專利名稱：一種將甲烷菌回流與粉碎的秸稈原料混合發(fā)酵生產(chǎn)沼氣的方法
技術領域：
本發(fā)明屬于發(fā)酵生產(chǎn)沼氣技術領域中一種以農(nóng)作物秸稈為主要原料與甲烷菌混合發(fā)酵生產(chǎn)沼氣的方法。
背景技術：
沼氣的生產(chǎn)開發(fā)利用了大量農(nóng)作物秸稈，它作為一種豐富的能源已廣泛應用到人民生活和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中。隨著沼氣的不斷開發(fā)利用，對沼氣生產(chǎn)技術的要求也越來越高。在公知技術中。現(xiàn)有的沼氣發(fā)酵方法主要是將農(nóng)作物的秸稈等原料經(jīng)鍘切機切成碎段，一次性投料到沼氣發(fā)酵池或發(fā)酵罐，加入甲烷菌料，靠自然環(huán)境溫度發(fā)酵產(chǎn)生甲烷氣體，發(fā)酵產(chǎn)氣后再大換料的間歇式發(fā)酵生產(chǎn)沼氣方法，由于所投入到發(fā)酵罐的秸稈原料主要是秸段，加之甲烷菌的比例相對較少，造成降解速度慢，發(fā)酵周期長，再是主要靠外界自然環(huán)境溫度來發(fā)酵，發(fā)酵溫度時常在35℃以下，遇有陰雨天和秋、冬季溫度就更低，不適于甲烷菌的繁殖生長，就使得所產(chǎn)沼氣慢、產(chǎn)氣量低，也給使用帶來不便。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術之不足，解決沼氣發(fā)酵原料降解慢、甲烷菌量少、產(chǎn)氣低的工藝方法問題，本發(fā)明提供一種工藝設計新穎，使得沼氣發(fā)酵原料降解快，甲烷菌量大，發(fā)酵周期短，發(fā)酵料液控制在適宜溫度條件，達到產(chǎn)氣快、產(chǎn)氣量大，使用方便的發(fā)酵生產(chǎn)沼氣新方法。
本發(fā)明解決上述問題所采用的技術方案是
一種將甲烷菌回流與粉碎的秸稈原料混合發(fā)酵生產(chǎn)沼氣的方法，它是采用將發(fā)酵沼氣的原料農(nóng)作物秸稈用粉碎機粉碎成秸稈粉末、秸稈顆粒、秸稈絲后，再投入沼氣發(fā)酵罐，沼氣發(fā)酵罐底部出料管排出的含甲烷菌渣料，根據(jù)實際測定的所含甲烷菌數(shù)量，按含甲烷菌渣料與新投入秸稈原料的體積比為0.5～8.0∶1.0的比例相混合后輸入到沼氣發(fā)酵罐進行連續(xù)發(fā)酵生產(chǎn)沼氣，使一部分含甲烷菌渣料循環(huán)回流補充沼氣發(fā)酵罐的甲烷菌，剩余部分含甲烷菌渣料排放到渣料池。
上述一種將甲烷菌回流與粉碎的秸稈原料混合發(fā)酵生產(chǎn)沼氣的方法，所述的沼氣發(fā)酵罐其發(fā)酵罐內(nèi)料液發(fā)酵溫度為35～56℃，最佳是35～50℃。可采用帶外加溫的發(fā)酵罐或是太陽能沼氣發(fā)酵罐，以及其它型能達到上述35～56℃發(fā)酵溫度的沼氣發(fā)酵罐。
本發(fā)明采用了將發(fā)酵沼氣的原料農(nóng)作物秸稈先粉碎的工藝方法，秸稈粉碎后，破壞了秸稈的木質(zhì)素鞘，也使得秸稈表面積增大，秸稈中的纖維素能與外界降解酶充分接觸發(fā)生降解，利用甲烷菌產(chǎn)生沼氣。經(jīng)過數(shù)次反復實驗證明，在以秸稈為原料的沼氣發(fā)酵過程中，沼氣發(fā)酵罐內(nèi)料液發(fā)酵溫度控制在35～56℃是適宜甲烷細菌及其伴生菌最適宜生長和活力最旺、繁殖能力最強，所發(fā)酵產(chǎn)生沼氣最多的工藝條件。本發(fā)明采用循環(huán)回流含菌渣料，是因為在秸稈發(fā)酵降解過程中含有的有機物非常多，有機物濃度過高，能造成產(chǎn)酸菌繁殖旺盛，使得發(fā)酵液料中有機酸積累而酸化，就會嚴重影響甲烷菌的活動，打破產(chǎn)酸與產(chǎn)甲烷的速度平衡，甚至使發(fā)酵中斷，往發(fā)酵罐按一定配比回流含有大量甲烷菌的渣料，大大增加了甲烷菌的數(shù)量消耗掉有機酸避免了有機酸積累出現(xiàn)酸化，也給甲烷菌團創(chuàng)造了很好的生存發(fā)展環(huán)境，從而大量地繁殖快速生長，也使原料秸稈得到完全降解，使得產(chǎn)酸與產(chǎn)甲烷的速度平衡，能連續(xù)性更多更快地產(chǎn)出沼氣。
由于本發(fā)明設計采用了上述技術方案，有效地解決了解決沼氣發(fā)酵原料降解慢、甲烷菌量少、產(chǎn)氣量低的工藝方法問題，經(jīng)數(shù)次試驗試用結果表明，它與現(xiàn)有技術相比，具有方法新穎，設計創(chuàng)新，能使沼氣發(fā)酵原料降解快，甲烷菌量大，發(fā)酵周期短，發(fā)酵料液控制在適宜溫度條件，不產(chǎn)生酸化，產(chǎn)沼氣快、產(chǎn)氣量大、使用方便等優(yōu)點。本發(fā)明能利用農(nóng)作物秸稈諸如玉米秸稈、麥秸稈、水稻秸稈、豆秸稈、花生蔓等以及柴草等為原料生產(chǎn)沼氣，原料資源豐富，也解決了“農(nóng)村秸稈大量積存、農(nóng)民焚燒秸稈污染環(huán)境”的問題。它適用于廣大農(nóng)村的單戶沼氣池、集中沼氣罐和用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的大、中型單個和多聯(lián)體沼氣罐的連續(xù)性生產(chǎn)沼氣。
