料及车用燃气等。 厌氧消 化技术在多种 产甲烷古菌及其他功能微生物协同作用下降解有机物， 该过程中伴随着多菌种的协同代 谢， 多物质有序传递及多能量形态转化， 使其是一个复杂的过程。 这使 得厌氧消化过程难以 做到有效的稳定调控， 存在有机物降解效率低下， 系统稳定性较差等问题； 特别是在北方地 区， 四季温差波动较大， 严重影响厌氧消化系统内温度的维持， 进而抑制了微生物的活性。 如果物料营养失衡或者环境因素调控不当， 就会影响互养菌之间的代谢协作， 挥发性脂肪 酸及氨氮等中间代谢产物增多引发抑制， 进 而影响到甲烷品质及产量。 [0004]研究表明， 添加外源促进剂是调控厌氧消化、 减少抑制因子产生的有效手段。 近年 来， 微生物种间电子传递被  是影响有机物降解效率的关键机制， 蒽醌 ‑2‑磺酸钠(A QS)属于 蒽醌类氧化还原介体， 可以在氧化态、 半氧化态与还原态相互转化之 间得失电子， 提高微生 物之间的种间电子传递速率， 在产生脂肪酸、 氨氮等抑制时促进互养微生物之间胞外电子 传递， 维持系统的稳定性。 A QS属于外源 水溶性添加剂， 在厌 氧消化反应器内易溶水扩散， 难 以在大量厌氧微生物生存的活性层富集。 并且在连续进出料过程中， AQS易随出料流失， 不 仅需要增 加连续投料成本还 会对环境造成二次污染。 发明内容 [0005]本发明意在 提供一种基于可回收复合介体强化厌氧消化的甲烷生产系统， 解决了 AQS难以富 集、 且容易随废水流失造成环境 二次污染的问题。 [0006]为了达到上述目的， 本发明的技术方案如下： 一种基于可回收复合介体强化厌氧 消化的甲烷生产系统， 包括用于制造生物炭的生物炭制备单元和与生物炭制备单元连接的 浸渍装置， 所述浸渍装置内注入有蒽醌 ‑2‑磺酸钠溶液， 所述浸渍装置内设有搅拌装置， 所 述浸渍装置上连接有厌氧消 化器， 所述厌氧消 化器内设有带进气口的隔板， 所述厌氧消 化 器连接有位于进气口上方 的集气调压罐， 所述集气调压罐上连通有沼气预热管， 所述沼气 预热管外包覆有储热装置， 所述沼气预热管通过导气管连接有位于厌氧消化器内的气动搅 拌装置， 所述气动搅拌装置由气道和间隔设置在气道上 的多个单通向喷气嘴组成， 所述厌说　明　书 1/4 页 3 CN 114686344 A 3