[发明专利]厌氧发酵预处理方法

说明书

厌氧发酵预处理方法，属于可再生能源开发利用领域。包含下面所述步骤：稻②稻秆在水解池中采用沼液回流曝气处理后进入发酵罐进行厌氧发酵；病死猪采用高温消解进行无害化处理，其出料进入匀浆池，与养殖粪污混合后，预热进入发酵罐进行厌氧发酵。本发明对稻秆进行沼液回流曝气处理后，促进稻秆充分溶胀和软化，使其在发酵罐内不易漂浮结壳，提高了稻秆的产甲烷速率，且周期短、产率高。本发明将病死猪作为原料，经高温消解后，产甲烷能力强。

技术领域

本发明属于可再生能源开发利用领域，具体属于一种多种原料混合厌氧发酵的预处理方法。

背景技术

随着人类对可持续发展和保护地球环境的日益重视，生物质资源的开发利用引起了广泛关注，其厌氧发酵产生沼气作为一种重要途径越来越受到人们的关注。沼气是有机物质在厌氧条件，经过微生物的发酵作用而生成的一种混合气体，在处理固废方面，厌氧生物处理技术主要处理对象为高含水率的易生物降解原料，如下水道污泥、畜禽粪便等。而稻秆作为农业生产中数量最大的副产品也是厌氧生物处理技术的主要对象。但由于稻秆由木质素、纤维素、半纤维素、果胶和蜡质等化合物成，且质轻蓬松，导致其厌氧发酵过程中经常出现漂浮结壳的问题，分解速度慢，产气周期长，转化效率低。长期以来，人们一直在不停的探索破解上述难题的技术途径，有的使用物理方法，有的使用化学方法，还有的使用生物方法，但由于受经济性的制约，上述方法很难投入实际工程应用。随着人类对开发利用生物质能需求的日益增加，如何寻求上述问题的突破已经成为一处亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是针对上面所述缺陷，提供一种厌氧发酵预处理方法，该方法能有效解决稻秆厌氧发酵过程中出现的漂浮结壳问题，加快分解速度，缩短产气周期，提高沼气转化效率。

本发明的目的是通过以下技术方法予以解决的。

厌氧发酵预处理方法，其特征在于，包含下面所述步骤：

①稻②稻秆在水解池中采用沼液回流曝气处理后进入发酵罐进行厌氧发酵；

②病死猪采用高温消解进行无害化处理，其出料进入匀浆池，与养殖粪污混合后，预热进入发酵罐进行厌氧发酵。

步骤①中所述沼液回流曝气处理为：稻秆粉碎粒径至＜20mm，曝气温度为35℃，曝气开闭时间为15min，曝气风量为150Nm³空气/h，压力为500mbar。

步骤①中所述水解池内m稻秆∶m沼液＝1∶9。

步骤①中所述沼液回流曝气处理每小时搅拌5min，搅拌速度为20rpm，曝气处理12小时。

步骤①中所述稻秆含水量＜20%。

步骤②中无害化处理病死猪为：连续24小时的高温环境实现灭活病原体，利用芽孢杆菌分解脂肪酶，蛋白质酶降解有机物。

步骤②中无害化处理病死猪过程中锯末添加量为病死猪重量的20%，菌种添加量为病死猪重量的0.2%。

本发明的有益效果是：⒈本发明对稻秆进行沼液回流曝气处理后，纤维表面结构中的部分半纤维素和中性可溶成分被溶出，进而引起纤维结构的局部崩解，破坏稻秆结构中木质素的包裹，促进稻秆充分溶胀和软化，使其在发酵罐内不易漂浮结壳，提高了稻秆的产甲烷速率，且周期短、产率高。⒉本发明将病死猪作为原料，经高温消解后，出料平均产率约为72.06%，且该出料的单位物料产甲烷量为277.8ml CH₄/gVS，产甲烷能力强。⒊本发明方法简单，适应性强，操作简便，达到了进料浓度不低于10%的技术目标，可实现连续式、大批量、自动化生产加工，大幅度提高甲烷的生产效率，降低生产成本，提高产量，提高经济效益的目的，便于推广利用。

附图说明

图1为本发明发酵物料预处理工艺流程图。

图2为本发明稻秆粒径对产甲烷速率的影响图。