一种小麦秸秆产沼气的方法与流程

文档序号:12249316阅读:790来源:国知局

本发明涉及一种产沼气的方法,特别涉及一种小麦秸秆产沼气的方法。



背景技术:

秸秆是成熟农作物茎叶部分的总称,通常指小麦、水稻、玉米、薯类、油菜、棉花、甘蔗和其它农作物在收获籽实后的剩余部分。农作物光合作用的产物有一半以上存在于秸秆中,秸秆富含氮、磷、钾、钙、镁和有机质等,是一种具有多用途的可再生的生物资源,秸秆也是一种粗饲料,特点是粗纤维含量高(30%-40%),并含有木质素等。木质素纤维素不能为猪、鸡所利用,人们常焚烧处理,照成环境污染,为了改变秸秆难处理的问题,将秸秆产沼气可以将秸秆变废为宝,但因为秸秆的表面的蜡质层,影响了秸秆的发酵效率,所以提高小麦秸秆发酵的产气率,是人们目前要解决的问题。



技术实现要素:

本发明的目的是提供一种小麦秸秆产沼气的方法,有利于提高小麦秸秆发酵的产气率,本发明采用以下技术方案,一种小麦秸秆产沼气的方法,包括以下步骤:

(1)秸秆预处理:小麦秸秆在真空冷冻干燥机中冷冻干燥48小时至完全干燥,将干燥后的小麦秸秆经秸秆剪切到0.1-0.5cm,按照小麦秸秆、尿素和水按照干重比1︰0.04︰4的比例混合均匀,然后加入反应器中,在100℃下蒸煮至物料含水率为61%-65%,停止蒸煮然后放置至冷却;

(2)粪便处理:按照小麦秸秆和粪便按照干重比1︰0.7的比例,将粪便加入到步骤(1)冷却后的反应器中,混合均匀;

(3)发酵:向反应器中加入驯化好的厌氧活性污泥,调节反应器内溶液的PH6.8-7.3,密封反应器,在30℃的恒温条件下,厌氧发酵40-70天,在发酵过程中,前3天早晚各取一次沼气,取沼气之后,将反应器在厌氧的环境下进行搅拌,第4天开始连续取气。

优选的,所述的粪便是猪粪、羊粪或者是猪粪羊粪的混合物。

优选的,所述的猪粪羊粪混合物中猪粪和羊粪的比例为1︰0.5。

优选地,所述小麦秸秆经秸秆剪切到0.3cm。

优选地,所述的小麦秸秆的长度为0.3-0.5cm。

优选地,所述的厌氧活性污泥与秸秆的重量比为3︰1,所述的厌氧活性污泥的含水率为80-85%。

与现有技术相比,本发明的有益效果是:

小麦秸秆经真空冷冻干燥后,小麦的纤维结构会发生一定的变化,跟容易断裂,在经剪切成0.3-0.5cm的小段,这样可以初步对秸秆中的木质素进行破坏,将秸秆和尿素混合后,在反应器中进行蒸煮,这样就能很好的破坏小麦秸秆中的木质素,有利于后续厌氧菌对秸秆的使用;粪便与小麦秸秆的比例为1︰0.7,这样在发酵的过程中,不会因为粪便添加的过多照成发酵液的PH改变,影响厌氧菌的生长,也不会因为添加少照成发酵启动时,厌氧菌的生长;在反应器中加入厌氧活性污泥,能提高小麦秸秆的产气率,在前3天只进行早晚取气,使厌氧菌适应发酵的初期的环境,在取气后将搅拌器进行厌氧搅拌,防止了发酵不完全的情形。

具体实施方式

以下的实施例便于更好地理解本发明,但并不限定本发明。下述实施例中的实验方法,如无特殊说明,均为常规方法。

实施例1

一种小麦秸秆产沼气的方法,包括以下步骤:

(1)秸秆预处理:小麦秸秆在真空冷冻干燥机中冷冻干燥48小时至完全干燥,将干燥后的小麦秸秆经秸秆剪切到0.1cm,按照小麦秸秆、尿素和水按照干重比1︰0.04︰4的比例混合均匀,然后加入反应器中,在100℃下蒸煮至物料含水率为61%-65%,停止蒸煮然后放置至冷却;

(2)粪便处理:按照小麦秸秆和猪粪按照干重比1︰0.7的比例,将猪粪加入到步骤(1)冷却后的反应器中,混合均匀;

