專利名稱：一種提高稻殼鴨糞厭氧發(fā)酵產(chǎn)沼能力的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于資源與環(huán)境技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種提高稻殼鴨糞厭氧發(fā)酵產(chǎn)沼能力的方法。
背景技術(shù)：
稻殼是稻米加工過(guò)程中數(shù)量最大的副產(chǎn)品，按重量計(jì)約占稻谷的2%。稻殼富含纖維素、木質(zhì)素、二氧化硅，稻殼中硅含量越高則越尖銳，耐磨性能越強(qiáng)。由于稻殼腐爛比較緩慢，難以被動(dòng)植物直接吸收利用，廣大農(nóng)村地區(qū)將其視為廢棄物扔掉或者焚燒，既占用土地資源，又造成嚴(yán)重的環(huán)境污染和資源浪費(fèi)。
近年來(lái)，隨著國(guó)家政策的大力扶植和養(yǎng)殖業(yè)技術(shù)水平的不斷提高，畜禽飼養(yǎng)量不斷增加，同時(shí)產(chǎn)生了大量的畜禽糞便，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了自然分解能力，如不科學(xué)處理，勢(shì)必嚴(yán)重污染環(huán)境和水源，傳播疾??；因此，無(wú)害化、資源化處理畜禽糞便是我國(guó)可持續(xù)化發(fā)展的追求目標(biāo)。養(yǎng)鴨業(yè)墊料的選擇比較寬泛，大部分都選用鋸末、秸桿、稻殼等農(nóng)副產(chǎn)品，本發(fā)明就是針對(duì)含稻殼鴨糞，將其進(jìn)行有效處理后，通過(guò)厭氧微生物菌群的代謝活動(dòng)進(jìn)行消化分解，產(chǎn)生沼氣，其主要成分是CH4,其次是C02。沼氣是可再生的清潔能源，既可作為燃?xì)庖嗫砂l(fā)電。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的技術(shù)任務(wù)是解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種提高稻殼鴨糞厭氧發(fā)酵產(chǎn)沼能力的方法。本發(fā)明的技術(shù)方案是按以下方式實(shí)現(xiàn)的，具體工藝步驟如下
(1)將含稻殼鴨糞原料用沼液調(diào)節(jié)含水量60%，堆慪20天，每隔5天翻堆一次，控制碳氮比為 20:1-30:1 ；
(2)將步驟(I)堆慪后的含稻殼鴨糞原料送入攪拌池，每立方米體積的原料液加入NaOH 15kg，原料液攪拌均勻后靜置48h備用；
(3)將步驟(2)制備的原料液用HCL中和，控制pH7.0-7. 2備用；
(4)將步驟(3)制備的原料液泵送到厭氧發(fā)酵罐中，加入接種物和調(diào)節(jié)液攪拌混合均勻，接種物的加入量為原料液的10% ;用調(diào)節(jié)液調(diào)成固含物15%在8-10%，發(fā)酵罐罐溫控制在35°C，發(fā)酵產(chǎn)氣生產(chǎn)過(guò)程中，12小時(shí)攪拌I次，攪拌機(jī)轉(zhuǎn)速120rpm，攪拌時(shí)間為IOmin/次。含稻殼鴨糞中稻殼含量占固形物質(zhì)量的40_60%。接種物是厭氧活性污泥。調(diào)節(jié)液是畜牧屠宰廠廢水和發(fā)酵罐排出的廢沼液中的混合物。厭氧發(fā)酵裝置為圓筒形完全混合式反應(yīng)器。本發(fā)明的優(yōu)異效果，工藝簡(jiǎn)單，完全解決含稻殼鴨糞對(duì)環(huán)境的污染，產(chǎn)生的沼氣不僅為群眾提供潔凈的能源，多余的沼氣還用來(lái)發(fā)電，每40立方米的發(fā)酵罐產(chǎn)生的沼氣可產(chǎn)生2KW/時(shí)的電能，本發(fā)明的方法為農(nóng)村畜牧業(yè)綜合發(fā)展提供了很好的前景。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是充分利用廢棄物稻殼和鴨糞，將難以降解利用的稻殼進(jìn)行高效處理，能夠彌補(bǔ)糞便厭氧產(chǎn)沼中碳源的不足，同時(shí)稻殼也為沼渣沼液的固液分離提供載體，解決了單純糞便發(fā)酵固液分離難的問(wèn)題。本發(fā)明提供了稻殼、鴨糞的無(wú)害化、減量化和資源化的利用處理方法，具有實(shí)際可操作性、穩(wěn)定、高效，按照本方法提供的工藝，可以提高原料產(chǎn)氣速率、增加產(chǎn)氣量、縮短理論停留時(shí)間。


圖I是發(fā)酵罐的產(chǎn)氣量曲線 圖2是CH4濃度曲線圖。
具體實(shí)施方式

本發(fā)明的目的是將廢棄物含稻殼鴨糞通過(guò)有效預(yù)處理工藝，破壞稻殼的理化結(jié)構(gòu)，將大分子的纖維素、木質(zhì)素不完全降解，最大限度的獲取碳源，彌補(bǔ)鴨糞中的碳不足，提高厭氧微生物的產(chǎn)沼能力，使沼氣產(chǎn)生處于高效穩(wěn)定狀態(tài)。本發(fā)明提出的含稻殼鴨糞的預(yù)處理工藝，主要是將含稻殼鴨糞先通過(guò)堆慪使之腐爛，然后通過(guò)堿處理進(jìn)一步破壞稻殼的理化結(jié)構(gòu)。具體工藝步驟如下
