[發(fā)明專利]秸稈厭氧發(fā)酵產(chǎn)沼氣促進(jìn)劑及其制備方法和應(yīng)用

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210474693.9
• 申請日: 2012-11-21
• 公開（公告）號: CN102925493A
• 公開（公告）日: 2013-02-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳廣銀;馬慧娟;葉小梅;杜靜;常志州
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院
• 主分類號: C12P5/02
• 分類號: C12P5/02
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務(wù)所 32237
• 代理人: 程化銘

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種秸稈厭氧發(fā)酵產(chǎn)沼氣促進(jìn)劑及其制備方法和應(yīng)用，屬于可再生能源開發(fā)利用與環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

在化石能源漸趨枯竭的今天，能源緊張對全球的影響日益突出，世界開始將目光聚集到新生能源領(lǐng)域。在太陽能、核能、水能、生物質(zhì)能等諸多新能源中，生物質(zhì)能源是最安全、最穩(wěn)定的能源，也是目前國家重點(diǎn)鼓勵(lì)的新能源領(lǐng)域。世界上生物質(zhì)資源龐大，種類繁多，包括所有的陸生植物、水生植物、人類和動(dòng)物的排泄物以及工業(yè)有機(jī)物等。在各種可供人類使用的生物質(zhì)中，木質(zhì)纖維原料占其中的絕大多數(shù)，而在可收集利用的木質(zhì)纖維原料中，農(nóng)業(yè)秸稈占很大的比例。目前，秸稈能源化利用的途徑主要包括：焚燒、氣化、發(fā)酵產(chǎn)乙醇、生物柴油和生物產(chǎn)氣等幾種。與其它轉(zhuǎn)化技術(shù)相比，生物產(chǎn)氣具有能耗低、產(chǎn)生的沼氣清潔無污染等特點(diǎn)，且發(fā)酵產(chǎn)生的沼渣和沼液可作為有機(jī)肥重回土壤，實(shí)現(xiàn)物質(zhì)和能量的梯級循環(huán)利用，更符合國家可持續(xù)發(fā)展的要求。

眾所周知，秸稈的主要成分是纖維素、半纖維素和木質(zhì)素，這3種成分的質(zhì)量占植物纖維原料總質(zhì)量的80%～92%，厭氧微生物生長繁殖所需的微量元素和營養(yǎng)鹽等含量較少，從而影響了秸稈厭氧生物轉(zhuǎn)化的效率和轉(zhuǎn)化率。從目前的研究來看，秸稈直接厭氧生物產(chǎn)沼氣的生物轉(zhuǎn)化率普遍較低，一般在20～30%，仍有很大的提升空間。從國內(nèi)外已有的研究來看，現(xiàn)有的沼氣促進(jìn)劑可分為三類：一是改善發(fā)酵微生物的營養(yǎng)狀況，滿足其營養(yǎng)需求的物質(zhì)，如豆腐坊、酒坊、粉坊的下腳料；二是為發(fā)酵微生物提供促進(jìn)生長繁殖的微量元素，如泥炭、舊電池等；三是改善和穩(wěn)定甲烷菌的生活環(huán)境，加速新陳代謝的物質(zhì)，如煤粉、硫酸鋅等。添加不同的促進(jìn)劑對不同發(fā)酵原料的促進(jìn)效果不同，有些甚至對產(chǎn)氣有抑制作用。目前的沼氣促進(jìn)劑普遍存在使用面窄、效果不穩(wěn)定以及成本偏高等問題，如何篩選適用范圍廣、效果穩(wěn)定可靠的復(fù)合促進(jìn)劑，已經(jīng)成為本領(lǐng)域密切關(guān)注的課題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有沼氣促進(jìn)劑效果不穩(wěn)定、促進(jìn)產(chǎn)氣效果不明顯以及用量偏大等問題，發(fā)明一種適用范圍廣、效果穩(wěn)定可靠的復(fù)合促進(jìn)劑，只需投入少量到沼氣池中，攪拌均勻，就可以調(diào)節(jié)沼氣池內(nèi)的微生態(tài)環(huán)境和微生物區(qū)系，改善發(fā)酵物的營養(yǎng)狀況，提高秸稈厭氧生物轉(zhuǎn)化率和轉(zhuǎn)化效率。

