本发明专利技术公开了一种厌氧干发酵产沼气的方法及其使用的系统，以农作物秸杆为原料，包括预处理和厌氧发酵两个阶段，所述预处理为：将农作物秸秆破碎、气爆后加入0.1～0.2％于农作物秸秆质量的复合菌剂，并补水后进行堆沤处理，然后将堆沤处理后的农作物秸秆与动物粪便混合，使碳氮比为20～30：1，得秸秆粪便混合物，混合后用沼液接种；所述厌氧发酵为：将接种后的秸杆粪便混合物在25～35℃进行厌氧发酵产生沼气。本发明专利技术的厌氧干发酵产沼气的方法，能够有效降解秸秆中纤维素，半纤维素和木质素，达到高产气率效果，防止有机酸过量积累，保证厌氧反应器内温度均衡。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及利用农作物秸杆发酵产沼气的方法和装置，尤其涉及一种厌氧干发酵产沼气的方法及使用的装置。
技术介绍
中国的秸秆资源非常丰富，每年秸秆产量达5. 7 6亿t，占世界秸秆总产量的 20 30%。大量秸秆转向露天焚烧，导致严重的空气污染和资源浪费，研究适用的方法处理利用秸秆，实现其资源化，将成为缓解当今我国面临的“粮食、能源、环境”三大危机的重要途径之一。沼气干发酵是指以固体有机废物为原料，在无流动水的条件下进行沼气发酵的工艺，可以将传统的厌氧消化工艺中固态物含量由低于8%提高到35%以上，一般情况下干物质含量20%左右较为适宜。干发酵不仅提高了池容产气率和池容效率，而且消化后的产品不需脱水即可作为肥料或土壤调节剂使用，简化了操作处理，降低了成本，这些优点引起了国内外研究者对干发酵在处理城市生活垃圾和农林残余物方面的广泛重视。我国在21世纪初开始了大型沼气干发酵研究，目前还处于小试研究阶段。国外对沼气干发酵技术的研究比我国早，整体技术水平较我国领先。从20世纪40年代起，德国、法国和阿尔及利亚就开始运用批量式沼气干发酵技术。20世纪80年代，德国、荷兰、瑞士、布基纳法索、尼日尔等国家对沼气干发酵进行了深入的研究。沼气干发酵法由于其发酵原料为秸秆，秸秆中含有大量的纤维素，半纤维素等不易降解的物质，因此严重影响秸秆发酵产沼气效率。另外沼气发酵中进料的干物质浓度高而导致的进出料难、传热传质不均勻、沼液酸中毒等问题是沼气干发酵的技术难点。
技术实现思路
本专利技术旨在克服以上现有技术存在的不足，提供一种有效降解秸杆中的纤维素， 提高产气率的厌氧干发酵产沼气的方法。本专利技术的另一目的是提供一种厌氧干发酵产沼气系统。本专利技术所述的厌氧干发酵产沼气的方法以农作物秸杆为原料，包括预处理和厌氧发酵两个阶段。所述预处理为将农作物秸杆破碎、气爆后加入0. 1 0. 2%于农作物秸杆质量的复合菌剂，并补水使混合物中水的质量百分数为60 70%后堆怄3 5天，然后将堆怄处理后的农作物秸杆与动物粪便混合，使碳氮比为20 30 :1，最好是25 1得秸杆粪便混合物，混合后用沼液接种，沼液接种量为秸杆粪便混合物质量的20%，沼液接种后通过补加水调整秸杆粪便混合物中水的质量分数80%。所述厌氧发酵为将接种后的秸杆粪便混合物在25 35°C进行厌氧发酵产生沼气，以四 31 °C为宜，最好是保持30°C左右，在厌氧发酵过程中，并且通过厌氧反应器的循环水加热锅炉保持秸杆粪便混合物的维持厌氧发酵温度，循环水加热锅炉所使用的燃料为厌氧反应器中产生的沼气，厌氧发酵过程中产生的沼渣经板框压滤机过滤后，脱水沼渣回收作为农田肥料，沼液用于秸杆粪便混合物接种，从而实现沼液的循环利用。优选地，动物粪便与农作物秸杆的质量比为1 :1，混合物的碳氮比为25 1时发酵效果最佳。进一步地，在厌氧发酵过程中，采用回流的方式对厌氧反应器内的物料进行搅拌， 在反应器启动初期和运行稳定期，采用不同的回流强度和回流间歇时间，保证猪粪与秸秆混合物的达到较高产气率水平。在产气初期(1-6天)，每隔30min启动回流泵对反应器内的混合物搅拌lOmin。在产气旺盛期(7-20天)每隔Ih启动回流泵对反应器内的混合物搅拌5min。采用此搅拌方式，能够有效防止有机酸过量积累。所述的农作物秸杆为玉米杆、麦杆或稻杆中的一种或几种；所述的动物粪便为猪粪；预处理过程中所加的水为粪水、池塘水、河水、自来水或井水中的一种或几种，各种水的 pH值均为6. 5 7. 5。所述的复合菌剂中的各菌株组成及各菌株的细胞数在复合菌剂总的细胞数中的百分含量为发酵噬纤维菌8-15%、溶纸棱菌25-30%、巴氏甲烷八叠球菌15-25%、伍氏醋酸杆菌5-10%、产黄纤维素单胞菌2-5%、溶纤维丁酸弧菌4-10%、产纤维二糖棱菌3-5%、白蚁梭菌1_5%、沃尔夫伴生单胞菌10-15%。