CN105668970A - 一种鹿粪高效厌氧发酵制备沼气的方法 - Google Patents

一种鹿粪高效厌氧发酵制备沼气的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种鹿粪高效厌氧发酵制备沼气的方法，其特征在于：以鹿粪为主要发酵原料，以蘑菇菌渣、有机废水、沸石和磁粉为辅料，以石灰水为PH值调节剂，混合厌氧发酵制备沼气，其具体过程如下：①首先制备磁粉颗粒、沸石颗粒和蘑菇菌渣，②将蘑菇菌渣和鹿粪进行混合，制成鹿粪和蘑菇菌渣混合料，鹿粪和蘑菇菌渣的质量比为16:5~8:5，③再使用有机废水调节蘑菇菌渣和鹿粪混合料含水量，④布设磁粉和沸石，沸石和磁粉的添加量分别为鹿粪质量的2%~8%和0.5%~2.5%，⑤厌氧发酵温度为30℃~50℃制备沼气，⑥石灰水的制备和发酵过程中PH值的调节。该方法有效的提高鹿粪厌氧发酵总产气量和日产气量，降低资源化利用成本。

Description

一种鹿粪高效厌氧发酵制备沼气的方法
技术领域
本发明涉及一种鹿粪高效厌氧发酵制备沼气的方法，属于废物资源化利用技术领域。
背景技术
我国是资源消耗大国，正面临着资源危机，研究废物的资源化利用将是消除能源危机的一条有效途径；我国现行《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》和国家环境保护“十三五”规划都指出合理利用固体废物，鼓励废弃物的资源化利用；在废物资源化利用的同时，实现废物的资源化和减量化，减少对环境的污染。
在养殖企业（户），每天产生大量的畜禽粪便，如处理不当，将对环境产生污染；特别是近些年梅花鹿因价值高，养殖业发展迅速，推动畜禽产业的发展的同时，产生大量的鹿粪，鹿粪因其有机质含量高而具有较高的利用价值。对鹿粪的处理，目前主要是以制肥为主，主要授权或公开的专利包括：用于人参育苗的鹿粪泥炭复合有机营养块及其制备方法（201010164887.X）、一种硅藻土复合人参无土栽培基质的生产方法（201410017623.X）、保湿型草本花卉育苗营养土及其制备方法（200910217842.1）、一种草木灰多元有机无机复合颗粒肥（201210527185.2）、人参除锈高效有机肥（201310286236.1）、一种糠醛渣树木土壤改良肥料及其制备方法（201310523716.5）、一种不结块易吸收的有机肥料及其制备方法（201410541340.5）和一种生物发酵有机肥及其制备方法（201410760782.9）等，这些方法仅仅将鹿粪用于有机肥的制备，大大限制了鹿粪的资源化利用，资源化利用水平低；开发鹿粪制备沼气技术，将大大提高鹿粪的利用范围，有利于推动畜禽粪便的资源化利用水平的提高。
发明内容
本发明的目的是提供一种鹿粪高效厌氧发酵制备沼气的方法，不仅提高畜禽粪便的利用范围，有效的利用废弃的蘑菇菌渣和有机废水，克服常规发酵处理方法需要生物菌剂，成本高，推广困难的缺点，提高总产气量和日产气量，大大提高效率。
本发明的技术方案是这样实现的：鹿粪高效厌氧发酵制备沼气的方法，其特征在于：以鹿粪为主要发酵原料，以蘑菇菌渣、有机废水、沸石和磁粉为辅料，以石灰水为PH值调节剂，混合厌氧发酵制备沼气，其具体过程如下：①首先制备磁粉颗粒、沸石颗粒和蘑菇菌渣，②将蘑菇菌渣和鹿粪进行混合，制成鹿粪和蘑菇菌渣混合料，其中鹿粪为梅花鹿养殖场或养殖户直接取用，蘑菇菌渣为蘑菇菌糖或蘑菇渣或两者的任意配合比的混合物，蘑菇菌糖为蘑菇出菇结束后，将菌糖粉碎成颗粒状，粒径不大于10mm，蘑菇渣为修剪蘑菇剩下的蘑菇根和蘑菇碎渣，鹿粪和蘑菇菌渣的质量比为16:5~8:5，③再使用有机废水调节蘑菇菌渣和鹿粪混合料含水量，④磁粉和沸石的布设，沸石添加量为鹿粪质量的2%~8%，磁粉添加量为鹿粪质量的0.5%~2.5%，⑤厌氧发酵温度为30℃~50℃制备沼气，⑥石灰水的制备和发酵过程中PH值的调节。
