[发明专利]一种玉米秸秆厌氧发酵制甲烷的方法

说明书

本发明公开了一种玉米秸秆厌氧发酵制甲烷的方法，包括所述方法包括将回收的玉米秸秆进行粉碎，粉碎成3～7cm小段，然后将粉碎后的玉米秸秆、碱性氧化物、水和氮肥按重量比例混合均匀加入到发酵罐中，在低于0℃环境下保温，然后升温至室温搅拌，再将畜禽粪便加入到发酵罐中，密封进行厌氧发酵，发酵温度为35～55℃，发酵周期为60天。本发明厌氧发酵过程中发酵体系pH值均保持在6.5～7.8，甲烷产气量受pH值和发酵温度影响较小，并且具有较高的甲烷产气量。

技术领域

本发明属于农作物废物处理技术领域，具体涉及一种玉米秸秆厌氧发酵制甲烷的方法。

背景技术

我国是农业大国，秸秆资源十分丰富，2017年，我国的秸秆累积产量为9 亿吨，其中玉米秸秆所占比例超过了三分之一；同时，我国的畜禽粪便排放量超过了20亿吨，而仅有少部分畜禽粪便被用作化肥，大多数都没有得到有效利用，这不但造成了资源浪费，还因畜禽粪便的随意丢弃以及秸秆的肆意焚烧对环境造成了污染，因此，将这部分废弃物转化为可利用的清洁能源至关重要。

另外，就养殖业产生的畜禽粪便而言，我国每年产生的25亿多吨畜禽粪便所含能量大约可折合为3亿吨标煤。其次，我国农作物秸秆的年生产量为7亿吨左右，相当于3.5亿吨标煤。而我国2005年煤炭消耗总量为21亿吨原煤。因此，将它们在农村就地进行转化利用，在解决由它们引起的水污染问题的同时，还能生产出优质的清洁能源。如通过厌氧生物发酵的方式将秸秆和畜禽粪便转化为沼气，不但可以解决农村对优质能源产品的需求问题，发酵产生的副产物还可作为有机肥加以利用。也就是说通过这样的方式实现了物质的循环利用，由其排放或废弃引起的水污染问题就会随之解决，从而起到水到渠成之功效。

厌氧发酵技术是实现农业废弃物资源化利用的有效手段，在减少农业废弃物的同时，可以产生可再生能源，对缓解我国能源紧张状况、促进经济可持续发展以及改善生态环境具有重要意义。但是，因为不同地区秸秆中的木质纤维素含量有所差异，而且发酵温度、发酵液pH值和原料粒径等因素均会影响厌氧消化效率，导致秸秆厌氧消化的产气率较低，发酵效果较差。

发明内容

针对以上现有技术中玉米秸秆纤维素和木质素含量高，厌氧发酵受发酵温度和pH值影响大，导致厌氧消化产气率低、发酵效果差的缺陷，本发明的目的在于提供一种玉米秸秆厌氧发酵制甲烷的方法，所述方法包括：将回收的玉米秸秆进行粉碎，然后将粉碎后的玉米秸秆、碱性物质、水和含氮有机物混合均匀加入到发酵罐中，在低温环境下保温，然后再将畜禽粪便加入到发酵罐中，密封进行厌氧发酵。

进一步的，将回收的玉米秸秆进行粉碎，粉碎剪切成小段，然后将粉碎后的玉米秸秆、碱性氧化物、水和氮肥混合均匀加入到发酵罐中，在低于0℃环境下保温，然后再将畜禽粪便加入到发酵罐中，密封在发酵周期内进行厌氧发酵，。

更进一步的，将回收的玉米秸秆进行粉碎，粉碎，剪切成3～7cm小段，然后将粉碎后的玉米秸秆、碱性氧化物、水和氮肥按重量比例混合均匀加入到发酵罐中，在-10～-15℃环境下保温，然后升温至室温搅拌，再将畜禽粪便加入到发酵罐中，密封进行厌氧发酵，发酵温度为35～55℃，发酵周期为60天。

一种玉米秸秆厌氧发酵制甲烷的方法，具体包括以下操作步骤：

步骤一：将回收到的玉米秸秆粉碎成3～7cm小段，将其加入到发酵罐中，然后加入水、碱性氧化物和氮肥，混合均匀，其中玉米秸秆、水、碱性氧化物和氮肥的重量比为(110～160):(60～85):(5～11):(6.3～10.4)，然后将发酵罐的温度调至-10～-15℃，每隔6～8h将温度调至室温，搅拌，如此反复两次，然后将温度调至室温。

步骤二：将畜禽粪便加入到步骤一中的发酵罐中，进行密封发酵罐，其中玉米秸秆和禽畜粪便的重量比为(1～1.33):(1.29～1.67)，发酵温度为35～55℃，发酵罐每三天摇振3次，发酵周期为60天。