一种利用垃圾充填废弃井巷并制取生物质能源的方法

摘要

本发明公开了一种利用垃圾充填废弃井巷并制取生物质能源的方法，属于生物技术与煤炭资源综合利用领域。本发明是一种将生物技术结合生物质垃圾和废弃井巷两大资源进行产甲烷的方法，首先筛选城市垃圾和农林业垃圾，然后利用生物技术分别培养产氢产乙酸菌菌落和产甲烷菌菌落；选择煤体保存完整的废弃巷道，将分类后的垃圾和菌落放入废弃井巷中，再向井巷中注入垃圾浆液和水，封闭使填充的巷道形成一个密封装置，利用生物发酵产出甲烷。本发明利用生物质垃圾充填废弃矿井，既可以解决废弃矿井空间和土地资源的浪费，又可以利用微生物法还原煤炭中大分子有机物生产甲烷从而获取新能源，缓解环境压力。

主权项

一种利用垃圾充填废弃井巷并制取生物质能源的方法，其特征在于：包括以下步骤：（1）筛选城市垃圾：将城市垃圾先经过人工粗选将大块物件进行拣选，然后将剩余物质放入简易筛选机进行筛选：输送带将进料稳定持续倒下，然后下料经过固定磁铁将金属物质磁选，接下来风选将轻型物质和重型物质分离，最后物料进入滚筒筛；滚筒里面有13mm以下网格，13mm～50mm网格和50mm～200mm网格,经过这样的综合筛选工艺分离出厨余垃圾这样的生物质垃圾；（2）将农、林业垃圾用破碎机破碎至粒径为10cm以下；（3）将厨余垃圾和农、林业垃圾用压实机分开压实：将厨余垃圾压实成立方体块；农、林业垃圾按5:1～10:1比例用加热型螺旋式压实机压实成中部有凹槽的长方体块；（4）利用现代微生物分离和纯培养技术分别培养产氢产乙酸菌菌落和产甲烷菌菌落；将破碎的垃圾采用生物质液化技术制成浆液；最后将产氢产乙酸菌菌落接入浆液中发酵，形成富含乙酸和这种分解菌富集度较高的垃圾浆液；（5）将压实的厨余垃圾块放入农林业垃圾块的凹槽内，在垃圾块上方添加配制好的产甲烷菌液，再用农林业垃圾块盖上，使凹口闭合，形成一个密闭反应室，富集培养产甲烷菌；（6）选择煤体保存完整的废弃巷道，将四周漏洞修复、填充、喷浆，修理平整，保持密闭性良好；（7）将步骤（5）中的压实垃圾块利用矿车运输装置搬入废弃井巷中分层、错位、间隔摆放，层间距为10cm～15cm，错距与间距均为压实垃圾块边长的一半，并在垃圾块之间填入块煤，摆放层数依井巷高度而定；（8）为了便于后期微生物在巷道内发酵，用抽气泵对巷道进行10h～15h的抽气工作；（9）将地下水或矿井水进行富集培养、浓缩、加热至35℃；（10）将步骤（4）的垃圾浆液通过管道注入废弃井巷内；（11）待浆液沉降下去后，将步骤（9）加热的水通过管道注入井巷内；（12）关闭所有阀门，关闭密封门，这样巷道内完全密闭，利用好氧生物前期10d～15d的分解反应消耗O₂，利于后期厌氧微生物的厌氧反应，即分解垃圾和煤层中的大分子有机物，经过一些列代谢反应，最后产生甲烷；（13）经过30d～45d的反应后，产气处于稳定期；利用瓦斯浓度检测器检测到瓦斯浓度达到70%～80%后，先抽取1L气体进行产出气体分析，这时产出的气体成分主要是CO₂和CH₄，还有H₂ S、H₂、CO和其它烃类气体；（14）最后通过罐装或管道运输运往客户端利用。