技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種利用大豆油泥發(fā)酵制沼氣的方法，屬于生物資源利用
技術(shù)領(lǐng)域：
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背景技術(shù)：
：沼氣是各種有機(jī)物質(zhì)在一定的溫度、水分、酸堿度和隔絕空氣的條件下，經(jīng)過嫌氣性細(xì)菌的發(fā)酵作用產(chǎn)生的一種可燃?xì)怏w。沼氣是一種清潔的可以燃燒的氣體，它與城市使用的天燃?xì)庑阅懿畈欢?，只是發(fā)熱量（熱值）比天燃?xì)獾鸵恍?。沼氣是一種混合氣體，其主要成分是甲烷（占60%左右）和二氧化碳（占40%左右），此外還有少量氫氣、硫化氫、一氧化碳、氮?dú)夂桶钡?。農(nóng)村家用沼氣池生產(chǎn)的沼氣主要來用做生活燃料、點(diǎn)燈和做飯。農(nóng)村利用沼氣兼有開發(fā)新能源、凈化環(huán)境和生產(chǎn)有機(jī)肥的作用。沼氣還廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，如溫室保溫、烘烤農(nóng)產(chǎn)品、沼氣防蛀、儲(chǔ)備糧食、水果保鮮等。另外，沼氣也可以發(fā)電做農(nóng)機(jī)動(dòng)力，大、中型沼氣工程生產(chǎn)的沼氣可用來發(fā)電、燒鍋爐、加工食品、采暖或供給城市居民使用。原料是沼氣微生物賴以生存和產(chǎn)生沼氣的物質(zhì)基礎(chǔ)，既可產(chǎn)生沼氣，又應(yīng)適宜沼氣發(fā)酵細(xì)菌生長。按物理形態(tài)分為液態(tài)原料和固態(tài)原料，按營養(yǎng)成分為富氮原料、富碳原料和其它原料。富氮原料通常指動(dòng)物糞便。這類原料經(jīng)過動(dòng)物腸胃系統(tǒng)的充分消化，顆粒細(xì)小，含有大量低分子化合物和較高的含水量。做沼氣原料，容易分解，產(chǎn)氣很快，發(fā)酵期較短。富氮原料是我國農(nóng)村沼氣發(fā)酵原料的主要來源之一。富碳原料通常指秸稈等農(nóng)作物的殘余物。這類原料富含纖維素、半纖維素、果膠以及難降解的木質(zhì)素和植物蠟質(zhì)。干物質(zhì)含量高，質(zhì)地疏松，比重小，厭氧分解慢，產(chǎn)氣周期長。.但單位原料總產(chǎn)氣量較高，發(fā)酵前一般需預(yù)處理。CN104046654A公開了一種利用植物秸稈和活性污泥生產(chǎn)沼氣的方法，將植物秸稈粉碎成2～6mm的碎料并干燥；將處理后的秸稈，依次加入(NH4)2SO4、CaCO3、K2HPO4、葡萄糖固體攪拌均勻，用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.01％～0.03％的堿液調(diào)節(jié)溶液的pH＝6～8，得發(fā)酵物；向發(fā)酵物中加入活性污泥，活性污泥的加入量為發(fā)酵物質(zhì)量的30～50％，發(fā)酵的溫度35～55℃，利用排水法收集氣體。CN103693737A公開了一種餐廚垃圾廢水制備沼氣的方法，包括以下步驟：a）將所述餐廚垃圾廢水與添加劑混合，得到混合溶液，所述添加劑為鈉離子、鉀離子、鈣離子、鎂離子、鋅離子和錳離子中的一種或幾種；b）將所述步驟a）得到的混合溶液進(jìn)行厭氧發(fā)酵，得到沼氣。