[发明专利]一种提高生物质原料厌氧发酵产气量的方法

说明书

本发明提供了一种提高生物质原料厌氧发酵产气量的方法，在厌氧消化器中加入生物质原料和接种物、调整C/N比后，再加入中药渣碎末和水，调整初始pH，后进行封闭厌氧消化，反应温度控制在35±2℃，发酵过程中通过摇动或搅拌方式使物料反应均匀，24~36h内开始产生甲烷，并开始计算平均日产气量，当发酵进行到日产气量低于平均日产气量的25%时，反应即结束。该方法通过在农林废弃原料中添加微量或少量的中药渣，显著地提高了农林废弃生物质原料的产气量，提高了对农林废弃生物质原料的处理效率。

技术领域

本发明属于农林废弃物处理技术领域，具体涉及一种提高农林废弃生物质原料厌氧发酵产气量的方法。

背景技术

混合厌氧发酵可以促进物料中营养物质的平衡，提高消化池的容积利用效率，还可以获得更大的原料与容积产气量。近年来，人们就秸秆混合厌氧发酵进行了大量研究和探索。李继红等人在中温条件下，将玉米秸秆和土豆进行混合厌氧发酵，结果表明，在两者物料(TS)比为4:1条件下，混合原料的累积产气量为439ml/gTS，而玉米秸秆的累积产气量为309ml/gTS，混合厌氧发酵使玉米秸秆的产气量比其单一原料厌氧发酵提高了31.4％。相比于这种共发酵技术，通过微量或少量其他废弃生物质原料的添加就能极大程度提高农林废弃物原料的产气量，是国内外行业专家们关注的焦点。在广大农村地区，不仅仅每年产生大量农作物秸秆，此外，还包括畜禽粪污、有机生活垃圾、蔬菜残体等其它有机废弃物，将这些有机废弃物与秸秆一起厌氧发酵产沼气，不但可解决因废弃物焚烧或抛弃产生的环境问题，同时还可丰富沼气工程原料来源，但产气效率低，对后期商品化生产并无成本优势，急需拓展现有发酵原料结构以提高容积产气率，对提高沼气工程运行效率有极大促进作用。

中药渣是中草药和中成药生产加工过程中产生的废弃物。及时有效地对药渣进行合理利用，使其不污染环境，更好的为人类健康服务，是中医药产业面临的重要问题之一。因中药渣中富含微量元素、淀粉、黄酮类物质等，若作为添加剂添加在农业废弃原料厌氧发酵产沼气过程中实现共发酵，可有效缓解发酵过程中营养匮乏的问题，提高厌氧消化产甲烷系统的稳定性，进而促进甲烷产量的提升。此方法对中药渣无害化处理及农业废弃原料资源化利用都是很好的处理途径，兼具工业应用前景及环境效益。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于提高农林废弃生物质原料厌氧消化产甲烷能力的方法，该方法通过在农林废弃原料中添加微量或少量的中药渣，显著地提高了农林废弃生物质原料的产气量，提高了对农林废弃生物质原料的处理效率。

为了实现上述目的，本发明采取如下技术方案：

一种提高生物质原料厌氧发酵产气量的方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)在厌氧消化器中，加入生物质原料的干物质和接种物，调整C/N比后，加入中药渣碎末，最后加水，使得整个厌氧消化器中所有物料总体积为反应容器有效容积的50％～80％，并调整初始pH；其中，所述生物质原料的干物质和所述接种物占上述所有物料总体积的质量体积百分比分别为4％～10％和60％(g/mL)；

(2)封闭厌氧消化，反应温度控制在35±2℃，发酵过程中通过摇动或搅拌方式使物料反应均匀，24～36h内开始产生甲烷，并开始计算平均日产气量，当发酵进行到日产气量低于平均日产气量的25％时，反应即可结束。

步骤(1)中所述中药渣优选三七药渣、黄芪药渣、丹参药渣、板蓝根药渣、当归药渣或党参药渣。

步骤(1)中所述生物质原料为秸秆或厨余垃圾。

所述的秸秆原料为麦秸秆、水稻秸秆、玉米秸秆、薯类秸秆、油料秸秆、棉花秸秆、甘蔗渣、蔬菜秸秆或水葫芦中的一种或几种。本发明方法适用于各种低劣的生物质原料，尤其是秸秆原料，充分利用了我国资源丰富的农作物秸秆。

步骤(1)中所述生物质原料经过切碎处理为1～5cm的小段。

步骤(1)中所述接种物含有产甲烷菌或菌剂。