[發明專利]一種白腐真菌預處理農作物秸稈快速產沼氣的發酵方法

在審

• 申請號: 201610352223.3
• 申請日: 2016-05-25
• 公開（公告）號: CN107435053A
• 公開（公告）日: 2017-12-05
• 發明（設計）人: 韓松;陳廣勝;于杰;郭帥
• 申請（專利權）人: 東北林業大學
• 主分類號: C12P5/02
• 分類號: C12P5/02;C02F11/04;C12R1/645
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于可再生能源的開發利用與環境保護領域，具體涉及到針對以往發酵周期長、產氣率低等問題，利用白腐真菌對農作物秸稈進行預處理快速產沼氣的發酵方法。

背景技術

我國是農業生產大國，具有農作物秸稈產量高、種類多、分布廣特點。調查顯示，我國秸稈年產量達7億噸左右。由于秸稈收集、整理和運輸成本等因素的影響，秸稈綜合利用經濟性差、商品化和產業化程度低。特別是在糧食主產區和部分沿海地區，農民為搶農時播種，焚燒秸稈現象屢禁不止，對環境危害極大，已成為一個不容忽視的社會問題。

近年來，對秸稈的開發和利用已成為全社會關注的熱點話題。目前看來，利用農作物秸稈發酵產沼氣是處理秸稈的有效手段之一，不僅能夠提升農民生活水平、改善農村能源結構、還能保護環境、減少污染。

然而，由于受到農作物秸稈木質素、纖維素、半纖維素含量高、難以被降解等因素的影響，秸稈發酵產沼氣面臨著發酵周期長、產氣率低、秸稈利用率低等問題。傳統發酵方法，是在粉碎后的秸稈中加入水和活性污泥，然后通入反應池中，密閉產沼氣。一方面，這種方法受農村特殊條件影響，活性污泥原材料不易獲得；另一方面，未對秸稈進行有效預處理，對秸稈的特殊結構破壞程度低，因而發酵周期長，能耗高。為解決木質纖維原料降解率低、發酵周期長、投資成本高等問題，尋找一種快速對農作物秸稈進行預處理，提高木質纖維素的降解率、利用率，在縮短發酵周期的同時能夠提高產氣率的工藝迫在眉睫。對于推動建設“資源節約型、環境友好型”社會、實現循環農業經濟具有重要意義。

發明內容

本發明的目的是針對目前農作物秸稈發酵產沼氣周期長、轉化率低、生產工藝不成熟等問題，將白腐真菌引入到農作物秸稈發酵領域，利用白腐真菌對農作物秸稈進行預處理。尋找出一種在保證木質纖維素原料轉化率高、產氣速度快、發酵周期短、沼氣生產率高的發酵方法。促進農村資源整合利用，改善村民生活環境。

本發明的目的可以通過以下措施達到：

一種白腐真菌預處理農作物秸稈快速產沼氣的發酵方法，其操作包括如下步驟：

(1)將農作物秸稈粉碎至6cm～10cm的小段，加水浸濕，所加水的量占秸稈干重的100％～150％，保持2～3天，以使秸稈充分吸收水分；

(2)將白腐真菌接種于步驟(1)所得原料，攪拌均勻，使白腐真菌在農作物秸稈上均勻附著生長，室溫堆置預處理1～2天；

(3)將步驟(2)中所得原料投放到沼氣池中，分層加入牲畜糞便，所加入的糞便占秸稈干重的5％～15％，混合均勻；

(4)將步驟(3)混合所得原料加入尿素調節C/N，所加入的尿素含量占秸稈原材料干重的1.5％～3％；

(5)將通過以上步驟處理好后的秸稈原材料調節pH至中性，于沼氣池中厭氧發酵3～5天即可快速產生沼氣。

具體實施方式

下面通過實施例對本發明做進一步闡述。

實施案例1：利用白腐真菌預處理農作物秸稈產沼氣首先在實驗室進行，以有效容積為10L的容器作為反應器，將回收的1kg秸稈自然風干后經機械破碎至6cm到10cm的小段，加入1kg水，使其與秸稈混合均勻，浸濕保持20小時；加入白腐真菌培養液0.003kg，進行攪拌，使秸稈與白腐真菌培養液混合均勻，室溫放置預處理24h；加入牲畜糞便0.05kg，進行攪拌；加入0.015kg尿素調節C/N，攪拌均勻后蓋上反應容器蓋。三天后，沼氣含量達到55％；與此同時，做了未經過白腐真菌預處理的秸稈發酵實驗，保證其他條件相同的情況下，十二天后沼氣含量僅有30％。經白腐真菌預處理后的秸稈較為未經處理的秸稈產氣量提高45％，啟動時間提高了6～9天。

實施案例2：利用白腐真菌預處理農作物秸稈產沼氣在哈爾濱阿城區進行實驗，500kg自然風干后的農作物秸稈經機械粉碎至6cm～10cm的小段，加入500kg水進行浸潤，攪拌均勻后保持20小時；加入白腐真菌培養液1.5kg，進行攪拌，使秸稈與白腐真菌培養液混合均勻，堆漚放置預處理24h；將經過白腐真菌預處理后的秸稈投入到沼氣池中，分層加入25kg牲畜糞便，攪拌均勻；加入7.5kg尿素調節C/N，進行發酵反應。三天后，開始產氣。產氣量達到每個8m³的沼氣池的產氣量在1.65m³以上。