本发明属于生物质能技术领域，具体涉及一种联合微贮农业秸秆和水热处理污泥以生产沼气的方法。
背景技术：
中国是农业大国，是世界上秸秆资源最为丰富的国家之一。近年来，秸秆沼气工程越来越受到人们的关注。利用农作物秸秆进行厌氧发酵产沼气，是一条清洁高效的秸秆能源化利用途径。
随着我国经济发展和城市化进程加快，城市生活污水和工业污水排放快速增加。据不完全统计，我国城市污水日排放量已达133.7亿吨。污水经过生物处理后，其体积的0.5%~1%将转化为固态凝聚体沉降下来，形成剩余污泥。城市污水处理的剩余污泥已经成为严重的环境问题。国际上污泥处理处置技术工艺，主要紧扣四化：稳定化、减量化、无害化、资源化。我国在污泥减量化方面做了大量的工作，但离真正的减量化还有一定的距离。从技术层面上说，我国污泥处理处置主要考虑的是稳定化的范畴，而资源化利用方面，则没有太多考虑。随着能源和资源危机的到来，污泥所含有机质和营养物质正是现代社会可持续发展的重要资源，通过合理的技术实现污泥的减量化、无害化和资源化才是最合理的方向。厌氧发酵产生的沼气是一种优质清洁能源，剩余污泥厌氧发酵支取能源已经成为非常看好的途径，国内外都进行了大量的研究。传统厌氧处理剩余污泥浓度为3~5%，效率较低，本发明将污泥浓度提高到8~10%进行厌氧发酵产沼气，体积减少一半、单位容积产气率提高一倍，加热能耗降低一倍。
农作物秸秆和剩余污泥是我国产量巨大的两类固体废弃物。厌氧消化作为废弃物减量化和资源化处理的有效方法之一，已成为研究的热点。由于秸秆中C/N位40~60，厌氧消化效率较低；而剩余污泥C/N为5~20，秸秆与剩余污泥混合消化能调节厌氧消化C/N至合理水平25~35，增加厌氧微生物的营养平衡和协同效应。
技术实现要素：
本发明目的在于提供一种联合微贮农业秸秆和水热处理污泥以生产沼气的方法，该方法中沼气发酵料的组分选定可因地制宜，根据当地农作物种植情况，选择大宗农业废弃物稻草、玉米秸秆、小麦秸秆等作为主要原料，原料无需烘干和粉碎，切成小段即可。本发明的技术方案是将经微生物处理后的秸秆和水热处理后的剩余污泥混合作为混合底物，接种产甲烷污泥，在厌氧环境中混合消化产沼气。
所述微生物处理秸秆为加入青贮用微生物菌剂对秸秆在厌氧条件下进行堆沤处理，青贮用微生物菌剂主要为活菌数比例为粪链球菌：凝结芽孢杆菌：戊糖乳杆菌=1:1:1的微生物组合。
所述水热处理过程为将剩余污泥在高温高压条件下进行水解稳定化处理，解决污泥的流动性、卫生性问题，改善其脱水性，提高消化产气率和容积利用率，降低沼气含硫量和浮渣产生量。
所述秸秆和剩余污泥混合比例1:1~5:1（按照绝干重量计算）。
所述产甲烷污泥是含有能够利用污泥中的物质转化生产甲烷的微生物的污泥。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
1） 农业秸秆原料切成2~5cm片段，按相同重量加入自来水，接入青贮用微生物菌剂（其中活菌数比例为粪链球菌：凝结芽孢杆菌：戊糖乳杆菌=1:1:1，添加量105个微生物/克秸秆），在厌氧条件下进行堆沤处理20~40天；
2） 将来自污水处理厂的剩余污泥（固形物为18~20%）稀释至8~10%后，加入到水热处理反应器中，升温到130~180度水热反应30~60分钟；
3） 预处理好的秸秆原料和水解污泥按照比例（按照绝干重量计算比例1:1~5:1）加入酸化罐中进行酸化，用回用沼液调节酸化罐中固形物含量为4~8%，过程中通入空气，在搅拌条件下进行微好氧酸化；
4） 将酸化罐中原料连续泵入沼气发酵罐中，发酵产生沼气；
5） 过程中每隔1~2d不断从发酵罐放出10%~15%沼液进行固液分离，液体部分循环回用到酸化罐中配料。
具体实施方式
以下以稻草和污水处理厂剩余污泥为原料进行发酵沼气为例对本发明方法作进一步详细说明，但本发明的保护范围并不局限于此。
实施例一
1）称取粉碎至长度20mm的稻草秸秆，堆沤30d后取料400g（绝干物料为120g），加入水热处理后的污泥240g（固形物10%），然后补水至2000g（控制固形物含量为8%），控制温度35-40℃、搅拌转速100rpm，通气量为0.2 V/V﹒min，在酸化罐中酸解48h；
2）酸解结束后将物料全部泵入发酵罐进行发酵，控制发酵温度在38-45℃，搅拌速率控制在150-300rpm，发酵30d后1kg绝干物料平均产沼气量为0.405m3；
3）每48h从发酵罐放料1/15进行固液分离，沼液回用到酸化罐中。
实施例二
1）称取粉碎至长度20mm的稻草秸秆，堆沤30d后取料400g（绝干物料为120g），加入水热处理后的污泥1200g（固形物10%），然后补水至3000g（控制固形物含量为8%），控制温度35-40℃、搅拌转速100rpm，通气量为0.2 V/V﹒min，在酸化罐中酸解48h；
2）酸解结束后将物料全部泵入发酵罐进行发酵，控制发酵温度在38-45℃，搅拌速率控制在150-300rpm，发酵30d后1kg绝干物料平均产沼气量为0.436m3；
3）每48h从发酵罐放料1/15进行固液分离，沼液回用到酸化罐中。