一种促进牛粪厌氧发酵产沼气的复合配料制造技术

本发明专利技术公开了一种促进牛粪厌氧发酵产沼气的复合配料，属于生物质能源领域。该复合配料包括新鲜牛粪、接种物、溶剂、饱和食盐水和钢渣微粉；所述新鲜牛粪含水率为70％～85％；所述溶剂为沼液，其pH值为7.5～8.5，化学需氧量为19708.8mg/L～20653.6mg/L；所述接种物为沼液与污泥的混合物，其质量比为1～5:1，装桶密封，在26℃～28℃下，驯化8d；所述钢渣微粉为转炉热泼渣、铸余渣、转炉滚筒渣、铁水脱硫渣、电炉热泼渣或电炉滚筒渣。本发明专利技术不仅解决了现有牛粪厌氧发酵产沼气存在发酵启动最慢、效率最低、周期最长的问题，而且实现了废物钢渣再利用，符合绿色环保的要求，具有明显的经济效益和社会效益。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于生物质能源领域，具体涉及一种促进牛粪厌氧发酵产沼气的复合配料。
技术介绍
随着我国现代农业的发展，畜禽养殖废弃物日渐成为环境污染的主要来源之一。随着国务院《农村畜禽养殖环境保护条例》的实施，厌氧消化已成为畜禽粪便无害化处理的综合利用技术途径。厌氧发酵微生物的生长需要一定的营养物质，其中C、N、P与碱环境是沼气发酵微生物生长最重要的要素。钢渣作为炼钢过程中产生的主要副产品，约占粗钢产量的12％～20％，其主要成分包括CaO、MgO、SiO2、FeO等，还有少量的Na2O、P2O5、MnO。作为一种碱性富硅物质的钢渣，是一种潜在的厌氧发酵功能促进剂，利用其含有的P2O5，以及提供的碱环境，能够提高牛粪厌氧发酵的产量与质量，推动我国沼气工程的高效稳定运行，实现工业废料的循环利用，促进生态良性循环、功能优化多样的可持续农业。
技术实现思路
为了解决现有牛粪厌氧发酵产沼气存在发酵启动最慢、效率最低、周期最长的问题，本专利技术利用工业固体废弃物——钢渣微粉促进牛粪厌氧发酵产沼气，以期得到发酵启动快、效率高、周期短的新配料。本专利技术提供了一种促进牛粪厌氧发酵产沼气的复合配料，该配料按重量百分比配方如下：所述新鲜牛粪含水率为70％～85％；所述溶剂为沼液，其pH值为7.5～8.5，化学需氧量为19708.8mg/L～20653.6mg/L；所述接种物为沼液与污泥的混合物，其质量比为1～5:1，装桶密封，在26℃～28℃下，驯化8d；所述钢渣微粉为转炉热泼渣、铸余渣、转炉滚筒渣、铁水脱硫渣、电炉热泼渣或电炉滚筒渣。作为一种优化，所述钢渣微粉的粒径为2.2μm～115.0μm。上述钢渣微粉，其化学成分(以质量百分数计)为SiO2(10.0％～18.0％)、Fe2O3(10.0％～35.0％)、Al2O3(2.0％～12.0％)、CaO(35.0％～55.0％)、MgO(3.0％～7.0％)、P2O5(0.5％～1.0％)、MnO(0.5％～4.0％)、SO3(0.1％～3.0％)和其他(4.0％～9.0％)。本专利技术同时提供了一种促进牛粪厌氧发酵产沼气的方法，包括以下步骤：将新鲜牛粪、接种物、溶剂、饱和食盐水和钢渣微粉进行充分搅拌混合，放入反应器中，反应器与集气装置分别用橡胶塞封口并通过玻璃管与橡胶管密封联通，用塑料瓶作为集水装置，将反应器置于恒温水箱内，调节水箱工作温度30℃～40℃。本专利技术的科学原理：一方面，钢渣微粉作为额外的营养来源，其主要是磷，提供给微生物消化， 使得产甲烷菌处于活性较高的状态，不仅产气量也随之增加，而且产气高峰提前到达。另一方面，钢渣微粉提供了厌氧微生物高效代谢需要的磷，在一定程度上提高了微生物的活性，进而增加了有机物的甲烷转化率。最后，钢渣微粉具有碱性，其含有的Ca、Fe、Mg等元素在有机酸作用下部分溶解，起到缓冲剂的作用，有利于沼气发酵过程中pH值自行调节，保持厌氧发酵的长期稳定高效运行。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：1、本专利技术利用钢渣微粉促进牛粪厌氧发酵产沼气，不仅解决了现有牛粪厌氧发酵产沼气存在发酵启动最慢、效率最低、周期最长的问题，而且进一步降低了成本，提高了市场竞争力，带来了良好的经济效益；2、本专利技术利用钢渣微粉促进牛粪厌氧发酵产沼气，实现了工业废料再利用，符合相关节能环保、循环经济的政策要求。具体实施方式以下结合具体实施例详述本专利技术，但本专利技术不局限于下述实施例。实施例1将新鲜牛粪(56.5％)、接种物(10.0％)、溶剂(25.0％)、饱和食盐水(8.0％)和钢渣微粉(0.5％)进行充分搅拌混合，放入锥形瓶中作为反应器，集气装置为锥形瓶。