CN108570480A - 一种利用凉粉粉面加工废水发酵制备沼气的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种利用凉粉粉面加工废水发酵制备沼气的方法，该方法采用凉粉粉面加工过程中其中的两个阶段产生的废水与植物秸秆混合制备沼气，凉粉粉面加工过程包括豌豆或蚕豆浸泡、过滤、清洗、粗加工、精加工、粉面沉淀和晾晒储存七个步骤；过滤后的废水去掉沉淀泥沙，加入植物秸秆浸泡处理；在粗加工后产生的含粗料废水中加入草木灰，厌氧发酵2～3天后加入植物秸秆浸泡液中进行预处理；预处理5～7天后，将混合料加入发酵罐进行厌氧发酵，发酵产生的沼气经过净化后储存或直接利用。该方法产生的沼气量大，同时有效的利用有机废水和植物秸秆固体废弃物，实现废物的完全资源化利用。

Description

一种利用凉粉粉面加工废水发酵制备沼气的方法
技术领域
本发明涉及环境科学与工程中的环境生态能源技术领域，尤其涉及一种利用凉粉粉面加工废水发酵制备沼气的方法。
背景技术
随着我国经济的发展，人们对食品需求量越来越大，食品工业的发展，给人们带来生活享受的同时，产生大量的食品废水，给水处理带来新的问题。传统方法是对污水进行净化，处理达标后排放，处理成本高。由于食品废水含有有机质，具有较高的利用价值。有机废水资源化技术的发展，能够实现有机废水利用和有效处理。
目前有机废水的利用率低，处理成本高。特别是凉粉粉面加工废水，在夏季凉粉需求量大，产生的有机废水量大，需要大的储存空间，如不及时处理，将产生恶臭气体，污染空气的同时为蚊蝇创造了生存空间，对环境的负面影响大。因此，研究凉粉粉面加工废水和植物秸秆混合厌氧发酵制备沼气，实现食品加工有机废水的资源化利用，是当前研究的关键。食品废水资源化利用技术的研究对提高我国废物资源化利用水平、实现低成本的处理食品加工污水以及有效的改善环境等都将具有重要意义。目前关于植物秸秆制备有机肥的研究主要授权或公开的专利包括：厌氧废水处理塔(申请专利号：201320165770.2)、一种食品烘干和保鲜一体化装置(申请专利号：201210468378.5)、小麦淀粉浆转化生产醋酸的生产工艺(申请专利号：201210501996.5)、一种生物质、微生物质复合燃料及其制造方法(申请专利号：200910020767.X)、有机废物转化液化油气及植物长效土壤基生产工艺(申请专利号：95118948.4)、一种秸秆沼气发酵的原料预处理新方法(申请专利号：201210089174.0)、糖蜜废水沼气发酵的铁法预处理方法(申请专利号：93110816.0)、利用高浓度有机废水废渣生产车用沼气燃气的方法(申请专利号：201110027065.1)、一种鹿粪高效厌氧发酵制备沼气的方法(申请专利号：201610106013.6)、一种利用沼气和秸秆气双气联产装置生产生物燃气的工艺(申请专利号：201210111802.0)、一种用于有机废水厌氧发酵提高沼气产量的方法(申请专利号：200710131990.2)、一种促进有机废水或有机废弃物厌氧发酵产沼气的方法(申请专利号：200810023021.X)、一种高效产沼气的高浓度废水处理装置(申请专利号：200510094484.1)、利用射流搅拌技术发酵生产沼气的方法(申请专利号：201010595649.4)、有机废水脱除沼气中二氧化碳的方法及其装置(申请专利号：201110412436.8)、固体沼气的生产方法(申请专利号：201010191347.0)、一种利用有机废弃物制备乙醇，沼气和生物柴油的联产方法(申请专利号：201310009358.6)、沼气增温方法(申请专利号：201410137595.5)、双厌氧池制取沼气系统(申请专利号：201420293679.3)、沼气厌氧反应器(申请专利号：201120149453.2)、新型酒糟干法厌氧消化产沼气装置(申请专利号：201520044479.9)、大型废水处理沼气发生器(申请专利号：201020196155.4)、一种沼气提升强化厌氧反应器(申请专利号：200920046593.X)、一种高效产沼气的高浓度废水处理装置(申请专利号：200520075690.3)和产沼气的废水处理装置及该装置所用的自循环厌氧反应器(申请专利号：200620077702.0)等。以上这些专利都是关于有机废水制备沼气方法，这些方法在制备沼气时消耗了一定的有机废水，减少了有机废水对环境的污染，对推动有机废水资源化利用水平的提高有一定的促进作用。但是因存在方法复杂、成本高、易产生二次污染、资源化利用率低等一种或多种缺陷，推广应用困难。因此，开发一种方法简单、成本低、有效的处理植物秸秆废物、资源化利用水平高的有机废水处理方法，对推进有机废水资源化利用水平的提高以及固体废物处理技术的进步都具有重要的现实意义。