所述的鹿粪和蘑菇菌渣混合料的总固体含量在6%~8%，总固体含量为烘干后的质量与总质量之比。
所述的沸石加工成颗粒状，最大粒径不大于20mm，采用土工布包扎成直径小于1.2m，长度低于发酵池发酵料深度100~200mm，固定于发酵池的竖向轴位置。
所述的磁粉采用铁粉制备，使用磁铁将铁粉磁化，铁粉粒径不大于10mm，磁化后的铁粉50mm距离磁场强度为10~50mT（毫特斯拉），磁粉采用土工布包扎，均匀铺设并固定于池壁。
所述的有机废水采用豆腐坊废弃的豆腐水或餐厨清洗餐具后的废水，加入前置于25℃~50℃温度环境厌氧发酵2~3天。
所述的石灰水采用熟石灰（氢氧化钙）制备，每升水中加入1.5~2.5克熟石灰搅拌混合而成，使用上部澄清的石灰水调节发酵混合物的PH值，当PH值低于6.0时，进行调节，调节后混合料液的PH值不高于8.0。
所述的沸石每隔3~6个月更换一次，更换下来的沸石清洗后放置于清水中浸泡7~14天，捞出后烘干处理，重复使用，沸石原料可重复使用2~3次。
所述的磁粉每隔1个月测定磁粉磁场强度，在50mm距离磁场强度低于2mT时更换磁粉，更换下来的磁粉清洗后烘干，烘干后的磁粉用磁铁磁化，磁化后的铁粉50mm距离磁场强度为10~50mT时，重复使用，磁粉原料可重复使用2~5次。
发明的积极效果是能够有效的利用鹿粪、菌渣和有机废水，实现废物的资源化利用；本发明采用磁粉和沸石能够重复利用，成本低；本发明方法产气量高，较常规方法提高50%~70%；本发明资源化利用水平高，沼气作为热源，沼渣作为有机肥，实现资源的充分利用；本发明所用的原料来源广泛，整个发酵过程不需要加入额外的微生物菌种，处理量大，可操作性强，应用范围广，且成本低。
附图说明
图1是本发明的工艺流程图。
具体实施方式
以下结合附图与实施例对本发明进一步说明，如图1所示，具体实施步骤如下：
实施例1：5m 3 的户用沼气池发酵制备沼气
取用梅花鹿养殖场的鹿粪和平菇大棚废弃的蘑菇菌糖制备的蘑菇菌渣，将菌糖粉碎成颗粒状，粒径不大于10mm，鹿粪与蘑菇菌渣混合质量比为16:7；采用有机废水调节鹿粪和蘑菇菌渣混合料的含水量，控制混合料总固体含量为6%。
沸石添加量为鹿粪质量的6.25%，沸石加工成颗粒状，最大粒径不大于20mm，采用土工布包扎，长度低于发酵池发酵料深度100mm，固定于发酵池的竖向轴位置。
磁粉添加量为鹿粪质量的2.5%，磁粉采用铁粉制备，铁粉粒径不大于10mm，使用磁铁将铁粉磁化，磁化后的铁粉50mm距离磁场强度为10~50mT，磁粉采用土工布包扎，均匀铺设并固定于池壁。
有机废水采用豆腐坊废弃的豆腐水，加入前置于25℃~50℃温度环境厌氧发酵2天。
石灰水采用熟石灰制备，每升水中加入2.0克熟石灰，使用上部澄清的石灰水调节发酵混合物的PH值，当PH值低于6.0时，进行调节，调节后的混合料液PH值不高于8.0。
沸石每隔3个月更换一次，更换下来的沸石清洗后放置于清水中浸泡10天，捞出后烘干处理；磁粉每隔1个月测定磁粉磁场强度，在50mm距离磁场强度低于2mT时更换磁粉，更换下来的磁粉清洗后烘干，烘干后的磁粉用磁铁磁化，磁化后的铁粉50mm距离磁场强度为10~50mT；该沸石原料重复使用2次，磁粉原料重复使用3次。
上述配置的混合料厌氧发酵温度为35℃~50℃，日平均产沼气量为2.68m3，经核算整个发酵周期平均每千克鹿粪将产生纯甲烷气体0.123m3。
实施例2：15m 3 的户用沼气池发酵制备沼气
发酵混合原料制备方法：鹿粪为梅花鹿养殖场（户）直接取用，蘑菇菌渣采用蘑菇菌糖，蘑菇菌糖为蘑菇出菇结束后，将菌糖粉碎成颗粒状，粒径不大于10mm，鹿粪和蘑菇菌渣的质量比为8:5，采用有机废水调节鹿粪和蘑菇菌渣混合料的含水量，控制混合料总固体含量为8%。
