[发明专利]一种畜禽粪便厌氧发酵的方法

说明书

本发明涉及环境保护技术领域，尤其涉及一种畜禽粪便厌氧发酵的方法。至少包括以下步骤：将畜禽粪便与厌氧污泥混合，得到发酵原料，装入厌氧反应器；厌氧反应器中添加零加铁，并施加磁场；进行厌氧发酵，回收甲烷。本发明主要利用磁场对微生物的效应，从而提高畜禽粪便厌氧消化产甲烷效率。磁场可以促进了零加铁的腐蚀，能够更加快速地提供更多地电子供体，有效地促进了畜禽粪便厌氧消化产甲烷潜力。

技术领域

本发明涉及环境保护技术领域，尤其涉及一种畜禽粪便厌氧发酵的方法。

背景技术

随着中国农业集约化和规模化养殖场的快速发展，每年都有大量的农业废弃物生产。据估算，我国年均产约38亿t畜禽粪污，仍有40％未有效处理和利用。畜禽粪便中含有重金属和微生物病原体，随意堆放可能会污染附近的水源和土壤；或者散发恶臭、形成温室气体和挥发性有机化合物而造成空气污染；还可能通过吸引蚊虫等疾病媒介，损害生活在附近的居民健康。

厌氧消化是一种可利用多种废弃物生产可再生能源的技术，对环境友好，并且生产的沼气既可直接作为可再生能源利用，也可进一步提取制天然气。其主要是指无氧环境中，有机物在多种专性及兼性厌氧菌协同共生作用下逐级降解，生成以CH₄(50％～70％)和CO₂(30％～50％)为主要成分的混合气体的过程。这一过程是在上百种厌氧菌共同作用下由连续或互作的生化反应组成的，严格上讲可分为水解、产酸、产氢产乙酸和产甲烷四个阶段。其中水解酸化段及产甲烷段是整个厌氧消化过程中主要的限速步骤。水解不充分会导致发酵产物中残留大量有机物，造成资源浪费，降低了资源利用率。而甲烷化阶段作为厌氧消化的最后一步，是实现资源化的关键步骤，但厌氧消化过程中的绝大部分中间产物(如挥发性脂肪酸)产甲烷菌不能够直接利用，这些底物只有被进一步的乙酸化生成二氧化碳和氢气及乙酸后才能够被产甲烷菌所利用。

目前，常见的强化厌氧消化产甲烷的方法是预处理技术，如稀酸、蒸汽爆裂、碱、热水、湿氧化以及生物处理法等，这些方法一定程度上能够提高厌氧消化时有机物的水解酸化速率，有利于后续产甲烷过程的进行。然而，上述这些方式增加了底物处理的步骤，同时又存在高能耗低效率的缺点。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种利用磁场和零价铁对畜禽粪便进行厌氧发酵的方法。

本发明提供了一种畜禽粪便厌氧发酵的方法，至少包括以下步骤：

S1、将畜禽粪便与厌氧污泥混合，得到发酵原料，装入厌氧反应器；

S2、厌氧反应器中添加零加铁，并施加磁场；

S3、进行厌氧发酵，同时回收甲烷。

可选的，在S1中，发酵原料还含有餐厨垃圾，畜禽粪便包括牛、羊、猪、鸡、鸭粪便中的至少一种。

可选的，在S1中，厌氧污泥接种前先与畜禽粪便共同厌氧培养10～16天。

可选的，在S1中，装入厌氧反应器前，发酵原料中通过含水量为84～85％。

可选的，以挥发性悬浮固体计，畜禽粪便的质量百分比含量为13～14％，厌氧污泥的质量百分比含量为2～3％。

可选的，发酵原料中，以挥发性悬浮固体计，畜禽粪便与接种污泥的质量比为1.5～2.5：1。

可选的，在S2中，发酵原料中，零加铁的浓度为0.2～0.5g/L。

可选的，在S2中，磁场的强度为5mT～50mT。

可选的，磁场通过永磁铁产生。

可选的，在S3中，厌氧发酵的温度为35℃～38℃，厌氧发酵的时间为20～30天；厌氧发酵过程中，每隔8～12小时摇动发酵瓶一次进行搅拌。

本发明实施例提供的技术方案与现有技术相比具有如下优点：