[發明專利]一種農業秸稈厭氧發酵制備沼氣的方法

有效

• 申請號: 201510057487.1
• 申請日: 2015-02-04
• 公開（公告）號: CN104561121B
• 公開（公告）日: 2019-10-25
• 發明（設計）人: 方玉美;高正龍;孫慧軍;肖進彬;聶寧;李少凱;任秋鶴;劉振;張波
• 申請（專利權）人: 河南省高新技術實業有限公司
• 主分類號: C12P5/02
• 分類號: C12P5/02
• 代理公司: 成都弘毅天承知識產權代理有限公司 51230
• 代理人: 楊保剛

本發明涉及農業秸稈厭氧發酵制備沼氣的方法，有效解決利用農業秸稈高產量制備沼氣的問題，方法是，選擇風干的農業秸稈、接種物、氮素、生物質炭和水為原料，農業秸稈與接種物的重量比為1︰0.5～2，農業秸稈與接種物的混合物和水的重量比為10～30︰70～90，生物質炭與農業秸稈的重量比為：生物質炭1?10%、農業秸稈90?99%，生物質炭與氮素的重量比為20?35︰1；在反應器中首先裝入生物質炭和氮素，再加入農業秸稈、接種物和水，混合均勻，密閉進行厭氧發酵，發酵溫度為25～65℃，發酵時間為≥35天，即得到高產的沼氣。本發明原材料豐富，方法簡單，廢物利用，有效解決了利用農業秸稈、污泥和沼渣制備高產沼氣的技術難題，而且大大減少了環境的污染。

技術領域

本發明涉及生物質能源，特別是一種農業秸稈厭氧發酵制備沼氣的方法。

背景技術

沼氣發酵是國內外都廣泛應用的生物質能源技術，曾在我國農村沼氣工程中得到應用，由于原料更換及除渣不方便，冬夏產氣量差別大，大部分農村沼氣工程被廢棄?，F雖有一種工業化沼氣裝置，操作條件穩定，處理量大，但產氣量只有200立方/噸（干基）左右，經濟效益低，難以推廣應用。國外開發的工業化秸稈沼氣裝置以青貯玉米秸稈為原料，產氣量可以比干枯秸稈提高1倍，但是需要用專門的土地用于生產玉米秸稈，我國人多地少，不具備這樣的土地條件。據報道農業秸稈的理論產氣量為530立方/噸（干基）左右，但目前的技術方法和工藝條件在實際處理中的產氣速量慢。主要原因在于秸稈本身速效養分低，纖維素木質素含量高，因此秸稈在池內分解慢、降解量低。我國農業秸稈十分豐富，對于以農業秸稈為原料的沼氣生產雖然有所報導，但從公開的技術中發現沼氣產量低，滿足不了對沼氣生產的實際需要，因此，如何利用千秸稈制備沼氣，并提高沼氣產量，是必需認真解決的技術問題。

發明內容

針對上述情況，為克服現有技術之缺陷，本發明之目的就是提供一種農業秸稈厭氧發酵制備沼氣的方法，可有效解決利用農業秸稈高產量制備沼氣的問題。

本發明解決的技術方案是，由以下步驟實現：

（1）、原料選擇：選擇風干的農業秸稈、接種物、氮素、生物質炭和水為原料，所述的農業秸稈為麥秸稈、玉米秸稈、稻稈、高粱秸稈、棉稈、豆稈、花生秧、谷草、甘蔗渣和菊芋秸稈中的任意一種或兩種以上任意重量比的混合物；所述的接種物為具有產甲烷能力的活性污泥、沼渣的一種，或活性污泥、沼渣任意比例的混合物；

所述的氮素為無機氮的尿素、銨鹽、硝酸鹽、氨的一種或兩種以上任意重量比的混合物，或有機氮的牛肉膏、蛋白胨、酵母膏、玉米漿、魚粉、花生餅粉、黃豆餅粉的一種或兩種以上任意重量比的混合物；

所述的生物質炭是由農業秸稈或木材經過碳化制成（公知技術）；

所述的活性污泥(activesludge)是微生物群體及它們所依附的有機物質和無機物質的總稱，微生物群體主要包括細菌，原生動物和藻類等，其中，細菌和原生動物是主要的二大類，活性污泥主要用來處理污廢水（公知技術）；

所述的沼渣是沼氣發酵后殘留在沼氣池底部的半固體物質，含有豐富的有機質、腐殖酸、粗蛋白、氮、磷、鉀和微量元素等（公知技術）；

（2）、配料：農業秸稈與接種物的重量比為1︰0.5～2，農業秸稈與接種物的混合物和水的重量比為10～30︰70～90，生物質炭與農業秸稈的重量比為：生物質炭1-10%，農業秸稈90-99%，生物質炭與氮素的重量比為20-35︰1；

（3）、原料加工：將農業秸稈粉碎至2cm，接種物粉碎至粒徑2cm，與水混合均勻；

（4）、厭氧發酵制沼氣：在反應器中首先裝入生物質炭和氮素，再加入粉碎的農業秸稈、接種物和水，混合均勻，密閉進行厭氧發酵，發酵溫度為25～65℃，發酵時間為≥35天，即得到高產的沼氣。