反应器与集气瓶分别用橡胶塞封口并通过玻璃管与橡胶管密封联通，用小口塑料瓶作为集水装置。将反应器置于恒温数显水箱内，调节水箱工作温度30℃。所述新鲜牛粪为含水率为70％；所述接种物为沼液与污泥的质量比为3:1，装桶密封，在26℃～28℃下，驯化8d；所述溶剂为沼液，其pH值为7.7，化学需氧量为19967.8mg/L；所述钢渣微粉为转炉热泼渣，其粒径为5.48μm～ 104.30μm，化学成分(质量分数)为SiO2(11.06％)、Fe2O3(24.40％)、Al2O3(2.30％)、CaO(46.78％)、MgO(5.75％)、P2O5(0.91％)、MnO(2.19％)、SO3(0.23％)和其他(6.38％)。实施例2将新鲜牛粪(44.8％)、接种物(20.0％)、溶剂(30.0％)、饱和食盐水(5.0％)和钢渣微粉(0.2％)进行充分搅拌混合，放入锥形瓶中作为反应器，集气装置为锥形瓶。反应器与集气瓶分别用橡胶塞封口并通过玻璃管与橡胶管密封联通，用小口塑料瓶作为集水装置。将反应器置于恒温数显水箱内，调节水箱工作温度34℃。所述新鲜牛粪为含水率为80％；所述接种物为沼液与污泥的质量比为5:1，装桶密封，在26℃～28℃下，驯化8d；所述溶剂为沼液，其pH值为7.9，化学需氧量为20349.5mg/L；所述钢渣微粉为铸余渣，其粒径为5.04μm～105.30μm，化学成分(质量分数)为SiO2(14.75％)、Fe2O3(12.92％)、Al2O3(10.97％)、CaO(46.93％)、MgO(3.06％)、P2O5(0.50％)、MnO(1.67％)、SO3(1.26％)和其他(7.94％)。实施例3将新鲜牛粪(39.7％)、接种物(30.0％)、溶剂(20.0％)、饱和食盐水(10.0％)和钢渣微粉(0.3％)进行充分搅拌混合，放入锥形瓶中作为反应器，集气装置为锥形瓶。反应器与集气瓶分别用橡胶塞封口并通过玻璃管与橡胶管密封联通，用小口塑料瓶作为集水装置。将反应器置于恒温数显水箱内，调节水箱工作温度38℃。所述新鲜牛粪为含水率为75％；所述接种物为沼液与污泥的质量比为2:1，装桶密封，在26℃～28℃下，驯化8d；所述溶剂为沼液，其pH值为8.3，化学 需氧量为20512.1mg/L；所述钢渣微粉为转炉滚筒渣，其粒径为2.68μm～92.14μm，化学成分(质量分数)为SiO2(12.31％)、Fe2O3(25.08％)、Al2O3(1.56％)、CaO(47.00％)、MgO(5.61％)、P2O5(0.99％)、MnO(1.80％)、SO3(0.13％)和其他(5.52％)。实施例4将新鲜牛粪(42.6％)、接种物(15.0％)、溶剂(35.0％)、饱和食盐水(7.0％)和钢渣微粉(0.4％)进行充分搅拌混合，放入锥形瓶中作为反应器，集气装置为锥形瓶。反应器与集气瓶分别用橡胶塞封口并通过玻璃管与橡胶管密封联通，用小口塑料瓶作为集水装置。将反应器置于恒温数显水箱内，调节水箱工作温度36℃。所述新鲜牛粪为含水率为85％；所述接种物为沼液与污泥的质量比为1:1，装桶密封，在26℃～28℃下，驯化8d；所述溶剂为沼液，其pH值为8.0，化学需氧量为20123.8mg/L；所述钢渣微粉为铁水脱硫渣，其粒径为4.70μm～90.29μm，化学成分(质量分数)为SiO2(15.32％)、Fe2O3(12.64％)、Al2O3(5.47％)、CaO(51.34％)、MgO(3.47％)、P2O5(0.50％)、MnO(0本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种促进牛粪厌氧发酵产沼气的复合配料，其特征在于，该配料按重量百分比配方如下：所述新鲜牛粪含水率为70％～85％；所述溶剂为沼液，其pH值为7.5～8.5，化学需氧量为19708.8mg/L～20653.6mg/L；所述接种物为沼液与污泥的混合物，其质量比为1～5:1，装桶密封，在26℃～28℃下，驯化8d；所述钢渣微粉为转炉热泼渣、铸余渣、转炉滚筒渣、铁水脱硫渣、电炉热泼渣或电炉滚筒渣。

【技术特征摘要】
1.一种促进牛粪厌氧发酵产沼气的复合配料，其特征在于，该配料按重量百分比配方如下：所述新鲜牛粪含水率为70％～85％；所述溶剂为沼液，其pH值为7.5～8.5，化学需氧量为19708.8mg/L～20653.6mg/L；所述接种物为沼液与污泥的混合物，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：张浩，刘秀玉，宗志芳，
申请(专利权)人：安徽工业大学，
类型：发明
国别省市：安徽;34