大豆油泥是大豆油生產(chǎn)中的余下廢料，其生成量大，但是由于其中油性物質(zhì)含量高，不易處理，容易造成環(huán)境污染。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的是：針對大豆生產(chǎn)過程中剩余的下腳料大豆油泥的產(chǎn)生量大、不易回收其價(jià)值的問題，采用了發(fā)酵法對其進(jìn)行再利用，該方法克服了大豆油泥中油性物質(zhì)含量多、抑制微生物發(fā)酵的問題，采用了預(yù)發(fā)酵、超聲處理、主發(fā)酵集成工藝，使發(fā)酵得到的沼氣生產(chǎn)量大、甲烷含量高。技術(shù)方案是：一種利用大豆油泥發(fā)酵制沼氣的方法，包括如下步驟：第1步，將大豆油泥與水混合，再加入菌液進(jìn)行預(yù)發(fā)酵；第2步，將第1步得到的發(fā)酵產(chǎn)物采用超聲處理；第3步，對第2步得到的產(chǎn)物采用糞水行主發(fā)酵處理，得到沼氣。所述的第1步中，大豆油泥與水的重量比是2：0.5～1，發(fā)酵時(shí)間是20～40h，發(fā)酵溫度是15～30℃；菌液是黃桿菌菌液。所述的第2步中，超聲頻率是30～45kHz，超聲功率是500～700W/m2。所述的第3步中，所述的糞水是指牛糞、羊糞、馬糞、雞糞、人糞、豬糞中的一種或幾種混合物；第2步中產(chǎn)物與糞水的重量比是10：0.5～1。所述的第3步中，發(fā)酵工藝是密閉發(fā)酵，發(fā)酵溫度是30～40℃，發(fā)酵時(shí)間至少3天。有益效果本發(fā)明的發(fā)酵制沼氣的工藝中，首先針對油泥中油性物質(zhì)較多的問題，先采用黃桿菌菌液進(jìn)行預(yù)發(fā)酵，克服了油泥抑制糞水發(fā)酵的問題；再采用超聲處理，使油泥結(jié)構(gòu)松散化，使糞水發(fā)酵效率提高，該集成工藝可以使發(fā)酵得到的沼氣生產(chǎn)量大、甲烷含量高。具體實(shí)施方式本發(fā)明中所述的大豆油泥是指大豆榨油過程中，活性白土脫色工藝后，進(jìn)行壓榨時(shí)產(chǎn)生了稠膠狀副產(chǎn)物。以下實(shí)施例中所采用的黃桿菌菌液的制備過程是：在無菌條件下，將黃桿菌(Flavorbacterium.sp)ATCC27551接種到培養(yǎng)基中，進(jìn)行液體發(fā)酵生產(chǎn)，其中所述的培養(yǎng)基按重量百分?jǐn)?shù)計(jì)為：可溶性淀粉2%，硝酸鉀0.1%，磷酸氫二鉀0.05%，硫酸鎂0.05%，氯化鈉0.05%，硫酸亞鐵0.001%，pH值調(diào)至7.2～7.4；發(fā)酵過程中培養(yǎng)溫度為30～37℃，通入無菌空氣（溶氧）并攪拌，通風(fēng)量為8～10L/L·min、發(fā)酵時(shí)間為12～24h、攪拌轉(zhuǎn)速為200～300rpm，發(fā)酵液中該菌的菌落形成單位≥2.0×109cfu/mL。實(shí)施例1利用大豆油泥發(fā)酵制沼氣的方法，包括如下步驟：第1步，將大豆油泥30Kg與水混合，大豆油泥與水的重量比是2：0.5，再加入黃桿菌菌液進(jìn)行預(yù)發(fā)酵，發(fā)酵時(shí)間是20h，發(fā)酵溫度是15℃；第2步，將第1步得到的發(fā)酵產(chǎn)物采用超聲處理，超聲頻率是30kHz，超聲功率是500W/m2；第3步，對第2步得到的產(chǎn)物采用豬糞糞水行主發(fā)酵處理，第2步中產(chǎn)物與糞水的重量比是10：0.5，發(fā)酵工藝是密閉發(fā)酵，發(fā)酵溫度是30℃，發(fā)酵時(shí)間至少3天，得到沼氣。