专利名称：一种将甲烷菌回流与粉碎的秸秆原料混合发酵生产沼气的方法
技术领域：
本发明属于发酵生产沼气技术领域中一种以农作物秸秆为主要原料与甲烷菌混合发酵生产沼气的方法。
背景技术：
沼气的生产开发利用了大量农作物秸秆，它作为一种丰富的能源已广泛应用到人民生活和工农业生产中。随着沼气的不断开发利用，对沼气生产技术的要求也越来越高。在公知技术中。现有的沼气发酵方法主要是将农作物的秸秆等原料经铡切机切成碎段，一次性投料到沼气发酵池或发酵罐，加入甲烷菌料，靠自然环境温度发酵产生甲烷气体，发酵产气后再大换料的间歇式发酵生产沼气方法，由于所投入到发酵罐的秸秆原料主要是秸段，加之甲烷菌的比例相对较少，造成降解速度慢，发酵周期长，再是主要靠外界自然环境温度来发酵，发酵温度时常在35℃以下，遇有阴雨天和秋、冬季温度就更低，不适于甲烷菌的繁殖生长，就使得所产沼气慢、产气量低，也给使用带来不便。
发明内容
为了克服现有技术之不足，解决沼气发酵原料降解慢、甲烷菌量少、产气低的工艺方法问题，本发明提供一种工艺设计新颖，使得沼气发酵原料降解快，甲烷菌量大，发酵周期短，发酵料液控制在适宜温度条件，达到产气快、产气量大，使用方便的发酵生产沼气新方法。
本发明解决上述问题所采用的技术方案是
一种将甲烷菌回流与粉碎的秸秆原料混合发酵生产沼气的方法，它是采用将发酵沼气的原料农作物秸秆用粉碎机粉碎成秸秆粉末、秸秆颗粒、秸秆丝后，再投入沼气发酵罐，沼气发酵罐底部出料管排出的含甲烷菌渣料，根据实际测定的所含甲烷菌数量，按含甲烷菌渣料与新投入秸秆原料的体积比为0.5～8.0∶1.0的比例相混合后输入到沼气发酵罐进行连续发酵生产沼气，使一部分含甲烷菌渣料循环回流补充沼气发酵罐的甲烷菌，剩余部分含甲烷菌渣料排放到渣料池。
上述一种将甲烷菌回流与粉碎的秸秆原料混合发酵生产沼气的方法，所述的沼气发酵罐其发酵罐内料液发酵温度为35～56℃，最佳是35～50℃。可采用带外加温的发酵罐或是太阳能沼气发酵罐，以及其它型能达到上述35～56℃发酵温度的沼气发酵罐。
本发明采用了将发酵沼气的原料农作物秸秆先粉碎的工艺方法，秸秆粉碎后，破坏了秸秆的木质素鞘，也使得秸秆表面积增大，秸秆中的纤维素能与外界降解酶充分接触发生降解，利用甲烷菌产生沼气。经过数次反复实验证明，在以秸秆为原料的沼气发酵过程中，沼气发酵罐内料液发酵温度控制在35～56℃是适宜甲烷细菌及其伴生菌最适宜生长和活力最旺、繁殖能力最强，所发酵产生沼气最多的工艺条件。本发明采用循环回流含菌渣料，是因为在秸秆发酵降解过程中含有的有机物非常多，有机物浓度过高，能造成产酸菌繁殖旺盛，使得发酵液料中有机酸积累而酸化，就会严重影响甲烷菌的活动，打破产酸与产甲烷的速度平衡，甚至使发酵中断，往发酵罐按一定配比回流含有大量甲烷菌的渣料，大大增加了甲烷菌的数量消耗掉有机酸避免了有机酸积累出现酸化，也给甲烷菌团创造了很好的生存发展环境，从而大量地繁殖快速生长，也使原料秸秆得到完全降解，使得产酸与产甲烷的速度平衡，能连续性更多更快地产出沼气。
由于本发明设计采用了上述技术方案，有效地解决了解决沼气发酵原料降解慢、甲烷菌量少、产气量低的工艺方法问题，经数次试验试用结果表明，它与现有技术相比，具有方法新颖，设计创新，能使沼气发酵原料降解快，甲烷菌量大，发酵周期短，发酵料液控制在适宜温度条件，不产生酸化，产沼气快、产气量大、使用方便等优点。本发明能利用农作物秸秆诸如玉米秸秆、麦秸秆、水稻秸秆、豆秸秆、花生蔓等以及柴草等为原料生产沼气，原料资源丰富，也解决了“农村秸秆大量积存、农民焚烧秸秆污染环境”的问题。它适用于广大农村的单户沼气池、集中沼气罐和用于工农业生产的大、中型单个和多联体沼气罐的连续性生产沼气。
