專利名稱：利用秸稈補充碳源的雞糞快速厭氧發(fā)酵方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種利用秸稈補充碳源的雞糞快速厭氧發(fā)酵方法，屬于畜禽糞便的厭氧發(fā)酵技術(shù)。
背景技術(shù)：
目前規(guī)?；?、集約化養(yǎng)殖場正在蓬勃發(fā)展，所產(chǎn)生的畜禽糞便也越來越多地影響到人們的日常生活。雞糞是規(guī)?；B(yǎng)雞場產(chǎn)生的污染物之一，因雞糞常含有大量病原菌和害蟲卵，不經(jīng)過高無害化處理直接施入土壤，易導(dǎo)致害蟲卵、病原菌傳播，并且其所含揮發(fā)性氮含量較高，對周邊的空氣等環(huán)境造成了很大影響，因此迫切需求對雞糞進行無害無味化處理。目前畜禽動物糞便的處理主要采用厭氧消化技術(shù)，也稱厭氧發(fā)酵。厭氧消化技術(shù)(Anaerobic digestion technique)是指在厭氧環(huán)境下，利用厭氧微生物的生命活動，將各種有機物轉(zhuǎn)化為甲烷和二氧化碳等的過程。與好氧處理相比，厭氧消化技術(shù)用于處理高濃度有機糞污時去除效果理想，BOD去除率可達到90%以上，COD去除率70%-90% ；可同時回收污染物中儲存的能量產(chǎn)生沼氣，回收率可達80%以上。此外對于某些難降解物質(zhì)和有毒有機物還具有獨特的降解能力，可轉(zhuǎn)化去除低濃度有毒物質(zhì)，并有效殺滅病原菌和害蟲卵，是解除畜禽糞尿污染源的有效途徑。因此厭氧發(fā)酵是禽畜糞便處理上采用最為廣泛的一種方法。在以雞糞為底物的厭氧發(fā)酵過程中，由于雞糞中氮含量較高而碳含量水平相對較低，造成發(fā)酵物的碳氮比值較低，不利于雞糞厭氧發(fā)酵，若能補充一定的碳源提高碳氮比， 則有利于厭氧發(fā)酵的順利進行。農(nóng)田作物秸稈是一種理想的碳源補充物。我國農(nóng)村每年約生產(chǎn)7X108t左右的農(nóng)作物秸稈，作物秸稈含有豐富的有機碳源、氮磷鉀和微量元素成分。 如能將秸稈與雞糞混合進行厭氧發(fā)酵，可通過調(diào)節(jié)發(fā)酵物的碳氮比，為厭氧發(fā)酵微生物提供良好生長環(huán)境，提高厭氧系統(tǒng)的緩沖能力，使發(fā)酵過程中系統(tǒng)PH值相對穩(wěn)定，避免雞糞單獨發(fā)酵時因碳源較少水解酸化階段產(chǎn)物累積而出現(xiàn)的酸化現(xiàn)象，促進發(fā)酵過程，提高整體產(chǎn)氣效率。目前除少量秸稈被作為牲畜飼料、農(nóng)家肥和農(nóng)村燃料外，大多數(shù)秸稈被堆放或直接焚燒，不但生物質(zhì)資源浪費，而且造成了嚴重的環(huán)境污染問題。秸稈和雞糞混合發(fā)酵可同時解決秸稈焚燒引起的環(huán)境污染以及雞糞單獨發(fā)酵易酸化產(chǎn)氣量不高等問題，為雞糞類畜禽糞便的厭氧發(fā)酵提供了一種可行的解決方案。目前，對于糞便作物混合發(fā)酵的研究中涉及到雞糞秸稈混合厭氧發(fā)酵的為數(shù)不多，且有關(guān)雞糞秸稈發(fā)酵混合多用來制作復(fù)合有機肥料，對于雞糞秸稈混合厭氧發(fā)酵提高沼氣產(chǎn)量鮮有報道。如專利號為CN 101413015A (200810235526. 