[发明专利]一种固体废弃物发酵产气的方法

说明书

技术领域

     本发明涉及一种固体废气物发酵产气的方法，属于沼气发酵领域。

背景技术

     厌氧发酵是在无氧条件下，由兼性厌氧菌和专性厌氧菌联合降解有机物，最终形成二氧化碳和甲烷等气体的过程。目前多数人支持沼气发酵三阶段理论，第一阶段为水解液化阶段，这个阶段兼性厌氧菌和发酵性细菌将原料中的大分子水（如纤维素等）解成可溶性的有机酸和醇类。第二阶段为酸化阶段，产氢产乙酸菌将第一阶段生成的有机酸和醇继续分解成简单有机酸，同时生成氢气和二氧化碳。第三阶段为产甲烷阶段，产甲烷菌将第二

阶段生成的小分子物质转化为甲烷和二氧化碳。

     传统的沼气发酵采用湿式发酵技术，其耗能高、处理干物质的成本高，限制了其适用

范围和地域。干法发酵工艺复杂、成本过高，也难得到推广。同时，传统的沼气工艺产气不稳定，产气率不高，木质纤维素降解不完全，发酵后的沼渣需要经过复杂的处理之后才能再利用。

     中国专利申请200810233329.7“管道式沼气发生装置”中公开的装置由于浮渣容易结壳且难于破碎，导致发酵原料的利用率低下，造成沼气气压不高，影响了沼气纯度，也不易于降低硫化氢气体的浓度；专利申请200910114380.0“高效生产沼气的方法及其装置”中公开的内容中发酵原料相对于前者有所提高，但对于木质纤维素含量高的农村固体废弃

物的降解效率也不高。

发明内容

     本发明旨在克服传统发酵工艺产气率不高、木质纤维素降解率低、在低温以及其他不利条件下产气量少、产气不连续等问题，提供一种高效、经济、环保的固体废弃物发酵产气方法，这是一种利用加电压方式高效降解固体废弃物的方法。

     本发明目的通过如下方法得以实现：

预处理：首先取一定量的固体废弃物（城市固体废弃物、禽畜粪便、农作物秸秆）风干

至含水量小于1%，并测定其物理指标，然后粉碎，无粒度要求，于干燥处保存备用；

配料发酵：将预处理后的固体废弃物与沼液混合搅拌均匀，固体废弃物质量与沼液添加质量之比为15%～90%，调节PH值至6.8～7.4，混合完毕后混合物含水率为10%～40%，在电压为-2.5V～2.5V，温度为10℃～55℃条件下进行发酵；

在发酵开始的第一天开始收集沼气，即得到所需沼气。

    本发明中所述沼液是用固体废弃物和下水道污泥为原料，并按固体废弃物与下水道污泥的质量比为15%-90%将两者混合均匀，混合物在含水率为10%-40%，10℃～55℃下发酵驯化20～50天后制备而成的，驯化过程中每隔15天投料一次，投加的是固体废弃物，且投入量为沼液配制时使用固体废弃物质量的0.5～1倍。所述下水道污泥取自城市下水道中的污泥。

    本发明中所述沼液制备中固体废弃物和下水道污泥按固体废弃物：污泥为15%～90%的质量比例混合。

     本发明中所述固体废弃物为城市固体废弃物、禽畜粪便、农作物秸秆中一种或几种的任意比混合物。城市固体废弃物为居民生活垃圾，人粪便、变质食品等人类活动中产生的废弃物。

    本发明的原理如下：

木质纤维素结构复杂，是难以降解的大分子物质，但是在加电压的情况下，发酵罐内的电极板影响了底物中的带电粒子以及微生物的自由运动状态，促使微生物生长的同时也加快了有机物降解过程中的电子传递，从而加快了木质纤维素化学结构中键的断裂，进而

加快木质纤维素的降解。

在加电压的情况下，发酵罐内形成了一个微型电场，使得带电的粒子大量聚集在通电极板的周围，这些微粒子也包括微生物菌体，这使得带点粒子和微生物菌体充分接触，提高了微生物降解效率，同时微电场的形成也在一定程度上对木质纤维素过渡到带电物质起

到了加速作用。

     相对于现有技术，本发明的优点如下：

     本发明利用电助发酵主要解决了固体废弃物（城市固体废弃物、禽畜粪便、农作物秸秆）木质纤维素降解率低的问题，同时也解决了在低温条件以及其他不利条件下厌氧发酵产气少、产气不连续等问题，大大提高了固体废物在厌氧发酵中的降解效率及其产沼气的效率，同时固体废物中有机物的完全分解也使得沼渣的再利用更加容易，且本发明方法简单，易操作，能够在较低温度下实现发酵，且产气连续稳定，发现使用本发明方法产气量平均提高30%，一次加料后连续产气能维持平均70天。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步详细说明，但本发明保护范围不局限于所述内容。