CN104843938A - 一种利用猪粪尿生产沼气的方法 - Google Patents

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李明元
邓勇
丁文武
张友华
隆丽萍
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Abstract

本发明公开了一种利用猪粪尿生产沼气的方法，具体涉及生产沼气的方法。本发明包括以下步骤：（1）将猪粪及尿液放入沉降池中，自由沉淀；（2）将经过自由沉淀后的猪粪和猪尿液加入酸化池中，加清水稀释水解；（3）将水解后的猪粪尿和切碎的秸秆、青草加入发酵室内，严格厌氧发酵得到沼气；(4)将得到的沼气通入脱硫塔中，使甲烷和二氧化碳体积含量之和占沼气总体积的97%以上，再通入板式吸收塔中溶剂逆流接触，在吸收塔顶端收集得到甲烷。本发明在生产沼气过程中产生的沼渣、沼液均是可以再利用的，生产方式完善、系统，具有操作简单，控制容易，安全环保可持续性的优点。

Description

一种利用猪粪尿生产沼气的方法
技术领域
本发明涉及生产沼气的方法，具体涉及一种利用猪粪尿生产沼气的方法。
背景技术
自古以来，猪粪尿被作为肥料来解决农作物生长的需要，农业中流传着“养猪不挣钱，回头看看田”的谚语。但新鲜粪尿不易于保存而且发出臭味，此外，随着养猪业的发展，只将猪粪尿用于周围作物的肥料供应，不仅不能完全解决养猪场内堆积的粪尿，对周围环境造成了极其严重的影响，还造成了资源的浪费，制约了农业生产的可持续发展。
猪粪尿堆积制约农业生产可持续发展的几个方面如下：（1）粪尿中的一些有害物质能溶于水，使水恶臭，恶化水质，使水不利于饮用；（2）粪尿富含氮、磷、钾的有机物的存在，经过微生物分解，使水中藻类大量繁殖，导致水体富营养化；（3）粪尿中有害微生物通过水体或植物快速扩散传播，直接或间接传播疾病；（4）粪尿经过堆积在微生物作用下分解，碳水化合物分解成甲烷、有机酸和醇类等带有酸臭味的气体，蛋白质和脂类分解为氨等带有臭味的含氮含硫化合物，恶化养猪场周围的环境，危害周围人员的健康。
目前猪养殖场粪尿处理的方法有：（1）直接排放或施入农田、水塘、尿液排入江河，这种方法未经任何处理，直接排放的，虽成本低，但污染大；（2）猪粪经厌氧发酵生成沼气，用于生活煮饭、烧水、炒菜、取暖、照明，沼渣就近施入农田或水塘，沼液和猪尿排入江河，这种方法虽然对猪粪进行了处理，但沼液和猪尿直接排放，造成污染；（3）猪粪经厌氧发酵产生沼气，沼气用于发电，沼液和猪尿经污水处理达标排放，这种方法猪粪尿虽经技术处理，沼气也进行了能量转换，但能量利用率不高。
发明内容
本发明的目的在于解决现有技术的不足，提供一种利用猪粪尿生产沼气的方法。
本发明的目的通过以下方案实现：一种利用猪粪尿生产沼气的方法，它包括以下步骤：
（1） 将猪粪及尿液放入沉降池中，自由沉淀1～2天；
（2） 将经过自由沉淀后的猪粪和猪尿液加入酸化池中，加入清水稀释至固含量为20%～30%，搅拌8～24h，此过程加入硫酸保持pH为5.3～6.2；
（3） 将水解后的猪粪尿和切碎的秸秆、青草输送到发酵室内，在20～35℃、密闭条件下，经过严格厌氧发酵8～15天，得到沼气，其中，发酵过程中加入草木灰和氨水保持pH为6.8～7.6，且每天搅拌2～3次，每次搅拌30～50min；
