蓝藻、芦苇和水稻秸秆干法厌氧发酵制沼气的工艺.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201410334984.7

申请日:

2014.07.14

公开号:

CN104120151A

公开日:

2014.10.29

当前法律状态:

撤回

有效性:

无权

法律详情:

发明专利申请公布后的视为撤回IPC(主分类):C12P 5/02申请公布日:20141029|||实质审查的生效IPC(主分类):C12P 5/02申请日:20140714|||公开

IPC分类号:

C12P5/02; C02F11/04; C12R1/01(2006.01)N

主分类号:

C12P5/02

申请人:

南京工业大学; 南京工大环境科技有限公司

发明人:

徐炎华; 何若平; 胡俊; 康治金

地址:

211816 江苏省南京市浦口区浦珠南路30号

优先权:

专利代理机构:

南京天华专利代理有限责任公司 32218

代理人:

徐冬涛;袁正英

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内容摘要

本发明涉及一种蓝藻、芦苇和水稻秸秆干法发酵制沼气的工艺,其具体步骤如下:(1)原料粉碎;(2)湿发酵;(3)混合;(4)干法厌氧发酵;(5)沼气净化。将含水率为90~95%蓝藻与畜禽粪便按质量比5:(1~2)的比例混合进行湿发酵;截取1/4~1/3芦苇上端茎尖段粉碎,再将其与粉碎后的水稻秸秆按质量比1:(1~3)的比例混合,获得混合料;将蓝藻和畜禽粪湿发酵后的沼液、沼渣蓝藻和粉碎混合料按质量比2~2.5:1的比例在25~55℃的条件下,干法厌氧发酵20~40d,制备新型能源沼气。整个工艺过程形成无二次污染,实现了蓝藻、芦苇和秸秆的资源化。

权利要求书

1.  蓝藻、芦苇和水稻秸秆干法厌氧发酵制沼气的工艺,其具体步骤如下:
(1)原料粉碎:将芦苇茎尖部分和水稻秸秆分别粉碎成小段;然后将粉碎后的芦苇和水稻秸秆按质量比为1:(1~3)比例混合得到粉碎料备用;
(2)湿发酵:将质量含水率为90~95%蓝藻与畜禽粪便按质量比5:(1~2)的比例混合进行湿发酵;
(3)混合:将步骤(1)得到的粉碎料与湿发酵产生的沼液、沼渣按比例一起进入混合装置进行搅拌混合;其中沼液、沼渣的总质量与粉碎料的质量比为2~2.5:1;
(4)干法厌氧发酵:将搅拌混合后的物料维持温度在25~55℃条件下进行干法厌氧发酵;(5)沼气净化:将收集的沼气经净化后,存储于储气罐中。

2.
  根据权利要求1所述的工艺,其特征在于所述芦苇茎尖部分为截取整个芦苇长度1/4~1/3的茎尖部分;芦苇茎尖部分和水稻秸秆分别粉碎成长度为1~5cm的小段。

