[发明专利]一种牛粪与预处理玉米秸秆联合消化提高沼气产量的方法

说明书

本发明涉及一种不同物料间联合厌氧消化高效产沼气的技术方法，属于农业废弃物资源化利用领域，所要解决的问题是提供一种提高沼气产量的方法，本发明首先将玉米秸秆粉碎，高温高压条件下将玉米秸秆高压处理10‑20min；其次在35℃条件下，将高压处理后的秸秆浸泡在7g·L^‑1的NaOH溶液中3h；最后在35℃条件下将处理后的玉米秸秆用沼液浸泡2‑4d。将所得预处理的秸秆物料与牛粪按质量比3:1比例混合均匀，调节pH值，加入30％的活性厌氧污泥，加水稀释到TS8％左右进行中温联合厌氧消化。与秸秆、牛粪等单一物料相比，本发明能够显著缩短秸秆预处理和厌氧消化的发酵周期，产气效率明显提高，甲烷含量显著上升。

技术领域

本发明属于农业废弃物资源化利用领域，涉及一种不同物料间联合厌氧消化提高沼气产量的方法。

背景技术

随着社会发展和人们生活水平的不断提高，能源危机和环境污染已成为影响我国社会进步的重要因素。利用厌氧消化技术将畜禽粪便及农作物秸秆转化成生物燃气不仅可以缓解我国面临的资源、能源危机，而且解决了大量畜禽粪便及农作物秸秆随意处置所引发的环境污染问题。在以微生物转化为核心的厌氧消化技术中，两种或两种以上基质的联合厌氧消化技术，不仅具有提高生物基质的产气量，维持系统的稳定性，稀释有毒化学物质，保证系统营养平衡等优点，而且发酵后残余物处理方便，可直接用作有机肥，不存在二次污染问题。随着我国畜禽粪便及秸秆量的不断增加以及环境污染的不断加剧，联合厌氧消化技术符合我国环境污染治理与资源化利用的技术需求。

早在1980年，Hills等首次进行了牛粪和大麦秸秆联合厌氧消化试验，结果表明加入牛粪后，大麦秸秆的厌氧消化效率显著提高，此后，联合厌氧消化技术被逐渐引入到沼气发酵产业中。魏珞宇等在35℃和TS为8％的条件下，研究奶牛粪、肉牛粪与稻草、玉米秸秆、麦秆分别在五种不同配比下混合发酵的产气效果，试验结果表明：稻草、玉米秸秆、麦秆与奶牛粪、肉牛粪混合发酵时，混合配比决定着总产量与甲烷含量，且与发酵周期的长短有关。另外，pH值对厌氧发酵也有重要影响。楚莉莉等研究不同配比猪粪与小麦秸秆混合厌氧发酵的产气特性，结果表明：在厌氧消化过程中，合理调控猪粪与小麦秸秆的配比，既能提高小麦秸秆的产气量，又能缩短猪粪的产气周期，降低硫化氢体积分数。李芳等研究猪粪、牛粪与玉米秸秆混合原料厌氧发酵的最佳工艺条件，结果表明：在单因素试验中，当猪粪与牛粪混合比例为1:1，粪秸秆秆比为1:1.86及总固体质量分数为11％时，累积产气量均较高。猪粪、牛粪与玉米秸秆混合厌氧发酵的最佳工艺条件为：猪粪与牛粪混合比例为1.06:1、粪秸秆比为2.94:1、总固体质量分数为10.68％、总固体质量为74.76g，在猪粪、牛粪与玉米秸秆混合厌氧发酵的最佳工艺下，累积产气量可达17170mL。为了解决现有生产沼气方法中存在的发酵周期长，产气效率低，甲烷含量不高的问题，提供一种牛粪与预处理的玉米秸秆联合消化提高沼气产量的方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种牛粪与预处理的玉米秸秆联合消化提高沼气产量的方法，产气量高，其用240g玉米秸秆(以TS计)和80g牛粪(以TS计)，5天内最高产沼气569mL；10天内最高产沼气3641mL；20天内至少产沼气12540mL；40天内至少产沼气22000mL；60天内最高可产沼气27272mL，比未预处理的产气量提高50％以上。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：