本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的：一種秸稈厭氧發(fā)酵產(chǎn)沼氣促進(jìn)劑，其特征在于：每千克促進(jìn)劑的組分為：

氯化鈷0.02～0.2克；??????氯化鎳0.04～0.4克；??????氯化亞鐵0.02～1克；

丙酮酸鹽5～100克；???????粉煤灰10～300克；????????膨潤土10～300克；

有機(jī)物10～200克；???????含有6～80克P₂O₅的磷酸鹽。

本發(fā)明涉及的秸稈厭氧發(fā)酵產(chǎn)沼氣促進(jìn)劑中：所述的磷酸鹽為過磷酸鈣、磷酸二氫鈣、磷酸氫鈣、磷酸鈣、磷酸鐵、磷酸氫鎂、磷酸鎂、磷酸氫二鈉、磷酸二氫鈉、磷酸鈉中的一種或組合；所述的丙酮酸鹽為丙酮酸、丙酮酸鈉、丙酮酸鈣、丙酮酸鉀、丙酮酸鎂中的一種或組合；所述的有機(jī)物為麥麩、米糠、豆餅中的一種或組合。

一種上述秸稈厭氧發(fā)酵產(chǎn)沼氣促進(jìn)劑的制備方法，其特征在于：將所述各組分置于50～60℃下烘干后，粉碎成100～120目，混合均勻，形成的混合粉劑為秸稈厭氧發(fā)酵產(chǎn)沼氣促進(jìn)劑。

一種上述秸稈厭氧發(fā)酵產(chǎn)沼氣促進(jìn)劑的應(yīng)用，其特征在于：在秸稈濕式厭氧發(fā)酵時(shí)，秸稈厭氧發(fā)酵產(chǎn)沼氣促進(jìn)劑的添加量為發(fā)酵液總量的1~5‰；在秸稈高濃度或干式厭氧發(fā)酵時(shí)，秸稈厭氧發(fā)酵產(chǎn)沼氣促進(jìn)劑的添加量為秸稈干物質(zhì)質(zhì)量的1~3‰。

本發(fā)明的應(yīng)用中：在秸稈濕式厭氧發(fā)酵時(shí)，直接將所述比例的秸稈厭氧發(fā)酵產(chǎn)沼氣促進(jìn)劑投入到含有秸稈的沼氣發(fā)酵罐內(nèi)攪勻后即可；在秸稈高濃度或干式厭氧發(fā)酵時(shí)，首先將所述比例的秸稈厭氧發(fā)酵產(chǎn)沼氣促進(jìn)劑溶解于接種物中，再將接種物與秸稈混合均勻后一并投入到沼氣發(fā)酵罐內(nèi)即可，所述的接種物為污水處理廠的污泥、老沼氣池污泥、腐敗河泥、新鮮牛糞中的一種或組合。

本發(fā)明的應(yīng)用中：所述的秸稈為切碎至不大于5cm小段的農(nóng)業(yè)秸稈。

本發(fā)明的應(yīng)用中：所述的農(nóng)業(yè)秸稈是指小麥秸、大麥秸、稻草、玉米秸、棉花稈、油菜秸、米草、花生秧中的一種或幾種。

本發(fā)明的有益效果是：

1、秸稈厭氧發(fā)酵產(chǎn)沼氣促進(jìn)劑組分取材方便，制備工藝簡單，使用中可操作性強(qiáng)。

2、使用范圍廣，效果穩(wěn)定，對常規(guī)的農(nóng)業(yè)秸稈如稻秸、麥秸、玉米秸、棉花桿等厭氧發(fā)酵產(chǎn)沼氣均有很好的促進(jìn)效果，可提高沼氣產(chǎn)量15～25%。