3.
  根据权利要求1所述的工艺,其特征在于所述的畜禽粪便为鸡、鸭、鹅、猪、牛或羊粪中的任意一种或几种。

4.
  根据权利要求1所述的工艺,其特征在于所述的干法厌氧发酵的发酵周期为20~40d。

说明书

蓝藻、芦苇和水稻秸秆干法厌氧发酵制沼气的工艺
技术领域
本发明涉及一种干法厌氧发酵制沼气的工艺,尤其涉及一种蓝藻、芦苇和水稻秸秆干法厌氧发酵制沼气的工艺。
背景技术
蓝藻(Cyanobateria)和具原核的细菌等一起,单立为原核生物界。所有的蓝藻都含有一种特殊蓝藻(蓝细菌)的蓝色色素,蓝藻就是因此得名。随着近几年水体富营养化的程度加重,每年夏季蓝藻大量繁殖,并在水面形成一层蓝绿色而有腥臭味的浮沫。大规模的蓝藻爆发能够引起水质的恶化,严重时耗尽水中氧气而造成鱼类的死亡。更为严重的是,蓝藻中有些种类(如微囊藻)还会产生毒素(简称MC),大约50%的蓝藻中含有大量MC。MC除了直接对鱼类、人畜产生毒害之外,也是肝癌的重要诱因。目前,蓝藻打捞后并没有及时有效的处置方法,大部分都就地存储,产生恶臭气味,另外沼液回流到河流里,对水体的二次污染严重。
芦苇,多年水生或湿生的高大禾草,生长在灌溉沟渠旁、河堤沼泽地等,世界各地均有生长。如今大部分的芦苇都没有得到很好地利用,每年都有大量的芦苇自生自灭,造成资源浪费的同时,对水体的二次污染也很严重。
水稻秸秆是水稻成熟脱粒后剩余的茎叶部分。近年来,农民很少利用水稻秸秆作为炊事燃料来使用,因为目前又并没有很有效的资源化综合利用方法,农民为抢收抢种只能将大部分的水稻秸秆在田间直接焚烧。严重污染了环境,另外,也存在很大的安全隐患。
日积月累,腐化后的蓝藻、衰败后的芦苇和屡禁不止的秸秆燃烧必将给地区环境和水质带来严重的污染。
一种蓝藻、芦苇和水稻秸秆干法厌氧发酵制沼气工艺,实现了对蓝藻、芦 苇和水稻秸秆的资源化综合处理和利用。处理过程中无污水产生,无沼液消纳问题,发酵剩余物可制成有机肥料,基本上实现零污染物排放。
发明内容
本发明的目的是提供一种蓝藻、芦苇和水稻秸秆干法厌氧发酵制沼气的工艺。采用干法发酵原理,将具有潜在危害的蓝藻、芦苇和水稻秸秆经粉碎、搅拌湿发酵混合和厌氧发酵等一系列过程,制备出新型能源沼气。
本发明的技术方案为:一种蓝藻、芦苇和水稻秸秆干法发酵制沼气的工艺,其具体步骤如下:
(1)原料粉碎:将芦苇茎尖部分和水稻秸秆分别粉碎成小段;然后将粉碎后的芦苇和水稻秸秆按质量比为1:(1~3)比例混合得到粉碎料备用;
(2)湿发酵:将质量含水率为90~95%蓝藻与畜禽粪便按质量比5:(1~2)的比例混合进行湿发酵;
(3)混合:将步骤(1)得到的粉碎料与湿发酵产生的沼液、沼渣按比例一起进入混合装置进行搅拌混合;其中沼液、沼渣的总质量与粉碎料的质量比为2~2.5:1;
(4)干法厌氧发酵:将搅拌混合后的物料维持温度在25~55℃条件下进行干法厌氧发酵;
(5)沼气净化:将收集的沼气经净化后,存储于储气罐中。
优选上述芦苇茎尖部分为截取整个芦苇长度1/4~1/3的茎尖部分;芦苇茎尖部分和水稻秸秆分别粉碎成长度为1~5cm的小段。
优选上述的畜禽粪便为鸡、鸭、鹅、猪、牛或羊粪中的任意一种或几种。
湿发酵按常规条件进行湿发酵。优选上述的干法厌氧发酵的发酵周期为20~40d。发酵产生的沼气从厌氧发酵池上方导出。将收集的沼气经净化后,存储于储气罐中。
干秸秆粉料有较好的吸水性,能充分吸收蓝藻中的水分,以达到进入反应装置时对水分的要求,同时实现全反应过程无污水排放。
有益效果:
1、干法发酵中干秸秆粉料有较好的吸水性,能充分吸收蓝藻中的水分,以达到进入反应装置时对水分的要求,同时实现全反应过程无污水排放。
2、蓝藻与鸡禽粪便混合进行湿发酵后的沼液、沼渣再与干秸秆混合料进行厌氧干发酵,保证了干秸秆混合料厌氧发酵的接种物。
3、将秸秆和蓝藻制成了沼气,沼气还可用于后续发电或作为发酵工艺的锅炉燃料气等,实现了“变废为宝”。
附图说明
图1为干法发酵制沼气的工艺流程图。
具体实施方式
以下实施例制沼气的工艺流程图如图1所示:
实施例1
取15kg含水率95%的蓝藻与3kg鸡粪混合进行湿发酵,发酵后得到沼液和沼渣备用。
截取芦苇前端1/4茎尖部分,分别将水稻秸秆和截取的芦苇茎尖部分粉碎成平均长度为1cm的小段,将粉碎后的水稻秸秆和芦苇按质量比2:1比例混合得到粉碎料备用。
取9kg上述粉碎料与上述湿发酵后所得的沼渣和沼液一起进入混合装置,搅拌混合均匀后,物料一起进入干法厌氧发酵装置,在水浴恒温35℃条件下,厌氧干发酵30d,收集到产气0.72m3
实施例2
取15kg含水率90%的蓝藻与4kg鸭粪混合进行湿发酵,发酵后得到沼液和沼渣备用。
截取芦苇前端1/3茎尖部分,分别将水稻秸秆和截取的芦苇茎尖部分粉碎成平均长度为2cm的小段,将粉碎后的水稻秸秆和芦苇按质量比1:1比例混合得到粉碎料备用。
取8kg上述粉碎料与上述湿发酵后所得的沼渣和沼液一起进入混合装置,搅拌混合均匀后,物料一起进入干法厌氧发酵装置,在水浴恒温25℃条件下,厌氧干发酵25d,收集到产气0.68m3
实施例3
取15kg含水率90%的蓝藻与5kg猪粪混合进行湿发酵,发酵后得到沼液和沼渣备用。
截取芦苇前端1/3茎尖部分,分别将水稻秸秆和截取的芦苇茎尖部分粉碎成平均长度为4cm的小段,将粉碎后的水稻秸秆和芦苇按质量比3:1比例混合得到粉碎料备用。
取9kg上述粉碎料与上述湿发酵后所得的沼渣和沼液一起进入混合装置,搅拌混合均匀后,物料一起进入干法厌氧发酵装置,在水浴恒温55℃条件下,厌氧干发酵40d,收集到产气0.62m3
附表1  各实例所产沼气检测项目百分比含量

