用于从工业有机废弃物和生物质生产氢和甲烷的集成系统

摘要

本发明提供被设计用于克服持续性生物制氢的两个最重要的局限性的系统，所述局限性即微生物产氢培养物被产甲烷培养物污染从而需要频繁重新启动和/或其他产甲烷细菌灭活技术，以及在微生物自系统洗出以及失效中达到极点的产氢微生物的细菌产率低。所述系统包括用于生物制氢的连续搅拌生物反应器(CSTR)，其后为位于CSTR下游的重力沉降器，它们的组合形成了生物氢化器。通过来自重力沉降器底部的生物质再循环和/或来自重力沉降器底流的生物质废弃物将氢反应器中的生物质浓度保持在所需范围内。由于产氢细菌对流出物废弃物组分的微生物学降解，重力沉降器负荷有挥发性脂肪酸，其为下游生物甲烷转化器中产甲烷细菌的良好底物。

主权项

用于从有机废弃物连续生产氢的方法，其包括：a)用厌氧消化污泥接种完全混合型生物反应器，所述污泥含有微生物的混合物，所述微生物的混合物包括产氢微生物；b)使所述有机废弃物连续流入完全混合型生物反应器；c)用厌氧消化污泥中的产氢微生物连续地降解完全混合型生物反应器中的有机废弃物，产生氢气、二氧化碳气体，以及包含挥发性脂肪酸、伯醇和所述微生物的混合物的混合物的液体流出物；d)从所述完全混合的生物反应器连续地释放氢气和二氧化碳气体；和e)将液体流出物的固体停留时间与水力停留时间去耦，通过：流动包含挥发性脂肪酸、伯醇和产氢微生物的混合物的混合物的液体流出物至位于所述完全混合型生物反应器下游的容器，使用重力沉降和浓缩产氢微生物至所述容器的底部，并在所述容器的底部形成沉降的生物质和在沉降的生物质之上的液体混合物；以及从所述容器的底部再循环一部分沉降的生物质至完全混合型生物反应器，并且从所述容器的底部在过量的废弃物料流中排放剩余部分的沉降的生物质，以控制在所述完全混合型生物反应器中产氢微生物的浓度；和f)从所述容器排放液体混合物。