[发明专利]秸秆有机物单细胞菌发酵制取天然气的方法

说明书

技术领域

本发明属于生物质能源制备新工艺，特指一种秸秆有机物单细胞菌发酵制取天然气的方法。

背景技术

目前我国户型沼气工程均利用沼气回流作为加热源来为沼气池进行原料预热和发酵罐料液循环加热增温，以维持中温发酵的条件，但目前采用单细胞菌发酵，无需进行回流加热，沼气罐(池)无需进行搅拌的方法还不多见；

发明内容

本发明的目的是提供一种单细胞菌发酵法用于沼气工程，由沼气通过脱水，脱硫和二氧化碳及一氧化碳，净化成为天然气；此发明适用户型沼气和大中型沼气，特别是北方冬天的沼气池，无需回流加热，采用单细胞菌发酵原料不需要预热，不会因原料温度低影响发酵料液的发酵温度；原料进入沼气池内温度在8℃就会产汽；发酵高峰达60℃以上的温度；此法最适合秸秆、农林废料、有垃圾等高悬浮固体原料的发酵，采用本发明方法单细胞菌发酵既便无有粪便或少量粪便、照样发酵，发酵液不分层，不需要搅拌，单细胞菌会让发酵液自动翻腾，发酵高峰像小喷泉一样自动翻腾，会让原料和接种物均匀分于发酵罐(池)内；自动增加微生物与原料的接触面，加快了发酵速度，提高了产气量，节约投资，降低了成本，更易于产业化；

实现上述目的技方案为：

单细胞菌用量低，工艺简单成本低，加入量万分之1-3，单细胞菌，企业可以自培生产无需外购；单细胞菌与秸秆有机物搅拌匀化后进入罐(池)内，厌氧2-3小时内温度很快达到8℃即会产气，温度高峰达60℃，昼夜温差不超过1℃；单细胞菌与秸秆有机物搅拌和均化，使其干物质浓度调节在6％-10％的范围内；发酵原料需满足(20-30)∶1的碳氮比；厌氧发酵滞留期与原料特征、发酵温度、装置类型及预期目的有关，本发明设计滞留期为25天；发酵液的ph控制在6.8-7.5为宜。

本发明的有益效果是：

①采用单细胞菌与秸秆有机物匀化后进入沼气罐(池)后立即进入厌氧发酵，发酵2小时后温度可达8℃，即可产气，待发酵高峰时上下可自动翻腾无需进行回流加热，沼气罐(池)无需进行搅拌；

②单细胞菌的加入量是微量即万分之一到万分之三，成本低，效益高；

③单细胞菌发酵保持温度8℃-60℃进行厌氧发酵，发酵温度越高，产气量越大；

④采用单细胞菌发酵，设计滞留期比现行的各类发酵办法的滞留期长、其他办法约20天，本发明，滞留期为25天，比其他办法发酵滞留期长；

⑤单细胞菌发酵法不仅适宜南方，更适宜冬季的北方、本发明为冬季北方，户型和大中型沼气发酵制取天然气解决了大难题，在北方室外温度达到-20℃以上时，沼气罐(池)内温度照常保持在30℃-40℃、产气量并未降低，滞留期照样25天；

实施例1

用一个10m³沼气罐，采用玉米秸秆和有机垃圾及污水，比例为1∶1∶2；

将玉米秸秆首先破碎成0.5cm小段，有机垃圾也进行破碎约0.5cm小块、污水是城市下水道污水，先将破碎的玉米秸秆，垃圾与单细胞菌(用量万分之一)拌匀后进入沼气罐，封盖厌氧4小时后待发酵生温有CO2的气味后，测温度已达18℃，室外温度6℃；此时逐遂步将污水罐入，干物质浓废调节在8％，待厌氧发酵，3小时后开始产气，罐内温度18℃(室外常温6.5℃)；厌氧发酵3小时后沼气量逐渐加大，罐内温度已达26℃(室外常温7℃)；厌氧发酵6小时后，在罐外能听到发酵声，沼气已能打火，能烧水做饭，此时罐内温度36.5℃(室外常温6.5℃)；此后开始收集气，26天后产气逐步正常每小时产气达0.5m³以上；收集26天后产气逐步下降，26天共产沼气358.8m³，平均日产沼气13.8m³，净化天然气为338m³平均日产天然气为13m³。

实施例2

采用一个20m³的沼气池，原料：用量，单细胞菌用量，干物质浓度，操作程序同实施例1，厌氧发酵八天后观察池内象喷泉一样翻腾；26天产气逐步下降，26天共产沼气707.2m³，平均日产气为27.2m³，净化天然气为636.48m³，平均日产天然气24.48m³；

实施例3

采用一个100m³的沼气池，原料玉米秸秆，垃圾改成牛粪其他同实施例1；厌氧发酵八天后观察池内象喷泉一样翻腾；26天后产气逐步下降，26天共产沼气3536m³，平均日产沼气137m³，净化天然气为3198m³，平均日产天然气为123m³。