一种基于沼气发酵原料农业秸秆和畜禽粪便混合微贮方法与流程

文档序号:12584570阅读:232来源:国知局

本发明属于生物质能技术领域,具体涉及一种基于沼气发酵原料农业秸秆和畜禽粪便混合微贮方法。



背景技术:

目前我国的秸秆制沼气还局限于“农户型”,这种方式虽然设备和管理简单,但是发酵速率慢,效率低,不能充分发挥秸秆的产气潜力,使得以秸秆为原料用于厌氧发酵生产沼气却始终未能大规模推广。主要原因在于秸秆高分子物质含量高,如纤维素、半纤维素、果胶和木质素等,本身速效养分低,其表面还存在一层蜡质层,因此秸秆在厌氧发酵时分解缓慢、降解率低。因此对于以秸秆为原料的沼气生产系统,其关键技术在于如何提高秸秆中纤维素的降解率,从而提高其产气速率。因此,如何提高秸秆发酵效率已成为学者们关注的焦点,但是对发酵过程存在的发酵效率低的问题还没有提出有效的解决方案。

因此,要想实现秸秆的规模化制沼气,需要解决一个关键问题,即开发简单、快速、高效的秸秆预处理技术,以解决目前秸秆处理过程中存在效率低、C/N比不平衡、预处理成本高等关键难题。要解决上述问题,需从原料改善原料的组成和结构着手,同时选择高效的预处理方法,从而实现秸秆的规模化高效利用。

农作物秸秆和畜禽粪便是我国产量巨大的两类固体废弃物。如何进行一定的预处理作为废弃物沼气化处理的有效方法之一,已成为研究的热点。



技术实现要素:

本发明目的在于提供一种基于沼气发酵原料农业秸秆和畜禽粪便混合微贮方法,该方法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热处理后的粪便和农业秸秆按照一定比例混合后接入青贮用微生物菌剂进行厌氧稳定化处理,预处理之后的混合物料可用于厌氧消化产沼气。

所述热处理过程为将畜禽粪便在高温条件下进行水解稳定化处理,解决粪便的流动性、卫生性问题,改善其脱水性,提高其可消化利用率。

所述秸秆和畜禽粪便混合比例1:8~8:1(绝干重量比)。

所述微生物菌剂为加入青贮用微生物菌剂对秸秆在厌氧条件下进行处理;

为达到上述目的,本发明采用如下技术方案。

1) 将来自养殖场的畜禽粪便(固形物为18~35%)加入到热处理反应器中,升温到70~160度蒸煮30~60分钟。

2)农业秸秆原料(切成10~50毫米段)和热处理粪便按照比例(绝干重量比例1:8~8:1)混合均匀后加入厌氧反应容器中,接入青贮用微生物菌剂,在厌氧条件下贮藏20~40天;接入青贮用微生物菌剂为粪链球菌,凝结芽孢杆菌和戊糖乳杆菌的混合制剂,活菌数比例为粪链球菌:凝结芽孢杆菌:戊糖乳杆菌=1:1:1。添加量为105个微生物/克原料。

3)预处理之后的混合物料加水或者沼气罐中固液分离后的沼液调节固形物到8~10%后用于厌氧消化产沼气。

具体实施方式

以下以玉米秸秆和养殖场的猪粪为原料进行微贮稳定化预处理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的玉米秸秆1kg,加入70度处理30分钟后的粪便2500g(固形物10%),接入微生物菌剂后厌氧处理28d;

2)厌氧处理后的物料加入沼气发酵罐进行厌氧消化,控制发酵温度在45℃,搅拌速率控制在150rpm,发酵30d后1kg绝干物料平均产沼气量为0.75m3

实施例二

1)称取粉碎至长度20mm的玉米秸秆1kg,加入70度处理30分钟后的粪便2500g(固形物10%),接入微生物菌剂后厌氧处理28d;

2)厌氧处理后的物料加入沼气发酵罐进行厌氧消化,控制发酵温度在45℃,搅拌速率控制在150rpm,发酵30d后1kg绝干物料平均产沼气量为0.59m3

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