[发明专利]一种增加沼气产量并提高甲烷含量的方法

说明书

技术领域

本发明属于农业生物环境与能源工程领域，更具体是设计一种增加沼气产量并提高甲烷含量的方法。

背景技术

截至2009年，我国规模化养殖场鸡粪排放量为1.26亿吨，沼气生产潜力为101.3亿立方米。鸡粪中含有饲料中未被消化的35％的氮和16％的磷，如处理不当将导致持久污染。

厌氧消化技术被长期应用于畜禽粪便处理，在处理畜禽粪便带来污染的同时获得沼气。鸡粪属于高氮原料，在长期运行的高氮原料厌氧消化体系中氨氮浓度会逐渐升高形成氨氮抑制作用。目前鸡粪厌氧消化主要通过多原料混合厌氧消化的方式调节碳氮比例。多原料混合厌氧消化操作和过程控制较为复杂，对于厌氧消化原料较为单一的大型养鸡场较难应用。

生物炭是生物质在完全或部分缺氧的条件下经热裂解、炭化产生的一类高度芳香化、难溶性的固态物质。生物炭富含有机碳，可以增加土壤有机碳含量。现有研究表明生物炭施入土壤后可以选择性地吸附多种离子，对吸附作用较强。一部分专家认为生物炭巨大的比表面积及对离子的吸附作用为土壤微生物提供了良好的栖息环境，可富集微生物群落。

发明内容

本发明公开了一种增加沼气产量并提高甲烷含量的方法，目的在对新鲜鸡粪中添加一定量的生物炭和接种物制备物料，将搅拌均匀的物料与自来水按 一定比例混合，制备料液，并对料液进行厌氧消化工艺处理，由料液产生沼气，经测试，沼气产量增加并提高沼气中甲烷含量。

本发明所采取的技术方案是对鸡粪经行预处理，主要清除鸡粪中鸡毛和大块的砂石，然后并以合适粒径的生物炭和接种量添加到鸡粪中，制成鸡粪混合物；对鸡粪混合物添加清水，搅拌成料液，在35±1℃的条件下对料液进行厌氧消化处理，使沼气产量增加及所产沼气中甲烷含量显著提高。

本发明公开了一种增加沼气产量并提高甲烷含量的方法，是按下列步骤操作的：(1)对新鲜鸡粪进行除鸡毛、砂石等大的杂物的预处理并备用；(2)选取经过550℃厌氧条件下制备的木质生物炭，其固定碳含量约为80％～90％，进行粉碎处理，粉碎后取粒径0.3～0.45mm的生物炭粒备用；(3)接种物为取自污水处理厂正常运行的厌氧池中的底泥；(4)制备物料，取备用的新鲜鸡粪、生物炭和接种物，三者各占总量物料的70％、5％和25％，将新鲜鸡粪、生物炭和接种物进行充分混合，备用；(5)制备厌氧消化料液，按自来水与物料各占85％和15％的比例，进行配比料液，将制备的料液温度保持在35±1℃，进行厌氧消化工艺处理，对所产的沼气经行收集。运用本发明所提供的技术方案，增加了沼气的产量和提高了沼气中甲烷含量。

本发明所采取的技术方案操作简单，污染少，增加了沼气的产量和提高了沼气中甲烷含量。

附图说明

图1为本发明生产沼气流程示意图

图2为本发明沼气物料中各物质的配比

图3为本发明沼气料液中水和物料的配比

图4为本发明中生物炭的选择要求

具体实施方式

新鲜鸡粪取自陕西省杨凌示范区某养鸡场，总固体含量为25％～35％，手工剔除鸡毛和大的杂物，用自封袋封好后放置于4℃冰箱中冷藏备用。

如图4，生物炭取自陕西亿鑫生物能源科技开发有限公司，以果园废弃果木于550℃厌氧条件下制备的木质生物炭，总固体含量≥95％，固定碳含量为80％～90％。粉碎后取粒径0.3～0.45mm的生物炭粉末备用。

接种物取自污水处理厂正常运行的厌氧池中的底泥，并备用。

如图2所示，将制取的新鲜鸡粪、生物炭和接种物按图中的比例要求进行制备物料，并对物料进行充分搅拌，并备用。

如图3所示，将制备的物料与自来水按比例要求配制料液，搅拌均匀，备用。

将制备的料液进行厌氧消化处理，温度保持在35±1℃，进行收集沼气，收集到的沼气与没有添加生物炭颗粒的对照组相比，沼气产量提高了45.24％，且提高了沼气中的甲烷含量。