CN108251460A - 一种以畜禽粪污、秸秆为原料高温厌氧发酵生产沼气、生物有机肥、液体肥的方法 - Google Patents

一种以畜禽粪污、秸秆为原料高温厌氧发酵生产沼气、生物有机肥、液体肥的方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种以畜禽粪污、秸杆为原料高温厌氧发酵生产沼气、生物有机肥、液体肥的方法，所述方法，包括发酵原料的预处理、发酵原料调浓度、发酵原料调浓度、厌氧菌种的培育、加入厌氧菌种、发酵。本发明所述方法，缩短原料降解周期22‑30天，产气量大，每方原料产沼气55立方以上，粪污中的有害菌种得到杀灭或释放,粪污中的有害菌种死亡率95%以上。本发明高温厌氧发酵后的沼渣沼液，经自动化固液分离机分离，沼渣烘干、粉碎后，进入搅拌器配料，进入有机肥造粒机生产线，造粒烘干，冷却后包装，沼液生产液体肥。

Description

一种以畜禽粪污、秸秆为原料高温厌氧发酵生产沼气、生物有 机肥、液体肥的方法
技术领域
本发明属于生物能源技术，是一种高温厌氧发酵生产沼气、生物有机肥、液体肥的工艺流程技术。
背景技术
我国养殖业得到了迅猛发展，并且由家庭小型养殖向集约化大中型规模化养殖场发展，据不完全统计，我国大中型畜禽养殖场已达到26000多万家，全年粪便40多亿吨，农业秸杆得不到很好的循环利用。
我国改革开放以来，国家出台了一系列关于发展新能源优惠政策、环境保护的管理条例，养殖场的粪水污染问题已经成为社会的一大公害，养殖场为应对环保检察，建设发酵装置处理粪污，全靠自然温度发酵。全国兴起沼气发电项目，全部是中彽温发酵技术，菌种从社会购买好氧菌种，发酵不彻底造成二次污染，沼渣沼液得不到很好的利用。还有生物有机肥厂家利用畜禽便生产有机肥，把猪粪鸡粪鸭粪运到场区加上化学除臭剂，烘干造有机肥，粪便中360多种有害菌种不经高温发酵得不到释放和杀死直接造出有机肥来，造成土壤污染。2016-2017年对造成二次污染的小沼气项目，环保部们关停和整改了很多，我国土壤污染的源头在于畜禽粪污，给人民生活造成了极大伤害，畜禽粪便必须高温厌氧处理。
畜禽粪便污水、农业秸杆是一种物质资源，具有燃料、饲料、肥料和工业原料等多种功能，是一种丰富的可利用资源。再生能源，替代煤炭、石油和天然气等石化燃料是今后解决能源紧缺的一种有效途径。国务院办公厅关于加快推进畜禽养殖废弃物资源化利用，促进农业可持续发展意见，统筹推进、五位一体协调推进、协调、绿色、开放、共享发展的理念。
现有技术中一般采用低温发酵，发酵时间为35-40天（1个周期），还存在以下不足：
一、使的原料单一，单一使用人粪、猪粪或鸡粪，含氮较高；或者单一使用牛粪、秸杆，含碳较高，不调配碳氮比。
二、传统的中低温厌氧发酵装置沒有加温系统，靠大自然温度发酵，中低温发酵温度22℃至38℃以内、到冬季不产沼气，没有全方位的搅拌装置，发酵菌种得不到生存活跃的空间，发酵装置不搅拌，沼气排放不出来，造成了中低温发酵产气率低，每立方米原料每天产25-40立方沼气，粪污中的有害菌种得不到释放或杀灭,排放出的沼渣沼液还是臭气熏天,沼渣得不到利用，沼液需要二次污水处理。
发明内容
本发明以低廉的畜禽粪便、秸杆为原料，通过工艺流程达到高温厌氧发酵标准，通过高温厌氧发酵58℃±2，生产沼气、沼渣沼液，沼渣沼液可作优质的生物有机肥、液体肥，保证无害化，沼气发电的余热可用发酵供热厂区供暧、有机肥烘干用气。
本发明的发明目的为：
缩短原料降解周期，彻底的杀灭或释放粪污中的有害菌种。
经高温厌氧发酵产气量大，每方原料产沼气55方以上。
为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案是：
一种以畜禽粪污、秸杆为原料高温厌氧发酵生产沼气、生物有机肥、液体肥的方法，所述方法，包括发酵原料的预处理、发酵原料调浓度、发酵原料调浓度、厌氧菌种的培育、加入厌氧菌种、发酵；
