CN107435053A

CN107435053A - 一种白腐真菌预处理农作物秸秆快速产沼气的发酵方法

Info

Publication number: CN107435053A
Application number: CN201610352223.3A
Authority: CN
Inventors: 韩松; 陈广胜; 于杰; 郭帅
Original assignee: Northeast Forestry University
Current assignee: Northeast Forestry University
Priority date: 2016-05-25
Filing date: 2016-05-25
Publication date: 2017-12-05

Abstract

一种白腐真菌预处理农作物秸秆快速产沼气的发酵方法，先将秸秆经机械破碎至6cm～10cm的小段，然后加水浸湿保持24h～36h。然后向充分浸湿后的秸秆加入白腐真菌培养液，混合均匀，保证白腐真菌在秸秆上的正常生长，放置预处理12～24h。将经白腐真菌预处理后的秸秆转入到沼气池中，分层加入适量牲畜粪便，通过添加尿素调节碳氮比。于沼气池中密闭发酵3～5天即可快速产生大量沼气。它有效克服了现有技术中因农作物秸秆含有大量纤维素、半纤维素、木质素等特殊物质的影响而使得发酵周期长、产气率低、发酵工艺繁琐等问题。使初始产气时间缩短50％左右，产气速率提高45％以上。能使所有农作物秸秆，例如玉米、水稻、麦麸等农作物秸秆作为发酵原料，应用范围广，大力促进农村能源结构的改革与发展。

Description

一种白腐真菌预处理农作物秸秆快速产沼气的发酵方法

技术领域

本发明属于可再生能源的开发利用与环境保护领域，具体涉及到针对以往发酵周期长、产气率低等问题，利用白腐真菌对农作物秸秆进行预处理快速产沼气的发酵方法。

背景技术

我国是农业生产大国，具有农作物秸秆产量高、种类多、分布广特点。调查显示，我国秸秆年产量达7亿吨左右。由于秸秆收集、整理和运输成本等因素的影响，秸秆综合利用经济性差、商品化和产业化程度低。特别是在粮食主产区和部分沿海地区，农民为抢农时播种，焚烧秸秆现象屡禁不止，对环境危害极大，已成为一个不容忽视的社会问题。

近年来，对秸秆的开发和利用已成为全社会关注的热点话题。目前看来，利用农作物秸秆发酵产沼气是处理秸秆的有效手段之一，不仅能够提升农民生活水平、改善农村能源结构、还能保护环境、减少污染。

然而，由于受到农作物秸秆木质素、纤维素、半纤维素含量高、难以被降解等因素的影响，秸秆发酵产沼气面临着发酵周期长、产气率低、秸秆利用率低等问题。传统发酵方法，是在粉碎后的秸秆中加入水和活性污泥，然后通入反应池中，密闭产沼气。一方面，这种方法受农村特殊条件影响，活性污泥原材料不易获得；另一方面，未对秸秆进行有效预处理，对秸秆的特殊结构破坏程度低，因而发酵周期长，能耗高。为解决木质纤维原料降解率低、发酵周期长、投资成本高等问题，寻找一种快速对农作物秸秆进行预处理，提高木质纤维素的降解率、利用率，在缩短发酵周期的同时能够提高产气率的工艺迫在眉睫。对于推动建设“资源节约型、环境友好型”社会、实现循环农业经济具有重要意义。

发明内容

本发明的目的是针对目前农作物秸秆发酵产沼气周期长、转化率低、生产工艺不成熟等问题，将白腐真菌引入到农作物秸秆发酵领域，利用白腐真菌对农作物秸秆进行预处理。寻找出一种在保证木质纤维素原料转化率高、产气速度快、发酵周期短、沼气生产率高的发酵方法。促进农村资源整合利用，改善村民生活环境。

