[发明专利]一种农作物秸秆干发酵产沼气工艺

说明书

技术领域

本发明属于沼气制备和农作物秸秆能源化利用技术领域，尤其涉及一种农 作物秸秆干发酵产沼气工艺。

背景技术

以前沼气的传统原料是禽畜粪便，但由于现在养殖业多采取规模化养殖的 方式、粮食涨价等各种原因导致农户散养畜禽的积极性受到影响。所以因原料 不足或沼气池缺乏原料，影响了沼气的产量，有的因无发酵原料，沼气池常年 不产气，甚至出现弃池现象。

我国农作物秸秆产量丰富，有效利用农作物秸秆等生物质能源，是我国解 决农村和城镇生活用能问题的重要途径之一，加快农村沼气建设和大力发展沼 气生态农业，是新时期农业发展的主题，也是农村全面建设小康社会的有效途 径。一方面，现有的农作物秸秆干发酵产沼气工艺还不成熟，其主要包括农作 物秸秆预处理及干发酵两个过程，影响农作物秸秆预处理及干发酵的工艺因素 又繁目众多，很难界定哪些是主要因素，哪些是次要因素，现有工艺不能使各 工艺因素之间呈现积极的有机协调效应；另一方面，农作物秸秆的特点是木质 纤维素含量较高，厌氧微生物的木质纤维素降解消化能力较弱。上述两方面问 题导致秸秆厌氧消化率低、产气量少(一般在400L/Kg·TS附近)，从而限制了 农作物秸秆生物气生产的大规模应用。

发明内容

为克服现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种产气量高的农 作物秸秆干发酵产沼气工艺。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：

一种农作物秸秆干发酵产沼气工艺，包括农作物秸秆预处理和干发酵两过 程，其特别之处在于：

农作物秸秆预处理：将农作物秸秆铡短，加水润湿浸泡，泼入秸秆复合菌 剂和碳酸氢铵的水溶液并搅拌翻动，控制农作物秸秆的含水率为60～80％(质 量)；堆垛并在其上留孔，保证内部通气，夏天一般堆置3～4天，春秋季一般4～5 天，冬季6天以上，待堆垛的温度达到40～60℃时，维持堆沤60～80h，获得发 酵料液；其中秸秆复合菌剂添加量为农作物秸秆质量的0.15～0.25％，碳酸氢铵 的添加量应保证发酵料液的C/N为25∶1(质量)；

干发酵：在发酵料液中加入接种物和促进剂，常温(20～30℃)下厌氧发酵 产生沼气，其中接种量为15～25％(质量)，促进剂添加量为每立方米发酵料液 添加55～75g，发酵料液浓度为20～30％(质量)，发酵料液pH值为6.0～8.0。本 发明采用常温发酵，也就是在发酵过程中基本上不进行温度控制，发酵料液的 温度随自然温度有规律的进行变化。冬季温度低，对产气影响较大，特别是北 方沼气池，应采取相应的保温措施以利于产气。可以在沼气池上覆盖一些未处 理的干秸秆和搭建简易塑料棚，为了能连续用气，可将沼气池建在猪舍、大棚 内。产甲烷菌是一种严格的厌氧细菌，对氧特别敏感，它们不能在有氧的环境 中生存，即使有微量的氧存在，生命活动也会受到抑制。故原料入池后应该是 严格的厌氧环境。这就要求沼气池本身及其外界管路要经过严格的试压、试漏， 以保证产甲烷菌生存活动的厌氧环境。沼气池内发酵料液的浓度随季节的变化 应有所调整，一般在夏季，料液浓度可以低一些，冬季可稍高一些。在发酵过 程中，由于初期产酸菌的活动，池内产生大量有机酸，导致pH值下降，若由于 配料管理不当，使pH值不能恢复正常水平，即出现产酸现象。此时应抽出一部 分沼液同时补充等量高质量的接种物，也可用草木灰或澄清的石灰水中和，如 果沼液出现偏碱现象，一般是由于原料基本耗尽，补充原料即可。

较好地，农作物秸秆预处理时，秸秆复合菌剂添加量为农作物秸秆质量的 0.25％，农作物秸秆的含水率为70％，堆沤温度为50℃，堆沤时间为80h；干发 酵时，接种量为25％，促进剂添加量为75g/(m³发酵料液)，发酵料液浓度为 25％，发酵料液pH值为7.0。

所述秸秆复合菌剂为北京合百意生态能源科技开发有限公司生产的“绿秸 灵”秸秆预处理复合菌剂，促进剂为北京合百意生态能源科技开发有限公司生 产的“绿秸灵”产甲烷促进剂。

接种物为正常产气的沼气池的沼渣或沼液，阴沟、池塘、泥塘的冒泡黑色 污泥或含水率82～85％(质量)的牛粪，接种物的pH值为6.5～8.0。如果采集的 接种物是正常产气沼气池的沼渣或沼液，可不作处理，直接加入沼气池用于启 动。如果采用的接种物是牛粪，需将牛粪堆沤7天，堆沤时用塑料薄膜覆盖。