2)的專利公開了一種利用互花米草和牛糞發(fā)酵產(chǎn)沼氣的方法。該發(fā)明將互花米草和牛糞按適當比例混合，接種進行厭氧發(fā)酵；厭氧發(fā)酵溫度控制在35士2°C，發(fā)酵過程中對發(fā)酵物進行攪拌，發(fā)酵Mh內(nèi)即可產(chǎn)生沼氣。又如專利號為CN 1900025A (200510085401. 2)公開了一種用農(nóng)作物秸稈厭氧發(fā)酵生產(chǎn)有機復(fù)合肥藥的方法，該方法利用農(nóng)作物及秸稈和動物糞便的混合物以及殘次煙葉粉、茶籽餅粕粉、百部粉組成的發(fā)酵物進行厭氧發(fā)酵，由發(fā)酵后的沼渣配入尿素、磷酸
3二氫鉀、硫酸鉀、硫酸亞鐵、硼酸、硫酸錳、硫酸銅、硫酸鋅、鉬酸銨組成有機復(fù)合藥肥。二者均未涉及雞糞秸稈厭氧發(fā)酵產(chǎn)沼氣的領(lǐng)域，尤其是未有連續(xù)產(chǎn)生沼氣且對秸稈和雞糞固含量高效減量的方法。本發(fā)明提供了一種秸稈雞糞混合發(fā)酵的方法，通過在雞糞中引入適當比例的秸稈提高碳氮比進行厭氧發(fā)酵，實現(xiàn)雞糞厭氧發(fā)酵的順利進行。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)雞糞發(fā)酵產(chǎn)氣量的不足及發(fā)酵過程易酸化等問題，提供一種利用雞糞和秸稈混合發(fā)酵產(chǎn)沼氣的方法，該方法可以提高雞糞厭氧發(fā)酵轉(zhuǎn)化率。本發(fā)明的技術(shù)方案是利用秸稈和雞糞混合厭氧發(fā)酵產(chǎn)生沼氣的方法，其中秸稈的加入用于提高混合發(fā)酵物的碳氮比，以促使厭氧發(fā)酵過程順利完成。采用秸稈先堆慪再與雞糞混合的發(fā)酵方式，或者在雞糞發(fā)酵過程中加入秸稈的方式進行混合厭氧發(fā)酵。加入接種物的秸稈和雞糞需補充水分；將發(fā)酵物料的含水率(質(zhì)量比，下同)調(diào)整到91%-95%，進行濕式厭氧發(fā)酵產(chǎn)沼氣。本發(fā)明厭氧發(fā)酵溫度為35士5°C，尤其是35士 1°C最佳。調(diào)節(jié)pH至7. 0-7. 5 ；接種物選自糞坑沉渣、沼氣池底沼渣和黑色陰溝污泥至少1種或多種?？杉尤胛⑸镞M行生物強化，微生物可通過復(fù)配獲得。秸稈先堆慪再與雞糞混合的發(fā)酵方法如下將收割后的秸稈用人工或者機械方法粉碎，長度在l_2cm ；將粉碎后的秸稈按料水重量比1:2加接種物潤濕，攪拌后密封堆慪3-7天；將堆慪好的秸稈和接種物混合物投入發(fā)酵罐中，加入適量新鮮雞糞，加水調(diào)配成含水率91%-95%左右的混合物，進行濕式厭氧發(fā)酵產(chǎn)沼氣；厭氧發(fā)酵溫度在35士5°C進行， 發(fā)酵過程中對發(fā)酵進行攪拌，發(fā)酵12h內(nèi)產(chǎn)生沼氣，發(fā)酵時間1 至5天。接種物選自糞坑沉渣、沼氣池底沼渣和黑色陰溝污泥至少1種或多種?？刹捎媒斩捪榷褢Y再與雞糞混合的發(fā)酵方式，或者雞糞發(fā)酵過程中加入秸稈的方式進行混合厭氧發(fā)酵。秸稈先堆慪再與雞糞混合的發(fā)酵的步驟為將收割后的秸稈用人工或者機械方法粉碎，長度在l_2cm ；將粉碎后的秸稈按料水重量比1:2加接種物潤濕，攪拌后密封堆慪3-7天。