專利名稱：以中藥藥渣為原料厭氧發酵產沼氣的方法
技術領域：
本發明涉及一種以中藥藥渣為原料厭氧發酵產沼氣的方法，屬于有機廢棄物綜合利用技術領域。
背景技術：
中國是中藥生產大國，據不完全統計，目前我國中藥企業每年消耗植物類藥材70 萬噸左右，產生的藥渣高達數百萬噸(含水分)。因其對環境有不同程度的污染，故一直采用填埋的方法進行處理，這不僅占用了大量的土地資源，污染了土地及地下水，而且還造成資源的浪費。因此如何有效處理、利用中藥藥渣已成為中藥生產廠家迫切需要解決的問題。因為中藥藥渣都是植物的根莖葉，含有豐富的有機質、糖類和粗蛋白質等中量及微量元素營養物質，完全可以回收利用。用生物技術對其進行無害的處理，發酵促其腐熟，就能生產出優質的有機肥，可以變廢為寶，消除污染，提高資源利用率，促進循環農業發展，意義重大，效果顯著。中藥藥渣可用于栽培食用菌、制作有機肥、作為燃料燒鍋爐等。如CN1016198M提供了一種有效地處理中藥藥渣的方法，該方法包括以下步驟擠壓將剛提取的藥渣進行擠壓，使藥渣含水率為60 75% ；機械輥壓將經擠壓步驟所得的藥渣進行多級壓輥壓干和壓榨，得到含水率為20 60%的藥渣；燃燒將經過上述步驟處理的藥渣送入鍋爐中燃燒。該方法能夠根據生產及生活用汽量的大小來調節藥渣處理工藝。CN1648107公開了一種生物有機肥料，是以含有機質，腐殖酸、微量元素的天然物料為主料；以工業糟粕、下腳料、人畜禽糞、尿、中草藥渣、廢棄菌類培養基、秸稈、雜草之一種或數種為副料。先將副料采用簡化好熱纖維素分解培養接種法，接種好熱性真菌微生物。 厭氧發酵3-6個月；然后將發酵好的副料與融合重量比1%。的有益微生物優勢菌群光合細菌、酵母菌等主料均勻混合，進行好氧發酵，主料可占全部物料重量的30-48%，發酵時間 5-14天，發酵溫度升至40-50°C后攪拌2-3次控溫55°C以下。即得兩步發酵生物有機肥。 并可進一步制成粉狀或顆粒狀肥。該生物有機肥料含全價養份，具有長效緩釋，肥效長達6 個月以上，用于蔬菜、水果、糧食作物可增產10% -15%。目前國內外對于藥渣厭氧發酵的研究較少，且需添加牛糞等常規發酵原料。如 CN101987796A公開了一種中藥渣兩階段干式厭氧發酵工藝，通過按照一定的比例混合新鮮牛糞、污泥和發酵原料，分階段啟動水解酸化罐和產氣罐，最終實現工藝快速啟動。設計水解酸化罐與產氣罐體積比為1 4，控制水解酸化罐新鮮物料每天投配率為40%，產氣罐投配率為10 %，水解酸化罐出料作為產氣罐進料，保證兩罐進、出物料守恒，實現整個工藝連續運行。本發明針對中藥藥渣和藥廠廢水，提供一種聯合厭氧發酵產沼氣的方法，相關的內容未見報道
發明內容
針對食用菌生產的中藥藥渣污染環境的問題，本發明提供一種中藥藥渣為原料厭氧發酵產沼氣的方法。以中藥藥渣為主要原料發酵產沼氣，無需添加牛糞等其他發酵原料，操作簡便、產氣效果好、原料利用率高，可以同時解決藥渣和廢水污染環境的問題，同時可以回收沼氣能源。術語說明池容是指本說明書中涉及的厭氧發酵裝置包括沼氣池或厭氧反應器的容積的統稱，單位為立方米，簡稱立方。TS濃度總固體濃度，單位為質量比。厭氧發酵罐用于制取沼氣的厭氧反應器。本發明的技術方案如下一種以中藥藥渣為原料厭氧發酵產沼氣的方法，包括將發酵原料投入厭氧反應器中，按現有技術厭氧發酵產沼氣；其中，以為中藥藥渣25 35份為主要發酵原料，堆慪預處理后，加水至發酵原料TS濃度為7 9%;厭氧反應器初次啟動時需加入10 15%池容的沼液作為接種物。