[发明专利]一种利用打捆秸秆与畜禽粪便联合产沼气的方法

说明书

本发明公开一种利用打捆秸秆与畜禽粪便联合产沼气的方法，具体为：A）秸秆收割后接种沼气发酵剂，打捆后交叠堆砌于反应器中，喷注畜禽粪便，好氧放置；B）密封反应器，接种沼液，发酵30‑35天；C）注入沼液，发酵15‑20天；本发明利用规模化打捆秸秆与畜禽粪便联合产沼气，解决了目前机械化收储后纤维质原料不能直接能源化处理的问题，降低能耗，节约成本，同时提高了厌氧反应器的容积产气率，相较于传统发酵工艺，整个发酵过程的累积产气量提高50%以上。

技术领域

本发明涉及再生能源技术领域，特别是一种利用打捆秸秆与畜禽粪便联合产沼气的方法。

背景技术

我国每年约产生7亿吨的农作物秸秆，目前，这些秸秆的利用率不足50%，如何有效利用这些秸秆资源，已经成为治理农村污染问题的工作难题。在传统的秸秆发酵制备沼气过程中，由于秸秆纤维素含量较高，需要首先进行粉碎处理，但是在目前农村劳动力短缺的情况下，秸秆的机械化收割、打捆已经成为田间处理秸秆的主要方式，直接将打捆秸秆为底物发酵产沼气对解决农业废弃物秸秆资源化具有重要意义。然而机械化收储后的秸秆的紧实度大幅增加，不适应传统的发酵方法，如果按照传统产沼气的要求，将打捆的秸秆粉碎后与物料混合搅拌均匀，无疑增加了更多的劳动及能耗，提高了预处理成本。

传统发酵工艺一般可以分为低固体浓度发酵和高固体浓度发酵两种，低固体浓度发酵是指以有机废弃物为原料(干物质浓度在15%以下),利用水解产酸菌、产氢产乙酸细菌和产甲烷菌将其分解为CH₄、CO₂、H₂S等气体的发酵工艺；高固体浓度发酵中有机废弃物干物质浓度则是在15%以上的发酵工艺。在传统的秸秆发酵过程中，由于秸秆容重小、流动性差、且有一定的韧性的特点，导致反应器的容重负荷量有限，因此低固体浓度发酵过程中容易上浮；而传统的高固体浓度发酵方法在高固体浓度发酵过程中容积产气率较低，原料转化率低。且单位体积处理能力有限，增加了工程投资和运营成本。此外，传统的厌氧消化工艺会产生大量的沼液沼渣，还需额外增加处理设备才能将沼液沼渣转化成有机肥料。

此外，养殖污染目前已经成为农业面源污染的重要来源，养殖废水更是分散式养殖污染的主要污染物，若能将它们在农村就地进行转化利用，在解决由它们引起的水污染问题的同时，还能生产出优质的清洁能源，无疑满足的绿色农业的要求。申请号为201310025678.0的中国专利，即公开一种农作物秸秆与畜禽粪便联合固态发酵生产沼气的方法，该专利前期预处理复杂，预处理过程需揉搓粉碎，耗能较大，增加了沼气工程运行成本，且预处理处理过程需要物理预处理中采用NaOH处理，预处理过程需较大的场地，消耗人力物力也较大，且处理过程增加了NaOH，发酵产物不能直接利用，对环境有存在影响，限制该方法工业应用，也不利于农作物秸秆及畜禽粪便作为能源原料的大规模利用。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种规模化利用打捆秸秆与畜禽粪便联合产沼气的方法，直接将秸秆直接机械化收储打捆，并与分散式的养殖废水处理相结合，.加沼气工程的环境效益，降低工程运行成本，本发明是这样实现的：

1、一种利用打捆秸秆与畜禽粪便联合产沼气的方法，其具体步骤如下：

A）秸秆预处理

秸秆收割后，收集秸秆，按照质量比2-3‰接种沼气发酵剂，然后利用秸秆打捆机将秸秆压缩捆扎成方形草块，然后将方形草块交叠堆砌于反应器中，草块间草块间隔3-5cm，每堆砌一层草块，喷注一层畜禽粪便，如此向上堆砌；

向反应器内注入沼液或河沟水，调节物料含水量为60%-70%，好氧放置3-5天；前两天利用渗滤液回流喷淋，每天2次，每次1小时，；

B）高固体浓度厌氧发酵