將堆慪好的秸稈和接種物混合物投入發(fā)酵罐中，加入適量新鮮雞糞，加水調(diào)配成含水率91%-95%左右的混合物。進行濕式厭氧發(fā)酵產(chǎn)沼氣；厭氧發(fā)酵溫度在35士5°C進行， 發(fā)酵過程中對發(fā)酵進行攪拌，發(fā)酵12h內(nèi)產(chǎn)生沼氣，發(fā)酵時間1 至5天。雞糞發(fā)酵過程中加入秸稈的方式進行混合厭氧發(fā)酵的步驟為取雞場的新鮮雞糞適量，加水調(diào)配成含水率91%-94%左右的混合物，加入發(fā)酵罐中；加入占雞糞與水混合物體積5-10%的接種物，35士5°C厭氧發(fā)酵3天后，加入定量秸稈，并加水調(diào)節(jié)到含水率91-95%， 混合均勻；35士5°C厭氧發(fā)酵，并定時攪拌，防腐型氣體流量計紀錄氣體產(chǎn)量，并連接氣袋或氣柜收集沼氣。在兩種發(fā)酵方式中加入微生物菌劑進行生物強化。微生物菌劑可由厭氧消化過程關(guān)鍵功能菌種復(fù)配而成，主要包括大腸桿菌(Escherichia, coli)，木mTrichoderina virens),焚光 /[叚單胞菌{Pseudomonas fluorescens)禾口才古草芽抱桿菌{Bacillussubtilis)等其重量份分別為大腸桿菌發(fā)酵液廣12重量份，木霉發(fā)酵液2 12重量份，熒光假單胞菌發(fā)酵液廣15重量份，枯草芽孢桿菌發(fā)酵液Γ15重量份；4種發(fā)酵液中的有效活菌數(shù)分別都在10億個/毫升以上。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的有益效果
(1)具有速效、長效、成本低、使用方法簡單、易于普及等優(yōu)點。(2)采用該方法加入微生物菌劑進行生物強化，雞糞產(chǎn)氣效果良好，在中溫 35士5°C加秸稈后，雞糞的產(chǎn)氣速率大大提高，產(chǎn)氣總量較不加秸稈提高80%-120%。(3)采用該方法后，發(fā)酵罐采用連續(xù)運行方式，可保證發(fā)酵罐產(chǎn)氣長期使用，并且沼氣生產(chǎn)的作用不出現(xiàn)明顯的衰減，發(fā)酵過程不易發(fā)生酸化現(xiàn)象。(4)利用該發(fā)明所提供的方法處理雞糞秸稈混合物，厭氧發(fā)酵后含固量減量可提高到40%左右。總之，本發(fā)明是連續(xù)產(chǎn)生沼氣且對秸稈和雞糞固含量高效減量的方法。適用于高效厭氧發(fā)酵處理秸稈雞糞，并充分利用農(nóng)產(chǎn)的各種秸稈物質(zhì)，避免秸稈的燃燒。


圖1是本發(fā)明雞糞秸稈混合發(fā)酵的一種方法示意2是本發(fā)明雞糞秸稈混合發(fā)酵另一種方法示意圖。
具體實施例方式
應(yīng)用方法一
采用秸稈先堆慪再和雞糞混合發(fā)酵的過程。本發(fā)明應(yīng)用于以作雞糞秸稈為原料的厭氧發(fā)酵，具體步驟如下
