一种以菊芋秸秆为原料厌氧产沼气的方法技术

本发明专利技术公开一种以菊芋秸秆为原料厌氧产沼气的方法，属于沼气生产领域，具体步骤为：①菊芋秸秆粗碎成0.8-1.5cm，加沼液调节含水量至65%-75%，加入腐熟菌种发酵48-72h或者不加腐熟菌种60-70℃恒温热解48-72h；②将发酵后的菊芋秸秆：家畜粪便为5-8:3的比例，加入新鲜家畜粪便搅拌；③将混合料投入到厌氧发酵装置中，加入接种物混合均匀；④厌氧发酵；有益之处：本发明专利技术将菊芋秸秆进行有效预处理，破坏其理化结构，将大分子的纤维素、木质素不完全降解，最大限度的获取碳源，进一步提高厌氧微生物的产沼能力，使沼气产生高效稳定。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开，属于沼气生产领域，具体步骤为：①菊芋秸秆粗碎成0.8-1.5cm，加沼液调节含水量至65%-75%，加入腐熟菌种发酵48-72h或者不加腐熟菌种60-70℃恒温热解48-72h；②将发酵后的菊芋秸秆：家畜粪便为5-8:3的比例，加入新鲜家畜粪便搅拌；③将混合料投入到厌氧发酵装置中，加入接种物混合均匀；④厌氧发酵；有益之处：本专利技术将菊芋秸秆进行有效预处理，破坏其理化结构，将大分子的纤维素、木质素不完全降解，最大限度的获取碳源，进一步提高厌氧微生物的产沼能力，使沼气产生高效稳定。【专利说明】
本专利技术涉及一种厌氧产沼气的方法，属于沼气生产领域，具体地说是一种以菊芋 秸杆为原料厌氧产沼气的方法。
技术介绍
菊芋是菊科向日葵属宿根性草本植物，又称洋姜、鬼子姜、五星草。其长势强，植株 高大，具有耐寒、耐旱、易于种植等多重优点。菊芋块茎中含有大量糖类物质，总含量可以达 到80-95%，通过生物酶解或者酸解等方式转化成单糖，再用微生物将其转化成生物乙醇，因 此菊芋块茎既可食用，又可通过深加工制成淀粉、菊糖、食品添加剂、保健品等；菊芋叶片中 生物活性物质如绿原酸等含量丰富，所以菊芋是一种不可多得的生态经济型植物。但菊芋 的秸杆结构紧密，各部分的化学成分及纤维形态差异大，其内的纤维素，木质素很难按照常 规方法处理实现高效转化，因此菊芋的秸杆未被有效利用过。本专利技术就是利用菊芋秸杆，将 其进行有效处理后，通过厌氧微生物菌群的代谢活动进行消化分解，产生沼气，其主要成分 是CH4,其次是C02,沼气是可再生的清洁能源，既可作为燃气亦可发电，为世界石化能源日 益枯竭，环境污染严重，需要开发新能源物质的现代做出贡献。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术存在的问题，提供一种以菊芋秸杆为原料厌氧产沼气的方 法，本专利技术提出的技术方案是：将菊芋秸杆粗碎，用沼液调节并加入腐熟菌种发酵，再向其 中加入家畜粪便，搅拌均匀，将混合料投入厌氧发酵装置中，加入接种物混匀，厌氧发酵，收 集气体。 本专利技术的具体步骤为： ① 菊芋秸杆粗碎成0. 8-1. 5cm，加沼液调节含水量至65%-75%，加入腐熟菌种发酵 48-72h或者不加腐熟菌种60-70°C恒温热解48-72h ; ② 将发酵后的菊芋秸杆：家畜粪便为5-8:3的比例，加入新鲜家畜粪便搅拌； ③ 将混合料投入到厌氧发酵装置中，加入接种物混合均匀； ④ 厌氧发酵。 所述的步骤①中腐熟菌种是枯草芽孢杆菌、米曲霉、白腐菌、酿酒酵母菌、黑曲霉。 所述的腐熟菌种中按照重量比例，枯草芽孢杆菌为15-25%、米曲霉为25-35%、白 腐菌5-15%、酿酒酵母菌5-15%、黑曲霉为25-35%。 所述的加入腐熟菌种的量为固液重量的0. 2%-0. 5%。 所述的步骤②中发酵后的菊芋秸杆：家畜粪便为2:1。 所述的步骤②中家畜粪便为牛粪、羊粪、猪粪中的一种或几种混合。 所述的步骤③中接种物的加入量为发酵总体积的8-15%。 所述的接种物为TS%=10%-15%厌氧活性污泥。 所述的步骤④中厌氧发酵的条件是温度为33_37°C，每天搅拌2-5次，转速 110_140rpm，每次 10_20min。 所述的步骤④中厌氧发酵的条件是温度为35°C，每天搅拌3次，转速120rpm，每次 15min〇 所述的步骤③中最后的发酵体系调成TS%=8%。 