（4） 将得到的沼气通入脱硫塔中，使甲烷和二氧化碳体积含量之和占沼气总体积的97%以上，再通入板式吸收塔中，用醇氨溶液作溶剂逆流接触吸收，在吸收塔顶端收集得到甲烷。
所述的步骤（1）中自由沉淀除去粪便和尿液中的泥沙，将粪便中不利于发酵的固体物质除去。
所述的步骤（2）中加入清水稀释水解，将复杂的有机物转化成简单的有机物，利于后面的发酵过程，搅拌操作加快了反应的进行，保持酸性环境对水解有利。
所述的步骤（3）中猪粪尿、秸秆和青草的重量比为1:0.01～0.03:0.01～0.03。
所述的步骤（3）中经过严格厌氧发酵还得到沼渣和沼液，沼渣可直接用作基肥，也可以经过加工处理形成高效能的化肥、培养食用菌或蚯蚓的基质和饲料；沼液即发酵室内上层液，可经过加热管消毒处理，用来培养藻类的矿质营养成分。
所述的步骤（4）中得到的甲烷，将其储存起来，用于炊事、照明、采暖和发电。
本发明具有以下有益效果：（1）本发明中生产沼气的方式完善、系统，具有操作简单、控制容易、安全环保、可持续性的优点；（2）本发明以猪粪尿为原料，解决了猪粪尿的堆积问题，且经过厌氧发酵后可以去除猪粪尿的臭味，猪粪尿的寄生虫及有害微生物，减少由于猪粪堆积而引起的环境污染、不安全卫生问题的存在，对养殖场的条件有益；（3）将粪尿用于生产沼气，变废为宝，可以用于炊事、照明等，基本满足了养殖场的生活用能，为养殖场节约了生活成本；（4）生产沼气过程中氮、磷、钾等肥料成分均没受到很大损失，产生的沼渣，可以用作肥料，改善土壤质量，增加农作物产量，同时减少农药和化肥的使用，减少农作物的化学污染；（5）生产沼气过程中产生的沼液为藻类的培养提供了营养组分。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步的描述，本发明的保护范围不局限于以下所述。
实施例1：一种利用猪粪尿生产沼气的方法，它包括以下步骤：
（1） 将猪粪及尿液放入沉降池中，自由沉淀1天；
（2） 将经过自由沉淀后的猪粪和猪尿液加入酸化池中，加入清水稀释至固含量为20%，搅拌8h，此过程加入硫酸保持pH为5.3；
（3） 将重量份为100的水解后的猪粪尿、重量份为1的切碎的秸秆、重量份为1的切碎的青草输送到发酵室内，在20℃、密闭条件下，经过严格厌氧发酵15天，得到沼气，其中，发酵过程中加入草木灰和氨水保持pH为6.8，且每天搅拌2次，每次搅拌50min；
（4） 将得到的沼气通入脱硫塔中，使甲烷和二氧化碳体积含量之和占沼气总体积的97%以上，再通入板式吸收塔中，用醇氨溶液作溶剂逆流接触吸收，在吸收塔顶端收集得到甲烷。
实施例2：一种利用猪粪尿生产沼气的方法，它包括以下步骤：
（1） 将猪粪及尿液放入沉降池中，自由沉淀2天；
（2） 将经过自由沉淀后的猪粪和猪尿液加入酸化池中，加入清水稀释至固含量为30%，搅拌24h，此过程加入硫酸保持pH为6.2；
（3） 将重量份为100的水解后的猪粪尿、重量份为3的切碎的秸秆、重量份为3的切碎的青草输送到发酵室内，在35℃、密闭条件下，经过严格厌氧发酵8天，得到沼气，其中，发酵过程中加入草木灰和氨水保持pH为7.6，且每天搅拌3次，每次搅拌30min；
（4） 将得到的沼气通入脱硫塔中，使甲烷和二氧化碳体积含量之和占沼气总体积的97%以上，再通入板式吸收塔中，用醇氨溶液作溶剂逆流接触吸收，在吸收塔顶端收集得到甲烷。
实施例3：一种利用猪粪尿生产沼气的方法，它包括以下步骤：
