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车库式干发酵技术
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生物燃气(沼气)与风能和太阳能并驾齐驱,确保未来也能满足全球不断增长的能源消耗,并且不会增加温室气体排放


Nova Skantek (碧普华瑞) 是全球工业沼气运营支持和优化服务的先锋和领导者,致力于满足全球不断增长的燃气和电力需求,通过为大中型沼气工程提供高效的运营支持服务,改变着我们对于生物质能源的理解。给人类能源带来颠覆性革命的创新公司,将决定未来我们生活在怎样的世界。



技术简介

厌氧消化工艺分为湿法和干法发酵两种。与湿法发酵相比,干法发酵具有占地小、加热能耗低、预处理要求低、有机负荷高等诸多优点。近些年来,针对有机垃圾特点开发的车库式干发酵技术取得了巨大的进展,在德国车库式干发酵处理市政有机垃圾技术已经成熟,能够保证在干物质浓度较高的情况下正常发酵,产生沼气和有机肥料。可以预见,大力推广应用车库式干发酵技术,对于解决目前城市有机垃圾、村镇垃圾及农业废弃物等的环境污染和城市能源供应问题具有不可替代的重要作用。



常见干发酵工艺

美国、法国、荷兰、丹麦等国家相继建立了采用干法发酵技术处理垃圾的试验工厂。欧洲在连续式和间歇式干发酵方面都进行了研究和商业化运作,其中连续干法发酵工艺有4种,包括Kompogas卧式推流发酵工艺、 Dranco 竖式推流发酵工艺、Linde-LARAN® Plug Flow卧式推流发酵工艺 、Valorga竖式气搅拌工艺。

目前,欧洲的沼气干法发酵反应器的类型主要有车库型、气袋型、渗出液存储桶型、干湿联合型和立式罐型。德国于20世纪90年代起,开始进行间歇式沼气干法发酵技术及工业级装备的研发。2002年,德国BIOFERM公司、BEKON公司等厂家生产的车库型工业级装备投入实际运行,车库型干法发酵工程采用混凝土车库型反应器结构、高精度的液压驱动密封门和高灵敏度的自动监控装置来保证其安全运行,供热装置使厌氧发酵物料温度保持在38 oC左右。

车库型干法发酵工程在解决大规模快速进出料与反应器厌氧密封状态之间的矛盾、工艺条件的工程调控等方面带来了新的思路,但仍然存在设施装备结构复杂、投资偏高、操作复杂、系统安全运行要求高等问题。



难点分析

1、基质浓度高,传质困难。a 水分含量低影响细胞移动和酶扩散;b 中间产物与能量扩散困难,部分中间产物累积对厌氧微生物产生抑制作用;c 干法厌氧发酵消化过程中固液界面的微生物群落多样性变化特征,随固体底物水解而产生的微生物群落变化及其对消化进程的影响。

2、厌氧条件下木质纤维类化合物降解的动力学特征与加速降解的技术与途径。

3、干式发酵取样困难,研究工作开展的少,工程平台上的研究开展的更少。给ICA技术留下了用武之地。


技术成果

干发酵技术国际合作项目1 项。 

取得专利3 项。发明专利2 项,实用新型专利1 项。

发表论文5 篇。被SCI 收录3 篇,国内核心期刊2 篇。

示范工程3 处。在瑞典赫尔辛堡、哈尔滨宾县、通河三地建立示范工程。


课题 & 专利 & 论文

1 2014-2016 中小企业发展专项资金中欧国际合作项目
2 廖兴盛, 李超,  罗晓,等. 一种适用于生物处理城市有机垃圾及农业有机废物的装置
3 李超, 廖兴盛,  罗晓,等. 一种生物处理城市有机垃圾及农业有机废物的工艺及装置
4 李超. 可调分辨率的微量气体流量计, CN106092235A[P]. 2016.
5 Yu D, Li C, Wang L, Zhang J, Liu J, Wei Y. Multiple effects of trace elements on methanogenesis in a two-phase anaerobic membrane bioreactor treating starch wastewater. Applied Microbiology and Biotechnology 2016; 1-12.
6 Zhou Ying, Li Chao, Nges Ivo Achu, Liu Jing. 2017. The effects of pre-aeration and inoculation on solid-state anaerobic digestion of rice straw. Bioresource technology, 2017;224, 85-93.
7 Li Chao, Strömberg Sten, Liu Gangjin, Nges Ivo Achu, Liu Jing. Assessment of regional biomass as co-substrate in the anaerobic digestion of chicken manure: Impact of co- digestion with chicken processing waste, seagrass and Miscanthus. Biochemical Engineering Journal 2017, 118, 1-10.
8

李超,周瀛,刘刚金,徐芙清,寇巍,钱明宇. 基于渗滤液回流的干式厌氧发酵研究进展. 

 可再生能源,2016,34(11):1727-1738.


战略合作

作为专业技术型企业,碧普华瑞时刻把握前沿环境技术,积极开展与国外研究机构及公司的战略合作。参与研发专业生物反应器加工技术、车库干式厌氧消化工艺、微量气体流量计、全自动物料甲烷潜力分析仪等仪器设备。

已构建覆盖全国的产品销售和技术支持体系。为清华大学、中科院生态中心、中科院过程所、浙江大学、同济大学、西安交通大学、江南大学、神华集团、民和股份、创业环保及上海GE 等三十多家高校及企业提供专业分析平台及定制试制设备,进行长期合作。