所述的中藥藥渣為中藥生產企業對中草藥材提取后的殘渣，其中不含抑制微生物發酵的成分及西藥；藥渣含水率為75 80%，pH5 6。所述的中藥藥渣可以是單一種也可以是若干種藥渣的混合，只要不含抑制微生物發酵的成分及西藥即可，沒有其他特別限定，一般常用的有山楂、檳榔、枳實、枇杷葉、瓜蔞、萊菔子、葶藶子、桔梗、連翹、蟬蛻、黃芪、黨參、麥冬、何首烏、淫羊藿、野葛、當歸、丹參、 皂角刺、海藻、昆布、牡蠣、萊菔子、地黃、枸杞、五味子、葛根、金銀花、瓜蔞等。所述的水為中藥廠洗罐廢水，即藥廠的洗罐水，C0D500 1000mg/L。所述的沼液為正常發酵產氣的沼氣工程內的沼液，優選以秸稈為發酵原料的沼液。根據本發明，以中藥藥渣為原料厭氧發酵產沼氣的方法，各成分的比例如上述的發酵原料的配方中所述，步驟如下(1)將中藥藥渣破碎，使其大小均勻，長度小于2cm ；(2)在預處理池內將步驟(1)處理后的中藥藥渣加沼液和水進行堆慪，并混合均勻，堆慪時中藥藥渣、沼液、水的質量比為6 2 1，堆慪期間每天翻堆一次；堆慪預處理時間為3 5天，至藥渣表面長出白毛；(3)將步驟( 處理后的藥渣裝入厭氧發酵罐，加水配制發酵原料TS濃度為7 8%，并用NaOH調節pH值為8. 5 9. 0，初次啟動時需按每立方米池容加入0. 1 0. 15立方米沼液作為接種物；(4)步驟(3)裝料后厭氧發酵1 2天產生沼氣，池容產氣率為1. 2 1. 4m3沼氣 /m3發酵罐，沼氣中甲烷含量為體積百分比60 65% ；厭氧發酵罐水力停留時間為7 10 天；沼液回流比例為10 20%。上述厭氧發酵產沼氣的方法，還可以繼續步驟如下(5)步驟(4)中發酵后的藥渣通過固液分離機進行固液分離，沼渣可用作有機肥， 沼液部分回流至厭氧發酵罐，剩余部分可調制液體肥。
上述制備步驟(3)中堆慪時間夏季為3天，秋冬季為4 5天。上述制備步驟(3)中加水配制發酵原料中加的水為藥廠廢水。上述制備步驟(3)中所用的NaOH為常規市售藥品，用時加水至溶，用做pH調節劑。優選的，用0. 3 0. 4份NaOH溶解后調節體系pH = 8. 5 9. 0。上述制備步驟中厭氧發酵罐反應器可連續進料也可間歇進料。本發明的方法適應于上部進料、底部出料的完全混合式厭氧發酵裝置。本發明的方法中沒有特別限定的，按本領域常規技術選擇即可。本發明方法與現有技術相比優良效果如下1、本發明方法無需添加其它原料，無需特定裝置及設備，操作方法簡單、易于推本發明利用藥渣發酵產沼氣，該方法技術簡便、易操作，無需添加牛糞、秸稈等常規發酵原料，無需特殊裝置及設備，適合廣大中藥廠采用。2、本發明方法藥渣用量大，可大批量處理藥渣，也可同時處理藥廠廢水，消除污染，適用范圍廣。應用本發明方法，通過建設大型沼氣工程，可完全處理藥廠所產生的藥渣，同時可與藥廠廢水聯合發酵，消除藥廠廢水、廢渣等污染源，同時厭氧封閉發酵不產生臭氣，避免藥廠周圍生態環境的惡化。3、使用本方法后藥渣的發酵效率高，日產氣量大，可提高藥廠經濟效益。應用本發明方法后，厭氧發酵罐的池容產氣率可達1. 2 1. 4m3沼氣/m3，產氣效率高，經濟效益好。所產沼氣可用于藥廠燒鍋爐，減少電費支出，提高藥廠經濟效益。4、本方法可變廢為寶，藥渣發酵后可作為有機肥，促進循環經濟發展。本發明利用藥渣厭氧發酵產沼氣，是對廢棄物的合理再利用，能夠變廢為寶，保護環境；同時產生的副產品沼液沼渣可作為有機肥，施用于農田可提高作物品質，促進生態農業，同時適應我國可持續發展、循環經濟的國策，推動循環經濟與可持續發展。綜上所述，本發明提供的以中藥藥渣為原料厭氧發酵產沼氣的方法，應用簡便、產氣效率高、易于普及，利于環境保護與生態農業，適于藥廠推廣應用。