辅料沸石添加量为鹿粪质量的2%，沸石加工成颗粒状，最大粒径不大于20mm，采用土工布包扎，长度低于发酵池发酵料深度150mm，固定于发酵池轴心位置。
辅料磁粉添加量为鹿粪质量的0.5%，磁粉采用铁粉制备，使用磁铁将铁粉磁化，铁粉粒径不大于10mm，磁化后的铁粉50mm距离磁场强度为10~50mT，磁粉采用土工布包扎，均匀铺设并固定于池壁。
有机废水采用豆腐坊废弃的豆腐水，加入前置于25℃~50℃环境厌氧发酵3天。
石灰水采用熟石灰制备，每升水中加入2.5克熟石灰，使用上部澄清的石灰水调节发酵混合物的PH值，当PH值低于6.0时，进行调节，调节后料液的PH值不高于8.0。
沸石每隔4个月更换一次，更换下来的沸石清洗后放置于清水中浸泡7天，捞出后烘干处理；磁粉每隔1个月测定磁粉磁场强度，在50mm距离磁场强度低于2mT时更换磁粉，更换下来的磁粉清洗烘干后用磁铁磁化，磁化后的铁粉50mm距离磁场强度为10~50mT时重复使用；沸石重复使用3次，磁粉原料重复使用2次。
上述配置的混合料厌氧发酵温度为30℃~50℃，日平均产沼气量为5.28m3，经核算整个发酵周期每千克鹿粪将产生纯甲烷气体0.113m3。
实施例3：8m 3 的户用沼气池
发酵混合原料制备方法：直接取用鹿场的鹿粪，蘑菇菌渣采用蘑菇渣，为修剪蘑菇剩下的蘑菇根和蘑菇碎渣，鹿粪和蘑菇菌渣的质量比为16:5，采用有机废水调节鹿粪和蘑菇菌渣混合料的含水量，控制混合料总固体含量为7%。
辅料沸石添加量为鹿粪质量的5%，沸石加工成颗粒状，最大粒径不大于20mm，采用土工布包扎，长度低于发酵池发酵料深度100mm，固定于发酵池轴心位置。
辅料磁粉添加量为鹿粪质量的1.5%，磁粉采用铁粉制备，使用磁铁将铁粉磁化，铁粉粒径不大于10mm，磁化后的铁粉50mm距离磁场强度为10~50mT，磁粉采用土工布包扎，均匀铺设并固定于池壁。
有机废水采用豆腐坊废弃的豆腐水，加入前置于25℃~50℃环境厌氧发酵2天。
石灰水采用熟石灰制备，每升水中加入1.5克熟石灰，使用上部澄清的石灰水调节发酵混合物的PH值，当PH值低于6.0时，进行调节，调节后料液的PH值不高于8.0。
沸石每隔6个月更换一次，更换下来的沸石清洗后放置于清水中浸泡14天，捞出后烘干处理；磁粉每隔1个月测定磁粉磁场强度，在50mm距离磁场强度低于2mT时更换磁粉，更换下来的磁粉清洗烘干后用磁铁磁化，磁化后的铁粉50mm距离磁场强度为10~50mT时重复使用；沸石重复使用2次，磁粉原料重复使用5次。
上述配置的混合料厌氧发酵温度为40℃~45℃，日平均产沼气量为3.86m3，经核算整个发酵周期每千克鹿粪将产生纯甲烷气体0.119m3。
实施例4：12m 3 的户用沼气池
发酵混合原料制备方法：鹿粪为养殖户直接取用，蘑菇菌渣为蘑菇菌糖和蘑菇渣1:1的混合物，蘑菇菌糖为蘑菇出菇结束后，将菌糖粉碎成颗粒状，粒径不大于10mm，蘑菇渣为修剪蘑菇剩下的蘑菇根和蘑菇碎渣，鹿粪和蘑菇菌渣的质量比为16:9，采用有机废水调节鹿粪和蘑菇菌渣混合料的含水量，控制混合料总固体含量在7.5%。
辅料沸石添加量为鹿粪质量的8%，沸石加工成颗粒状，最大粒径不大于20mm，采用土工布包扎，长度低于发酵池发酵料深度200mm，固定于发酵池轴心位置。
辅料磁粉添加量为鹿粪质量的1%，磁粉采用铁粉制备，使用磁铁将铁粉磁化，铁粉粒径不大于10mm，磁化后的铁粉50mm距离磁场强度为10~50mT，磁粉采用土工布包扎，均匀铺设并固定于池壁。
有机废水采用豆腐坊废弃的豆腐水，加入前置于25℃~50℃环境厌氧发酵3天。
