[发明专利]海带藻渣两相厌氧发酵产沼气的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种产沼气的方法，特别是一种利用海带藻渣两相厌氧发酵产沼气的方法。

背景技术

海带是大规模栽培的大型海藻之一，目前被广泛用于提取碘、褐藻胶、多聚糖等多种营养物质。在海带的深加工过程中会产生约50%的藻渣，这些废渣中含有大量的纤维素和少量褐藻胶、褐藻糖胶等，是一种可资利用的重要资源。另一方面，海水循环水养殖已成为海洋经济的主要产业之一，由于在养殖过程中每天需要按鱼体重量的1-3%投喂饵料，而所投饵料的25-50%会以粪便和残饵的形式排入水中形成养殖固废，这类养殖固废的产量较大，直接排放会造成严重的环境污染。而养殖固废的主要成分为蛋白质和有机酸，是环境增值能源开发的重要资源。目前对海带藻渣和养殖固废的利用技术主要包括：

利用海带藻渣脱水、干燥、粉碎后，加工成饲料添加剂或饲料产品；利用海带藻渣通过化学、乙醇抽提、酶与化学结合等方法制备纤维素；利用海带藻渣与其它原料混合，在高温（45℃以上）条件下堆肥，制备有机肥料。上述方法存在着加工成本高、占地空间大和环境污染等诸多问题。

由于海带产量大、水分含量高，用于厌氧发酵产沼气具有成本低、资源化综合利用之优势，但是海带或海带藻渣的C：N较低，单纯利用海带或海带藻渣厌氧发酵产沼气的方法，产气量和所产沼气中的甲烷含量均比较低。另外，有研究发现用海带干粉和牛粪联合发酵，有助于提高产气量和甲烷含量，但单相发酵产气会出现酸化现象，产气持续时间较短、且过程稳定性差。

目前水产养殖固废的利用技术主要包括：作为有机肥料直接施入农田；或与其他物料混合堆肥，制备有机肥料；由于海水养殖固废含盐量高且有异味，直接用作有机肥料会造成土壤碱化和环境污染。

综上所述，不论是海带藻渣还是养殖固废的利用，都存在着一定的缺陷和局限性。因此现在需要一种能够解决上述问题的新型海带藻渣和养殖固废的利用方法。

发明内容

本发明是为了解决现有技术所存在的上述不足，提出一种成本低、产气稳定、利用海带加工废弃物和海水养殖系统自产污泥为原料的两相厌氧发酵产沼气的方法。

本发明的技术解决方案是：

一种海带藻渣两相厌氧发酵产沼气的方法，其特征在于：所述的方法包括以下步骤：

a、取厌氧发酵产沼气系统的新鲜活性污泥，按活性污泥质量的20%向活性污泥中加入海带藻渣，在温度为35±1℃、pH为7-9的条件下连续按照上述质量比例向活性污泥中投放海带藻渣18-20天，制得产甲烷接种菌种，

b、取厌氧发酵产沼气系统的新鲜活性污泥，按活性污泥质量的30%向活性污泥中加入海带藻渣和鱼池排出的养殖固废，且海带藻渣和养殖固废的混合比例为4:2-3，在温度为35±1℃、pH为5-7的条件下培养到不产气为止，制得水解产酸接种菌种，

c、将海带藻渣与养殖固废按照4:2.5-3.5的比例混合，加入水解产酸接种菌种，按照水解产酸接种菌种与海带藻渣质量比为1-3:10的比例进行接种，加蒸馏水调节料液TS浓度为6-10%，将混合液的pH值调制7，在温度为35±1℃条件下厌氧水解产酸72-96h，制得发酵料液，

d、取发酵料液与产甲烷接种菌种按照质量比为1:5-9的比例混合，将混合液的pH值调至7-9，在温度为35±1℃条件下，厌氧发酵产沼气。

调节混合液的pH值时选用1-3mol/L的NaOH。

所述的新鲜活性污泥取自餐厨垃圾厌氧发酵产沼气系统。

本发明同现有技术相比，具有如下优点：

由于海带藻渣的C：N比较低（为6：1），因此单纯用于厌氧发酵产沼气时，沼气产量和甲烷含量均比较低，而且产气较为不稳定。针对上述问题，本发明利用海带藻渣与海水养殖固废混合，通过两相厌氧水解、发酵产沼气。这种方法不仅能够提高沼气产量、甲烷含量和系统稳定性，同时能够提高海带藻渣的转化利用率，而且还解决了海水养殖固废的高效资源化利用问题。本发明所述的方法操作简单，运行成本低，具有渔业废弃物高效利用和环境增值能源开发的综合效果。因此可以说它具备了多种优点，特别适合于在本领域中推广应用，其市场前景十分广阔。

具体实施方式

下面将说明本发明的具体实施方式。

取提取岩藻聚糖硫酸酯的海带藻渣（其粒度为0.2mm、水分含量为92.8%、TSS为7.2%、C：N为6：1）直接用作发酵原料；另取石斑鱼循环水养殖系统中沉淀池底部的污泥（水分含量为85.35%、TSS为14.65%），直接用于海带藻渣两相厌氧发酵产沼气的有机碳源；