[发明专利]可时间调控温室用沼气发酵方法及发酵系统

摘要

本发明属于农业工程和资源环境技术领域，具体涉及一种可时间调控温室用沼气发酵方法及发酵系统。发酵方法具体步骤由生物酸化积肥装置的启动和原料的生物酸化储存，高效沼气发生装置的启动、沼气生产供应、休停和再启动两部分构成。发酵系统具体由生物酸化积肥装置、缓冲调节池、高效沼气发生装置、出水沉淀池、出水暂存池和沼气缓存装置依次经管道和阀门连接组成。本发明根据温室生产实际，及时把分散在全年产生的种植业有机废弃物投加到产酸积肥池中，然后根据温室供能需求，随时通过发酵系统生产沼气。发酵残渣根据生产需要分批取出用于温室有机肥。本发明实现了沼气发酵可以根据温室需求进行灵活调节。

主权项

1、一种可时间调控温室用沼气发酵方法，其特征在于由生物酸化积肥装置启动和原料生物酸化储存，高效沼气发生装置启动、沼气生产供应、休停和再启动两部分构成，其具体步骤如下：一、生物酸化积肥装置启动和原料生物酸化储存(1)按相当于温室平均每天产生量的2.5-3.5倍质量收集温室种植业有机废弃物或其他种植业有机废弃物作为启动原料，对启动原料进行粉碎预处理；(2)向步骤(1)所得预处理原料中添加含N元素物质，混合，控制混合料碳氮比为20∶1--30∶1；(3)将步骤(2)所得混合料投入到初次使用的生物酸化积肥装置中，加入接种物进行接种，混合，得到发酵原料，接种物的加入量为启动原料干重的3％-5％；(4)向步骤(3)中生物酸化积肥装置中加水进行发酵，水的加入量为至少高于启动原料平面10cm，发酵温度控制在20-40℃；(5)经过4-5天发酵后，发酵液pH值降到6以下，即完成酸化积肥装置启动；(6)按照步骤(1)-(2)随时收集处理温室生产的有机废弃物，及时投入记经启动的生物酸化积肥装置中，直接加水高出原料平面10cm以上；(7)重复步骤(6)直至一个生物酸化积肥装置投满，重新启用另一个生物酸化积肥装置，重复操作步骤(1)-(6)。二、高效沼气发生装置启动、沼气生产供应、休停和再启动(1)高效沼气发生装置启动：投入接种物进入高效沼气发生装置，用水或水与生物酸化积肥装置中抽出的酸液混合物加满沼气发生装置，静止3-5天，接种物加入量为3-10kgVSS/m3高效沼气发生装置体积；从生物酸化积肥装置抽出有机酸液泵入缓冲调节池中，用出水暂存池中的系统出水或外来水调节，控制有机酸液的化学耗氧量COD浓度为2000-5000mg/l，作为沼气发酵料；按0.5kgCOD/(m3d)-2kgCOD/(m3d)的速率阶段式调整水力负荷，连续进料直到实现水力负荷为5kgCOD/(m3·d)-10kg COD/(m3·d)，即完成沼气发生装置的启动，整个启动50-80天；启动期间，温度控制为25-35℃；负荷调整的原则为，每次水力负荷调整运行稳定后，才开始进行下一阶段负荷的增加；沼气发生装置的出水经沉淀池沉淀后，流入出水暂存池，部分作为生物酸化积肥装置液体补加，部分用于缓冲调节池酸液的发酵料调节使用；(2)沼气生产供应：根据温室生产实际预算沼气需求的时间和数量，按1kg COD产0.4-0.5m3沼气折算有机酸液的需求数量和时间，并按时按量从生物酸化积肥装置中抽机酸液进入缓冲调节池，按步骤(1)中所述方法调节成沼气发酵料；按5kgCOD/(m3·d)--30kgCOD/(m3·d)水力负荷的流量，采用间歇或连续方式向已经启动好的沼气发生装置中进料，进行沼气生产，产生的沼气进入沼气缓存装置备用；当一个生物酸化积肥装置中的抽出物小于800-1000mg/l时，即该生物酸化积肥装置停止产酸，停止从该装置继续抽取发酵液；(3)沼气生产体停：温室停止沼气需求时，停止向高效沼气发生装置进料，装置进入休停状态；休停期间，保持每10-30天补加一次发酵料，保证系统内微生物的营养需求；补加发酵料的调节方法同步骤(1)所述；补加发酵料的量为高效沼气发生装置体积的1-3倍，补加速度为2-5kgCOD/(m3·d)；(4)沼气生产休停后的再启动：对于步骤(3)中已经处于休停状态的高效沼气装置，再进入新的用气周期前必须进行再启动；再启动的方法是在新用气周期开始前3-10天，按1.8kgCOD/(m3·d)-2.2kgCOD/(m3·d)负荷向高效沼气装置进发酵料；(5)沉淀池内的沉淀物按2-3天一个周期定期抽取，并投加到停止产酸的生物酸化积肥装置，停止产酸生物酸化积肥装置中的发酵残渣和投进沉淀池的沉淀物作为温室生产用肥料。