具体实施例方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细说明。
实施例1采用玉米秸秆为发酵原料，经过铡草机铡成料段后入粉碎机粉碎成过10目筛的秸秆颗粒投入沼气发酵罐，沼气发酵罐采用本发明人2007年3月6日申请中国专利的新型沼气发酵罐，它是在发酵罐体外套连保温罩体并留设有空间夹层的加温型500立方米的沼气发酵罐，控制发酵罐内料液发酵温度为35～50℃，沼气发酵罐底部出料管排出的含甲烷菌渣料，测定了渣料所含的甲烷菌数量后，按含甲烷菌渣料与新投入秸秆原料的体积比为0.8∶1.0的比例混合后输入到沼气发酵罐进行连续发酵产沼气，剩余的含甲烷菌渣料排放到了渣料池。
实施例2采用小麦秸秆为发酵原料，经过粉碎机粉碎成过30目筛的秸秆颗粒入沼气发酵罐，沼气发酵罐底部的出料管派出的含甲烷菌渣料，经测定所含的甲烷菌数量后，按含甲烷菌渣料与新投入秸秆原料的体积比为2.2∶1.0的比例混合后输入到沼气发酵罐进行连续发酵产沼气，剩余的含甲烷菌渣料排放到了渣料池。
实施例3采用玉米秸秆、花生蔓和谷草为发酵原料，经过铡切后粉碎成过60目筛的粉末料投入沼气发酵罐，沼气发酵罐采用太阳能加温型800立方米的沼气发酵罐，控制发酵罐内料液发酵温度控制在35～45℃，沼气发酵罐底部出料管排出的含甲烷菌渣料，经测定所含的甲烷菌数量后，按含甲烷菌渣料与新投入秸秆原料的体积比为1.6∶1.0的比例混合后输入到沼气发酵罐进行连续发酵产沼气，剩余的含甲烷菌渣料排放到了渣料池。
权利要求
1.一种将甲烷菌回流与粉碎的秸秆原料混合发酵生产沼气的方法，其特征在于，它是将发酵沼气的原料农作物秸秆粉碎成秸秆粉末、秸秆颗粒、秸秆丝后，再入沼气发酵罐，沼气发酵罐底部出料管排出的含甲烷菌渣料，根据实际测定的所含甲烷菌数量，按含甲烷菌渣料与新投入秸秆原料的体积比为0.5～8.0∶1.0的比例混合后输入到沼气发酵罐进行连续发酵生产沼气，剩余部分含甲烷菌渣料排放到渣料池。
2.根据权利要求1所述的一种将甲烷菌回流与粉碎的秸秆原料混合发酵生产沼气的方法，其特征在于，沼气发酵罐罐内料液发酵温度为35～56℃。
3.根据权利要求2所述的一种将甲烷菌回流与粉碎的秸秆原料混合发酵生产沼气的方法，其特征在于，沼气发酵罐内料液发酵温度最佳是35～50℃。
全文摘要
本发明提供了一种将甲烷菌回流与粉碎的秸秆原料混合发酵生产沼气的方法，其特征在于，属于发酵生产沼气技术领域，旨在解决沼气发酵原料降解慢、甲烷菌量少、产气量低的工艺方法问题。它是采用将发酵沼气的原料农作物秸秆粉碎成秸秆粉末、秸秆颗粒、秸秆丝，再入沼气发酵罐，沼气发酵罐底部出料管排出的含甲烷菌渣料，根据实际测定的所含甲烷菌数量，按含甲烷菌渣料与新投入秸秆原料的体积比为0.5～8.0∶1.0的比例混合后输入到沼气发酵罐进行连续发酵生产沼气。本发明工艺设计新颖，沼气发酵原料降解快、发酵周期短，产气快、产气量大，适用于适用于广大农村和用于工农业生产的大中型单个、多联体沼气罐的连续性生产沼气。
文档编号C12R1/01GK101020912SQ20071006160
公开日2007年8月22日 申请日期2007年3月20日 优先权日2007年3月20日
发明者孔凡强 申请人:孔凡强