申请日2014.06.20
公开(公告)日2014.09.17
IPC分类号C12P5/02
摘要
本发明公开了一种利用植物秸秆和活性污泥生产沼气的方法，将植物秸秆粉碎成2～6mm的碎料并干燥;将处理后的秸秆，依次加入(NH4)2SO4、CaCO3、K2HPO4、葡萄糖固体搅拌均匀，用质量分数为0.01%～0.03%的碱液调节溶液的pH=6～8，得发酵物;向发酵物中加入活性污泥，活性污泥的加入量为发酵物质量的30～50%，发酵的温度35～55℃，利用排水法收集气体。本方法生产过程中用水量少，发酵后没有废水的排放，节约水资源的同时，有利于环保，本方法秸秆的消化时间短、利用率高、产气量多、不易结壳。
权利要求书
1.一种利用植物秸秆和活性污泥生产沼气的方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)将植物秸秆粉碎成2～6mm的碎料并干燥;
2)将步骤1)中处理后的秸秆，依次加入(NH4)2SO4、CaCO3、K2HPO4、葡萄糖固体， 所述(NH4)2SO4、CaCO3、K2HPO4、葡糖糖的质量分数分别为0.5%～1.0%、0.5%～0.9%、 0.02%～0.06%、0.5%～1%，用质量分数为0.01%～0.03%的碱液调节溶液的pH=6～8，得发酵物， 所述碱液为NaOH或KOH溶液;
3)向步骤2)的发酵物中加入活性污泥，活性污泥的加入量为发酵物质量的30～50%， 发酵的温度35～55℃，利用排水法收集气体。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤1)中植物秸秆为小麦秸秆、稻草秸 秆、玉米秸秆中的任意一种或者两种以上任意比例的混合物。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤1)中所述干燥为利用鼓风干燥箱恒 温100～120℃干燥后，放入干燥器中冷却。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤3)中所述排水法用质量浓度为3% 的NaOH溶液。
说明书
一种利用植物秸秆和活性污泥生产沼气的方法
技术领域
本发明涉及环境保护、可再生能源技术领域，具体涉及一种利用植物秸秆和活性污泥生 产沼气的方法。
背景技术
我国是一个农业大国，秸秆资源十分丰富，据统计，目前我国每年产生的农作物秸秆总 量超过7亿吨。秸秆种类主要有水稻秸秆、小麦秸秆、玉米秸秆，其中玉米秸秆占36.7%， 稻草秸秆占27.5%，小麦秸秆占15.2%。近年来，随着农村经济的发展和农民生活水平的提 高，农村经济的发展和能源供应的大大改善，秸秆过去被用作燃料和肥料，现在基本被煤、 气、电和化肥所取代。因此，剩余农作物秸秆的数量越来越大，据估计每年已达到4亿吨左 右。
大量的剩余秸秆被堆弃在田间地头或任意燃烧，浪费资源的同时，造成大气污染、火灾 事故等社会、生态问题。随着我国现代科学技术和生产力的高速发展，对于农作物秸秆资源 化及合理开发利用技术的研究也在向着多元化的方向发展。实现秸秆的综合化利用，不仅起 到了节约资源、改善生态环境的作用，更对社会的稳定发展有着重大的意义。
由于秸秆本身的结构复杂，致使其分解慢、利用率低、成本高，致使秸秆的资源化利用 受到限制，而发展秸秆发酵制沼气技术已成为秸秆资源化利用的一个新方向。目前，在秸秆 湿法发酵制沼气过程中，厌氧微生物对其降解能力低，导致秸秆的消化时间长、利用率低、 产气量少、易结壳等弊端;在干法发酵过程中均采取生物菌种预处理秸秆及秸秆与其他物质 (如餐厨垃圾、粪便等)混合的发酵模式，如何直接用秸秆干法产沼气，提高秸秆的利用率， 已成为秸秆发酵制沼气迫切解决的问题。
中国专利CN101691586A,公开了一种植物秸秆厌氧发酵高效快速产沼气的方法，粉碎后 的植物秸秆中加入水和活性污泥，在密闭的反应器中厌氧发酵生产沼气。此专利的缺点在于 菌种活力较弱，发酵时间缓慢，产气量减低。
发明内容
本发明的目的就是为了解决上述问题，提供一种利用植物秸秆和活性污泥生产沼气的方 法，本方法不需经过生物菌种预处理，也不许要添加其他的混合发酵原料，大大地提高了秸 秆的利用率，产气高、不结壳、效果稳定。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种利用植物秸秆和活性污泥生产沼气的方法，包括以下步骤：
1)将植物秸秆(所述植物秸秆为小麦秸秆、稻草秸秆、玉米秸秆中的任意一种或者两种 以上任意比例的混合物)粉碎成2～6mm的碎料并干燥(优选利用鼓风干燥箱恒温100～120℃ 干燥后，放入干燥器中冷却);
2)将步骤1)中处理后的秸秆，依次加入(NH4)2SO4、CaCO3、K2HPO4、葡萄糖固体， 加入后，所述(NH4)2SO4、CaCO3、K2HPO4、葡糖糖的质量分数分别为0.5%～1.0%、0.5%～0.9%、 0.02%～0.06%、0.5%～1%，用质量分数为0.01%～0.03%的碱液调节溶液的pH=6～8，所述碱液 为NaOH或KOH溶液，得发酵物;
3)向步骤2)的发酵物中加入活性污泥(以TS计)，活性污泥的加入量为发酵物质量的 30～50%，发酵的温度35～55℃，利用排水法(优选所述排水法用质量浓度为3%的NaOH溶 液)收集气体。
本发明的有益效果：
(1)本发明不需经过生物菌种预处理，也不许要添加其他的混合发酵原料，操作简单易 行，运行成本低，沼渣可作为有机肥料还田，提高秸秆资源的利用效率。
(2)生产过程中用水量少，发酵后没有废水的排放，节约水资源的同时，有利于环保。
(3)秸秆制沼是一种清洁的能源转换方式，不仅可优化农村能源结构，节约不可再生能 源的消耗，还具有良好的经济、环境和生态效益，应大力推广。
(4)发酵物中加入(NH4)2SO4可以与碱作用生成氨，能使纤维素转变成糖，易于发酵; CaCO3作为营养补充剂外可以产生CO2，具有缓冲pH和抗结块的作用;K2HPO4和葡糖糖可 以促进菌种的生长。加入此四种物质，可以使产气量提高30%。
(5)本方法秸秆的消化时间短、利用率高、产气量多、不易结壳。