具體實施例方式下面結合實施例對本發明做進一步說明，實施例中未詳加說明的均按本領域現有技術。所使用的厭氧發酵罐為上部進料、底部出料的完全混合式發酵罐，罐體材質無限制， 可選用鋼砼結構、搪瓷鋼板、Lipp罐等。罐體內裝配側裝式攪拌器，攪拌器的型號根據罐體容積大小選取，轉速300r/min左右。所使用的固液分離機為濟寧市力揚環保節能設備制造有限公司生產的螺旋擠壓式固液分離機，型號為JFJ260，經擠壓分離后的沼渣其含水量可達40%左右。實施例1 魯南制藥廠消積口服液藥渣，與藥廠廢水聯合厭氧發酵藥渣為生產消積口服液的中藥藥渣，主要為山楂、檳榔、枳實、枇杷葉、瓜蔞、萊菔子、葶藶子、桔梗、連翹、蟬蛻等。主要營養指標為
5養分含量TS/%全氮％ (N)全磷％ (P2O5)全鉀％ (K2O)有機質(％)C/NpH消積藥渣26.723.020.570.3480.2215.435.8以上百分比均為質量百分比，全氮、全磷、全鉀、有機質以干基計。一種以消積口服液藥渣為原料厭氧發酵產沼氣的方法，發酵原料配比為消積口服液藥渣2t/d，藥廠洗罐廢水5t/d。步驟如下(1)將中藥藥渣進行破碎，長度小于2cm。(2)在預處理池內將步驟(1)處理后的中藥藥渣加沼液和水進行堆慪，并混合均勻，堆慪時中藥藥渣、沼液、水的質量比為6 2 1，堆慪期間每天翻堆一次；夏季堆慪預處理3d，至藥渣表面長出白毛為宜。(3)將步驟⑵處理后的藥渣裝入厭氧發酵罐，加水配制發酵原料TS濃度為 7.6%。并加入20kg/d NaOH調節原料pH值=8. 5 9.0，初次啟動時需按每立方米池容加入0. 1立方米沼液作為接種物；(4)步驟(3)裝料后厭氧發酵1 2天產生沼氣，池容產氣率為1. 4m3沼氣/m3，沼氣中甲烷含量為60 65%。厭氧罐水力停留時間為7d，沼液回流比例為10%。反應器為間歇進料，每日進料一次。(5)發酵后的藥渣通過固液分離機進行固液分離，沼渣用作有機肥剩余沼液調制液體肥。實施例2 魯南制藥廠心通口服液藥渣，與藥廠廢水聯合厭氧發酵一種以心通口服液藥渣為原料厭氧發酵產沼氣的方法，主要為黃芪、黨參、麥冬、 何首烏、淫羊藿、野葛、當歸、丹參、皂角刺、海藻、昆布、牡蠣、枳實；主要營養指標為
養分含量TS/%全氮％ (N)全磷％ (P2O5)全伸％ (K2O)有機質(％)C/NpH消積藥渣26.582.450.420.4480.2918.975.6以上百分比均為質量百分比，全氮、全磷、全鉀、有機質以干基計。一種以心通口服液藥渣為原料厭氧發酵產沼氣的方法，發酵原料配比為消積口服液藥渣3t/d，藥廠廢水7t/d。步驟如下(1)將中藥藥渣進行破碎，長度小于2cm。(2)在預處理池內將步驟(1)處理后的中藥藥渣加沼液和水進行堆慪，并混合均勻，堆慪時中藥藥渣、沼液、水的質量比為6 2 1，堆慪期間每天翻堆一次；秋季堆慪預處理4d，至藥渣表面長出白毛為宜。(3)將步驟( 處理后的藥渣裝入厭氧發酵罐，加水配制發酵原料TS濃度為8%。 并加入30kg/d NaOH調節原料pH值=8. 5 9. 0，初次啟動時需按每立方米池容加入0. 1 立方米沼液作為接種物；(4)步驟(3)裝料后厭氧發酵1 2天產生沼氣，池容產氣率為1. 3m3沼氣/m3，沼氣中甲烷含量為60 65%。厭氧罐水力停留時間為8d，沼液回流比例為15%。反應器為間歇進料，每日進料一次。(5)發酵后的藥渣通過固液分離機進行固液分離，沼渣可用作有機肥，剩余沼液調制液體肥。實施例3 某藥廠混合藥渣，與藥廠洗罐廢水聯合厭氧發酵藥渣為某中藥廠混合藥渣，主要成分為山楂、枇杷葉、萊菔子、黃芪、地黃、枸杞、 五味子、麥冬、黨參、丹參、葛根、當歸、金銀花、瓜蔞、桔梗、昆布、牡蠣、蟬蛻等40余種中藥材。主要營養指標為
