本發(fā)明屬于生物質(zhì)能技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種農(nóng)業(yè)秸稈和剩余污泥混合微貯穩(wěn)定化預(yù)處理方法。
背景技術(shù)：
能源短缺與環(huán)境危機(jī)已成為人類(lèi)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的主要障礙，尋找可再生資源和能源，降低對(duì)化石能源的依賴(lài)，保護(hù)生態(tài)環(huán)境，已成為人類(lèi)發(fā)展的共識(shí)。可再生能源中農(nóng)業(yè)秸稈是僅次于煤炭、石油和天然氣而居于世界能源消費(fèi)總量第四位的能源，它不僅儲(chǔ)量豐富，而且分布廣泛，受地域限制小。因此，農(nóng)業(yè)秸稈的利用受到高度重視。 我國(guó)是世界上秸稈資源最為豐富的國(guó)家之一，每年可收集的各種農(nóng)作物秸稈量為 6.87 億噸。然而，我國(guó)對(duì)秸稈的利用并不合理，除一部分作為飼料或直接燃燒用于農(nóng)戶(hù)炊事外，其余大多被丟棄在田間或就地焚燒，不僅造成資源的浪費(fèi)，還對(duì)大氣環(huán)境造成嚴(yán)重污染。因此，如果能將秸稈有效處理并進(jìn)行資源或能源化利用，則不僅能有效地避免焚燒造成的環(huán)境污染，還能緩解目前能源短缺的問(wèn)題。
隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和城市化進(jìn)程加快，城市生活污水和工業(yè)污水排放快速增加。污水經(jīng)過(guò)生物處理后，其體積的0.5%~1%將轉(zhuǎn)化為固態(tài)凝聚體沉降下來(lái)，形成剩余污泥。城市污水處理的剩余污泥已經(jīng)成為嚴(yán)重的環(huán)境問(wèn)題。隨著能源和資源危機(jī)的到來(lái)，污泥所含有機(jī)質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)正是現(xiàn)代社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的重要資源，通過(guò)合理的技術(shù)實(shí)現(xiàn)污泥的穩(wěn)定化、減量化、無(wú)害化和資源化才是最合理的方向。
農(nóng)作物秸稈和剩余污泥是我國(guó)產(chǎn)量巨大的兩類(lèi)固體廢棄物。如何進(jìn)行一定的穩(wěn)定化預(yù)處理作為廢棄物減量化和資源化處理的有效方法之一，已成為研究的熱點(diǎn)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明目的在于提供一種農(nóng)業(yè)秸稈和剩余污泥混合微貯穩(wěn)定化預(yù)處理方法，該方法根據(jù)當(dāng)?shù)剞r(nóng)作物種植情況，選擇大宗農(nóng)業(yè)廢棄物稻草、玉米秸稈、小麥秸稈等作為主要原料，原料無(wú)需烘干和粉碎，切成小段即可。本發(fā)明的技術(shù)方案是將水熱處理后的剩余污泥和農(nóng)業(yè)秸稈按照一定比例混合后接入青貯用微生物菌劑進(jìn)行厭氧穩(wěn)定化處理，預(yù)處理之后的混合物料可用于厭氧消化產(chǎn)沼氣，或用于纖維乙醇的生產(chǎn)，或用于乳酸、丁醇等物質(zhì)的發(fā)酵。
所述水熱處理過(guò)程為將剩余污泥在高溫高壓條件下進(jìn)行水解穩(wěn)定化處理，解決污泥的流動(dòng)性、衛(wèi)生性問(wèn)題，改善其脫水性，提高其可消化利用率。
所述秸稈和剩余污泥混合比例6:1~10:1（按照絕干重量計(jì)算）。
所述微生物菌劑為加入青貯用微生物菌劑對(duì)秸稈在厭氧條件下進(jìn)行處理；
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：
1）將來(lái)自污水處理廠的剩余污泥（固形物為18~20%）稀釋至8~10%后，加入到水熱處理反應(yīng)器中，升溫到130~180度水熱反應(yīng)30~60分鐘；
2）農(nóng)業(yè)秸稈原料（切成2~5cm片段）和水解污泥按照比例（按照絕干重量計(jì)算比例6:1~10:1）混合均勻后加入?yún)捬醴磻?yīng)容器中，接入青貯用微生物菌劑，在厭氧條件下貯藏20~40天；接入青貯用微生物菌劑為糞鏈球菌，凝結(jié)芽孢桿菌和戊糖乳桿菌的混合制劑，活菌數(shù)比例為糞鏈球菌：凝結(jié)芽孢桿菌：戊糖乳桿菌=1:1:1。添加量為105個(gè)微生物/克原料；
3）預(yù)處理之后的混合物料可用于厭氧消化產(chǎn)沼氣，或用于纖維乙醇的生產(chǎn)，或用于乳酸、丁醇等物質(zhì)的發(fā)酵。
具體實(shí)施方式
以下以玉米秸稈和污水處理廠剩余污泥為原料進(jìn)行微貯穩(wěn)定化預(yù)處理為例對(duì)本發(fā)明方法作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此。
實(shí)施例一
1）稱(chēng)取粉碎至長(zhǎng)度20mm的玉米秸稈1kg，加入水熱處理后的污泥1000g（固形物10%），接入微生物菌劑后厭氧處理28d；
2）厭氧處理后的物料加入沼氣發(fā)酵罐進(jìn)行厭氧消化，控制發(fā)酵溫度在45℃，攪拌速率控制在150，發(fā)酵30d后1kg絕干物料平均產(chǎn)沼氣量為0.455m3。
實(shí)施例二
1）稱(chēng)取粉碎至長(zhǎng)度20mm的玉米秸稈1kg，加入水熱處理后的污泥1000g（固形物10%），接入微生物菌劑后厭氧處理28d；
2）厭氧處理后的物料加入發(fā)酵罐進(jìn)行同步糖化發(fā)酵酒精（固形物10%，發(fā)酵微生物為安琪酒精酵母），控制發(fā)酵溫度在37℃，攪拌速率控制在150rpm，發(fā)酵72后發(fā)酵液中最高酒精濃度達(dá)到45g/L。
實(shí)施例三
1）稱(chēng)取粉碎至長(zhǎng)度20mm的玉米秸稈1kg，加入水熱處理后的污泥1000g（固形物10%），接入微生物菌劑后厭氧處理28d；
2）厭氧處理后的物料加入發(fā)酵罐進(jìn)行同步糖化發(fā)酵乳酸（固形物15%，發(fā)酵微生物為乳酸菌），控制發(fā)酵溫度在50℃，攪拌速率控制在150rpm，發(fā)酵7d后發(fā)酵液中最高乳酸濃度達(dá)到78g/L。