本专利技术的有益之处是：本专利技术将菊芋秸杆进行粗碎，用沼液调节并加入腐熟菌种 发酵或者恒温热解的预处理方法，破坏菊芋秸杆的理化结构，将大分子的纤维素、木质素不 完全降解，最大限度的获取碳源，并进一步调配合理配比的家畜粪便作为发酵肥料，加入可 再次利用的厌氧活性污泥发酵，使总发酵体系的TS%值达到8%，既环保节能，又有效利用废 物，而且进一步提高了厌氧微生物的产沼能力，使沼气产生高效稳定。 【专利附图】【附图说明】 图1实施例1的厌氧发酵装置内的产气量折线图； 图2实施例1收集到气体中CH4的含量折线图； 图3实施例2的厌氧发酵装置内的产气量折线图； 图4实施例2收集到气体中CH4的含量折线图； 图5实施例3的厌氧发酵装置内的产气量折线图； 图6实施例3收集到气体中CH4的含量折线图； 图7实施例4的厌氧发酵装置内的产气量折线图； 图8实施例4收集到气体中CH4的含量折线图； 图9实施例5的厌氧发酵装置内的产气量折线图； 图10实施例5收集到气体中CH4的含量折线图； 图11实施例6的厌氧发酵装置内的产气量折线图； 图12实施例6收集到气体中CH4的含量折线图。 【具体实施方式】 实施例1 利用氧化降解法测定原料菊芋秸杆TS%为90. 33%，灰分3. 6%，纤维素45. 6%，半纤维素 16. 5%，木质素24. 8% ;取It原料粗碎成0. 8 cm，用沼液喷淋，加入腐熟菌种的量为固液重量 的0. 2%，拌匀，调节含水量65%，恒温发酵48小时，腐熟菌种为枯草芽孢杆菌为15%、米曲霉 为35%、白腐菌15%、酿酒酵母菌5%、黑曲霉为30% ; 测定新鲜牛粪及羊粪TS%为20. 56% ;取处理后的原料386g，加入新鲜牛粪及羊粪193g 混匀； 取所得混合料投入到10L厌氧发酵装置中，加入650mL的TS%=10%的厌氧活性污泥，用 沼液定容至6. 5L ; 33?中温厌氧发酵，每天搅拌2次，转速llOrpm，lOmin/次； 以连续5天每天产气量低于1000mL/d，定为厌氧消化结束。 每天测量厌氧反应器的产气量，结果见图1 ;每三天测定收集到气体的CH4含量， 结果见图2。 实施例2 利用氧化降解法测定原料菊芋秸杆TS%为92. 33%，灰分4. 3%，纤维素47. 6%，半纤维素 13. 5%，木质素25. 8% ;取It原料粗碎成1 cm，用沼液喷淋，加入腐熟菌种的量为固液重量的 0. 3%拌匀，调节含水量70%，恒温发酵60小时，腐熟菌种为枯草芽孢杆菌为20%、米曲霉为 30%、白腐菌10%、酿酒酵母菌15%、黑曲霉为25% ; 测定新鲜牛粪TS%为22. 61% ;取处理后的原料354g，加入新鲜牛粪212g混匀； 取所得混合料投入到10L厌氧发酵装置中，加入975mL的TS%=15%厌氧活性污泥，用沼 液定容至6. 5L ; 35?中温厌氧发酵，每天搅拌3次，转速120rpm，15min/次； 以连续5天每天产气量低于1000mL/d，定为厌氧消化结束。 实施例3 利用氧化降解法测定原料菊芋秸杆TS%为91. 43%，灰分2. 97%，纤维素45. 36%，半纤维 素12. 5%，木质素24. 8% ;取It原料粗碎成1. 2cm，用沼液喷淋，加入腐熟菌种的量为固液重 量的0. 5%拌匀，调节含水量70%，恒温发酵72小时，腐熟菌种是黑曲霉，其中枯草芽孢杆菌 为25%、米曲霉为25%、白腐菌5%、酿酒酵母菌10%、黑曲霉为35% ; 测定新鲜牛粪及猪粪TS%为25. 61% ;取处理后的原料375g，加入新鲜牛粪及猪粪141g 混匀； 取所得混合料投入到10L厌氧发酵装置中，加入833mL的TS%=12. 5%厌氧活性污泥，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种以菊芋秸秆为原料厌氧产沼气的方法，其特征是具体步骤为：①菊芋秸秆粗碎成0.8‑1.5cm，加沼液调节含水量至65%‑75%，加入腐熟菌种发酵48‑72h或者不加腐熟菌种60‑70℃恒温热解48‑72h；②将发酵后的菊芋秸秆：家畜粪便为5‑8:3的比例，加入新鲜家畜粪便搅拌；③将混合料投入到厌氧发酵装置中，加入接种物混合均匀；④厌氧发酵。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：黄俊，万雪梅，
申请(专利权)人：德州齐耀新能源有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37