權利要求
1.一種以中藥藥渣為原料厭氧發酵產沼氣的方法，包括將發酵原料投入厭氧反應器中，按現有技術厭氧發酵產沼氣，其中，以為中藥藥渣25 35份為主要發酵原料，堆慪預處理后，加水至發酵原料TS濃度為7 9%;厭氧反應器初次啟動時需加入10 15%池容的沼液作為接種物。
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述的中藥藥渣為中藥生產企業對中草藥材提取后的殘渣，其中不含抑制微生物發酵的成分及西藥；藥渣含水率為75 80%，pH5 6。
3.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述的水為中藥廠洗罐廢水，C0D500 1000mg/L。
4.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述的沼液為正常發酵產氣的沼氣工程內的沼液，選自以秸稈為發酵原料的沼液。
5.如權利要求1所述的方法，包括以下步驟(1)將中藥藥渣破碎，使其大小均勻，長度小于2cm;(2)在預處理池內將步驟(1)處理后的中藥藥渣加沼液和水進行堆慪，并混合均勻，堆慪時中藥藥渣、沼液、水的質量比為6 2 1，堆慪期間每天翻堆一次；堆慪預處理時間為 3 5天，至藥渣表面長出白毛；(3)將步驟( 處理后的藥渣裝入厭氧發酵罐，加水配制發酵原料TS濃度為7 9%。 并用NaOH調節pH值8. 5 9. 0，初次啟動時需按每立方米池容加入0. 1 0. 15立方米沼液作為接種物；(4)步驟(3)裝料后厭氧發酵1 2天產生沼氣，池容產氣率為1.2 1. 4m3沼氣/m3 發酵罐，沼氣中甲烷含量為體積百分比60 65% ；厭氧發酵罐水力停留時間為7 10天； 沼液回流比例為10 20%。
6.如權利要求5所述的方法，其特征在于繼續步驟如下(5)步驟(4)中發酵后的藥渣通過固液分離機進行固液分離，沼渣可用作有機肥，沼液部分回流至厭氧發酵罐，剩余部分可調制液體肥。
7.如權利要求5所述的方法，其特征在于步驟(3)中堆慪時間夏季為3天，秋冬季為 4 5天。
8.如權利要求5所述的方法，其特征在于步驟(3)中加水配制發酵原料中加的水為藥廠廢水。
9.如權利要求5所述的方法，其特征在于步驟(4)中厭氧發酵罐反應器連續進料或間歇進料。
全文摘要
一種以中藥藥渣為原料厭氧發酵產沼氣的方法。利用中藥廠產生的藥渣為發酵原料，與藥廠廢水聯合厭氧發酵，通過與沼液、水適當配比進行堆漚預處理，入池后添加適量NaOH，發酵原料TS濃度為7％～9％，加入10～15％的沼液作為接種物，可實現快速啟動，產氣效率高。正常運行后部分沼液回流，以保證厭氧罐內微生物濃度。以中藥藥渣為主要原料發酵產沼氣，無需添加牛糞等其他發酵原料，操作簡便、產氣效果好、原料利用率高，可以同時解決藥渣和廢水污染環境的問題，同時可以回收沼氣能源。
文檔編號C12P5/02GK102382859SQ20111021633
公開日2012年3月21日 申請日期2011年7月29日 優先權日2011年7月29日
發明者姚利, 張昌愛, 曹德賓, 李國生, 王艷芹, 袁長波, 邊文范 申請人:山東省農業科學院農業資源與環境研究所