[发明专利]一种利用中药药渣制取沼气的方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种利用中药药渣制取沼气的方法及装置，通过对中药药渣的预先处理，利用例如新鲜沼液等作为菌种，中温厌氧发酵制沼气的方法。也可以用于对其他有机固体粉料进行发酵处理，例如对秸秆、粪便、各种有机垃圾等进行发酵预处理的中温厌氧发酵处理。本发明还涉及用于利用中药药渣制取沼气的装置。

技术背景

近年来，中药及其制剂的研究开发受到国内外各方面人士、团体、组织及国家政府的极大重视，研制出许多中药新药品种。与此同时,中药新药、新建药厂或公司剧增，随之产生大量的中药药渣，给生产厂家、社会、环境带来急需解决的难题。中药提取后药渣排放和处理是中药提取企业的棘手问题，每个中药生产企业每天都要排出大量的药渣。这些药渣如果简单的堆放在外面，日积月累，堆积如山，渐渐地就会发酵霉烂，臭不可闻，污染环境，给周边群众的生产和生活造成危害。已往对药渣的处理方法主要有填埋或焚烧等，近几年随着环境保护的加强和良好药品生产规范意识的强化，要求企业对药渣进行利用，争取变废为宝。

现有技术中也公开了中药废渣的再利用方法。例如CN 1132732A公开了将各种生活垃圾、造纸厂排放的造纸黑液，以及各种有机废液（如酒厂、制药厂、食品厂排放的废水），杂草、树叶为原料，按一定比例混合后，在好氧催化池中经好氧搅拌处理，再在厌氧催化剂的作用下，经厌氧催化池厌氧催化，转化产生含80% CH₄的沼气。CN 101391926A公开了由沼渣、中药渣、麦草和/或稻草等栽培蘑菇的方法。CN 101544922A公开了秸秆、制药废渣、酿酒废渣等利用光合菌、乳酸菌、酵母菌、沼气菌进行发酵，然后干燥制备生物质燃料，但没有用于生产沼气。

本发明是一种利用中药废渣制取优质沼气的方法，就为中药废渣的合理利用提供了技术支持。

发明内容

本发明提供了一种利用中药废渣制取沼气的方法及装置，它有效地将中药废渣进行利用，开辟了一条崭新的中药废渣处理途径。预处理后的中药废渣发酵速度和产气速度快，初始产气缩短至2～3天，产气平稳。

根据本发明的第一个实施方案，提供一种利用中药废渣制取沼气的方法，其步骤包括：

（A）浸润：将中药干废渣(含水量低于5wt%)或湿废渣(含水量从高于5wt%至40wt%，更一般6wt%-15wt%)破碎，然后(例如在投入到预处理池中之后)添加水进行浸润；

（B）用菌剂接种和调节碳氮比：在浸润后的药渣中加入接种物发酵菌剂，并将尿素或污泥(例如来自城市下水道的污泥)等或尿素与污泥的混合物作为氮源加入其中以便将发酵物料的碳氮比（质量比）调整为5~200:1，优选10~50:1，更优选约25~40:1，进一步优选约30:1；这里任选地，在调整碳氮比之后排掉一部分的液体或不排掉一部分的液体。

（C）预发酵：将药渣搅拌收堆后在避氧条件下（例如通过用塑料布等覆盖）发酵一段时间，例如2~5天，优选约2~3天，从而获得发酵预处理过的中药废渣；

（D）添加沼液进行酸化发酵：将发酵预处理过的中药废渣加入到搅拌池中，并在搅拌池中加入沼液(新鲜沼液，即取自正常产气１个月以上沼气池的新鲜沼液，或回用沼液，即取自本循环操作中的沼液或来自过滤步骤(E)的沼液，该回用沼液也称作酸化发酵的添加沼液)和水，搅拌均匀，发酵原料送入沼气发酵罐，在密封条件下产生粗沼气，粗沼气从发酵罐中连续引出或以非连续方式引出。

在上述第一个实施方案的一个更优选的实施方式中，本发明的上述方法还包括下面步骤：

(E)固液分离：发酵后的沼液从发酵罐的底部排出，进行固液分离(例如用固液分离的过滤设备，如螺旋式分离机或压滤机)，其中分离所得(或过滤所得)的沼液用作回用沼液(例如用于步骤(D)中)或用作步骤(D)中酸化发酵的添加沼液(例如用于步骤(D)中)当中的一部分或全部，所得沼渣(或过滤所得沼渣)被回收。优选，所得沼渣被集中处理后作为有机肥。

在上述第一个实施方案的再更优选的实施方式中，本发明的上述方法还包括下面步骤：

(F)沼气提纯：粗沼气被引入提纯设备中进行提纯，以制备优质或提纯的沼气。

在上述第一个实施方案的进一步更优选的实施方式中，以上步骤(F)包括在气液分离器(或洗气塔)中的气液分离(或洗气)阶段和在脱硫塔中的脱硫阶段(即脱除硫化氢或其它含硫的化合物等)。

在本申请中，“中药干废渣”或“干废渣”与“干药渣”可互换使用，以及“中药湿废渣”或“湿废渣”与“湿药渣”可互换使用。