[发明专利]利用秸秆补充碳源的鸡粪快速厌氧发酵方法有效

专利信息
申请号: 201110005579.7 申请日: 2011-01-12
公开(公告)号: CN102173895A 公开(公告)日: 2011-09-07
发明(设计)人: 周楚新;支银芳;孙珊 申请(专利权)人: 南京加德绿色能源研发有限公司
主分类号: C05F17/00 分类号: C05F17/00;C12P5/02
代理公司: 南京天翼专利代理有限责任公司 32112 代理人: 陈建和
地址: 210061 江苏省南京市高*** 国省代码: 江苏;32
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摘要:
搜索关键词: 利用 秸秆 补充 碳源 快速 发酵 方法
【说明书】:

技术领域

本发明涉及一种利用秸秆补充碳源的鸡粪快速厌氧发酵方法,属于畜禽粪便的厌氧发酵技术。

背景技术

目前规模化、集约化养殖场正在蓬勃发展,所产生的畜禽粪便也越来越多地影响到人们的日常生活。鸡粪是规模化养鸡场产生的污染物之一,因鸡粪常含有大量病原菌和害虫卵,不经过高无害化处理直接施入土壤,易导致害虫卵、病原菌传播,并且其所含挥发性氮含量较高,对周边的空气等环境造成了很大影响,因此迫切需求对鸡粪进行无害无味化处理。目前畜禽动物粪便的处理主要采用厌氧消化技术,也称厌氧发酵。

厌氧消化技术(Anaerobic digestion technique)是指在厌氧环境下,利用厌氧微生物的生命活动,将各种有机物转化为甲烷和二氧化碳等的过程。与好氧处理相比,厌氧消化技术用于处理高浓度有机粪污时去除效果理想,BOD去除率可达到90%以上,COD去除率70%-90%;可同时回收污染物中储存的能量产生沼气,回收率可达80%以上。此外对于某些难降解物质和有毒有机物还具有独特的降解能力,可转化去除低浓度有毒物质,并有效杀灭病原菌和害虫卵,是解除畜禽粪尿污染源的有效途径。因此厌氧发酵是禽畜粪便处理上采用最为广泛的一种方法。

在以鸡粪为底物的厌氧发酵过程中,由于鸡粪中氮含量较高而碳含量水平相对较低,造成发酵物的碳氮比值较低,不利于鸡粪厌氧发酵,若能补充一定的碳源提高碳氮比,则有利于厌氧发酵的顺利进行。农田作物秸秆是一种理想的碳源补充物。我国农村每年约生产7×108t左右的农作物秸秆,作物秸秆含有丰富的有机碳源、氮磷钾和微量元素成分。如能将秸秆与鸡粪混合进行厌氧发酵,可通过调节发酵物的碳氮比,为厌氧发酵微生物提供良好生长环境,提高厌氧系统的缓冲能力,使发酵过程中系统pH值相对稳定,避免鸡粪单独发酵时因碳源较少水解酸化阶段产物累积而出现的酸化现象,促进发酵过程,提高整体产气效率。目前除少量秸秆被作为牲畜饲料、农家肥和农村燃料外,大多数秸秆被堆放或直接焚烧,不但生物质资源浪费,而且造成了严重的环境污染问题。秸秆和鸡粪混合发酵可同时解决秸秆焚烧引起的环境污染以及鸡粪单独发酵易酸化产气量不高等问题,为鸡粪类畜禽粪便的厌氧发酵提供了一种可行的解决方案。

目前,对于粪便作物混合发酵的研究中涉及到鸡粪秸秆混合厌氧发酵的为数不多,且有关鸡粪秸秆发酵混合多用来制作复合有机肥料,对于鸡粪秸秆混合厌氧发酵提高沼气产量鲜有报道。如专利号为CN 101413015A(200810235526.2)的专利公开了一种利用互花米草和牛粪发酵产沼气的方法。该发明将互花米草和牛粪按适当比例混合,接种进行厌氧发酵;厌氧发酵温度控制在35±2℃,发酵过程中对发酵物进行搅拌,发酵24h内即可产生沼气。又如专利号为CN 1900025A(200510085401.2)公开了一种用农作物秸秆厌氧发酵生产有机复合肥药的方法,该方法利用农作物及秸秆和动物粪便的混合物以及残次烟叶粉、茶籽饼粕粉、百部粉组成的发酵物进行厌氧发酵,由发酵后的沼渣配入尿素、磷酸二氢钾、硫酸钾、硫酸亚铁、硼酸、硫酸锰、硫酸铜、硫酸锌、钼酸铵组成有机复合药肥。二者均未涉及鸡粪秸秆厌氧发酵产沼气的领域,尤其是未有连续产生沼气且对秸秆和鸡粪固含量高效减量的方法。

本发明提供了一种秸秆鸡粪混合发酵的方法,通过在鸡粪中引入适当比例的秸秆提高碳氮比进行厌氧发酵,实现鸡粪厌氧发酵的顺利进行。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术鸡粪发酵产气量的不足及发酵过程易酸化等问题,提供一种利用鸡粪和秸秆混合发酵产沼气的方法,该方法可以提高鸡粪厌氧发酵转化率。

本发明的技术方案是:利用秸秆和鸡粪混合厌氧发酵产生沼气的方法,其中秸秆的加入用于提高混合发酵物的碳氮比,以促使厌氧发酵过程顺利完成。采用秸秆先堆沤再与鸡粪混合的发酵方式,或者在鸡粪发酵过程中加入秸秆的方式进行混合厌氧发酵。

加入接种物的秸秆和鸡粪需补充水分;将发酵物料的含水率(质量比,下同)调整到91%-95%,进行湿式厌氧发酵产沼气。

本发明厌氧发酵温度为35±5℃,尤其是35±1℃最佳。调节pH至7.0-7.5;接种物选自粪坑沉渣、沼气池底沼渣和黑色阴沟污泥至少1种或多种。

可加入微生物进行生物强化,微生物可通过复配获得。

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