本发明的目的可以通过以下措施达到：

一种白腐真菌预处理农作物秸秆快速产沼气的发酵方法，其操作包括如下步骤：

(1)将农作物秸秆粉碎至6cm～10cm的小段，加水浸湿，所加水的量占秸秆干重的100％～150％，保持2～3天，以使秸秆充分吸收水分；

(2)将白腐真菌接种于步骤(1)所得原料，搅拌均匀，使白腐真菌在农作物秸秆上均匀附着生长，室温堆置预处理1～2天；

(3)将步骤(2)中所得原料投放到沼气池中，分层加入牲畜粪便，所加入的粪便占秸秆干重的5％～15％，混合均匀；

(4)将步骤(3)混合所得原料加入尿素调节C/N，所加入的尿素含量占秸秆原材料干重的1.5％～3％；

(5)将通过以上步骤处理好后的秸秆原材料调节pH至中性，于沼气池中厌氧发酵3～5天即可快速产生沼气。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明做进一步阐述。

实施案例1：利用白腐真菌预处理农作物秸秆产沼气首先在实验室进行，以有效容积为10L的容器作为反应器，将回收的1kg秸秆自然风干后经机械破碎至6cm到10cm的小段，加入1kg水，使其与秸秆混合均匀，浸湿保持20小时；加入白腐真菌培养液0.003kg，进行搅拌，使秸秆与白腐真菌培养液混合均匀，室温放置预处理24h；加入牲畜粪便0.05kg，进行搅拌；加入0.015kg尿素调节C/N，搅拌均匀后盖上反应容器盖。三天后，沼气含量达到55％；与此同时，做了未经过白腐真菌预处理的秸秆发酵实验，保证其他条件相同的情况下，十二天后沼气含量仅有30％。经白腐真菌预处理后的秸秆较为未经处理的秸秆产气量提高45％，启动时间提高了6～9天。

实施案例2：利用白腐真菌预处理农作物秸秆产沼气在哈尔滨阿城区进行实验，500kg自然风干后的农作物秸秆经机械粉碎至6cm～10cm的小段，加入500kg水进行浸润，搅拌均匀后保持20小时；加入白腐真菌培养液1.5kg，进行搅拌，使秸秆与白腐真菌培养液混合均匀，堆沤放置预处理24h；将经过白腐真菌预处理后的秸秆投入到沼气池中，分层加入25kg牲畜粪便，搅拌均匀；加入7.5kg尿素调节C/N，进行发酵反应。三天后，开始产气。产气量达到每个8m³的沼气池的产气量在1.65m³以上。

Claims

1.一种白腐真菌预处理农作物秸秆快速产沼气的发酵方法，其特征在于，所述方法主要包含以下步骤：将农作物秸秆粉碎至6cm～10cm的小段，加水浸湿，保持24～36h，以使秸秆充分吸收水分；将白腐真菌接种于浸湿后的秸秆，进行搅拌，使白腐真菌菌丝在秸秆上均匀附着生长；室温堆置预处理12～24h；将牲畜粪便加入到经白腐真菌预处理后的秸秆中；加入尿素调节C/N。

2.根据权利要求1所述的内容，所选的农作物秸秆为玉米秸秆、水稻秸秆、小麦秸秆等其中的一种或几种进行粉碎处理。

3.根据权利要求1所述的内容，所加水的量占秸秆干重的100％～150％。

4.根据权利要求1所述的内容，所接种的白腐真菌为实验室培养的糙皮侧耳菌接种到PDA培养基中，150r/min、28℃，摇床培养24～36h。

5.根据权利要求1所述的内容，所加入的白腐真菌培养液占农作物秸秆原料干重的0.3％～1％。

6.根据权利要求1所述的内容，将经白腐真菌预处理后的秸秆投放到沼气池中，将秸秆分层加入牲畜粪便，混合均匀，所加入的粪便占农作物秸秆原材料干重的5％～15％。

7.根据权利要求1所述的内容，所加入的尿素占秸秆原材料干重的1.5％～3％。

8.根据权利要求1和5所述的内容，处理后的秸秆调节pH至中性，于沼气池中厌氧发酵3～5天即可产生沼气。