具体包括以下步骤：
步骤一、发酵原料的预处理
畜禽粪便运至预处车间经圆桶筛进行除杂质，进入地下封闭式储料池①；将秸杆粉碎成末输入封闭池内，按秸杆重量加入屠宰场污水30%进行稀释，稀释后在封闭池内浸泡水解10天，然后输送到地下封闭式储料池①，加污水稀释，加水量为畜禽粪便、秸杆总重量的25%-30%，调碳氮比25：1，PH值控制在6.5-7.5之间。
步骤二、发酵原料调浓度
将步骤一的原料通过渣泵输送除砂器进行除砂，原料输入调浓度的地下封闭池②，粪便、秸杆重量占比为25%-30%，其余为污水，控制PH值6.5-7.5之间，得到待发酵原料混合物。
步骤三、厌氧菌种的培育
用屠宰场活性污水稀释粪便、秸秆，屠宰场活性污水的加入量是粪便、秸杆总重量的30%，再转入全封闭式培育池内,碳氮比25：1，PH值控制在7.5之内,控制温度在24℃-28℃以内,进行酸降解，6-8小时搅拌一次，培育28-36天，得到培育好的厌氧菌种液。
步骤四、加入厌氧菌种
向步骤二的待发酵原料混合物中，加入培育好的厌氧菌种液，加入量为待发酵原料混合物（粪便、秸秆、污水）总重量的40%。
步骤五、第一阶段发酵
自然温度18℃-22℃进行酸降解6-8小时、PH值6.5--7.5之间。
步骤六、第二阶段发酵
将经过第一阶段发酵后的原料通过渣泵输送至高温厌氧发酵罐内,用渣泵进行加温到22℃-26℃止，进行酸降解6-8小时、PH值6.5--7.5之间。
步骤七、第三阶段发酵
续用渣泵在高温厌氧发酵罐体内搅拌循环下进行调温到26℃-32℃止，进行酸降解6-8小时、PH值6.5--7.5之间。
步骤八、第四阶段发酵
续用渣泵在高温厌氧发酵罐体内搅拌循环下进行调温到32℃-36℃止，进行酸降解6-8小时、PH值6.5--7.5之间。
步骤九、第五阶段发酵
续用渣泵在高温厌氧发酵罐体内搅拌循环下进行调温到36℃-40℃止，进行酸降解6-8小时、PH值6.5--7.5之间。
步骤十、第六阶段发酵
续用渣泵在高温厌氧发酵罐体内搅拌循环下进行调温到40℃-44℃止，进行酸降解6-8小时、PH值6.5--7.5之间。
步骤十一、第七阶段发酵
续用渣泵在高温厌氧发酵罐体内搅拌循环下进行调温到44℃-48℃止，进行酸降解6-8小时、PH值6.5--7.5之间。
步骤十二、第八阶段发酵
续用渣泵在高温厌氧发酵罐体内搅拌循环下进行调温到48℃-52℃止，进行酸降解6-8小时、PH值6.5--7.5之间。
步骤十三、第九阶段发酵
罐体内自然增高到（58±2）℃停止，进行酸降解6-8小时、PH值要控制6.5--7.5 之间，控制罐体内温度自然增高58℃±2止。要控制温度在58℃±2以下，相隔6-8小时搅拌一次，直至发酵完成不产沼气为准、约发酵期23-30天。
步骤十四、除有害菌
发酵物料不产沼气后、2小时內一次性升温至70℃停止，2小时之内降温至58℃以下，达到杀灭有害菌种95%以上效果。
本发明采用的发酵原料的特征与含量:人猪鸡鸭粪便含氮高，秸杆含碳高、秸杆含木质素15.6%，纤维素17.48%，屠宰场污水含脂肪、蛋白质，粪污中360多种有害菌种，在高温厌氧发酵过程中担负粪污废弃物发酵的细菌作用。
由于采用了上述技术方案，本发明达到的技术效果是：
（1）可缩短原料降解周期22-30天，产气量大，每方原料产沼气55立方以上，粪污中的有害菌种得到杀灭或释放,粪污中的有害菌种死亡率95%以上。
（2）本发明高温厌氧发酵后的沼渣沼液，经自动化固液分离机分离，沼渣烘干、粉碎后，进入搅拌器配料，进入有机肥造粒机生产线，造粒烘干，冷却后包装。沼液生产液体肥。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干调整和改进。这些都属于本发明的保护范围。
