【技术实现步骤摘要】
一种全量化收集养殖粪污的高负荷厌氧发酵产沼气方法
本专利技术属于沼气发酵
,具体涉及一种全量化收集养殖粪污的高负荷厌氧发酵产沼气方法。
技术介绍
我国规模化畜禽养殖业的迅猛发展,为保障国内肉蛋奶的稳定供应做出了重大贡献;与此同时,每年也产生了不少于30亿吨养殖废弃物,其中大量的养殖粪污未得到科学的无害化处理或资源化利用,由此产生一系列的农村面源污染问题和环境整治难题,不但浪费了大量废弃物资源,还严重破坏了农村生态环境。目前,沼气厌氧发酵是规模化畜禽养殖粪污资源化利用的主流技术,也是工程化应用最为成熟的技术之一。近年来,随着养殖业的规模化发展以及限养区的划分,催生了养殖密集区的快速形成,区域范围内畜禽养殖粪污的第三方集中处理模式已逐渐成为我国畜禽养殖粪污治理整县推进过程中重要组成部分,因此,针对畜禽养殖粪便和污水进行全量化收集、储存和转运而获得养殖粪污已经成为超大型沼气工程的发酵原料。但是,全量化养殖粪污在收储运过程中易发生水解,不仅会产生大量小分子挥发性脂肪酸,即小分子挥发性脂肪酸浓度≥10000mg/L,而且氨氮浓度也很高,达到3500mg/L左右。其中:小分子挥发性脂肪酸包括产甲烷的前体物质乙酸,以及在较低浓度即能抑制产甲烷菌活性的丙酸、丁酸和戊酸等,后三者占比在45-50%、且丙酸浓度占比30-40%;全量化养殖粪污的上述特性使得沼气发酵系统面临酸累积和游离氨的双重抑制。这是与传统养殖粪便厌氧发酵易受游离氨抑制最大的区别。针对上述问题,本专利技术提供一种全量化收集养殖粪污的高负荷厌 ...
【技术保护点】
1.一种全量化收集养殖粪污的高负荷厌氧发酵产沼气方法,包括下列内容:/n(1)、以全量化收集养殖粪污为发酵原料,与改性生物炭按40-50﹕1.2-3的比例混合,并以300-500rpm/min转速搅拌15-20min后,输送至沼气发酵系统中,期间缓慢添加0.03-0.08倍发酵原料的复合厌氧菌群直至沼气发酵系统稳定运行,停止添加复合厌氧菌群,进行连续湿法厌氧发酵制备沼气;/n(2)、按照梯度提升厌氧发酵有机负荷率的方式将含改性生物炭的发酵原料添加到沼气发酵系统中,直至有机进料负荷率达到最高允许值,随后按照最高有机负荷率进料进行厌氧发酵制备沼气;每天监测沼气发酵系统的pH值、小分子挥发酸(VFA)浓度、碳酸氢盐碱度(TIC)、乙酸(A)浓度、丙酸(P)浓度、氨氮(NH
【技术特征摘要】
1.一种全量化收集养殖粪污的高负荷厌氧发酵产沼气方法,包括下列内容:
(1)、以全量化收集养殖粪污为发酵原料,与改性生物炭按40-50﹕1.2-3的比例混合,并以300-500rpm/min转速搅拌15-20min后,输送至沼气发酵系统中,期间缓慢添加0.03-0.08倍发酵原料的复合厌氧菌群直至沼气发酵系统稳定运行,停止添加复合厌氧菌群,进行连续湿法厌氧发酵制备沼气;
(2)、按照梯度提升厌氧发酵有机负荷率的方式将含改性生物炭的发酵原料添加到沼气发酵系统中,直至有机进料负荷率达到最高允许值,随后按照最高有机负荷率进料进行厌氧发酵制备沼气;每天监测沼气发酵系统的pH值、小分子挥发酸(VFA)浓度、碳酸氢盐碱度(TIC)、乙酸(A)浓度、丙酸(P)浓度、氨氮(NH4+-N)浓度和甲烷浓度(CH4%)。
2.如权利要求1所述一种全量化收集养殖粪污的高负荷厌氧发酵产沼气方法,其特征在于:所述全量化收集养殖粪污为以县域为单位,将县域内各养殖场的养殖粪便和污水采用全量收集、储存、转运模式下的养殖粪污,其固形物浓度不低于6%,小分子挥发酸浓度不低于8000mg/L,氨氮浓度在3500-4500mg/L;且在储存过程需添加粪污总量0.1%-0.5%的储存添加剂,防止粪污细菌以及异味对环境造成污染;所述储存添加剂的材料及制备方法为:以质量比为1﹕3-5﹕1-3的天然提取液、微生物菌群、多孔植物粉为原料,先将天然提取液与多孔植物粉混合搅拌4-6h,然后加入微生物菌群,密闭厌氧发酵12-24h。
3.如权利要求2所述一种全量化收集养殖粪污的高负荷厌氧发酵产沼气方法,其特征在于:所述天然提取液为以质量比为1﹕3﹕2﹕1﹕1﹕2﹕4﹕2的菊花、兰花、栀子花、桂花、腊梅、茉莉、柠檬、蔷薇为原料混合提取制备而成,具体下:(1)取上述质量的菊花、兰花、栀子花、桂花混合研磨成颗粒度小于100μm的粉末,加入20-30倍的水,武火煮沸后关火密封保存12-15h,过滤,再次加入20-30倍的水煎煮2-4h,过滤,合并滤液,得提取液a;(2)取上述腊梅、茉莉、柠檬、蔷薇混合研磨成颗粒度小于100μm的粉末,加入步骤(1)制得的提取液a,武火煎煮1-2h后切换文火煎煮12-24h过滤,即得天然提取液。
4.如权利要求2所述一种全量化收集养殖粪污的高负荷厌氧发酵产沼气方法,其特征在于:所述微生物菌群为以质量比1﹕1-3﹕2-3﹕2-5的地衣芽孢杆菌、丁酸梭菌、植物乳杆菌、鼠李糖乳杆菌的混合菌种,经接种、72-96h联合发酵制成。
5.如权利要求2所述一种全量化收集养殖粪污的高负荷厌氧发酵产沼气方法,其特征在于:所述多孔植物粉为以质量比1﹕1-3﹕3-7的去粒玉米棒、苦槠壳、核桃壳混合物为原料,经研磨粉碎至200μm以内,然后放入400-500℃的煅烧炉中高温厌氧炭化2.5-3.5h,自然冷却至常温即可。
6.如权利要求1所述一种全量化收集养殖粪污的高负荷厌氧发酵产沼气方法,其特征在于:所述改性生物炭比表面积大于300m2/g,其投加量为发酵原料日进料量的TS比为0.4-1%;具体制备如下:以质量计算的秸秆类...
【专利技术属性】
技术研发人员:陈柳萌,桂伦,孙永明,孔晓英,陈莎莎,程杏宇,姚健,李连华,李颖,龙云,吁安,
申请(专利权)人:江西省农业科学院农业应用微生物研究所江西省农村能源研究中心,中国科学院广州能源研究所,
类型:发明
国别省市:江西;36
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