(1)選用一定量無有毒物質(zhì)污染的稻草秸稈，用人工或者機械方法粉碎，長度在l_2cm。(2)將破碎后的秸稈按料水重量比1:2加接種物潤濕，攪拌后密封堆慪3-7天。(3)將堆慪好的秸稈和接種物混合物投入發(fā)酵罐中，加入適量新鮮雞糞，加水調(diào)配成含水率91%-95%左右的混合物，調(diào)節(jié)pH至7. 0-7. 5。(4)加入1_5%。(體積)微生物菌劑進行厭氧發(fā)酵生物強化，微生物菌劑可由大腸桿菌發(fā)酵液廣12重量份，木霉發(fā)酵液2 12重量份，熒光假單胞菌發(fā)酵液廣15重量份，枯草芽孢桿菌發(fā)酵液Γ15重量份組合而成。。(5)攪拌均勻，封蓋，35士 1°C厭氧發(fā)酵，防腐型氣體流量計紀錄氣體產(chǎn)量，并連接氣袋或氣柜收集沼氣。以上所述的接種物采用糞坑沉渣、沼氣池底沼渣、黑色陰溝污泥等。秸稈和雞糞處理量依實際處理需求而定。應(yīng)用方法二
采用在雞糞厭氧發(fā)酵過程中添加定量秸稈的發(fā)酵方法。(1)取雞場的新鮮雞糞適量，加水調(diào)配成含水率91%_95%左右的混合物，加入發(fā)酵罐中。(2)加入占雞糞與水混合物體積5-10%的接種物，調(diào)節(jié)pH至7. 0-7. 5。(3)35士 1°C厭氧發(fā)酵3天后，加入定量秸稈，并加水調(diào)節(jié)到含水率91-95%，混合均勻。
5
(4)加入1-5%。(體積)微生物菌劑，微生物菌劑可由大腸桿菌發(fā)酵液廣12重量份，木霉發(fā)酵液2 12重量份，熒光假單胞菌發(fā)酵液廣15重量份，枯草芽孢桿菌發(fā)酵液壙15 重量份組合而成。(5)35士 1°C厭氧發(fā)酵，并定時攪拌，防腐型氣體流量計紀錄氣體產(chǎn)量，并連接氣袋或氣柜收集沼氣。以上所述的接種物采用糞坑沉渣、沼氣池底沼渣、黑色陰溝污泥等。秸稈和雞糞處理量依實際處理需求而定。實施例1
(1)選用無有毒物質(zhì)污染的稻草秸稈160kg，用人工或者機械方法粉碎，長度在l-2cm。 將破碎后的秸稈按料水重量比1:2加接種物潤濕，成分攪拌后密封堆慪5-6天。(2)將堆慪好的秸稈和接種物混合物投入發(fā)酵罐中，加入含水率80%的新鮮雞糞 1300 kg,加水調(diào)配成含水率94%左右的混合物，調(diào)節(jié)pH至7. 2。(3)投加復(fù)配的高效微生物菌劑2%。(體積)，微生物菌劑由大腸桿菌發(fā)酵液3重量份，木霉發(fā)酵液5重量份，熒光假單胞菌發(fā)酵液2重量份，枯草芽孢桿菌發(fā)酵液8重量份組合而成。攪拌均勻，封蓋，35士 1°C厭氧發(fā)酵，防腐型氣體流量計紀錄氣體產(chǎn)量，并連接氣袋或氣柜收集沼氣。以上所述的接種物采用糞坑沉渣、沼氣池底沼渣、黑色陰溝污泥等。實施例2
權(quán)利要求
1.利用秸稈補充碳源的雞糞快速厭氧發(fā)酵方法，其特征是利用秸稈和雞糞混合厭氧發(fā)酵產(chǎn)生沼氣，其中秸稈的加入用于提高混合發(fā)酵物的碳氮比，以促使厭氧發(fā)酵過程順利完成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用秸稈補充碳源的雞糞快速厭氧發(fā)酵方法，其特征是采用秸稈先堆慪再與雞糞混合的發(fā)酵方式，或者在雞糞發(fā)酵過程中加入秸稈的方式進行混合厭氧發(fā)酵。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的利用秸稈補充碳源的雞糞快速厭氧發(fā)酵方法，其特征是加入接種物的秸稈和雞糞需補充水分；將發(fā)酵物料的含水率(質(zhì)量比)調(diào)整到91%-95%，進行濕式厭氧發(fā)酵產(chǎn)沼氣。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的利用秸稈補充碳源的雞糞快速厭氧發(fā)酵方法，其特征是厭氧發(fā)酵溫度為35士5°C，尤其是35士 1°C最佳；調(diào)節(jié)pH至7. 0-7. 5 ；接種物選自糞坑沉渣、 沼氣池底沼渣和黑色陰溝污泥至少1種或多種。