具體實施例方式
下面結合實施例對本發(fā)明作進一步詳細說明。
實施例1采用玉米秸稈為發(fā)酵原料，經(jīng)過鍘草機鍘成料段后入粉碎機粉碎成過10目篩的秸稈顆粒投入沼氣發(fā)酵罐，沼氣發(fā)酵罐采用本發(fā)明人2007年3月6日申請中國專利的新型沼氣發(fā)酵罐，它是在發(fā)酵罐體外套連保溫罩體并留設有空間夾層的加溫型500立方米的沼氣發(fā)酵罐，控制發(fā)酵罐內(nèi)料液發(fā)酵溫度為35～50℃，沼氣發(fā)酵罐底部出料管排出的含甲烷菌渣料，測定了渣料所含的甲烷菌數(shù)量后，按含甲烷菌渣料與新投入秸稈原料的體積比為0.8∶1.0的比例混合后輸入到沼氣發(fā)酵罐進行連續(xù)發(fā)酵產(chǎn)沼氣，剩余的含甲烷菌渣料排放到了渣料池。
實施例2采用小麥秸稈為發(fā)酵原料，經(jīng)過粉碎機粉碎成過30目篩的秸稈顆粒入沼氣發(fā)酵罐，沼氣發(fā)酵罐底部的出料管派出的含甲烷菌渣料，經(jīng)測定所含的甲烷菌數(shù)量后，按含甲烷菌渣料與新投入秸稈原料的體積比為2.2∶1.0的比例混合后輸入到沼氣發(fā)酵罐進行連續(xù)發(fā)酵產(chǎn)沼氣，剩余的含甲烷菌渣料排放到了渣料池。
實施例3采用玉米秸稈、花生蔓和谷草為發(fā)酵原料，經(jīng)過鍘切后粉碎成過60目篩的粉末料投入沼氣發(fā)酵罐，沼氣發(fā)酵罐采用太陽能加溫型800立方米的沼氣發(fā)酵罐，控制發(fā)酵罐內(nèi)料液發(fā)酵溫度控制在35～45℃，沼氣發(fā)酵罐底部出料管排出的含甲烷菌渣料，經(jīng)測定所含的甲烷菌數(shù)量后，按含甲烷菌渣料與新投入秸稈原料的體積比為1.6∶1.0的比例混合后輸入到沼氣發(fā)酵罐進行連續(xù)發(fā)酵產(chǎn)沼氣，剩余的含甲烷菌渣料排放到了渣料池。
權利要求
1.一種將甲烷菌回流與粉碎的秸稈原料混合發(fā)酵生產(chǎn)沼氣的方法，其特征在于，它是將發(fā)酵沼氣的原料農(nóng)作物秸稈粉碎成秸稈粉末、秸稈顆粒、秸稈絲后，再入沼氣發(fā)酵罐，沼氣發(fā)酵罐底部出料管排出的含甲烷菌渣料，根據(jù)實際測定的所含甲烷菌數(shù)量，按含甲烷菌渣料與新投入秸稈原料的體積比為0.5～8.0∶1.0的比例混合后輸入到沼氣發(fā)酵罐進行連續(xù)發(fā)酵生產(chǎn)沼氣，剩余部分含甲烷菌渣料排放到渣料池。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種將甲烷菌回流與粉碎的秸稈原料混合發(fā)酵生產(chǎn)沼氣的方法，其特征在于，沼氣發(fā)酵罐罐內(nèi)料液發(fā)酵溫度為35～56℃。
3.根據(jù)權利要求2所述的一種將甲烷菌回流與粉碎的秸稈原料混合發(fā)酵生產(chǎn)沼氣的方法，其特征在于，沼氣發(fā)酵罐內(nèi)料液發(fā)酵溫度最佳是35～50℃。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種將甲烷菌回流與粉碎的秸稈原料混合發(fā)酵生產(chǎn)沼氣的方法，其特征在于，屬于發(fā)酵生產(chǎn)沼氣技術領域，旨在解決沼氣發(fā)酵原料降解慢、甲烷菌量少、產(chǎn)氣量低的工藝方法問題。它是采用將發(fā)酵沼氣的原料農(nóng)作物秸稈粉碎成秸稈粉末、秸稈顆粒、秸稈絲，再入沼氣發(fā)酵罐，沼氣發(fā)酵罐底部出料管排出的含甲烷菌渣料，根據(jù)實際測定的所含甲烷菌數(shù)量，按含甲烷菌渣料與新投入秸稈原料的體積比為0.5～8.0∶1.0的比例混合后輸入到沼氣發(fā)酵罐進行連續(xù)發(fā)酵生產(chǎn)沼氣。本發(fā)明工藝設計新穎，沼氣發(fā)酵原料降解快、發(fā)酵周期短，產(chǎn)氣快、產(chǎn)氣量大，適用于適用于廣大農(nóng)村和用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的大中型單個、多聯(lián)體沼氣罐的連續(xù)性生產(chǎn)沼氣。
文檔編號C12R1/01GK101020912SQ20071006160
公開日2007年8月22日 申請日期2007年3月20日 優(yōu)先權日2007年3月20日
發(fā)明者孔凡強 申請人:孔凡強