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1、10申请公布号CN104120151A43申请公布日20141029CN104120151A21申请号201410334984722申请日20140714C12P5/02200601C02F11/04200601C12R1/0120060171申请人南京工业大学地址211816江苏省南京市浦口区浦珠南路30号申请人南京工大环境科技有限公司72发明人徐炎华何若平胡俊康治金74专利代理机构南京天华专利代理有限责任公司32218代理人徐冬涛袁正英54发明名称蓝藻、芦苇和水稻秸秆干法厌氧发酵制沼气的工艺57摘要本发明涉及一种蓝藻、芦苇和水稻秸秆干法发酵制沼气的工艺,其具体步骤如下1原料粉碎;2湿发酵;。

2、3混合;4干法厌氧发酵;5沼气净化。将含水率为9095蓝藻与畜禽粪便按质量比512的比例混合进行湿发酵;截取1/41/3芦苇上端茎尖段粉碎,再将其与粉碎后的水稻秸秆按质量比113的比例混合,获得混合料;将蓝藻和畜禽粪湿发酵后的沼液、沼渣蓝藻和粉碎混合料按质量比2251的比例在2555的条件下,干法厌氧发酵2040D,制备新型能源沼气。整个工艺过程形成无二次污染,实现了蓝藻、芦苇和秸秆的资源化。51INTCL权利要求书1页说明书3页附图1页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书3页附图1页10申请公布号CN104120151ACN104120151A1/1页21蓝藻。

