[發明專利]一種分散式養豬戶糞便和秸稈混合發酵制沼氣發電技術

在審

• 申請號: 201410262068.7
• 申請日: 2014-06-12
• 公開（公告）號: CN104004793A
• 公開（公告）日: 2014-08-27
• 發明（設計）人: 張文藝;陳萍;馮國勇;徐澤鋒;朱麗娜;管紅良
• 申請（專利權）人: 常州大學
• 主分類號: C12P5/02
• 分類號: C12P5/02;C02F11/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于環境保護領域，具體涉及一種分散式養豬戶糞便和秸稈混合發酵制沼氣發電技術。

背景技術

現今，我國農村地區仍然分散著大大小小的非規模化養豬戶，存欄量一般多為幾十至幾百頭不等。這個種分散型養豬戶由于規模小，均采用非標準化豬舍，沒有大型養殖戶的完整消毒體系，每天僅通過清水沖洗養殖場達到凈化的目的，導致產生的豬糞濃度非常低，不具備用發酵罐發酵產沼氣的條件。因而大多隨意排放，流入農田、溝渠、河道，使周邊農田不堪重負、雜草叢生、病原菌傳播、臭味遠揚、蚊蠅滋生。

目前，我國在豬場糞便資源化利用方面大多采用成熟的厭氧發酵技術。如上海市早在1999年就建成102個豬場污水治理工程；福建省福清市建成的治理養豬場污水工程成功率和運行率達100％；江蘇省靖江市為解決農村能源及畜禽糞便污染環境問題，有16家養豬戶建起沼氣生物鏈工程。盡管如此，該技術在分散式中小型養豬戶糞便實際應用中仍存在很多問題，甚至難以應用。例如：①分散式中小型養豬戶養殖產生的糞便多為糞尿和沖洗水的混合物，糞便濃度較稀，經厭氧發酵產沼氣率低；②厭氧發酵產生的沼液、沼渣、沼氣得不到充分的使用，造成資源浪費，直接排放的環境中甚至造成二次污染。因此，尋求一種有效解決分散式養豬戶糞便和秸稈處置為題難問題的技術具有廣泛的應用前景。

發明內容

本發明的主要目的是：針對分散式養豬戶糞便處置難題，提出一種能夠將分散式養豬戶糞便集中收集和秸稈混合發酵制沼氣發電的技術。

本發明的主要原理是：將農村農用拖拉機改造成收糞車，收集一定區域的分散式養豬戶豬糞，存放于儲糞池中，用泥漿泵抽送至調漿池中，按照一定比例加入由粉碎機粉碎后的廢棄農作物秸稈，由于不同的農作物秸稈在發酵罐停留時間不同，再向調漿池中加入市購混合菌劑強化發酵效率以提高沼氣產氣量，用攪拌裝置將糞便、秸稈、混合菌劑攪拌均勻，采用目前比較成熟的全混式連續流攪拌槽式反應器(CSTR)發酵工藝，將混合均勻后的糞便再用污泥泵抽送至厭氧發酵罐經微生物厭氧發酵處理，產生的沼氣經干式脫硫塔和氣水分離器脫硫脫水后存儲于沼氣儲存罐，用于沼氣發電，接入區域電網。發酵后的副產物沼渣和沼液經收集在儲存池中，用于農田消納，主要用于春夏季節棉花、夏秋季節水稻、冬春季節小麥的種植。

本發明的技術方案包括以下步驟：

1)用收糞車收集一定區域的分散式養豬戶豬糞，存放于儲糞池中。

2)粉碎機將廢棄農作物秸稈粉碎。

3)用泥漿泵抽送1)中的豬糞至調漿池中，同時按比例加入2)中粉碎后的秸稈和市購混合菌劑(產氫產酸菌和產甲烷菌)，用攪拌裝置攪拌均勻。

4)將3)中的混合豬糞用污泥泵抽送至厭氧發酵罐經微生物厭氧發酵處理，產生沼氣。

5)將4)產生的沼氣經干式脫硫塔和氣水分離器脫硫脫水后存儲于沼氣儲存罐。

6)將5)中產生的沼氣用沼氣發電機組發電，接入區域電網。

7)將4)中發酵后的副產物沼渣和沼液經收集在儲存池中，用于農田消納。

本發明所用糞便為從分散式養豬戶的糞便，其TS質量百分比為8％，秸稈可用水稻、小麥、玉米、芝麻、黃豆的秸稈(即1t糞便添加16.7kg水稻秸稈、18.0kg小麥秸稈、20.0kg玉米秸稈、25.0kg芝麻秸稈、32.0kg黃豆秸稈)，也可使用幾種秸稈混合，可獲得較大的沼氣產生率。

本發明所用市購混合菌劑為產氫產酸菌和產甲烷菌混合菌劑，投加量為糞便總質量的0.01-0.02％，即1t糞便投加0.1-0.2kg混合菌劑。

本發明所用粉碎機為專用的秸稈粉碎機，秸稈破碎碎片長度為1-4cm。

本發明采用全混式CSTR發酵工藝，在其厭氧發酵罐裝有攪拌機，轉速為25rpm，用于攪拌使發酵原料和微生物處于完全混合的狀態。發酵罐罐體采用搪瓷鋼板結構，預制鋼板采用栓接方式拼裝，栓接處加特制密封材料防漏。

本發明采用所用攪拌裝置為攪拌機。

本發明產生的沼氣經過干式脫硫塔和氣水分離器脫硫脫水處理后儲存于沼氣儲存罐，用于沼氣發電，接入區域電網。

本發明所選沼氣發電機組，每立方米沼氣可發電1.7KWh。

本發明中豬糞和秸稈厭氧發酵產生的沼渣和沼液儲存用于農田消納，主要用于春夏季節棉花、夏秋季節水稻、冬春季節小麥的種植。

本發明的效益是：既實現了分散式農戶低TS豬場糞便的無害化處理，又實現了養豬場糞便和農作物秸稈的資源化利用，同時沼氣發電接入區域電網也產生了一定的經濟效益，并且沼渣和沼液用于農田。