[发明专利]一种以蓝藻为原料生产沼气的方法

说明书

技术领域：

一种以蓝藻为原料生产沼气的方法，属于废物资源化处理技术领域。 

背景技术：

从20世纪30年代首次发现湖泊富营养化现象到现在，全世界已有30％-40％的湖泊和水库受到不同程度富营养化的影响。而我国大部分城市湖泊水体的污染均是富营养化问题，且富营养化程度很高，据报道已达90％。中国工程院院士、中国环境科学研究院研究员刘鸿亮列出的一组数据：自1980年以来，在我国被污染的湖泊类型已从城市小湖泊发展到一些大中型湖泊，被污染的湖泊面积也从最初的135平方公里激增至14000平方公里，且此趋势仍在不断加剧。2007年5月底，太湖蓝藻的爆发引起无锡市近200万居民的饮用水危机，湖泊的蓝藻问题再次进入公众的视线。因此，如何处置日益增多的蓝藻水成了重要而紧迫的现实问题。 

被打捞出来的蓝藻需要资源化处置，国内外蓝藻的利用方式主要有提取天然色素、提取胞外多糖、提取藻胆蛋白、制作有机肥料、提取生理活性物质、发酵产沼气、生产单细胞蛋白以及制作生物柴油等。在众多利用方式中，最安全的办法是以经过破碎的蓝藻水为发酵原料通过厌氧发酵生产沼气，沼气发电或者直接燃烧加以利用，沼渣沼液还田，或者将沼渣开发成饲料或者有机肥料。但是存在沼气转化率低以及沼气含硫量较高等问题。 

发明内容：

本发明目的是提供一种蓝藻资源化利用的方法，具体而言是将将破碎得到蓝藻水与猪粪混合，中温厌氧消化，收集经脱硫处理的沼气，产生的残渣作为肥料。 

所述蓝藻水是蓝藻经过超声波破碎得到，将蓝藻水和猪粪在ABR反应器中混合，然后通入N₂造成厌氧状态，中温(35℃左右)发酵，在反应器中，间断性地定期添加经过超声破碎后的蓝藻水，测定排出物料的MLSS、MLVS、消化产生气体的量以及气体中CH₄、H₂的浓度，直至反应器进入稳定运行状态。 

所述猪粪是无锡市南阳农畜业有限公司的养猪场取来的新鲜猪粪及猪粪尿混合物。

本发明有益效果如下： 

1)自身耗能低，冬季仅耗用自身产生的能量10～15％(而传统湿法要耗用30％左右的能量)。 

2)将蓝藻用超声破碎法进行破碎后，将得到的蓝藻水与猪粪混合比直接将蓝藻与猪粪混合的均匀，使的厌氧消化更充分，传质更好。 

3)ABR反应器能发挥产氢产乙酸菌群与产甲烷菌群的协同作用，即可实现对基质的梯级利用，从而有望大幅度提高单位基质的发酵气转化率。 

4)沼气质量高(含硫量低于湿法沼气，在50～300ppm，可不经洗气直接供沼气发动机使用)，发酵物出气率高。 

5)发酵剩余物无湿法发酵的沼液，不用脱水处理，发酵剩余物经简单的过筛和短时间的堆肥即可用作园林肥料或农作物肥料，因而存储和后处理费用低，价值高。 

6)蓝藻水发酵工艺的初期投资、运营成本和环境成本都应远低于湿法技术(降低30～40％以上)。 

附图说明：

图1蓝藻水和猪粪混合发酵产沼气技术路线图 

图2预处理前后产气量及甲烷含量比较 

图3预处理前后产气时间的比较 

图4蓝藻水与猪粪厌氧消化的产气量 

图5蓝藻水与猪粪厌氧发酵的氢气含量 

图6蓝藻水与猪粪厌氧发酵的甲烷含量 

具体实施方式：

实施例1蓝藻的预处理 

如图2所示，当直接将蓝藻与猪粪混合时，产气量最大能达到1125mL，此时甲烷含量为50％，但同种条件下，将经过超声破碎的蓝藻水与猪粪混合时，产气量最大能达到1500mL，是蓝藻与猪粪混合时产气量的1.3倍，甲烷含量能达到65％，也比前者增加了15％。 

如图3所示，当直接将蓝藻与猪粪混合时，ABR反应器在运行一个星期后才开始明显产气，运行20天左右才能几乎反应完全；但是同种条件下，将经过超声破碎预处理的蓝藻水与猪粪混合时，ABR反应器在运行四天后就能明显产气，经过一个星期后几乎能反应完全。