一种促进有机物厌氧发酵装置的制作方法

本实用新型涉及厌氧发酵技术领域，尤其涉及一种促进有机物厌氧发酵装置。

背景技术：

随着全球经济的迅猛发展，世界各国均要面临传统能源的资源枯竭及其带来的严峻的环境问题。如何有效的开发和利用可再生循环新能源已经迫在眉睫。生物气能成为清洁能源的代表，其中甲烷(ch4)作为天然气的主要成分，是生物气能主要组成部分，具有可循环性和对环境危害低的特点，是人类已经利用的可再生推广能源，参与全球碳循环体系，在当前很多至关重要的研究中扮演重要角色，受到广泛的关注。

环境中的甲烷大部分产于有机物的厌氧消化作用，该消化过程需要协调多种功能的微生物共同作用下完成，微生物之间关系复杂，竞争和合作并存，各阶段中起到主要作用的微生物种类各不相同，主要包括三个阶段分别是：在第一阶段水解发酵发挥重要功能的菌种为水解发酵菌种，是指能够水解蛋白质和分解纤维素的细菌，第二阶段产酸产氢主要是生成h2和小分子酸，产甲烷古菌是第三阶段的主要作用菌种，利用酸、h2和co2进行产甲烷。厌氧消化产甲烷的过程中比较复杂，存在着厌氧消化速率慢、底物利用率低等制约甲烷产生速率因素。

技术实现要素：

基于背景技术中存在的技术问题，本实用新型提出了一种促进有机物厌氧发酵装置。

本实用新型提出的一种促进有机物厌氧发酵装置，包括反应罐，反应罐内部在竖直方向间隔布置有多个光圈，反应罐内部填充有针铁矿粉末与有机物的混合物。

优选的，混合物中针铁矿粉末与有机物按照1:50的比例混合均匀。

优选的，反应罐内设有多个铁板，多个铁板均沿反应罐径向布置，多个铁板一端相互连接且多个铁板另一端均与反应罐内壁连接，铁板上分布有多个圆孔，任意相邻两个铁板之间均填充有针铁矿粉末与有机物的混合物。

优选的，铁板的厚度为0.85-1.25mm。

优选的，圆孔直径为8-12mm。

优选的，铁板的数量为3个且相邻两个铁板之间的夹角为120度。

优选的，光圈包括多个呈环形布置并且串联的灯珠。

优选的，还包括为灯珠供电的供电机构，供电机构包括设置在反应罐顶端的太阳能板以及与太阳能板连接的蓄电池，光圈的多个灯珠串联后与蓄电池电连接。

优选的，反应罐包括罐体和罐盖，罐体顶端开口，罐盖与罐体顶端开口配合连接并对罐体进行密封，罐盖上设有集气口。

本实用新型提出的一种促进有机物厌氧发酵装置，光圈提供光照，半导体矿物针铁矿受到光照作用能够产生空穴与电子分离，fe³⁺能够捕获电子形成fe²⁺，fe²⁺将电子传递给细菌后又被氧化成fe³⁺，这样铁离子起到了电子载体的作用，可以将电子不断从半导体矿物传递给细菌，为厌氧产甲烷体系中的微生物提供新陈代谢的能量。同时，针铁矿的添加可以增加氢型产甲烷途径中关键酶甲烷呋喃脱氢酶(ec:1.2.7.12)和甲酰四氢甲烷蝶呤脱氢酶(ec:1.12.98.1)相对丰度；乙酸裂解型产甲烷途径中关键酶乙酰辅酶a脱羧酶(acds)的基因表达丰度；导电铁板可以促进导电鞭毛基因表达丰度，进行种间直接电子传递，从而增加产甲烷的效率。本实用新型能够高效促进有机废弃物生物厌氧消化反应产清洁能源的方法，为充分有效利用清洁能源提供新的技术方法。

附图说明

图1为本实用新型提出的一种促进有机物厌氧发酵装置的结构示意图。

具体实施方式

参照图1，本实用新型提出一种促进有机物厌氧发酵装置，包括反应罐和供电机构，其中：

反应罐包括罐体6和罐盖7，罐体6顶端开口，罐盖7与罐体6顶端开口配合连接并对罐体6进行密封，罐盖7上设有集气口8。

罐体6内部在竖直方向间隔布置有多个光圈1，光圈1包括多个呈环形布置并且串联的灯珠。罐体6内部填充有混合物2，混合物2由针铁矿粉末与有机物按照1:50的比例混合均匀。

