[发明专利]制浆废液制备沼气的方法

说明书

制浆废液制备沼气的方法，木质纤维原料首先在室温进行水洗后收集湿物料；向湿物料中通入蒸汽，并保温；汽蒸后的物料固液分离，分别收集汽蒸液和物料；加入氢氧化钠，同时加入水调节物料浓度为30 wt.%，混合均匀后，通入蒸汽再次保温，保温结束后，收集物料，再次固液分离，收集废液和物料；收集的物料加入清水调整质量浓度为15wt.%，洗涤后收集洗涤液和物料；将上述过程产生的液体混合，并加入新鲜动物粪便，调整动物粪便的固形物浓度为10wt.%，C/N比为25，而后输送入发酵罐进行厌氧发酵，生产沼气。本发明沼气产量明显升高，同时沼气中甲烷含量高于传统沼气制备技术，具有产量高，沼气品质好的特点。

技术领域

本发明涉及生物沼气制备技术领域，具体涉及一种制浆废液制备沼气的方法。

背景技术

近年来随着社会经济的发展，居民生活水平不断升高，人们对农产品的需求量不断增大，畜牧养殖业和种植业迅速发展。畜牧业的发展产生了大量畜牧粪便，其年生成量超过40亿吨，难以进行处理，已成为农村重要的污染源。目前，农业畜牧粪便大多被用作肥料，利用效率较低，不能有效解决畜牧粪便的清洁处理问题。利用厌氧发酵技术处理畜牧粪便不仅能够有效解决畜牧粪便处理问题，同时还具有清洁生产的作用，是有效处理农村畜牧粪便的途径。畜牧粪便中含有大量未被消化的植物纤维以及蛋白质，可满足甲烷菌生长代谢对碳源和氮元的需求。但传统的畜牧粪便发酵，由于植物碳源多以纤维形式存在，微生物不能直接利用，需将其降解产生单糖后再利用，因而发酵周期较长，效率较低。

制浆造纸是我国轻工业的重要组成部分，其中化学机械浆因其得率高、工艺简单和投资低等优点而受到欢迎。然而，化机浆制浆过程中废水浓度高、颜色深并且组分复杂，因而处理较为困难。传统的化机浆制浆废液处理方法是采用厌氧和好氧发酵的生物处理技术处理，但该技术对制浆废液中的有机物去除不彻底，处理后废水颜色较高，需结合二次芬顿深度处理才能达到排放要求，但无论如何进行处理，废水处理都极大增加了企业的生产成本；若能变废为宝，将制浆废液中的有效组分进行资源化利用，则能极大较少企业负担。

申请人通过研究发现，化学机械法制浆过程中，在预汽蒸和碱法浸渍步骤，木质纤维原料中的半纤维素等碳水化合物大量降解，主要以单糖和低聚糖形式存在于废液中，其中单糖和低聚糖是沼气发酵的优质碳源，甲烷菌利用单糖和低聚木糖的效率远高于其直接利用纤维素和半纤维素的效率。因此，若能开发制浆废液发酵制备沼气的工艺，将极大减少企业的废水处理成本，并且发酵后的沼液和沼渣中含有木质素和植物所需的各类微量元素，是天然的有机肥料。

发明内容

解决的技术问题：针对现有技术的不足，本发明提供一种制浆废液制备沼气的方法，该法具有污染小、投资小、见效快的优点。

技术方案：制浆废液制备沼气的方法，具体步骤如下：(1)木质纤维原料首先在室温进行水洗后收集湿物料；(2)向湿物料中通入100-145℃蒸汽，并在90-120℃下保温10-60min；汽蒸后的物料固液分离，分别收集汽蒸液和物料；(3)上步所得物料按重量1％-10％加入氢氧化钠，同时加入水调节物料浓度为30wt.％，混合均匀后，通入蒸汽并于90-120℃下保温10-60min，保温结束后，收集物料，再次固液分离，收集废液和物料；(4)收集的物料加入清水调整质量浓度为15wt.％，洗涤后收集洗涤液和物料；(5)将上述过程产生的液体混合，并加入新鲜动物粪便，调整动物粪便的固形物浓度为10wt.％，C/N比为25，而后输送入发酵罐进行厌氧发酵，生产沼气。

优选的，上述木质纤维原料包括农业秸秆和木本科植物，所述农业秸秆为麦草、稻草、棉杆或玉米秸秆，木本科植物为杨木、桉木或水杉。

优选的，上述固液分离方法通过双螺挤浆机实现。

优选的，上述蒸汽温度为145℃。

优选的，上述通入蒸汽的保温时间为15min。

优选的，上述氢氧化钠用量为5％，化学浸渍固形物浓度为30wt.％，保温时间30min。