實(shí)施例2利用大豆油泥發(fā)酵制沼氣的方法，包括如下步驟：第1步，將大豆油泥30Kg與水混合，大豆油泥與水的重量比是2：1，再加入黃桿菌菌液進(jìn)行預(yù)發(fā)酵，發(fā)酵時(shí)間是40h，發(fā)酵溫度是30℃；第2步，將第1步得到的發(fā)酵產(chǎn)物采用超聲處理，超聲頻率是45kHz，超聲功率是700W/m2；第3步，對第2步得到的產(chǎn)物采用豬糞糞水行主發(fā)酵處理，第2步中產(chǎn)物與糞水的重量比是10：1，發(fā)酵工藝是密閉發(fā)酵，發(fā)酵溫度是40℃，發(fā)酵時(shí)間至少3天，得到沼氣。實(shí)施例3利用大豆油泥發(fā)酵制沼氣的方法，包括如下步驟：第1步，將大豆油泥30Kg與水混合，大豆油泥與水的重量比是2：0.8，再加入黃桿菌菌液進(jìn)行預(yù)發(fā)酵，發(fā)酵時(shí)間是30h，發(fā)酵溫度是20℃；第2步，將第1步得到的發(fā)酵產(chǎn)物采用超聲處理，超聲頻率是40kHz，超聲功率是600W/m2；第3步，對第2步得到的產(chǎn)物采用豬糞糞水行主發(fā)酵處理，第2步中產(chǎn)物與糞水的重量比是10：0.7，發(fā)酵工藝是密閉發(fā)酵，發(fā)酵溫度是35℃，發(fā)酵時(shí)間至少3天，得到沼氣。對照例1與實(shí)施例3的區(qū)別在于：未采用預(yù)發(fā)酵處理。利用大豆油泥發(fā)酵制沼氣的方法，包括如下步驟：第1步，將大豆油泥30Kg與水混合，大豆油泥與水的重量比是2：0.8，采用超聲處理，超聲頻率是40kHz，超聲功率是600W/m2；第2步，對第1步得到的產(chǎn)物采用豬糞糞水行主發(fā)酵處理，第2步中產(chǎn)物與糞水的重量比是10：0.7，發(fā)酵工藝是密閉發(fā)酵，發(fā)酵溫度是35℃，發(fā)酵時(shí)間至少3天，得到沼氣。對照例2與實(shí)施例3的區(qū)別在于：未超聲處理。利用大豆油泥發(fā)酵制沼氣的方法，包括如下步驟：第1步，將大豆油泥30Kg與水混合，大豆油泥與水的重量比是2：0.8，再加入黃桿菌菌液進(jìn)行預(yù)發(fā)酵，發(fā)酵時(shí)間是30h，發(fā)酵溫度是20℃；第3步，對第1步得到的產(chǎn)物采用豬糞糞水行主發(fā)酵處理，第2步中產(chǎn)物與糞水的重量比是10：0.7，發(fā)酵工藝是密閉發(fā)酵，發(fā)酵溫度是35℃，發(fā)酵時(shí)間至少3天，得到沼氣。實(shí)施例1實(shí)施例2實(shí)施例3對照例1對照例2發(fā)酵10天的沼氣產(chǎn)生量L44542550821307發(fā)酵30天的沼氣產(chǎn)生量L1741158718253571101發(fā)酵10天的平均沼氣中甲烷濃度%60.458.463.554.858.1發(fā)酵30天的平均沼氣中甲烷濃度%62.160.865.753.859.2從表中可以看出，本發(fā)明的集成工藝可以較好地利用大豆油泥發(fā)酵制備沼氣，氣體生成量大并且甲烷含量高。實(shí)施例3相對于對照例1來說，通過采用黃桿菌預(yù)發(fā)酵，能夠明顯的克服發(fā)酵抑制問題，實(shí)施例3相對于對照例2來說，采用超聲處理可以破壞大豆油泥的結(jié)構(gòu)，使發(fā)酵工藝效率提高。當(dāng)前第1頁1 2 3