[发明专利]一种畜禽粪污多级厌氧发酵连续制备沼气的方法及装置

说明书

本发明公开了一种畜禽粪污多级厌氧发酵连续制备沼气的方法，包括步骤一：将收集到的畜禽粪污通入预处理池中，对畜禽粪污进行过滤和沉淀处理，去除畜禽粪污中的大颗粒杂质以及悬浮物，并调节pH，得到待发酵物料A；步骤二：将待发酵物料A泵入预发酵池中，并向待发酵物料A中加入混合分解菌剂，混匀；步骤三：将发酵前驱体B泵入多级厌氧发酵池中，并向多级厌氧发酵池中投加厌氧菌剂，厌氧菌剂的投加比例为5％(wt)，发酵完成后，最终制得沼气；通过本发明能够大大提高畜禽粪污发酵的产气量，实现畜禽粪污的资源化利用。

技术领域

本发明涉及废物资源化利用技术领域，具体涉及一种畜禽粪污多级厌氧发酵连续制备沼气的方法及装置。

背景技术

我国作为全球养殖业大国之一，在有效保障人民生活所需肉蛋供应的同时，也产生出大量的畜禽粪便资源。粪便资源具有显著的“两面性”特征，合理开发将成为农业生产重要的优质养分资源，反之将成为农村生态环境严重的污染源，给农业生产和农村建设带来安全隐患。沼气，亦称为生物沼气，主要是利用动物粪便、秸秆、工业有机废物、城市生活垃圾等有机物通过微生物厌氧消化技术生产，所产生的沼气中所含的主要成分—甲烷占其总量的40-80％。每立方米沼气完全燃烧相当于0.7公斤标准煤燃烧所产生的热量，因此，沼气是一种重要的可再生生物质能源。

其中，畜禽粪污是厌氧发酵生产沼气的主要原料，畜禽粪污中碳水化合物含量高，原料来源广，成本低廉。但是，传统的畜禽粪污厌氧发酵制沼气方法，制备的沼气中甲烷含量较低，发酵效率比较低，严重制约了畜禽粪污制沼气的产业化发展。

发明内容

针对上述存在的技术问题，本发明提供了一种产气效率高、产气量大、经济环保的畜禽粪污多级厌氧发酵连续制备沼气的方法。

本发明的技术方案为：一种畜禽粪污多级厌氧发酵连续制备沼气的方法，包括以下步骤：

步骤一：畜禽粪污预处理；

将收集到的畜禽粪污通入预处理池中，对畜禽粪污进行过滤和沉淀处理，去除畜禽粪污中的大颗粒杂质以及悬浮物，同时将畜禽粪污中含水量降至20％-10％，然后调节pH至6-8，得到待发酵物料A；

步骤二：发酵前处理；

将步骤一中得到的待发酵物料A泵入预发酵池中，并向待发酵物料A中加入混合分解菌剂，分解待发酵物料A中的纤维素和蛋白质等大分子物质；其中，混合分解菌剂的投加量为4％-6％/(wt)，控制反应温度为22℃-45℃，反应结束后，得到发酵前驱体B；

步骤三：畜禽粪便多级发酵；

将步骤二得到的发酵前驱体B泵入多级厌氧发酵池中，并向多级厌氧发酵池中投加厌氧菌剂，厌氧菌剂的投加比例为3-5％(wt)，控制发酵温度为25℃-55℃，压强为90-150kPa，发酵时间为5-8天，最终制得沼气。

进一步地，步骤一中畜禽粪污为牛粪、鸡粪、羊粪中的一种或几种混合物，将牛粪、鸡粪和羊粪中的一种或几种的混合物作为厌氧发酵原料，原料来源广，应用范围大，为畜禽粪污厌氧发酵制沼气提供了有利条件。

进一步地，骤二中混合分解菌剂为枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、沼泽红假单胞菌和棘孢木霉组成的混合菌剂，枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、沼泽红假单胞菌和棘孢木霉的重量比为1:3:2:1；通过向待发酵物料A中投加由枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、沼泽红假单胞菌和棘孢木霉组成的混合菌剂，能够将畜禽粪便中的纤维素、蛋白质等有机大分子物质进行分解，提高后续厌氧发酵效率，提高产气量。