实施例1一种以畜禽粪污、秸杆为原料高温厌氧发酵生产沼气、生物有机肥、液体肥的方法
包括以下步骤：
步骤一、发酵原料的预处理
畜禽粪便运至预处车间经圆桶筛进行除杂质，进入地下封闭式储料池①；将秸杆粉碎成末输入封闭池内，按秸杆重量加入屠宰场污水30%进行稀释，稀释后在封闭池内浸泡水解10天，然后输送到地下封闭式储料池①，加污水稀释，加水量为畜禽粪便、秸杆总重量的25%-30%，调碳氮比25：1，PH值控制在6.5-7.5之间。
步骤二、发酵原料调浓度
将步骤一的原料通过渣泵输送除砂器进行除砂，原料输入调浓度的地下封闭池②，粪便、秸杆重量占比为25%-30%，其余为污水，控制PH值6.5-7.5之间，得到待发酵原料混合物。
步骤三、厌氧菌种的培育
用屠宰场活性污水稀释粪便、秸秆，屠宰场活性污水的加入量是粪便、秸杆总重量的30%，再转入全封闭式培育池内,碳氮比25：1，PH值控制在7.5之内,控制温度在24℃-28℃以内,进行酸降解，6-8小时搅拌一次，培育28-36天，得到培育好的厌氧菌种液。
步骤四、加入厌氧菌种
向步骤二的待发酵原料混合物中，加入培育好的厌氧菌种液，加入量为待发酵原料混合物（粪便、秸秆、污水）总重量的40%。
步骤五、第一阶段发酵
自然温度18℃-22℃进行酸降解6-8小时、PH值6.5--7.5之间。
步骤六、第二阶段发酵
将经过第一阶段发酵后的原料通过渣泵输送至高温厌氧发酵罐内,用渣泵进行加温到22℃-26℃止，进行酸降解6-8小时、PH值6.5--7.5之间。
步骤七、第三阶段发酵
续用渣泵在高温厌氧发酵罐体内搅拌循环下进行调温到26℃-32℃止，进行酸降解6-8小时、PH值6.5--7.5之间。
步骤八、第四阶段发酵
续用渣泵在高温厌氧发酵罐体内搅拌循环下进行调温到32℃-36℃止，进行酸降解6-8小时、PH值6.5--7.5之间。
步骤九、第五阶段发酵
续用渣泵在高温厌氧发酵罐体内搅拌循环下进行调温到36℃-40℃止，进行酸降解6-8小时、PH值6.5--7.5之间。
步骤十、第六阶段发酵
续用渣泵在高温厌氧发酵罐体内搅拌循环下进行调温到40℃-44℃止，进行酸降解6-8小时、PH值6.5--7.5之间。
步骤十一、第七阶段发酵
续用渣泵在高温厌氧发酵罐体内搅拌循环下进行调温到44℃-48℃止，进行酸降解6-8小时、PH值6.5--7.5之间。
步骤十二、第八阶段发酵
续用渣泵在高温厌氧发酵罐体内搅拌循环下进行调温到48℃-52℃止，进行酸降解6-8小时、PH值6.5--7.5之间。
步骤十三、第九阶段发酵
罐体内自然增高到（58±2）℃停止，进行酸降解6-8小时、PH值要控制6.5--7.5 之间，控制罐体内温度自然增高58℃±2止。要控制温度在58℃±2以下，相隔6-8小时搅拌一次，直至发酵完成不产沼气为准、约发酵期23-30天。
步骤十四、除有害菌
发酵物料不产沼气后、2小时內一次性升温至70℃停止，2小时之内降温至58℃以下，达到杀灭有害菌种95%以上效果。
所生产的沼气输送到储气柜待脱硫。
产沼气量为1㎡鲜粪秸杆原料产60㎡沼气混合物，其中含沼气69%，二氧化碳29%，硫化氢、一氧化碳、氮等混合气体2%。
经高溫厌氧发酵还产生沼渣沼液 ,沼渣沼液经自动化固液分离机分离，沼渣烘干、粉碎后，进入搅拌器配料，进入有机肥造粒机生产线，造粒烘干，冷却包装有机固体肥，沼液生产生物液体肥。
经高溫厌氧发酵的沼渣液含多种营养元素、如氮磷钾钠钙等。沼渣沼液经自动化固液分离机分离，沼渣烘干、粉碎后，进入搅拌器配料，进入有机肥造粒机生产线，造粒烘干，冷却包装有机固体肥，也可生产生物多元素肥，花卉固体肥等；分离出的沼液中含有多种生物活性物质，如氨基酸，微量元素，植物生长刺激素，维生素B12,吲哚乙酸等，可生产叶面精肥，无土栽培营养液，可做杀虫剂。
