蓝藻、芦苇和水稻秸秆干法厌氧发酵制沼气的工艺的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种蓝藻、芦苇和水稻秸秆干法发酵制沼气的工艺，其具体步骤如下：(1)原料粉碎；(2)湿发酵；(3)混合；(4)干法厌氧发酵；(5)沼气净化。将含水率为90～95％蓝藻与畜禽粪便按质量比5：(1～2)的比例混合进行湿发酵；截取1/4～1/3芦苇上端茎尖段粉碎，再将其与粉碎后的水稻秸秆按质量比1：(1～3)的比例混合，获得混合料；将蓝藻和畜禽粪湿发酵后的沼液、沼渣蓝藻和粉碎混合料按质量比2～2.5:1的比例在25～55℃的条件下，干法厌氧发酵20～40d，制备新型能源沼气。整个工艺过程形成无二次污染，实现了蓝藻、芦苇和秸秆的资源化。
【专利说明】蓝藻、芦苇和水稻秸秆干法厌氧发酵制沼气的工艺
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种干法厌氧发酵制沼气的工艺，尤其涉及一种蓝藻、芦苇和水稻秸 杆干法厌氧发酵制沼气的工艺。
【背景技术】
[0002] 蓝藻（Cyanobateria)和具原核的细菌等一起，单立为原核生物界。所有的蓝藻都 含有一种特殊蓝藻（蓝细菌）的蓝色色素，蓝藻就是因此得名。随着近几年水体富营养化 的程度加重，每年夏季蓝藻大量繁殖，并在水面形成一层蓝绿色而有腥臭味的浮沫。大规模 的蓝藻爆发能够引起水质的恶化，严重时耗尽水中氧气而造成鱼类的死亡。更为严重的是， 蓝藻中有些种类（如微囊藻）还会产生毒素（简称MC)，大约50 %的蓝藻中含有大量MC。 MC除了直接对鱼类、人畜产生毒害之外，也是肝癌的重要诱因。目前，蓝藻打捞后并没有及 时有效的处置方法，大部分都就地存储，产生恶臭气味，另外沼液回流到河流里，对水体的 二次污染严重。
[0003] 芦苇，多年水生或湿生的高大禾草，生长在灌溉沟渠旁、河堤沼泽地等，世界各地 均有生长。如今大部分的芦苇都没有得到很好地利用，每年都有大量的芦苇自生自灭，造成 资源浪费的同时，对水体的二次污染也很严重。
[0004] 水稻秸杆是水稻成熟脱粒后剩余的茎叶部分。近年来，农民很少利用水稻秸杆作 为炊事燃料来使用，因为目前又并没有很有效的资源化综合利用方法，农民为抢收抢种只 能将大部分的水稻秸杆在田间直接焚烧。严重污染了环境，另外，也存在很大的安全隐患。
[0005] 日积月累，腐化后的蓝藻、衰败后的芦苇和屡禁不止的秸杆燃烧必将给地区环境 和水质带来严重的污染。
[0006] -种蓝藻、芦苇和水稻秸杆干法厌氧发酵制沼气工艺，实现了对蓝藻、芦苇和水稻 秸杆的资源化综合处理和利用。处理过程中无污水产生，无沼液消纳问题，发酵剩余物可制 成有机肥料，基本上实现零污染物排放。
【发明内容】
[0007] 本发明的目的是提供一种蓝藻、芦苇和水稻秸杆干法厌氧发酵制沼气的工艺。采 用干法发酵原理，将具有潜在危害的蓝藻、芦苇和水稻秸杆经粉碎、搅拌湿发酵混合和厌氧 发酵等一系列过程，制备出新型能源沼气。
[0008] 本发明的技术方案为：一种蓝藻、芦苇和水稻秸杆干法发酵制沼气的工艺，其具体 步骤如下：
[0009] (1)原料粉碎：将芦苇茎尖部分和水稻秸杆分别粉碎成小段；然后将粉碎后的芦 苇和水稻秸杆按质量比为1 : (1?3)比例混合得到粉碎料备用；
[0010] (2)湿发酵：将质量含水率为90?95%蓝藻与畜禽粪便按质量比5 :(1?2)的比 例混合进行湿发酵；
[0011] (3)混合：将步骤（1)得到的粉碎料与湿发酵产生的沼液、沼渣按比例一起进入混 合装置进行搅拌混合；其中沼液、沼渣的总质量与粉碎料的质量比为2?2. 5:1 ;
[0012] (4)干法厌氧发酵：将搅拌混合后的物料维持温度在25?55°C条件下进行干法厌 氧发酵；
[0013] (5)沼气净化：将收集的沼气经净化后，存储于储气罐中。
[0014] 优选上述芦苇茎尖部分为截取整个芦苇长度1/4?1/3的茎尖部分；芦苇茎尖部 分和水稻結杆分别粉碎成长度为1?5cm的小段。
[0015] 优选上述的畜禽粪便为鸡、鸭、鹅、猪、牛或羊粪中的任意一种或几种。
[0016] 湿发酵按常规条件进行湿发酵。优选上述的干法厌氧发酵的发酵周期为20? 40d。发酵产生的沼气从厌氧发酵池上方导出。将收集的沼气经净化后，存储于储气罐中。