3、、芦苇和水稻秸秆干法厌氧发酵制沼气的工艺,其具体步骤如下1原料粉碎将芦苇茎尖部分和水稻秸秆分别粉碎成小段;然后将粉碎后的芦苇和水稻秸秆按质量比为113比例混合得到粉碎料备用;2湿发酵将质量含水率为9095蓝藻与畜禽粪便按质量比512的比例混合进行湿发酵;3混合将步骤1得到的粉碎料与湿发酵产生的沼液、沼渣按比例一起进入混合装置进行搅拌混合;其中沼液、沼渣的总质量与粉碎料的质量比为2251;4干法厌氧发酵将搅拌混合后的物料维持温度在2555条件下进行干法厌氧发酵;5沼气净化将收集的沼气经净化后,存储于储气罐中。2根据权利要求1所述的工艺,其特征在于所述芦苇茎尖部分为截取整个芦苇长度1/41/3的茎。

4、尖部分;芦苇茎尖部分和水稻秸秆分别粉碎成长度为15CM的小段。3根据权利要求1所述的工艺,其特征在于所述的畜禽粪便为鸡、鸭、鹅、猪、牛或羊粪中的任意一种或几种。4根据权利要求1所述的工艺,其特征在于所述的干法厌氧发酵的发酵周期为2040D。权利要求书CN104120151A1/3页3蓝藻、芦苇和水稻秸秆干法厌氧发酵制沼气的工艺技术领域0001本发明涉及一种干法厌氧发酵制沼气的工艺,尤其涉及一种蓝藻、芦苇和水稻秸秆干法厌氧发酵制沼气的工艺。背景技术0002蓝藻CYANOBATERIA和具原核的细菌等一起,单立为原核生物界。所有的蓝藻都含有一种特殊蓝藻蓝细菌的蓝色色素,蓝藻就是因此得名。随着近几年。

5、水体富营养化的程度加重,每年夏季蓝藻大量繁殖,并在水面形成一层蓝绿色而有腥臭味的浮沫。大规模的蓝藻爆发能够引起水质的恶化,严重时耗尽水中氧气而造成鱼类的死亡。更为严重的是,蓝藻中有些种类如微囊藻还会产生毒素简称MC,大约50的蓝藻中含有大量MC。MC除了直接对鱼类、人畜产生毒害之外,也是肝癌的重要诱因。目前,蓝藻打捞后并没有及时有效的处置方法,大部分都就地存储,产生恶臭气味,另外沼液回流到河流里,对水体的二次污染严重。0003芦苇,多年水生或湿生的高大禾草,生长在灌溉沟渠旁、河堤沼泽地等,世界各地均有生长。如今大部分的芦苇都没有得到很好地利用,每年都有大量的芦苇自生自灭,造成资源浪费的同时,对。

6、水体的二次污染也很严重。0004水稻秸秆是水稻成熟脱粒后剩余的茎叶部分。近年来,农民很少利用水稻秸秆作为炊事燃料来使用,因为目前又并没有很有效的资源化综合利用方法,农民为抢收抢种只能将大部分的水稻秸秆在田间直接焚烧。严重污染了环境,另外,也存在很大的安全隐患。0005日积月累,腐化后的蓝藻、衰败后的芦苇和屡禁不止的秸秆燃烧必将给地区环境和水质带来严重的污染。0006一种蓝藻、芦苇和水稻秸秆干法厌氧发酵制沼气工艺,实现了对蓝藻、芦苇和水稻秸秆的资源化综合处理和利用。处理过程中无污水产生,无沼液消纳问题,发酵剩余物可制成有机肥料,基本上实现零污染物排放。发明内容0007本发明的目的是提供一种蓝藻、。

7、芦苇和水稻秸秆干法厌氧发酵制沼气的工艺。采用干法发酵原理,将具有潜在危害的蓝藻、芦苇和水稻秸秆经粉碎、搅拌湿发酵混合和厌氧发酵等一系列过程,制备出新型能源沼气。0008本发明的技术方案为一种蓝藻、芦苇和水稻秸秆干法发酵制沼气的工艺,其具体步骤如下00091原料粉碎将芦苇茎尖部分和水稻秸秆分别粉碎成小段;然后将粉碎后的芦苇和水稻秸秆按质量比为113比例混合得到粉碎料备用;00102湿发酵将质量含水率为9095蓝藻与畜禽粪便按质量比512的比例混合进行湿发酵;00113混合将步骤1得到的粉碎料与湿发酵产生的沼液、沼渣按比例一起进入混说明书CN104120151A2/3页4合装置进行搅拌混合;其中沼。

