[发明专利]一种沼气生产方法

说明书

【技术领域】

本发明涉及生物发酵技术领域，特别涉及一种以秸秆或动物粪便或其他生物废料等总固体、悬浮物含量高的有机物料为原料的沼气生产方法。

【背景技术】

现有技术中利用总固体、悬浮物含量高的有机物料为原料生产沼气的方法一般需采取严格的前处理，将物料切碎或粉碎进料，然后在发酵装置内进行厌氧发酵，生产沼气。

现有技术中用于沼气生产的发酵装置主要是厌氧池，厌氧池包括池体，池体上方具有池盖，池体上具有污水管，排泥管和沼气收集的出气管。污染物通过污水管进入池体内，由池体内的厌氧活性污泥的生化反应，降解、转化有机污染物，污染物中的沉渣经过沉积后由排泥管排出。

但是采用上述方法和装置生产沼气，如果是以悬浮物和总固体浓度高的原料，因其固体浓度和悬浮物浓度高，无论切碎或粉碎与否，都会导致物料流动性差，进出料比较困难。物料在厌氧发酵过程中，池内水分会逐步减少，易产生浮渣，导致池内顶部物料易产生结壳现象，影响物料的降解和产气；且物料发酵浓度较高，不利于沼气的逸出，影响整体装置的处理效果和产气效果。

综上所述，上述现有技术中的生产沼气的方法具有如下缺点：

1、对物料的发酵降解率和利用率低，产气率少。

2、物料切碎或粉碎的加工处理需要相应的机械设备和一定的劳动力，造成投资和运行成本高。如果物料不切碎或粉碎，会造成厌氧池进料困难，更严重的是在运行过程中堵塞管道，导致系统瘫痪。

3、沼气生产量和供应量不连续、不稳定，影响了后续步骤中对沼气的进一步净化、贮存等处理，使沼气不能规模化生产和合理利用。高投入和高运行成本也阻碍了利用总固体、悬浮物含量高的物料为原料生产沼气，在工农业生产和生活上的应用也受到很大的局限。

【发明内容】

本发明要解决的技术问题，在于提供一种沼气生产方法，可以总固体、悬浮物含量高的有机物料为原料，防止物料结壳，物料降解率和转化生成沼气产率高。

本发明要解决的技术问题是这样实现的：一种沼气生产方法，包括下述步骤：步骤100、进料并对物料进行预处理，物料无需切碎或粉碎而直接添加接种物或调理剂并在厌氧池内进行混合堆沤，直到混合物料的纤维软化，部分分解物料蜡质、果胶，并达到一定温度；步骤200、注入水或沼液到物料堆沤已经完成的厌氧池内，水位以淹没池内物料为准，并且控制厌氧池内的总固体含量在10％～20％范围内，密封进行发酵；步骤300、发酵过程中，每隔1～10天回流沼液或补充水分，以控制厌氧池内水位与密封发酵前的水位变化范围在±5％之内，保证厌氧池内的总固体含量在10％～20％范围内，并且定期搅拌防止物料的大规模结壳，同时收集沼气；步骤400、厌氧池运行结束后，出料。

较佳的，所述步骤100至步骤400中，厌氧池设置多个，工程运行设计为循环序批式，以保证每个工程运行期至少有一厌氧池在运行、产气，在一厌氧池运行结束出料后，再根据预处理和预定发酵时间控制原料量进行进料、堆沤和发酵产气。且在运行期间能够连续地、稳定地生产沼气，使产量和供应量稳定。

较佳的，所述步骤100中，物料和接种物或调理剂为分层混合，堆沤时间控制在2～15天，混合物料的水分含量控制在50％～70％范围内，总固体含量控制在30％～50％范围内。当所述堆沤物料发酵温度在42℃以上，时间在2～3天，可使混合物料的纤维软化顺利进行，还可部分分解物料蜡质、果胶，提高了混合物料的温度。

较佳的，所述步骤100在添加接种物或调理剂之后，及步骤200补充沼液之后，整体物料的C/N比控制在6～60范围内。其中，最适宜状态是将整体物料的C/N比控制在25～30范围内，以提高厌氧发酵产沼气的效果。另外，该步骤中原料为干燥或新鲜的作物秸秆、动物粪便、生物废料、蓝藻中的至少一种；所述接种物或调理剂为畜禽粪便、沼液、沼气池污泥、污水厂污泥、微生物菌剂的至少一种，原料来源广。

较佳的，所述步骤300中，同时通过回流泵将沼液及剩余污泥排出，以调整厌氧池的容积负荷；其回流沼液或补充水分采用自动喷淋装置进行，所述定期搅拌采用回流泵自动进行，以提高自动化强度。另外还可在厌氧发酵期间，再通过人工或机械补充投放未经或已经经过前处理的物料，以增加沼气的产量，其补充投放的物料的量必须保证厌氧池内的总固体含量在10％～25％范围内。