光圈1提供光照，半导体矿物针铁矿受到光照作用能够产生空穴与电子分离，fe³⁺能够捕获电子形成fe²⁺，fe²⁺将电子传递给细菌后又被氧化成fe³⁺，这样铁离子起到了电子载体的作用，可以将电子不断从半导体矿物传递给细菌，为厌氧产甲烷体系中的微生物提供新陈代谢的能量。同时，针铁矿的添加可以增加氢型产甲烷途径中关键酶甲烷呋喃脱氢酶(ec:1.2.7.12)和甲酰四氢甲烷蝶呤脱氢酶(ec:1.12.98.1)相对丰度；乙酸裂解型产甲烷途径中关键酶乙酰辅酶a脱羧酶(acds)的基因表达丰度，从而增加产甲烷的效率。

本实施例中，罐体6内设有3个铁板3，铁板3的厚度为0.85-1.25mm。多个铁板3均沿罐体6径向布置，多个铁板3一端相互连接且多个铁板3另一端均与罐体6内壁连接，相邻两个铁板3之间的夹角为120度，铁板3上分布有多个圆孔4，圆孔4直径为8-12mm。任意相邻两个铁板3之间均填充有针铁矿粉末与有机物的混合物2。采用铁板3取代传统的微生物种间电子通过载体h2或甲酸进行传递的方式，铁板3具有导电性，可以通过促进体系中相关导电鞭毛基因和细胞色素c的基因表达丰度，来刺激体系中脂肪酸氧化菌等细菌菌属和产甲烷古菌甲烷丝状菌methanothrix、甲烷八叠球菌methanosarcina之间的种间电子直接传递速率，从而促进产甲烷效率。

本实施例中，供电机构包括设置在反应罐顶端的太阳能板5以及与太阳能板5连接的蓄电池，光圈1的多个灯珠串联后与蓄电池电连接。

本实用新型使用时，先将有机物质经过破碎机破碎，并与针铁矿粉末混合搅拌添加到罐体6中，盖上罐盖7，打开太阳能板5，光圈1提供光照，进行有机质厌氧发酵反应。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

技术特征：

1.一种促进有机物厌氧发酵装置，其特征在于，包括反应罐，反应罐内部在竖直方向间隔布置有多个光圈(1)，光圈(1)包括多个呈环形布置并且串联的灯珠，反应罐内设有多个铁板(3)，多个铁板(3)均沿反应罐径向布置，多个铁板(3)一端相互连接且多个铁板(3)另一端均与反应罐内壁连接，铁板(3)上分布有多个圆孔(4)，任意相邻两个铁板(3)之间均填充有针铁矿粉末与有机物的混合物(2)。

2.根据权利要求1所述的促进有机物厌氧发酵装置，其特征在于，铁板(3)的厚度为0.85-1.25mm。

3.根据权利要求1所述的促进有机物厌氧发酵装置，其特征在于，圆孔(4)直径为8-12mm。

4.根据权利要求1所述的促进有机物厌氧发酵装置，其特征在于，铁板(3)的数量为3个且相邻两个铁板(3)之间的夹角为120度。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的促进有机物厌氧发酵装置，其特征在于，还包括为灯珠供电的供电机构，供电机构包括设置在反应罐顶端的太阳能板(5)以及与太阳能板(5)连接的蓄电池，光圈的多个灯珠串联后与蓄电池电连接。

6.根据权利要求1-4中任一项所述的促进有机物厌氧发酵装置，其特征在于，反应罐包括罐体(6)和罐盖(7)，罐体(6)顶端开口，罐盖(7)与罐体(6)顶端开口配合连接并对罐体(6)进行密封，罐盖(7)上设有集气口(8)。

技术总结
本实用新型提出了一种促进有机物厌氧发酵装置，包括反应罐，反应罐内部在竖直方向间隔布置有多个光圈，反应罐内部填充有针铁矿粉末与有机物的混合物。首先本实用新型光圈提供光照，半导体矿物针铁矿受到光照作用能够产生空穴与电子分离，Fe3+能够捕获电子形成Fe2+，Fe2+将电子传递给细菌后又被氧化成Fe3+，这样铁离子起到了电子载体的作用，可以将电子从半导体矿物传递给细菌；其次，针铁矿的添加能够促进厌氧产甲烷过程中关键酶的基因表达丰度，最后铁板作为导体可以促进种间微生物电子直接传递，加快反应速率，为厌氧产甲烷体系中的微生物提供新陈代谢的能量。本实用新型能够促进有机废弃物生物厌氧消化反应产清洁能源，为充分有效利用清洁能源提供新的技术方法。

技术研发人员：张勋;方降龙;杜广礼;夏本成;杜应旸;吴晨光;张强;董献彬;孔殿超;张青
受保护的技术使用者：安徽环境科技集团股份有限公司
技术研发日：2019.07.31
技术公布日：2020.10.13