5.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的利用秸稈補充碳源的雞糞快速厭氧發(fā)酵方法，其特征是可加入微生物進行生物強化，微生物可通過復(fù)配獲得。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5中所述的利用秸稈補充碳源的雞糞快速厭氧發(fā)酵方法，其特征是秸稈先堆慪再與雞糞混合的發(fā)酵方法如下將收割后的秸稈用人工或者機械方法粉碎，長度在l_2cm ；將粉碎后的秸稈按料水重量比1:2加接種物潤濕，攪拌后密封堆慪3-7 天；將堆慪好的秸稈和接種物混合物投入發(fā)酵罐中，加入適量新鮮雞糞，加水調(diào)配成含水率 91%-95%左右的混合物，進行濕式厭氧發(fā)酵產(chǎn)沼氣；厭氧發(fā)酵溫度在35士5°C進行，發(fā)酵過程中對發(fā)酵進行攪拌，發(fā)酵12h內(nèi)產(chǎn)生沼氣，發(fā)酵時間1 至5天。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或5所述的利用秸稈補充碳源的雞糞快速厭氧發(fā)酵方法，其特征是雞糞發(fā)酵過程中加入秸稈的方式進行混合厭氧發(fā)酵方法具體如下取雞場的新鮮雞糞適量，加水調(diào)配成含水率91%-94%左右的混合物，加入發(fā)酵罐中；加入占雞糞與水混合物體積 5-10%的接種物，調(diào)節(jié)pH至7. 0-7. 5 ；35士5°C厭氧發(fā)酵3天后，加入定量秸稈，并加水調(diào)節(jié)至含水率91-95%，混合均勻；35士5°C厭氧發(fā)酵，并定時攪拌，防腐型氣體流量計紀錄氣體產(chǎn)量，并連接氣袋或氣柜收集沼氣。
全文摘要
利用秸稈補充碳源的雞糞快速厭氧發(fā)酵方法，秸稈先堆漚再與雞糞混合的發(fā)酵方法如下將收割后的秸稈用人工或者機械方法粉碎，長度在1-2cm；將粉碎后的秸稈按料水重量比1:2加接種物潤濕，攪拌后密封堆漚3-7天；將堆漚好的秸稈和接種物混合物投入發(fā)酵罐中，加入適量新鮮雞糞，加水調(diào)配成含水率91%-95%左右的混合物，進行濕式厭氧發(fā)酵產(chǎn)沼氣；厭氧發(fā)酵溫度在35±5℃進行，發(fā)酵過程中對發(fā)酵進行攪拌，發(fā)酵12h內(nèi)產(chǎn)生沼氣，發(fā)酵時間12h至5天。本發(fā)明可以提高雞糞沼氣產(chǎn)量，提高產(chǎn)氣速率，不易酸化，而且可以進一步降低秸稈和雞糞的固含量。本方法具有速效、成本低、使用方法簡單、易于普及等優(yōu)點，可以推廣使用。
文檔編號C12P5/02GK102173895SQ201110005579
公開日2011年9月7日 申請日期2011年1月12日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月12日
發(fā)明者周楚新, 孫珊, 支銀芳 申請人:南京加德綠色能源研發(fā)有限公司