本专利技术的产沼气方法所使用的厌氧干发酵产沼气系统，包括粪便贮罐、混合罐和厌氧反应器；所述粪便贮罐通过管道和混合罐连通，并且粪便贮罐和混合罐之间设置有第一输送泵；所述混合罐通过管道与厌氧反应器连通，并且混合罐与厌氧反应器之间设置有第二输送泵；厌氧反应器外部设置有循环水加热锅炉，厌氧反应器底端设置有回流液出口和沼渣排出口，回流液出口通过回流泵与厌氧反应器的进料口连通，沼渣排放口与沼渣存放池连接，沼渣存放池通过输送输送管道连接板框压滤机，沼渣存放池与接板框压滤机之间设置有第三输送泵；板框压滤机还通过输送管道与混合罐连通，板框压滤机与混合罐之间设置有第四输送泵，使混合罐、第二输送泵、厌氧反应器、沼渣存放池、第三输送泵、板框压滤机、第四输送泵形成一个闭合回路。本专利技术的有益效果如下1、发酵预处理中将气爆后的秸秆利用复合菌剂堆怄处理，能够有效降解秸秆中纤维素，达到高产气率效果。2、设计固体进料浓度为20%左右，在此浓度下，可以利用泵将秸秆猪粪混合物通入厌氧反应器中，同时利用重力排走多余沼渣，维持系统物料平衡。3、通过每天定时沼液回流，保证厌氧反应器内物料混合均勻，防止有机酸过量积累ο4、利用锅炉外循环水，维持厌氧反应器温度在30摄氏度左右，同时由于沼液回流作用，保证厌氧反应器内温度均衡。附图说明图1本专利技术所述的厌氧干发酵产沼气的方法的流程图； 图2为本专利技术所述的厌氧干发酵产沼气的系统图。图中标记示意为1-粪便贮罐、2-混合罐、3-厌氧反应器、4-板框压滤机、5-沼渣存放池、6-循环水加热锅炉、7-第四输送泵、8-回流泵、9-第二输送泵、10-第一输送泵、 11-第三输送泵。具体实施例方式实施例1本实施例所述的厌氧干发酵产沼气的方法以农作物秸杆为原料，包括预处理和厌氧发酵两个阶段。所述预处理为将玉米秸杆破碎、气爆后加入0. 于玉米秸杆质量的复合菌剂， 并补水使混合物中水的质量百分数为60%后堆怄4天，然后将堆怄处理后的玉米秸杆与猪粪混合，使碳氮比为20 1得秸杆粪便混合物，混合后用沼液接种，沼液接种量为秸杆粪便混合物质量的20%，沼液接种后通过补加水调整秸杆粪便混合物中水的质量分数80%。所述厌氧发酵为将接种后的秸杆粪便混合物在25°C进行厌氧发酵产生沼气，厌氧发酵过程中产生的沼渣经板框压滤机过滤后，脱水沼渣回收作为农田肥料，沼液用于秸杆粪便混合物接种，从而实现沼液的循环利用。所述的复合菌剂中的各菌株组成及各菌株的细胞数在复合菌剂总的细胞数中的百分含量为发酵噬纤维菌8%、溶纸棱菌30%、巴氏甲烷八叠球菌15%、伍氏醋酸杆菌10%、产黄纤维素单胞菌5%、溶纤维丁酸弧菌4%、产纤维二糖棱菌5%、白蚁梭菌1%、沃尔夫伴生单胞菌 15% ο在厌氧发酵过程中，采用回流的方式对厌氧反应器内的物料进行搅拌，在反应器启动初期和运行稳定期，采用不同的回流强度和回流间歇时间，保证猪粪与秸秆混合物的达到较高产气率水平。在产气初期(1-6天)，每隔30min启动回流泵对反应器内的混合物搅拌lOmin。在产气旺盛期(7-20天)每隔Ih启动回流泵对反应器内的混合物搅拌5min。 采用此搅拌方式，能够有效防止有机酸过量积累。本专利技术的产沼气方法所使用的厌氧干发酵产沼气系统，包括粪便贮罐1、混合罐2 和厌氧反应器3 ；粪便贮罐1通过管道和混合罐2连通，并且粪便贮罐1和混合罐2之间设本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种厌氧干发酵产沼气的方法，以农作物秸杆为原料，包括预处理和厌氧发酵两个阶段，其特征在于：所述预处理为：将农作物秸杆破碎、气爆后加入０．１～０．２％于农作物秸杆质量的复合菌剂，并补水后进行堆沤处理，然后将堆沤处理后的农作物秸杆与动物粪便混合，使碳氮比为２０～３０：１，得秸杆粪便混合物，混合后用沼液接种；所述厌氧发酵为：将接种后的秸杆粪便混合物在２５～３５℃进行厌氧发酵产生沼气。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：龙涛，俞建中，赵雪锋，王欣，
申请(专利权)人：无锡丰陆环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：32
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