除非另有说明，本发明中所采用的百分数均为重量百分数，本发明所述的比例，均为质量比例。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种以畜禽粪污、秸杆为原料高温厌氧发酵生产沼气、生物有机肥、液体肥的方法，其特征在于：所述方法，包括发酵原料的预处理、发酵原料调浓度、发酵原料调浓度、厌氧菌种的培育、加入厌氧菌种、发酵。
2.根据权利要求1所述的一种以畜禽粪污、秸杆为原料高温厌氧发酵生产沼气、生物有机肥、液体肥的方法，其特征在于：所述发酵，包括第一阶段发酵；所述第一阶段发酵，自然温度18℃-22℃进行酸降解6-8小时、PH值6.5-7.5之间。
3.根据权利要求1所述的一种以畜禽粪污、秸杆为原料高温厌氧发酵生产沼气、生物有机肥、液体肥的方法，其特征在于：所述发酵，包括第二阶段发酵；所述第二阶段发酵，加温到22℃-26℃止，进行酸降解6-8小时、PH值6.5-7.5之间。
4.根据权利要求1所述的一种以畜禽粪污、秸杆为原料高温厌氧发酵生产沼气、生物有机肥、液体肥的方法，其特征在于：所述发酵，包括第三阶段发酵；所述第三阶段发酵，调温到26℃-32℃止，进行酸降解6-8小时、PH值6.5-7.5之间。
5.根据权利要求1所述的一种以畜禽粪污、秸杆为原料高温厌氧发酵生产沼气、生物有机肥、液体肥的方法，其特征在于：所述发酵，包括第四阶段发酵；所述第四阶段发酵，调温到32℃-36℃止，进行酸降解6-8小时、PH值6.5-7.5之间。
6.根据权利要求1所述的一种以畜禽粪污、秸杆为原料高温厌氧发酵生产沼气、生物有机肥、液体肥的方法，其特征在于：所述发酵，包括第五阶段发酵；所述第五阶段发酵，调温到36℃-40℃止，进行酸降解6-8小时、PH值6.5-7.5之间。
7.根据权利要求1所述的一种以畜禽粪污、秸杆为原料高温厌氧发酵生产沼气、生物有机肥、液体肥的方法，其特征在于：所述发酵，包括第六阶段发酵；所述第六阶段发酵，调温到40℃-44℃止，进行酸降解6-8小时、PH值6.5-7.5之间。
8.根据权利要求1所述的一种以畜禽粪污、秸杆为原料高温厌氧发酵生产沼气、生物有机肥、液体肥的方法，其特征在于：所述发酵，包括第七阶段发酵；所述第七阶段发酵，调温到44℃-48℃止，进行酸降解6-8小时、PH值6.5-7.5之间。
9.根据权利要求1所述的一种以畜禽粪污、秸杆为原料高温厌氧发酵生产沼气、生物有机肥、液体肥的方法，其特征在于：所述发酵，包括第八阶段发酵；所述第八阶段发酵，调温到48℃-52℃止，进行酸降解6-8小时、PH值6.5-7.5之间；
所述发酵，包括第九阶段发酵；所述第九阶段发酵，罐体内自然增高到（58±2）℃停止，进行酸降解6-8小时、PH值控制6.5-7.5 之间，控制罐体内温度自然增高58℃±2止，相隔6-8小时搅拌一次，直至发酵完成不产沼气为准。
10.根据权利要求1所述的一种以畜禽粪污、秸杆为原料高温厌氧发酵生产沼气、生物有机肥、液体肥的方法，其特征在于：所述发酵原料的预处理，将秸杆粉碎，按秸杆重量加入屠宰场污水30%进行稀释，稀释后在封闭池内浸泡水解10天，然后和畜禽粪便混合，加污水稀释，加水量为畜禽粪便、秸杆总重量的25%-30%，调碳氮比25：1，PH值控制在6.5-7.5之间；
所述发酵原料调浓度，粪便、秸杆重量占比为25%-30%，其余为污水，控制PH值6.5-7.5之间，得到待发酵原料混合物；
所述厌氧菌种的培育，用屠宰场活性污水稀释粪便、秸秆，屠宰场活性污水的加入量是粪便、秸杆总重量的30%，再转入全封闭式培育池内,碳氮比25：1，PH值控制在7.5之内,控制温度在24℃-28℃以内,进行酸降解，6-8小时搅拌一次，培育28-36天，得到培育好的厌氧菌种液；
所述加入厌氧菌种，厌氧菌种液加入量为待发酵原料混合物总重量的40%。
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