8、液、沼渣的总质量与粉碎料的质量比为2251;00124干法厌氧发酵将搅拌混合后的物料维持温度在2555条件下进行干法厌氧发酵;00135沼气净化将收集的沼气经净化后,存储于储气罐中。0014优选上述芦苇茎尖部分为截取整个芦苇长度1/41/3的茎尖部分;芦苇茎尖部分和水稻秸秆分别粉碎成长度为15CM的小段。0015优选上述的畜禽粪便为鸡、鸭、鹅、猪、牛或羊粪中的任意一种或几种。0016湿发酵按常规条件进行湿发酵。优选上述的干法厌氧发酵的发酵周期为2040D。发酵产生的沼气从厌氧发酵池上方导出。将收集的沼气经净化后,存储于储气罐中。0017干秸秆粉料有较好的吸水性,能充分吸收蓝藻中的水分,以达到进。

9、入反应装置时对水分的要求,同时实现全反应过程无污水排放。0018有益效果00191、干法发酵中干秸秆粉料有较好的吸水性,能充分吸收蓝藻中的水分,以达到进入反应装置时对水分的要求,同时实现全反应过程无污水排放。00202、蓝藻与鸡禽粪便混合进行湿发酵后的沼液、沼渣再与干秸秆混合料进行厌氧干发酵,保证了干秸秆混合料厌氧发酵的接种物。00213、将秸秆和蓝藻制成了沼气,沼气还可用于后续发电或作为发酵工艺的锅炉燃料气等,实现了“变废为宝”。附图说明0022图1为干法发酵制沼气的工艺流程图。具体实施方式0023以下实施例制沼气的工艺流程图如图1所示0024实施例10025取15KG含水率95的蓝藻与3K。

10、G鸡粪混合进行湿发酵,发酵后得到沼液和沼渣备用。0026截取芦苇前端1/4茎尖部分,分别将水稻秸秆和截取的芦苇茎尖部分粉碎成平均长度为1CM的小段,将粉碎后的水稻秸秆和芦苇按质量比21比例混合得到粉碎料备用。0027取9KG上述粉碎料与上述湿发酵后所得的沼渣和沼液一起进入混合装置,搅拌混合均匀后,物料一起进入干法厌氧发酵装置,在水浴恒温35条件下,厌氧干发酵30D,收集到产气072M3。0028实施例20029取15KG含水率90的蓝藻与4KG鸭粪混合进行湿发酵,发酵后得到沼液和沼渣备用。0030截取芦苇前端1/3茎尖部分,分别将水稻秸秆和截取的芦苇茎尖部分粉碎成平均长度为2CM的小段,将粉碎。

11、后的水稻秸秆和芦苇按质量比11比例混合得到粉碎料备用。0031取8KG上述粉碎料与上述湿发酵后所得的沼渣和沼液一起进入混合装置,搅拌混合均匀后,物料一起进入干法厌氧发酵装置,在水浴恒温25条件下,厌氧干发酵25D,收说明书CN104120151A3/3页5集到产气068M3。0032实施例30033取15KG含水率90的蓝藻与5KG猪粪混合进行湿发酵,发酵后得到沼液和沼渣备用。0034截取芦苇前端1/3茎尖部分,分别将水稻秸秆和截取的芦苇茎尖部分粉碎成平均长度为4CM的小段,将粉碎后的水稻秸秆和芦苇按质量比31比例混合得到粉碎料备用。0035取9KG上述粉碎料与上述湿发酵后所得的沼渣和沼液一起进入混合装置,搅拌混合均匀后,物料一起进入干法厌氧发酵装置,在水浴恒温55条件下,厌氧干发酵40D,收集到产气062M3。0036附表1各实例所产沼气检测项目百分比含量0037说明书CN104120151A1/1页6图1说明书附图CN104120151A。

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