[发明专利]一种序批式启动干法厌氧发酵生产沼气的方法

说明书

本发明涉及干法厌氧发酵技术领域，具体涉及一种序批式启动干法厌氧发酵生产沼气的方法。本发明以秸秆和畜禽粪便为原料，通过控制工艺参数可以实现批次干法厌氧发酵反应器的连续运行，且维持产气效率一直处于较高的水平并保持产气的稳定性。同时，本发明中渗滤液收集后与畜禽粪便经固液分离所得污水经湿法厌氧发酵后作为喷淋液，更加有效去除渗滤液长期循环的抑制成分；且所有序批式干法厌氧发酵反应器的渗滤液用统一的渗滤液收集罐收集，不同时期的渗滤液混合也可降低抑制效应。采用本发明提供的方法，反应器7天即可启动成功，容积产沼气率为1.2～1.3m³/(m³·d)，甲烷产量稳定在55～65％。

技术领域

本发明涉及干法厌氧发酵技术领域，具体涉及一种序批式启动干法厌氧发酵生产沼气的方法。

背景技术

厌氧发酵生产沼气是中国绿色农业发展过程中处理农业废弃物的重要手段。随着中国沼气工程转型升级工作的深入推进，规模化大型沼气工程和规模化生物天然气工程成为沼气工程建设的主流。目前，中国农业废弃物沼气工程普遍采用湿法厌氧发酵技术，工艺较为成熟，运行过程中容积产气率保持在0.8～1.0m³/(m³·d)。

干法厌氧发酵通常是指发酵原料的干物质含量在20～40％，发酵原料呈固态，处理过程中不产生污水，无沼液消纳问题，发酵剩余物可制成有机肥料，基本上实现零污染物排放，同时经济效益较好，能量呈正效应。随着发酵原料收集方式的改变，特别是养殖场干清粪收集方式的普遍应用，提高了发酵原料的含固率，为干法厌氧发酵技术的推广创造了条件。

与湿法厌氧发酵相比，干法厌氧发酵虽具有众多优势与益处，但推广应用仍然存在众多困难，主要是目前干法厌氧发酵方法发酵效率低，缺乏稳定的产气工艺，产气率低；同时渗滤液长期循环易引起抑制物的积累，影响发酵产气效果。

发明内容

本发明的目的在于提供一种序批式启动干法厌氧发酵生产沼气的方法，本发明提供的方法解决了渗滤液长期循环易引起抑制物积累的问题，且产气率高，工艺稳定。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种序批式启动干法厌氧发酵生产沼气的方法，包括以下步骤：

提供序批式启动干法厌氧发酵生产沼气的装置，包括渗滤液收集罐和串联设置的3～4个干法厌氧发酵反应器；

提供发酵原料、接种物和喷淋液原料；所述发酵原料包括秸秆和畜禽粪便经固液分离所得干清粪；所述接种物为干法厌氧发酵所得沼渣；所述喷淋液原料包括干法厌氧发酵所得渗滤液和畜禽粪便经固液分离所得污水；

将所述喷淋液原料置于渗滤液收集罐中进行湿法厌氧发酵，得到喷淋液；将所述发酵原料和接种物置于干法厌氧发酵反应器中，在喷淋液喷淋条件下进行干法厌氧发酵，得到沼渣、渗滤液和沼气；所述干法厌氧发酵的操作参数包括：发酵温度为38～42℃；喷淋次数为1～8次/天，以湿重计，每次喷淋时喷淋液的质量与发酵原料和接种物总质量的比为(0.1～0.5)：1；依次启动所述干法厌氧发酵反应器，相邻干法厌氧发酵反应器的启动时间间隔为7～14天。

优选地，所述渗滤液收集罐的体积为所述3～4个干法厌氧发酵反应器的总体积的1/3～1/5。

优选地，以干重计，所述发酵原料中秸秆和干清粪的质量比为(0.4～2.5)：1。

优选地，所述接种物的固含率≥20％。

优选地，按质量含量计，所述接种物的接种量为10～50％。

优选地，当所述发酵原料中秸秆的干物质含量≤干清粪的干物质含量时，按质量含量计，所述接种物的接种量为10～30％；当所述秸秆的干物质含量>干清粪的干物质含量时，按质量含量计，所述接种物的接种量为(30％,50％]。