专利名称：一种提高稻壳鸭粪厌氧发酵产沼能力的方法
技术领域：
本发明属于资源与环境技术领域，具体涉及一种提高稻壳鸭粪厌氧发酵产沼能力的方法。
背景技术：
稻壳是稻米加工过程中数量最大的副产品，按重量计约占稻谷的2%。稻壳富含纤维素、木质素、二氧化硅，稻壳中硅含量越高则越尖锐，耐磨性能越强。由于稻壳腐烂比较缓慢，难以被动植物直接吸收利用，广大农村地区将其视为废弃物扔掉或者焚烧，既占用土地资源，又造成严重的环境污染和资源浪费。
近年来，随着国家政策的大力扶植和养殖业技术水平的不断提高，畜禽饲养量不断增加，同时产生了大量的畜禽粪便，远远超过了自然分解能力，如不科学处理，势必严重污染环境和水源，传播疾病；因此，无害化、资源化处理畜禽粪便是我国可持续化发展的追求目标。养鸭业垫料的选择比较宽泛，大部分都选用锯末、秸杆、稻壳等农副产品，本发明就是针对含稻壳鸭粪，将其进行有效处理后，通过厌氧微生物菌群的代谢活动进行消化分解，产生沼气，其主要成分是CH4,其次是C02。沼气是可再生的清洁能源，既可作为燃气亦可发电。
发明内容
本发明的技术任务是解决现有技术的不足，提供一种提高稻壳鸭粪厌氧发酵产沼能力的方法。本发明的技术方案是按以下方式实现的，具体工艺步骤如下
(1)将含稻壳鸭粪原料用沼液调节含水量60%，堆怄20天，每隔5天翻堆一次，控制碳氮比为 20:1-30:1 ；
(2)将步骤(I)堆怄后的含稻壳鸭粪原料送入搅拌池，每立方米体积的原料液加入NaOH 15kg，原料液搅拌均匀后静置48h备用；
(3)将步骤(2)制备的原料液用HCL中和，控制pH7.0-7. 2备用；
(4)将步骤(3)制备的原料液泵送到厌氧发酵罐中，加入接种物和调节液搅拌混合均匀，接种物的加入量为原料液的10% ;用调节液调成固含物15%在8-10%，发酵罐罐温控制在35°C，发酵产气生产过程中，12小时搅拌I次，搅拌机转速120rpm，搅拌时间为IOmin/次。含稻壳鸭粪中稻壳含量占固形物质量的40_60%。接种物是厌氧活性污泥。调节液是畜牧屠宰厂废水和发酵罐排出的废沼液中的混合物。厌氧发酵装置为圆筒形完全混合式反应器。本发明的优异效果，工艺简单，完全解决含稻壳鸭粪对环境的污染，产生的沼气不仅为群众提供洁净的能源，多余的沼气还用来发电，每40立方米的发酵罐产生的沼气可产生2KW/时的电能，本发明的方法为农村畜牧业综合发展提供了很好的前景。本发明的优点是充分利用废弃物稻壳和鸭粪，将难以降解利用的稻壳进行高效处理，能够弥补粪便厌氧产沼中碳源的不足，同时稻壳也为沼渣沼液的固液分离提供载体，解决了单纯粪便发酵固液分离难的问题。本发明提供了稻壳、鸭粪的无害化、减量化和资源化的利用处理方法，具有实际可操作性、稳定、高效，按照本方法提供的工艺，可以提高原料产气速率、增加产气量、缩短理论停留时间。
图I是发酵罐的产气量曲线 图2是CH4浓度曲线图。
具体实施方式
本发明的目的是将废弃物含稻壳鸭粪通过有效预处理工艺，破坏稻壳的理化结构，将大分子的纤维素、木质素不完全降解，最大限度的获取碳源，弥补鸭粪中的碳不足，提高厌氧微生物的产沼能力，使沼气产生处于高效稳定状态。本发明提出的含稻壳鸭粪的预处理工艺，主要是将含稻壳鸭粪先通过堆怄使之腐烂，然后通过碱处理进一步破坏稻壳的理化结构。具体工艺步骤如下
(1)原料含稻壳鸭粪堆怄20天，控制碳氮比为20:1-30:1；
(2)向步骤(I)中加入I.5%的NaOH，搅拌均匀后浸泡48h ；
(3)步骤(2)用HCL 调 pH7. 0-7.2 ；
(4)将步骤(3)所得混合料投入到IOL厌氧发酵装置中，加入接种物混合均匀，用废水调成TS%=8%，接种物的加入量为发酵总体积的10% ；
