[发明专利]通过生物炭负载纳米零价铁处理的猪场粪水与玉米秸秆联合厌氧发酵产沼气的方法

说明书

本发明属于农业废弃物资源化利用领域，涉及一种通过生物炭负载纳米零价铁处理的猪场粪水与玉米秸秆联合厌氧发酵产沼气的方法，包括以下步骤：(1)将猪场粪水过滤去除杂质；(2)将玉米秸秆粉碎至1‑3cm长度并烘干至恒重；(3)将猪场粪水用生物炭负载纳米零价铁处理，并进行震荡处理；(4)将烘干后的秸秆物料与步骤(3)获得的猪场粪水混合均匀，中温条件下存放2‑3天；(5)以发酵料液总体积计，向步骤(4)所得混合物加入活性菌种，并以发酵料液总质量计，加水将所述玉米秸秆干物质(TS)含量调节为6％‑8％，并将发酵料液pH值调节为6‑8，进行中温联合厌氧发酵。本发明的方法能够提高产气效率，缩短发酵周期。

技术领域

本发明属于农业废弃物资源化利用领域，涉及一种通过生物炭负载 纳米零价铁处理的猪场粪水与玉米秸秆联合厌氧发酵产沼气的方法。

背景技术

众所周知，厌氧发酵产沼气技术是目前处理该类养殖废水和各种农 业废弃物最常用技术之一。但是猪场废水单独发酵产气效率低，很难实 现经济价值，如果利用猪场粪水与农作物秸秆联合厌氧发酵产沼气，则 可大大提高产气效率。已有研究表明，两种或两种以上有机物料的联合 厌氧发酵技术，既能够实现不同有机废弃物归一化处理问题，又能够显 著提高发酵系统的产气效率，具有维持系统运行稳定性，缓解有毒化学 物质的抑制作用，保证系统营养平衡等优点，而且发酵后残余物处理方 便，可直接用作有机肥，不存在二次污染问题。

庞震鹏等(2019，安全与环境学报,19(05):1767-1775.)研究表明：猪粪 与玉米秸秆混合厌氧发酵产气性能显著优于单一猪粪发酵，猪粪玉米秸 秆适宜配比为8:2，平均甲烷质量分数达64.54％，累计产气量和干物质 (Total Solid,TS)产气量分别为9943.1mL和0.273L/g，较单一猪粪发酵分 别高79.33％和79.61％。李奥等(2019,中国沼气37(06):3-10)研究表明，相 同接种量下猪粪:秸秆为1:1的试验组甲烷累积产率均高于2:1；猪粪:秸秆 为1:1，接种量为50％的试验组启动最快，累积甲烷产率也最高，是该研 究中原料配比与接种量的最佳组合，累积沼气产量和累积VS甲烷产率分 别为6801.67mL和127.07mL·g-1VS。

在以微生物转化为核心的厌氧发酵技术中，两种或两种以上基质的 联合厌氧发酵技术，不仅具有提高生物基质的产气量，维持系统的稳定 性，稀释有毒化学物质，保证系统营养平衡等优点，而且发酵后残余物 处理方便，可直接用作有机肥，不存在二次污染问题。虽然，众多学者 针对猪粪与作物秸秆混合发酵做了一些研究工作，现有技术仍然存在发 酵长、产气率低的技术问题。

因此，本领域需要新的厌氧发酵产沼气的方法。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种通过生物炭负载纳米零价铁处 理的猪场粪水与玉米秸秆联合厌氧发酵产生沼气的方法，以解决现有技 术中存在的发酵周期长、产气率低的技术问题。

本发明的目的及其技术问题的解决，可以采用以下技术方案来实现。

本发明提供了通过生物炭负载纳米零价铁处理的猪场粪水与玉米秸 秆联合厌氧发酵产沼气的方法，该方法包括如下步骤：

(1)将猪场粪水过滤去除杂质；

(2)将玉米秸秆粉碎至1-3cm长度并烘干至恒重；

(3)将猪场粪水用生物炭负载纳米零价铁处理，并进行震荡处理；

(4)将烘干后的玉米秸秆物料与步骤(3)获得的猪场粪水混合均匀，中 温条件下存放2-3天；

(5)以发酵料液总体积计，向步骤(4)所获得的混合物添加活性菌种， 并以发酵料液总质量计，加入水将所述玉米秸秆干物质(TS)含量调节为 6％-8％，并将发酵料液pH值调节为6-8，进行中温联合厌氧发酵。