（1） 将猪粪及尿液放入沉降池中，自由沉淀28h；
（2） 将经过自由沉淀后的猪粪和猪尿液加入酸化池中，加入清水稀释至固含量为22%，搅拌10h，此过程加入硫酸保持pH为5.5；
（3） 将重量份为100的水解后的猪粪尿、重量份为2的切碎的秸秆、重量份为2的切碎的青草输送到发酵室内，在23℃、密闭条件下，经过严格厌氧发酵14天，得到沼气，其中，发酵过程中加入草木灰和氨水保持pH为7.0，且每天搅拌2次，每次搅拌48min；
（4） 将得到的沼气通入脱硫塔中，使甲烷和二氧化碳体积含量之和占沼气总体积的97%以上，再通入板式吸收塔中，用醇氨溶液作溶剂逆流接触吸收，在吸收塔顶端收集得到甲烷。
实施例4：一种利用猪粪尿生产沼气的方法，它包括以下步骤：
（1） 将猪粪及尿液放入沉降池中，自由沉淀32h；
（2） 将经过自由沉淀后的猪粪和猪尿液加入酸化池中，加入清水稀释至固含量为25%，搅拌16h，此过程加入硫酸保持pH为5.8；
（3） 将重量份为100的水解后的猪粪尿、重量份为3的切碎的秸秆、重量份为1的切碎的青草输送到发酵室内，在27℃、密闭条件下，经过严格厌氧发酵12天，得到沼气，其中，发酵过程中加入草木灰和氨水保持pH为7.2，且每天搅拌3次，每次搅拌35min；
（4） 将得到的沼气通入脱硫塔中，使甲烷和二氧化碳体积含量之和占沼气总体积的97%以上，再通入板式吸收塔中，用醇氨溶液作溶剂逆流接触吸收，在吸收塔顶端收集得到甲烷。
实施例5：一种利用猪粪尿生产沼气的方法，它包括以下步骤：
（1） 将猪粪及尿液放入沉降池中，自由沉淀40h；
（2） 将经过自由沉淀后的猪粪和猪尿液加入酸化池中，加入清水稀释至固含量为28%，搅拌20h，此过程加入硫酸保持pH为6.0；
（3） 将重量份为100的水解后的猪粪尿、重量份为2的切碎的秸秆、重量份为3的切碎的青草输送到发酵室内，在30℃、密闭条件下，经过严格厌氧发酵10天，得到沼气，其中，发酵过程中加入草木灰和氨水保持pH为7.4，且每天搅拌2次，每次搅拌45min；
（4） 将得到的沼气通入脱硫塔中，使甲烷和二氧化碳体积含量之和占沼气总体积的97%以上，再通入板式吸收塔中，用醇氨溶液作溶剂逆流接触吸收，在吸收塔顶端收集得到甲烷。

Claims (2)

1.一种利用猪粪尿生产沼气的方法，其特征在于，它包括以下步骤：
（1） 将猪粪及尿液放入沉降池中，自由沉淀1～2天；
（2） 将经过自由沉淀后的猪粪和猪尿液加入酸化池中，加入清水稀释至固含量为20%～30%，搅拌8～24h，此过程加入硫酸保持pH为5.3～6.2；
（3） 将水解后的猪粪尿和切碎的秸秆、青草输送到发酵室内，在20～35℃、密闭条件下，经过严格厌氧发酵8～15天，得到沼气，其中，发酵过程中加入草木灰和氨水保持pH为6.8～7.6，且每天搅拌2～3次，每次搅拌30～50min；
（4） 将得到的沼气通入脱硫塔中，使甲烷和二氧化碳体积含量之和占沼气总体积的97%以上，再通入板式吸收塔中，用醇氨溶液作溶剂逆流接触吸收，在吸收塔顶端收集得到甲烷。
2.根据权利要求1所述的一种利用猪粪尿生产沼气的方法，其特征在于，所述的步骤（3）中猪粪尿、秸秆和青草的重量比为1:0.01～0.03:0.01～0.03。
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