[发明专利]一种沼气发酵方法

说明书

本发明属于沼气发酵技术领域，尤其涉及一种沼气发酵方法。该沼气发酵方法，包括以下步骤：以农业废弃物作为底物，以农业废弃物厌氧发酵后的发酵液为接种液；将底物、接种液和生物炭混合进行连续湿法厌氧发酵得到沼气。本发明的沼气发酵方法，能够缓解发酵过程中的酸抑制和氨抑制问题，提高产气效率，最终使产生的沼气组分更理想、品质更高。

技术领域

本发明属于沼气发酵技术领域，具体涉及一种沼气发酵方法。

背景技术

农业废弃物主要包括农作物秸秆、畜禽粪污等。我国2018年作物秸秆的理论资源量为11亿t，可收集资源量约8.7亿t，全国现有猪、牛、家禽三大类畜禽牛粪资源量约为24亿t。这些农业废弃物若不经过处理会对环境造成不同程度的污染，因此对其进行资源化利用显得尤为重要。

目前，农业废弃物的资源化利用技术按属性主要分为微生物技术(如好氧堆肥、厌氧发酵、饲料化技术等)、物理化学技术(如焚烧、热解液化、热解气化、热解炭化、化工提取等)以及材料工程技术等。其中厌氧发酵是处理农业固体废弃物同时产沼气的常用技术之一，尽管其发展已久但仍存在一些不容忽视的瓶颈问题，如产气效率低、产生的气体组分不够理想、过程抑制难以控制如酸抑制和氨抑制等，众多限制因素局限了厌氧发酵的进一步发展。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的问题，提供一种沼气发酵方法，本发明的沼气发酵方法，缓解了发酵过程中的酸抑制和氨抑制的问题，提高了产气效率，最终使产生的沼气组分更理想，品质更高。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

本发明提供一种沼气发酵方法，包括以下步骤：

以农业废弃物作为底物，以农业废弃物厌氧发酵后的发酵液为接种液；

将底物、接种液和生物炭混合进行连续湿法厌氧发酵得到沼气。

优选的，所述连续湿法厌氧发酵的水力停留时间为25～45d，发酵温度为30～55℃。

优选的，所述连续湿法厌氧发酵在连续搅拌条件下进行，搅拌频率为80～120rpm。

优选的，以连续湿法厌氧发酵的反应器有效容积计，所述接种液的体积为反应器有效容积的1/3～2/3。

优选的，以连续湿法厌氧发酵的反应器有效容积计，所述生物炭的总添加量按照如下公式确定：

生物炭的总添加量＝8～20g/L×反应器有效容积。

优选的，所述底物和生物炭的添加方式为每天定量添加；所述底物每天的添加量为底物总添加量与水力停留天数的比值；所述底物总添加量按照如下公式确定：

总固体含量＝(底物固含量×底物总添加量+接种液固含量×接种液质量)/(底物总添加量+接种液质量)×100％；

所述总固体含量为8wt.％～12wt.％；

所述底物的固含量根据底物的种类而确定：当底物为牛粪时，固含量为25.8wt.％，当底物为玉米秸秆时，固含量为91.7wt.％；

所述接种液固含量为5.3wt.％；

所述接种液质量按照如下公式确定：

接种液质量＝接种液体积×1.001g/mL；

所述生物炭每天的添加量为生物炭的总添加量与水力停留天数的比值。

优选的，所述生物炭的制备方法包括：将废弃生物质进行炭化，得到生物炭；

所述废弃生物质包括玉米秸秆、花生壳、椰壳和牛粪中的一种；

所述炭化的方式包括热解炭化或水热炭化；