(1)原料含稻殼鴨糞堆慪20天，控制碳氮比為20:1-30:1；
(2)向步驟(I)中加入I.5%的NaOH，攪拌均勻后浸泡48h ；
(3)步驟(2)用HCL 調(diào) pH7. 0-7.2 ；
(4)將步驟(3)所得混合料投入到IOL厭氧發(fā)酵裝置中，加入接種物混合均勻，用廢水調(diào)成TS%=8%，接種物的加入量為發(fā)酵總體積的10% ；
(5)35°C中溫厭氧發(fā)酵,每天攪拌2次,轉(zhuǎn)速120rpm, IOmin/次；
含稻殼鴨糞中稻殼含量占固形物質(zhì)量的40-60% ；
用沼液堆慪處理原料，濕度60% ；
接種物為城市污水處理廠排放的污泥，也成為厭氧活性污泥；
調(diào)漿可單獨(dú)使用畜牧屠宰場(chǎng)排放的廢水，亦可用屠宰廢水與發(fā)酵罐排放沼液的混合
物；
厭氧發(fā)酵裝置為完全混合式反應(yīng)器；
實(shí)施例(I)測(cè)定原料含稻殼鴨糞各成分質(zhì)量比分別為水分35. 55%，稻殼36. 74%，鴨糞27. 71%，取Im3原料用沼液拌勻，堆慪處理20天，每隔5天翻勻一次，保持濕度60% ；
(2)取步驟(I)堆慪處理后的原料2000g，加入I.5%的NaOH，攪拌均勻后浸泡48h ；
(3)步驟(2)用HCL 調(diào) pH7.0 ；
(4)取步驟(3)所得混合料490g投入到IOL厭氧發(fā)酵裝置中，加入700mL濃度10%的厭氧活性污泥，用屠宰廢水定容至7L ；
(5)測(cè)定進(jìn)料pH7. 11，C0D=10200mg/L, C/N=24. 88:1 ；(6)35°C中溫厭氧發(fā)酵,每天攪拌2次,轉(zhuǎn)速120rpm,IOmin/次；
(7)以連續(xù)5天每天產(chǎn)氣量低于1000mL/d，定為厭氧消化結(jié)束；
(8)測(cè)定出料pH7. 01，C0D=4590mg/L。每天測(cè)量厭氧反應(yīng)罐的產(chǎn)氣量，結(jié)果見(jiàn)圖I ;每三天測(cè)定收集到氣體的CH4含量， 結(jié)果見(jiàn)圖2。
權(quán)利要求
1.一種提高稻殼鴨糞厭氧發(fā)酵產(chǎn)沼能力的方法，其特征在于，具體工藝步驟如下 (1)將含稻殼鴨糞原料用沼液調(diào)節(jié)含水量60%，堆慪20天，每隔5天翻堆一次，控制碳氮比為 20:1-30:1 ； (2)將步驟(I)堆慪后的含稻殼鴨糞原料送入攪拌池，每立方米體積的原料液加入NaOH 15kg，原料液攪拌均勻后靜置48h備用； (3)將步驟(2)制備的原料液用HCL中和，控制ρΗ7·0-7. 2備用； (4)將步驟(3)制備的原料液泵送到厭氧發(fā)酵罐中，加入接種物和調(diào)節(jié)液攪拌混合均勻，接種物的加入量為原料液的10% ;用調(diào)節(jié)液調(diào)成固含物了5%在8-10%，發(fā)酵罐罐溫控制在35°C，發(fā)酵產(chǎn)氣生產(chǎn)過(guò)程中，12小時(shí)攪拌I次，攪拌機(jī)轉(zhuǎn)速120rpm，攪拌時(shí)間為IOmin/次。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于含稻殼鴨糞中稻殼含量占固形物質(zhì)量的40-60%ο
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于接種物是厭氧活性污泥。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于調(diào)節(jié)液是畜牧屠宰廠廢水和發(fā)酵罐排出的廢沼液中的混合物。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于厭氧發(fā)酵裝置為圓筒形完全混合式反應(yīng)器。
全文摘要
本發(fā)明提供一種提高稻殼鴨糞厭氧發(fā)酵產(chǎn)沼能力的方法，具體工藝步驟為原料含稻殼鴨糞堆漚20天，控制碳氮比為20:1-30:1，然后加入1.5%的NaOH，攪拌均勻后浸泡48h，用HCL調(diào)pH7.0-7.2，將所得混合料投入到完全混合式厭氧發(fā)酵裝置中，加入占發(fā)酵總體積10%的接種物混合均勻，調(diào)成TS%=8%，35℃中溫厭氧發(fā)酵，每天攪拌2次，轉(zhuǎn)速120rpm，10min/次。本發(fā)明不僅將難以降解利用的稻殼進(jìn)行高效處理，彌補(bǔ)單純糞便厭氧產(chǎn)沼中碳源的不足，同時(shí)稻殼也為沼渣沼液的固液分離提供載體，解決了單純糞便發(fā)酵固液分離難的問(wèn)題。本發(fā)明具有實(shí)際可操作性、穩(wěn)定、高效，按照本方法提供的工藝，可以提高原料產(chǎn)氣速率、增加產(chǎn)氣量、縮短理論停留時(shí)間。
文檔編號(hào)C02F11/04GK102964042SQ201210434159
公開(kāi)日2013年3月13日 申請(qǐng)日期2012年11月5日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月5日
發(fā)明者黃 俊, 陳曉新, 萬(wàn)雪梅 申請(qǐng)人:德州齊耀新能源有限公司