[发明专利]厌氧干发酵好氧发酵-厌氧发酵处理干秸秆产沼气的方法

说明书

一种厌氧干发酵‑好氧发酵厌氧发酵处理干秸秆产沼气的方法，包括步骤如下：（1）将粉碎后干秸秆与厌氧污泥混合进行厌氧干发酵预处理3‑5天，将秸秆中易利用可溶性糖、纤维素等物质转化为沼气，收集沼气；（2）将厌氧干发酵后秸秆加入好氧混合微生物，调节含水率40‑50%，好氧环境下进行好氧发酵预处理1‑3天，降解或转化秸秆中木质素释放纤维素、半纤维素，同时将秸秆中难利用纤维素、半纤维素转化为易利用物质，减少纤维素、半纤维素向二氧化碳转化带来的原料损失；（3）将好氧发酵后秸秆加入厌氧污泥进行厌氧发酵，将纤维素、半纤维素和其转化产物转化为沼气，收集沼气。

技术领域

本发明属于有机废弃物的处理及资源化利用技术领域，具体涉及厌氧干发酵-好氧发酵-厌氧发酵处理干秸秆产沼气的方法。

背景技术

秸秆主要由木质素、纤维素、半纤维素组成。木质素与纤维素、半纤维素通过共价键与氢键交联在一起构成的三维空间交联结构对纤维素降解形成了屏蔽作用，同时纤维素本身的结晶结构以及半纤维素对纤维素的包裹作用造成了秸秆直接厌氧发酵产沼气效率较低。解除木质纤维素的降解屏障，提高木质纤维素的能源转化效率是秸秆厌氧发酵产沼气的核心关键技术问题。

好氧发酵是秸秆厌氧发酵产沼气预处理的重要方法之一，具有耗能低、投资成本少、资源利用效率高等优点。但好氧发酵在实际运用中仍存在控制困难，向二氧化碳转化造成的原料损失大，促进产沼气效果不明显等问题，甚至出现降低沼气产量现象。目前解决方法大多为筛选高选择性降解木质素菌。

发明内容

本发明针对上述现有技术的不足，提供一种厌氧干发酵好氧发酵-厌氧发酵联合处理干秸秆产沼气的方法。

为了解决以上技术问题，本发明采用以下技术方案：一种厌氧干发酵-好氧发酵-厌氧发酵处理干秸秆产沼气的方法，它包括如下步骤：（1）干秸秆厌氧干发酵预处理：干秸秆经秸秆粉碎机粉碎，粉碎后干秸秆在秸秆干式厌氧发酵器中接种厌氧污泥进行厌氧干发酵预处理，控制发酵时间将秸秆中易利用可溶性糖、纤维素等物质转化为沼气，沼气进入沼气收集罐；厌氧干发酵所用厌氧污泥为经过秸秆厌氧发酵驯化的厌氧污泥，接种量为秸秆干重的10%-30%。厌氧干发酵温度为30-40℃，发酵时间3-5天，固体含量60%-85%。

（2）好氧发酵预处理：将厌氧干发酵预处理后干秸秆通过带式输送机装入带有含水率调节和翻堆功能的好氧发酵器，接种好氧混合微生物，调节含水率40-50%，通过定期翻堆控制堆体氧气浓度10%-20%，在好氧堆肥器中进行好氧发酵预处理，降解转化秸秆中木质素释放纤维素、半纤维素，同时将难利用纤维素、半纤维素转化为易利用物质，减少向二氧化碳转化带来的原料损失；好氧发酵预处理所用好氧混合微生物含芽孢杆菌、放线菌、木霉菌，配成菌液使用，每毫升菌液有效活菌数大于100亿单位，好氧微生物接种量每千克干秸秆0.1%-0.25%毫升菌液。

在本发明的一些实施方式中，好氧发酵预处理堆体中氧气浓度控制在10%-20%，堆体含水率40%-50%，处理时间1-3天。

（3）厌氧发酵产沼气：将好氧发酵预处理后秸秆通过螺旋输送机装入厌氧发酵罐接种厌氧污泥进行厌氧发酵，将秸秆中纤维素、半纤维素和其转化产物转化为沼气，沼气进入沼气收集罐。厌氧发酵所用厌氧污泥为经过秸秆厌氧发酵驯化的厌氧污泥，接种量为秸秆干重的10%-30%，厌氧发酵温度30-40℃，发酵时间15-20天。

本方案的具体特点还有,干秸秆包括玉米秸秆、小麦秸秆、稻草秸秆，自然风干，含水率低于10%。干秸秆经秸秆粉碎机粉碎后碎片长度1-4厘米。