[發明專利]農作物秸稈與污泥耦合發酵制取沼氣的方法

無效

• 申請號: 201010580497.0
• 申請日: 2010-12-09
• 公開（公告）號: CN102120681A
• 公開（公告）日: 2011-07-13
• 發明（設計）人: 不公告發明人
• 申請（專利權）人: 宜興能達環保科技有限公司
• 主分類號: C02F11/04
• 分類號: C02F11/04;C02F11/14
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種農作物秸稈與污泥耦合發酵制取沼氣的方法，屬于固體廢棄物資源化技術領域。

背景技術

農作物秸稈和污水處理廠污泥是目前亟待解決的固體廢棄物問題，目前常采用的處理方法有焚燒、堆肥、厭氧發酵等技術。厭氧發酵技術在處理廢棄物的基礎上，又可以產生沼氣能源，因此受到了廣泛的關注。

適用于微生物進行厭氧消化的適宜C/N在17-24之間，而秸稈單獨消化處理C/N不能滿足要求。污水處理廠的污泥經處理后，細胞內的蛋白質可以釋放出來，氮源充足。因此可以用于秸稈的厭氧發酵過程，用以調節消化反應需要的適宜的C/N。同時，由于秸稈的結構復雜，用于厭氧發酵產沼氣必須進行預處理，成本很高。而污泥處理的費用也是居高不下。如果秸稈和污泥能夠耦合厭氧發酵產沼氣，則大大節省了污泥的處理費用，總成本降低。

如果簡單的將秸稈和污泥混合進行固相發酵，則發酵速率緩慢，效率低。而液相發酵速率快，效率高。因此，如果能夠開發一種處理技術，將秸稈和污泥中大部分有機成分轉移到液相，混合后進行液相發酵，則不僅可以解決厭氧發酵過程中存在的速率慢、效率低、C/N失調的難題，同時也能處理廢棄物，改善環境。

發明內容

本發明的目的在于提供一種農作物秸稈與污泥耦合發酵制取沼氣的方法。該方法與其他方法比較具有成本低、效率高、速率快等優點。

本發明是采用如下技術方案實現的：

技術方案一：

首先將農作物秸稈破碎到1mm至10mm之間的任意長度，并與污水處理廠污泥按重量比5-25∶1的比例混合。該污水處理廠的污泥是通過重力濃縮后未使用化學絮凝劑的污泥，含水率為99-97％；或是重力濃縮后不使用化學絮凝劑而直接經機械濃縮的污泥，含水率為95-90％；或是添加占污泥干重0.2％以下的高分子絮凝劑或0.5％以下的無機絮凝劑后經機械壓濾的污泥，含水率為90-80％；或加占污泥干重0.3％及以上的高分子絮凝劑并壓濾后的污泥，含水率為85-75％；

其次，將秸稈與污泥的混合物在100-160℃，且添加小于占液體量1％的酸或堿的條件下進行預處理，處理時間為1-180min。酸可以是硫酸，硝酸，鹽酸的混合物，也可以是單種酸：各種酸的比例可以根據實際情況優化。

第三，將秸稈與污泥預處理后的混合物固液分離，得到的液體進行厭氧發酵制取沼氣。水力停留時間1-3天。或將秸稈與污泥預處理后的混合物進行酸發酵，之后進行固液分離得到的液體進行甲烷發酵制取沼氣。

技術方案二：

首先將農作物秸稈破碎到1mm至10mm之間的任意長度。

其次，將秸稈在100-160℃，且酸濃度小于1％條件下進行預處理，預處理時間為1-180min。同時將污水處理廠通過重力濃縮后未使用化學絮凝劑的污泥，含水率為99-97％；或是重力濃縮后不使用化學絮凝劑而直接經機械濃縮的污泥，含水率為95-90％；或是添加占污泥干重0.2％以下的高分子絮凝劑或0.5％以下的無機絮凝劑后經機械壓濾的污泥，含水率為90-80％；或加占污泥干重0.3％及以上的高分子絮凝劑并壓濾后的污泥，含水率為85-75％，在100-160℃，且堿濃度小于1％條件下進行預處現，預處理時間為1-180min。

第三，將秸稈預處理后的混合物與污泥處理后的混合物按重量比5-25∶1的比例混合并固液分離，得到的液體進行厭氧發酵制取沼氣。水力停留時間1-5天。或將秸稈與污泥預處理后的混合物進行酸發酵，之后進行固液分離得到的液體進行甲烷發酵制取沼氣。

本發明的有益效果：

本發明將農作物秸稈與污水處理廠污泥處理后進行耦合發酵制取沼氣，克服了秸稈單獨發酵存在的成本高、C/N失調等難題。同時解決了一部分剩余污泥的問題。另外，將秸稈和污泥預處理后，將秸稈和污泥的有機成分大部分轉移到液相，通過液相發酵來制取沼氣。大大提高了發酵速率和效率。

具體實施方式

下面結合具體實施例對本發明作進一步的詳細說明：

實施例1：

將農作物秸稈破碎到2mm，與污水處理廠通過重力濃縮后未使用化學絮凝劑的含水率為98.5％的污泥進行混合，污泥與秸稈的比例為1∶5。將混合物在150℃，添加硫酸的濃度為0.8％下進行預處理，處理時間6min。將預處理后的混合物進行固液分離，得到的液體進行甲烷發酵，發酵溫度35℃，水力停留時間為2天，沼氣的產量達到了0.25m³//kg混合物干重。

實施例2：