[发明专利]碱预处理香蕉秸秆协同猪粪促进厌氧发酵产沼气的方法

说明书

本发明公开了一种碱预处理香蕉秸秆协同猪粪促进厌氧发酵产沼气的方法，对香蕉秸秆进行碱预处理，然后将碱预处理后的香蕉秸秆与猪粪混合进行厌氧发酵。本发明采用碱预处理能够极大地提高香蕉秸秆的原料利用率及产气效果，缩短厌氧发酵的启动时间，使发酵体系更稳定。然后再通过采用碱预处理后的香蕉秸秆与猪粪混合进行厌氧发酵进一步提升总产气量，提高了废物的资源化利用水平。本发明解决了香蕉秸秆和猪粪单独处理时候存在的纤维素难以降解、抑制因素多、系统不稳定、产气效率低等问题。

技术领域

本发明属于环境保护技术/固废资源化、能源化领域，具体涉及一种碱预处理香蕉秸秆协同猪粪促进厌氧发酵产沼气的方法。

背景技术

我国是世界上第二大香蕉生产国，香蕉产业是我国热带地区的支柱产业。由于香蕉是一年生草本植物，在香蕉收获后，需要砍掉母株，使子株得以顺利生长。若按香蕉秸秆与香蕉的重量比1:2.4计，则香蕉秸秆的年产量超过2800万吨。香蕉秸秆具有重量大、含水率高、不易燃烧等特点，目前主要被直接还田、堆置于田间地头任其自然腐烂或就地焚烧，不仅造成了资源的浪费，还会对农村生态环境造成不利影响，滋生细菌、蚊蝇，污染土壤、空气，产生恶臭。另外，随着我国畜禽养殖业集约化、规模化快速发展，致使畜禽粪便逐年增长，猪粪是其中的典型代表，我国每年集约化养殖产生的猪粪尿达2.6亿吨，不合理的处置方式对生态环境造成了极大的压力。

由于香蕉秸秆的产量随季节变化有一定波动，单独进行厌氧发酵产沼气具有一定局限性，对厌氧反应器的稳定性会产生一定的影响。而猪粪厌氧发酵已有一定的研究基础和应用，但也存在着氨氮抑制等不利因素影响，给实际工程的正常运行带来了较大的阻碍。

碳氮比是影响厌氧发酵产甲烷的一个重要因素，主要原因在于适宜的碳氮比是保证微生物正常生命活动的必要条件，可以提高生物酶的活性，能更有效地降解蛋白质、多糖等有机物，减轻抑制作用，从而提高厌氧消化系统的产气性能。很多学者对厌氧消化的最适C/N进行过研究，发现厌氧消化适宜的C/N一般为20～30。香蕉秸秆、猪粪单独厌氧发酵均存在着单种物质的碳氮比不在最佳厌氧范围，香蕉秸秆碳氮比高，而猪粪的碳氮比低，导致各自的厌氧反应器产生了碳氮营养不均衡、有机负荷不够高、产气效率提高有限、抑制因素较多等不利影响，限制了两者厌氧发酵处置的快速发展。

发明内容

本发明针对香蕉秸秆和猪粪单独处理存在的弊端，采用一种碱预处理香蕉秸秆协同猪粪促进厌氧发酵产沼气的方法，解决香蕉秸秆和猪粪单独处理时候存在的纤维素难以降解、抑制因素多、系统不稳定、产气效率低等问题。

本发明的目的，通过以下技术方案予以实现：

本发明碱预处理香蕉秸秆协同猪粪促进厌氧发酵产沼气的方法，对香蕉秸秆进行碱预处理，然后将碱预处理后的香蕉秸秆与猪粪混合进行厌氧发酵。

优选地，所述碱预处理中碱占香蕉秸秆干物质的质量分数为2～8％。

更优选地，所述碱预处理中碱占香蕉秸秆干物质的质量分数为6％。

优选地，所述猪粪干物质的质量占香蕉秸秆干物质与猪粪干物质总质量的百分数为20～80％，发酵温度为32～41℃，厌氧发酵的接种物质量占发酵料液总质量的百分数为20～80％。

更优选地，所述猪粪干物质的质量占香蕉秸秆干物质与猪粪干物质总质量的百分数为35.34％，发酵温度为40.27℃，厌氧发酵的接种物质量占发酵料液总质量的百分数为61.40％。

上述方法，包括以下步骤：

S1.向香蕉秸秆中按固液比1:9加入水，加入占香蕉秸秆干物质质量分数为2～8％的NaOH，混合均匀，室温下密封处理6.5～7.5天，然后采用水淋洗至淋洗液呈中性，自然风干。