(3)发酵:向反应器中加入驯化好的厌氧活性污泥,所述的厌氧活性污泥与秸秆的重量比为3︰1,所述的厌氧活性污泥的含水率为80-85%,调节反应器内溶液的PH6.8-7.3,密封反应器,在30℃的恒温条件下,厌氧发酵70天,在发酵过程中,前3天早晚各取一次沼气,取沼气之后,将反应器在厌氧的环境下进行搅拌,第4天开始连续取气。

实施例2

一种小麦秸秆产沼气的方法,包括以下步骤:

(1)秸秆预处理:小麦秸秆在真空冷冻干燥机中冷冻干燥48小时至完全干燥,将干燥后的小麦秸秆经秸秆剪切到0.5cm,按照小麦秸秆、尿素和水按照干重比1︰0.04︰4的比例混合均匀,然后加入反应器中,在100℃下蒸煮至物料含水率为61%-65%,停止蒸煮然后放置至冷却;

(2)粪便处理:按照小麦秸秆和羊粪按照干重比1︰0.7的比例,将羊粪加入到步骤(1)冷却后的反应器中,混合均匀;

(3)发酵:向反应器中加入驯化好的厌氧活性污泥,所述的厌氧活性污泥与秸秆的重量比为3︰1,所述的厌氧活性污泥的含水率为80-85%,调节反应器内溶液的PH6.8-7.3,密封反应器,在30℃的恒温条件下,厌氧发酵70天,在发酵过程中,前3天早晚各取一次沼气,取沼气之后,将反应器在厌氧的环境下进行搅拌,第4天开始连续取气。

实施例3

一种小麦秸秆产沼气的方法,包括以下步骤:

(1)秸秆预处理:小麦秸秆在真空冷冻干燥机中冷冻干燥48小时至完全干燥,将干燥后的小麦秸秆经秸秆剪切到0.1cm,按照小麦秸秆、尿素和水按照干重比1︰0.04︰4的比例混合均匀,然后加入反应器中,在100℃下蒸煮至物料含水率为61%-65%,停止蒸煮然后放置至冷却;

(2)粪便处理:按照小麦秸秆、粪便按照干重比1︰0.7的比例,将粪便加入到步骤(1)冷却后的反应器中,混合均匀,所述的粪便为猪粪羊粪的混合物,其中猪粪和羊粪的比例为1︰0.5;

(3)发酵:向反应器中加入驯化好的厌氧活性污泥,所述的厌氧活性污泥与秸秆的重量比为3︰1,所述的厌氧活性污泥的含水率为80-85%,调节反应器内溶液的PH6.8-7.3,密封反应器,在30℃的恒温条件下,厌氧发酵70天,在发酵过程中,前3天早晚各取一次沼气,取沼气之后,将反应器在厌氧的环境下进行搅拌,第4天开始连续取气。

实施例4

一种小麦秸秆产沼气的方法,包括以下步骤:

(1)秸秆预处理:小麦秸秆在真空冷冻干燥机中冷冻干燥48小时至完全干燥,将干燥后的小麦秸秆经秸秆剪切到0.3cm,按照小麦秸秆、尿素和水按照干重比1︰0.04︰4的比例混合均匀,然后加入反应器中,在100℃下蒸煮至物料含水率为61%-65%,停止蒸煮然后放置至冷却;

(2)粪便处理:按照小麦秸秆和羊粪按照干重比1︰0.7的比例,将羊粪加入到步骤(1)冷却后的反应器中,混合均匀;

(3)发酵:向反应器中加入驯化好的厌氧活性污泥,所述的厌氧活性污泥与秸秆的重量比为3︰1,所述的厌氧活性污泥的含水率为80-85%,调节反应器内溶液的PH6.8-7.3,密封反应器,在30℃的恒温条件下,厌氧发酵70天,在发酵过程中,前3天早晚各取一次沼气,取沼气之后,将反应器在厌氧的环境下进行搅拌,第4天开始连续取气。

发酵实验

实验组将按照本实施例1-4的方法对30g小麦秸秆发酵70天,设置空白对照组即不加小麦秸秆发酵70天,分别统计在20天、30天、50天、70天的沼气累计产气量,TS产气率统计结果如下表1:

表1

从表1可以看出,采用本发明方法,小麦秸秆的产气率具有很大的提高。

以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出:对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进,这些改进应视为本发明的保护范围。

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