(5)35°C中温厌氧发酵,每天搅拌2次,转速120rpm, IOmin/次；
含稻壳鸭粪中稻壳含量占固形物质量的40-60% ；
用沼液堆怄处理原料，湿度60% ；
接种物为城市污水处理厂排放的污泥，也成为厌氧活性污泥；
调浆可单独使用畜牧屠宰场排放的废水，亦可用屠宰废水与发酵罐排放沼液的混合
物；
厌氧发酵装置为完全混合式反应器；
实施例(I)测定原料含稻壳鸭粪各成分质量比分别为水分35. 55%，稻壳36. 74%，鸭粪27. 71%，取Im3原料用沼液拌匀，堆怄处理20天，每隔5天翻匀一次，保持湿度60% ；
(2)取步骤(I)堆怄处理后的原料2000g，加入I.5%的NaOH，搅拌均匀后浸泡48h ；
(3)步骤(2)用HCL 调 pH7.0 ；
(4)取步骤(3)所得混合料490g投入到IOL厌氧发酵装置中，加入700mL浓度10%的厌氧活性污泥，用屠宰废水定容至7L ；
(5)测定进料pH7. 11，C0D=10200mg/L, C/N=24. 88:1 ；(6)35°C中温厌氧发酵,每天搅拌2次,转速120rpm,IOmin/次；
(7)以连续5天每天产气量低于1000mL/d，定为厌氧消化结束；
(8)测定出料pH7. 01，C0D=4590mg/L。每天测量厌氧反应罐的产气量，结果见图I ;每三天测定收集到气体的CH4含量， 结果见图2。
权利要求
1.一种提高稻壳鸭粪厌氧发酵产沼能力的方法，其特征在于，具体工艺步骤如下 (1)将含稻壳鸭粪原料用沼液调节含水量60%，堆怄20天，每隔5天翻堆一次，控制碳氮比为 20:1-30:1 ； (2)将步骤(I)堆怄后的含稻壳鸭粪原料送入搅拌池，每立方米体积的原料液加入NaOH 15kg，原料液搅拌均匀后静置48h备用； (3)将步骤(2)制备的原料液用HCL中和，控制ρΗ7·0-7. 2备用； (4)将步骤(3)制备的原料液泵送到厌氧发酵罐中，加入接种物和调节液搅拌混合均匀，接种物的加入量为原料液的10% ;用调节液调成固含物了5%在8-10%，发酵罐罐温控制在35°C，发酵产气生产过程中，12小时搅拌I次，搅拌机转速120rpm，搅拌时间为IOmin/次。
2.根据权利要求I所述的方法，其特征在于含稻壳鸭粪中稻壳含量占固形物质量的40-60%ο
3.根据权利要求I所述的方法，其特征在于接种物是厌氧活性污泥。
4.根据权利要求I所述的方法，其特征在于调节液是畜牧屠宰厂废水和发酵罐排出的废沼液中的混合物。
5.根据权利要求I所述的方法，其特征在于厌氧发酵装置为圆筒形完全混合式反应器。
全文摘要
本发明提供一种提高稻壳鸭粪厌氧发酵产沼能力的方法，具体工艺步骤为原料含稻壳鸭粪堆沤20天，控制碳氮比为20:1-30:1，然后加入1.5%的NaOH，搅拌均匀后浸泡48h，用HCL调pH7.0-7.2，将所得混合料投入到完全混合式厌氧发酵装置中，加入占发酵总体积10%的接种物混合均匀，调成TS%=8%，35℃中温厌氧发酵，每天搅拌2次，转速120rpm，10min/次。本发明不仅将难以降解利用的稻壳进行高效处理，弥补单纯粪便厌氧产沼中碳源的不足，同时稻壳也为沼渣沼液的固液分离提供载体，解决了单纯粪便发酵固液分离难的问题。本发明具有实际可操作性、稳定、高效，按照本方法提供的工艺，可以提高原料产气速率、增加产气量、缩短理论停留时间。
文档编号C02F11/04GK102964042SQ201210434159
公开日2013年3月13日 申请日期2012年11月5日 优先权日2012年11月5日
发明者黄 俊, 陈晓新, 万雪梅 申请人:德州齐耀新能源有限公司