[发明专利]厌氧消化纤维和废弃油脂两级联合厌氧发酵产沼气的方法

说明书

本发明属于生物质能应用领域，具体涉及一种厌氧消化纤维和废弃油脂两级联合厌氧发酵产沼气的方法，包括如下步骤：（1）厌氧消化纤维采用乙酸和氨水预处理；（2）将厌氧消化污泥、脂肪降解菌添加至基础培养基中，作为厌氧发酵菌种；（3）将预处理过的厌氧消化纤维和厌氧发酵菌种混合后添加无机介质得到混合物；（4）向混合物中添加活性炭并充分混合得到最终混合物；（5）清洗沼气池，并抽出沼气池内液体；（6）向沼气池内投入最终混合物、废弃油脂和添加剂；（7）取可燃性燃料，置于容器内，点燃后将容器丢入沼气池；（8）在燃料燃烧时，将沼气池盖合上，进行密封处理。本发明充分利用了厌氧消化纤维和废弃油脂，且产气量大，产气速率快。

技术领域

本发明属于生物质能应用领域，具体涉及一种厌氧消化纤维和废弃油脂两级联合厌氧发酵产沼气的方法。

背景技术

沼气主要是利用动物粪便、秸秆、工业有机废物、城市生活垃圾等有机物通过微生物厌氧消化技术生产，所产生的沼气中所含的主要成分甲烷占其总量的40-80％。每立方米沼气完全燃烧相当于0.7kg标准煤燃烧所产生的热量，因此沼气是一种重要的可再生生物质能源。其中，作物秸秆、瓜果蔬菜等废弃物是厌氧发酵生产沼气的好原料，碳水化合物含量高，原料易得，但是氮含量少，因此，厌氧发酵时的甲烷含量只有50％左右，直接降低了沼气提纯或发电的效率。公开号为CN104328142A的中国专利提供了一种农作物秸秆与蔬菜废物高固体混合发酵生产沼气的方法。直接将蔬菜和处理后的秸秆进行混合发酵，虽然在产气效率方面有所提高，但仍未解决产气效率低的问题。公开号为CN108546729A的中国发明专利公开了一种厌氧发酵生产沼气的方法，通过两次发酵生产沼气，其沼气产率和产气速率虽然有所提升，但步骤繁琐，不适合实际应用。

为了提高能源品质，目前已有研究利用厌氧发酵手段生产挥发性脂肪酸，以挥发性脂肪酸为中介制取高值化烃类能源。挥发性脂肪酸生产周期短，产量高，但存在木质纤维素利用率低的特点，其主要降解了半纤维素，导致大量富含纤维素的沼渣产生，此类沼渣称为厌氧消化纤维。将厌氧消化纤维用于进一步生产沼气，不但提供了挥发性脂肪酸生产中大量沼渣利用的新途径，而且也实现了生物质资源的全效利用。目前鲜有文献报道厌氧消化纤维进一步产沼气的方法。

餐饮业、屠宰场和肉制品加工厂等产生的废水中富含有易生物降解的有机物和难生物降解的油脂，其中餐厅厨房垃圾中富含各种动植物油脂，目前国内外对此类废弃油脂资源化利用的方式主要有两种：一是将其从餐厨垃圾中分离后提炼成生物柴油，但是生物柴油生产工艺繁琐、流程复杂，应用中难以推广；直接厌氧发酵产沼气因其流程简单而受到越来越多的关注，但是直接厌氧发酵由于油脂的水溶性差，易于造成发酵周期长；油脂代谢的中间产物长链脂肪酸常常会在系统内累积，对厌氧微生物产生抑制效应，特别是UASB厌氧消化反应器中，易造成厌氧消化系统崩溃。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种厌氧消化纤维和废弃油脂两级联合厌氧发酵产沼气的方法，该方法产气量大，产气速率快，且充分利用了厌氧消化纤维和废弃油脂资源。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明提供了一种厌氧消化纤维和废弃油脂两级联合厌氧发酵产沼气的方法，所述方法包括如下步骤：

（1）厌氧消化纤维预处理：厌氧消化纤维采用乙酸在121℃下预处理2h，液固比为10mL/g；乙酸预处理完成后采用氨水在 121℃下预处理1h，将预处理完的厌氧消化纤维洗涤后干燥；

（2）制备厌氧发酵菌种：将厌氧消化污泥、脂肪降解菌添加至基础培养基中，作为厌氧发酵菌种；厌氧消化污泥、脂肪降解菌和基础培养基的质量比为120-210:1:1000；

（3）添加无机介质：将步骤（1）预处理过的厌氧消化纤维和厌氧发酵菌种混合后添加无机介质得到混合物，所述无机介质、预处理厌氧消化纤维和厌氧发酵菌种的质量比为4-11:100:24；