石灰水采用熟石灰制备，每升水中加入2.0克熟石灰，使用上部澄清的石灰水调节发酵混合物的PH值，当PH值低于6.0时，进行调节，调节后料液的PH值不高于8.0。
沸石每隔5个月更换一次，更换下来的沸石清洗后放置于清水中浸泡12天，捞出后烘干处理；磁粉每隔1个月测定磁粉磁场强度，在50mm距离磁场强度低于2mT时更换磁粉，更换下来的磁粉清洗烘干后用磁铁磁化，磁化后的铁粉50mm距离磁场强度为10~50mT时重复使用；沸石重复使用3次，磁粉原料重复使用4次。
上述配置的混合料厌氧发酵温度控制30~50℃，日平均产沼气量为4.43m3，经核算整个发酵周期每千克鹿粪将产生纯甲烷气体0.116m3。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；在不脱离本发明实质的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种鹿粪高效厌氧发酵制备沼气的方法，其特征在于：以鹿粪为主要发酵原料，以蘑菇菌渣、有机废水、沸石和磁粉为辅料，以石灰水为PH值调节剂，混合厌氧发酵制备沼气，其具体过程如下：①首先制备磁粉颗粒、沸石颗粒和蘑菇菌渣，②将蘑菇菌渣和鹿粪进行混合，制成鹿粪和蘑菇菌渣混合料，其中鹿粪为梅花鹿养殖场或养殖户直接取用，蘑菇菌渣为蘑菇菌糖或蘑菇渣或两者的任意配合比的混合物，蘑菇菌糖为蘑菇出菇结束后，将菌糖粉碎成颗粒状，粒径不大于10mm，蘑菇渣为修剪蘑菇剩下的蘑菇根和蘑菇碎渣，鹿粪和蘑菇菌渣的质量比为16:5~8:5，③再使用有机废水调节蘑菇菌渣和鹿粪混合料含水量，④磁粉和沸石的布设，沸石添加量为鹿粪质量的2%~8%，磁粉添加量为鹿粪质量的0.5%~2.5%，⑤厌氧发酵温度为30℃~50℃制备沼气，⑥石灰水的制备和发酵过程中PH值的调节。
2.根据权利要求1所述的一种鹿粪高效厌氧发酵制备沼气的方法，其特征在于所述的鹿粪和蘑菇菌渣混合料的总固体含量在6%~8%，总固体含量为烘干后的质量与总质量之比。
3.根据权利要求1所述的一种鹿粪高效厌氧发酵制备沼气的方法，其特征在于所述的沸石加工成颗粒状，最大粒径不大于20mm，采用土工布包扎成直径小于1.2m，长度低于发酵池发酵料深度100~200mm，固定于发酵池的竖向轴位置。
4.根据权利要求1所述的一种鹿粪高效厌氧发酵制备沼气的方法，其特征在于所述的磁粉采用铁粉制备，使用磁铁将铁粉磁化，铁粉粒径不大于10mm，磁化后的铁粉50mm距离磁场强度为10~50mT（毫特斯拉），磁粉采用土工布包扎，均匀铺设并固定于池壁。
5.根据权利要求1所述的一种鹿粪高效厌氧发酵制备沼气的方法，其特征在于所述的有机废水采用豆腐坊废弃的豆腐水或餐厨清洗餐具后的废水，加入前置于25℃~50℃温度环境厌氧发酵2~3天。
6.根据权利要求1所述的一种鹿粪高效厌氧发酵制备沼气的方法，其特征在于所述的石灰水采用熟石灰（氢氧化钙）制备，每升水中加入1.5~2.5克熟石灰搅拌混合而成，使用上部澄清的石灰水调节发酵混合物的PH值，当PH值低于6.0时，进行调节，调节后混合料液的PH值不高于8.0。
7.根据权利要求1所述的一种鹿粪高效厌氧发酵制备沼气的方法，其特征在于所述的沸石每隔3~6个月更换一次，更换下来的沸石清洗后放置于清水中浸泡7~14天，捞出后烘干处理，重复使用，沸石原料可重复使用2~3次。
8.根据权利要求1所述的一种鹿粪高效厌氧发酵制备沼气的方法，其特征在于所述的磁粉每隔1个月测定磁粉磁场强度，在50mm距离磁场强度低于2mT时更换磁粉，更换下来的磁粉清洗后烘干，烘干后的磁粉用磁铁磁化，磁化后的铁粉50mm距离磁场强度为10~50mT时，重复使用，磁粉原料可重复使用2~5次。
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