[0017] 干秸杆粉料有较好的吸水性，能充分吸收蓝藻中的水分，以达到进入反应装置时 对水分的要求，同时实现全反应过程无污水排放。
[0018] 有益效果：
[0019] 1、干法发酵中干秸杆粉料有较好的吸水性，能充分吸收蓝藻中的水分，以达到进 入反应装置时对水分的要求，同时实现全反应过程无污水排放。
[0020] 2、蓝藻与鸡禽粪便混合进行湿发酵后的沼液、沼渣再与干秸杆混合料进行厌氧干 发酵，保证了干秸杆混合料厌氧发酵的接种物。
[0021] 3、将秸杆和蓝藻制成了沼气，沼气还可用于后续发电或作为发酵工艺的锅炉燃料 气等，实现了"变废为宝"。
【专利附图】
【附图说明】
[0022] 图1为干法发酵制沼气的工艺流程图。
【具体实施方式】
[0023] 以下实施例制沼气的工艺流程图如图1所示：
[0024] 实施例1
[0025] 取15kg含水率95%的蓝藻与3kg鸡粪混合进行湿发酵，发酵后得到沼液和沼渣备 用。
[0026] 截取芦苇前端1/4茎尖部分，分别将水稻秸杆和截取的芦苇茎尖部分粉碎成平均 长度为lcm的小段，将粉碎后的水稻秸杆和芦苇按质量比2:1比例混合得到粉碎料备用。
[0027] 取9kg上述粉碎料与上述湿发酵后所得的沼渣和沼液一起进入混合装置，搅拌混 合均匀后，物料一起进入干法厌氧发酵装置，在水浴恒温35°C条件下，厌氧干发酵30d，收 集到产气0. 72m3。
[0028] 实施例2
[0029] 取15kg含水率90 %的蓝藻与4kg鸭粪混合进行湿发酵，发酵后得到沼液和沼渣备 用。
[0030] 截取芦苇前端1/3茎尖部分，分别将水稻秸杆和截取的芦苇茎尖部分粉碎成平均 长度为2cm的小段，将粉碎后的水稻秸杆和芦苇按质量比1:1比例混合得到粉碎料备用。
[0031] 取8kg上述粉碎料与上述湿发酵后所得的沼渣和沼液一起进入混合装置，搅拌混 合均匀后，物料一起进入干法厌氧发酵装置，在水浴恒温25°C条件下，厌氧干发酵25d，收 集到产气0. 68m3。
[0032] 实施例3
[0033] 取15kg含水率90 %的蓝藻与5kg猪粪混合进行湿发酵，发酵后得到沼液和沼渣备 用。
[0034] 截取芦苇前端1/3茎尖部分，分别将水稻秸杆和截取的芦苇茎尖部分粉碎成平均 长度为4cm的小段，将粉碎后的水稻秸杆和芦苇按质量比3:1比例混合得到粉碎料备用。
[0035] 取9kg上述粉碎料与上述湿发酵后所得的沼渣和沼液一起进入混合装置，搅拌混 合均匀后，物料一起进入干法厌氧发酵装置，在水浴恒温55°C条件下，厌氧干发酵40d，收 集到产气0. 62m3。
[0036] 附表1各实例所产沼气检测项目百分比含量
[0037]
【权利要求】
1. 蓝藻、芦苇和水稻秸杆干法厌氧发酵制沼气的工艺，其具体步骤如下： (1) 原料粉碎：将芦苇茎尖部分和水稻秸杆分别粉碎成小段；然后将粉碎后的芦苇和 水稻秸杆按质量比为1 : (1?3)比例混合得到粉碎料备用； (2) 湿发酵：将质量含水率为90?95%蓝藻与畜禽粪便按质量比5 : (1?2)的比例混 合进行湿发酵； ⑶混合：将步骤⑴得到的粉碎料与湿发酵产生的沼液、沼渣按比例一起进入混合装 置进行搅拌混合；其中沼液、沼渣的总质量与粉碎料的质量比为2?2. 5:1 ; (4)干法厌氧发酵：将搅拌混合后的物料维持温度在25?55 °C条件下进行干法厌氧发 酵；(5)沼气净化：将收集的沼气经净化后，存储于储气罐中。
2. 根据权利要求1所述的工艺，其特征在于所述芦苇茎尖部分为截取整个芦苇长度 1/4?1/3的茎尖部分；芦苇茎尖部分和水稻秸杆分别粉碎成长度为1?5cm的小段。
3. 根据权利要求1所述的工艺，其特征在于所述的畜禽粪便为鸡、鸭、鹅、猪、牛或羊粪 中的任意一种或几种。
4. 根据权利要求1所述的工艺，其特征在于所述的干法厌氧发酵的发酵周期为20? 40d。
【文档编号】C12P5/02GK104120151SQ201410334984
【公开日】2014年10月29日 申请日期:2014年7月14日 优先权日:2014年7月14日
【发明者】徐炎华, 何若平, 胡俊, 康治金 申请人:南京工业大学, 南京工大环境科技有限公司