[发明专利]一种高效率沼气发酵方法

说明书

技术领域

本发明属于发酵工艺技术领域，具体涉及一种高效率沼气发酵方法。

背景技术

我国是农业废弃物产出量大国，据统计，畜禽粪便排放量每年约40亿吨，其中集约化养殖场的粪便约30亿吨，并以每年10%的速度增长；农作物秸秆7亿多吨，随着我国人口的不断增多，粮食产量逐年增加，相应的秸秆每年总产量以6%的速度增长；这些有机废弃物若不及时处理，不仅污染环境，而且造成资源浪费；

沼气是有机物质在厌氧条件下，经过微生物的发酵作用而生成的一种混合气体；它是一种具有较高热值的可燃性气体，是一种很好的生物质清洁能源；中国沼气建设起步于20世纪七十年代，至今已有40多年的发展史，目前正步入快速发展阶段；

关于沼气厌氧发酵，目前国内外常用的工艺有：干法发酵、湿法发酵；传统的沼气发酵均采用湿法技术，由于湿法技术发酵耗能高、处理干物质的成本高等一系列缺点，限制了其适应的范围和地域；而由于连续性干法沼气发酵工艺太复杂、成本过高，因此未能得到推广；

在有机废弃物的处理工艺上，干法厌氧发酵颠覆了传统湿法厌氧发酵必须将原料和水完全混合的方式，而将发酵原料干物质的浓度提高到15%以上；与湿法厌氧发酵相比，干法厌氧发酵具有产能高、有机负荷高、占地少、污水产生量少等特点而具有巨大的经济和环境效益；但是，目前国内现有干法厌氧发酵工艺主要采用批式中温发酵工艺，批次进出料方式不能实现连续进出料，有机物利用不彻底，发酵产气效率较低，造成系统吨能耗过高，投入与产出比明显增加，经济效益差，未能得到广泛推广。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种高效率沼气发酵方法；

为了达到上述目的，本发明的技术方案如下：

本发明提供一种高效率沼气发酵方法，包括以下步骤：

S1、将有机废弃物粉碎，然后通过螺杆送料机输送至预处理反应器内，向预处理反应器中添加挥发性脂肪酸溶液，然后进行预加热处理；其中，预加热温度为60-80℃，预加热温度为1-5小时；

S2、将上述的步骤S1中处理后的物料输送至发酵池内，发酵池的上部设有喷淋机构，喷淋机构向发酵反应器内的物料上喷淋经超声波破碎后的米曲霉发酵液，发酵池的顶部连接有沼气收集机构，发酵池的底部为弧面结构，发酵池的底部连接有沼液收集机构和沼渣收集机构，沼液收集机构的出口与预处理反应器的进口相连，发酵池的底部铺设有加热机构，加热机构进行发酵加热处理；其中，加热温度为100-160℃，加热时间为25天；

S3、将发酵后的沼渣由沼渣收集机构收集、沼气由沼气收集机构收集、沼液由沼液收集机构收集后回流至预处理反应器内；

本发明相较于现有技术，预处理反应器内对物料进行预加热，缩短预处理时间，预处理后再次进行发酵，提高产气量；

在上述技术方案的基础上，还可做如下改进：

作为优选的方案，上述的预处理反应器由下至上依次设有至少二层处理腔，预处理反应器的左侧设有物料输入通道，物料输入通道分布与处理腔连通，物料输入通道的进口沿预处理反应器的宽度方向分布，预处理反应器的右侧设有物料输出口，处理腔的底板由物料进口至物料出口方向为由高到低倾斜设置，步骤S1中有机废气物分别输送至每一层处理腔内；

其中，预处理反应器由物料进口至物料出口方向的两侧侧壁上设有预处理喷淋机构，预处理喷淋机构与沼液收集机构的出口相连；

采用上述优选的方案，预处理反应器分层设置，提高预处理效率。

具体实施方式

下面详细说明本发明的优选实施方式；

为了达到本发明的目的，在本发明的其中一种实施方式中提供一种高效率沼气发酵方法，包括以下步骤：

S1、将有机废弃物粉碎，然后通过螺杆送料机输送至预处理反应器内，向预处理反应器中添加挥发性脂肪酸溶液，然后进行预加热处理；其中，预加热温度为60-80℃，预加热温度为1-5小时；

S2、将上述的步骤S1中处理后的物料输送至发酵池内，发酵池的上部设有喷淋机构，喷淋机构向发酵反应器内的物料上喷淋经超声波破碎后的米曲霉发酵液，发酵池的顶部连接有沼气收集机构，发酵池的底部为弧面结构，发酵池的底部连接有沼液收集机构和沼渣收集机构，沼液收集机构的出口与预处理反应器的进口相连，发酵池的底部铺设有加热机构，加热机构进行发酵加热处理；其中，加热温度为100-160℃，加热时间为25天；