[發明專利]一種能源草液固聯合沼氣發酵系統

有效

• 申請號: 201510093785.6
• 申請日: 2015-03-03
• 公開（公告）號: CN104726322B
• 公開（公告）日: 2017-01-11
• 發明（設計）人: 劉斌;陳紫紅;肖正;趙超;呂旭聰;劉曉艷;趙立娜;李鑫
• 申請（專利權）人: 福建農林大學
• 主分類號: C12M1/107
• 分類號: C12M1/107
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司35100
• 代理人: 蔡學俊

技術領域

本發明涉及生物能源領域，特別是涉及沼氣發酵，具體涉及一種能源草液固聯合沼氣發酵系統。

背景技術

能源草多為多餓年生高大草本植物或半灌木，具有旺盛的生命力，種植一次即可采收多年，并且其強悍的環境抗逆性和發達的根系使其成為生產可再生能源的主力軍，具有很高的經濟價值和環保價值。

????能源草具有旺盛的生命力和巨大的產沼氣能源潛力。由于能源草中光合作用能力強，碳氮比含量高，發酵過程中容易產生過量的有機酸，引起物料的酸化，導致pH下降，從而停止生產甲烷。目前采取的措施主要是用石灰水或是氫氧化鈉進行調節，既加大了成本輸出，又對能源草的厭氧發酵產生影響。

????目前能源草的沼氣發酵往往采用常規的濕發酵（總固體濃度<15%)或干發酵（總固體濃度>15%)。濕發酵存在進出料困難，單位容積產氣率不高等問題，而干發酵也存在需要較大的接種物添加量，發酵啟動難，原料容易酸化等問題。

發明內容

本發明的目的是針對以上不足之處，提供了一種能源草液固聯合沼氣發酵系統。

本發明解決技術問題所采用的方案是，一種能源草液固聯合沼氣發酵系統，包括只裝有沼液的液體發酵罐和與之連接的若干個固體發酵罐，所述固體發酵罐裝有發酵用的原料，固體發酵罐罐內總固體濃度大于15%，所述液體發酵罐與3～8個固體發酵罐相連接，液體發酵罐的體積是固體發酵罐的5～10倍，液體發酵罐上部通過恒流泵及輸入管路與固體發酵罐的上端的沼液入口相連，沼液入口連接有設置在固體發酵罐內并向原料噴灑沼液的噴頭，固體發酵罐的下部與液體發酵罐的下部通過恒流泵及輸出管路相連接。

進一步的，所述原料為能源草，所述能源草為狼尾草屬植物、擬高粱、甜高粱、蘆竹、蘆葦、類蘆、甘蔗、斑茅、彼特草、蘇丹草、五節芒、荻、芒、芒萁、大芒萁、野古草、石芒草、青貯玉米、香茅、互花米草、大米草、柳枝稷中的一種或幾種。

一種能源草液固聯合沼氣發酵系統，其操作方法包括如下步驟：

（1）制作原料，先將原料切割粉碎至長度為4～12厘米，干燥至含水量為35～85%或新鮮原料不經過干燥，隨后與青貯菌劑或青貯時間為10～20天的原料混合后，進行青貯處理，青貯時間為1～24個月；

（2）將完成青貯后的原料加入固體發酵罐中，發酵罐密閉排空氣；

（3）向固體發酵罐中的原料接種液體發酵罐中的沼液，沼液從液體發酵罐上部經輸入管路及恒流泵導入固體發酵罐上部，然后經噴頭噴灑至原料上，沼液從原料上層逐步向下浸潤，逐漸啟動固體發酵罐中的干發酵，產生沼氣及酸性沼液；

（4）固體發酵罐的酸性沼液通過下部的的恒流泵及輸出管路輸送至液體發酵罐中，酸性沼液在液體發酵罐中進行全溶液狀態的厭氧發酵，產生沼氣；

（5）當固體發酵罐流出的沼液pH回升到6.8～7.2之間時，固體發酵罐可以自動進行干發酵，液體發酵罐停止向其輸送沼液，液體發酵罐向下一個固體發酵罐中輸入沼液，進行發酵；

（6）如此往復，當最后一個固體發酵罐可以正常進行干發酵的時候，第一個固體發酵罐的干發酵結束，排除沼渣，添加新料，開始新一輪的發酵。

進一步的，在步驟（1）、（2）或（3）中，所述原料經切割粉碎后，可不經過青貯處理，直接填裝入固體發酵罐中，發酵罐密閉排空氣。

進一步的，在步驟（3）或（5），所述沼液為中性或弱堿性的沼液，其pH為?6.8～8.5。

與現有技術相比，本發明具有以下有益效果：本發明針對能源草青貯期長和干發酵中原料容易酸化的問題，開發出一種行之有效的一液多固的聯合發酵裝置，液體發酵罐利用沼液調節固體發酵罐中的溶液的pH，使其迅速生產甲烷，固體發酵罐中酸化后的沼液為液體發酵罐中的產甲烷菌提供有機酸，使其產生甲烷。二者有機結合，保證液體發酵罐和固體發酵罐均能達到較高的單位容積產氣率。

附圖說明

下面結合附圖對本發明專利進一步說明。

圖1是本發明的結構示意圖。

圖中：

????1-液體發酵罐；2-固體發酵罐；3-恒流泵；4-噴頭。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施方式對本發明進一步說明。