发明内容
本发明的目的是提供一种利用凉粉粉面加工废水发酵制备沼气的方法，实现食品加工废水和植物秸秆的资源化利用；提高沼气产量，降低沼气的制备成本；该方法工艺简单，具有较高推广应用价值。
本发明采取的技术方案如下：
一种利用凉粉粉面加工废水发酵制备沼气的方法，其特征在于：该方法采用凉粉粉面加工过程中其中的两个阶段产生的废水与植物秸秆混合制备沼气，凉粉粉面加工过程包括豌豆或蚕豆浸泡、过滤、清洗、粗加工、精加工、粉面沉淀和晾晒储存七个步骤；过滤环节的废水去掉沉淀泥沙后，加入植物秸秆进行浸泡预处理；在粗加工环节产生的含粗料废水中加入草木灰，厌氧发酵2～3天后加入植物秸秆，对植物秸秆进行浸泡预处理；将过滤环节废水预处理的植物秸秆废水混合物与粗加工环节废水预处理的植物秸秆废水混合物按1:2.2～3.5体积比混合预处理5～7天后，将混合料加入厌氧发酵罐进行厌氧发酵，厌氧发酵产生的沼气经过净化后储存或直接被利用。
所述的豌豆或蚕豆浸泡时间为15～22小时，浸泡过程中翻动3～5次；过滤时进行两次筛分，首先采用孔径为1.5～2.0mm的筛进行筛分，然后对筛余物采用孔径为0.5～1.0mm的筛进行筛分；边筛分边清洗，直至灰分含量不超过0.5％。
所述的粗加工环节的剩余废渣和废水经过1～2mm孔径的筛过滤后，筛上物用于动物食料；筛下物含粗料废水中加入体积份数为2.6～4.9％的草木灰混合均匀，在废水中加入质量份数为15～35％的植物秸秆，对植物秸秆进行浸泡预处理；精加工后的粉面沉淀的时间为32～45小时，控制环境温度为10～20℃。
所述的混合料预处理后加入发酵罐进行厌氧发酵，添加量为发酵罐容积的75～85％，发酵每隔15～20天，抽排发酵罐容积10～15％体积的上层澄清沼液，同时添加发酵罐容积15～18％体积的混合发酵料。
所述的厌氧发酵温度控制在25～55℃，pH在6.5～7.5之间；每40～50天抽排沼渣一次，抽排量为总沼渣量的21～26％；抽排沼渣在加料前进行，时间间隔为2～5小时。
所述的植物秸秆除玉米秸秆外，其它植物秸秆粉碎长度小于50mm；所述的废水中加入植物秸秆的量为废水质量的10～15％，加入前植物秸秆含水量按5％折算；所述的抽出的沼液加入到凉粉粉面加工过滤环节的废水中，与新加入的植物秸秆进行混合。
所述的植物秸秆采用玉米秸秆时，将玉米秸秆的硬皮和穰分离，硬皮粉碎长度不超过30mm，穰的粉碎长度不超过80mm。
所述的植物秸秆加入废水、沼液中混合后进行预处理时，环境温度控制为30～45℃，pH值控制在6～8之间。
有益效果：本发明能够有效的提高废物的资源化利用水平，降低沼气的制备成本；本发明消耗食品加工废水和植物秸秆，减少食品加工废水和植物秸秆对环境的污染；本发明能够实现凉粉粉面加工废水和植物秸秆的完全资源化利用，缓解能源危机；本发明方法简单，成本低，使用寿命长，可操作性强。
附图说明
图1是本发明的工艺流程图。
具体实施方式
本发明采用凉粉粉面加工废水和植物秸秆混合制备沼气，实现食品废水和植物秸秆的完全资源化利用；为实现系统的稳定，采用沼液作为发酵液，循环利用；本发明采用玉米秸秆皮和穰分开加工，提高玉米秸秆的降解效率，进而提高产气量；本发明方法成本低，推广应用价值较高。
以下结合实例对本发明进一步说明，具体实施步骤如下：
实例1：豌豆粉加工凉粉粉面废水制备沼气
如图1所示，该方法采用凉粉粉面加工过程中其中的两个阶段产生的废水与玉米秸秆混合制备沼气，凉粉粉面加工过程包括豌豆浸泡、过滤、清洗、粗加工、精加工、粉面沉淀和晾晒储存七个步骤；过滤环节的废水去掉沉淀泥沙后，加入玉米秸秆进行浸泡预处理；在粗加工环节产生的含粗料废水中加入草木灰，厌氧发酵2天后加入玉米秸秆，对玉米秸秆进行浸泡预处理；将过滤环节废水预处理的玉米秸秆废水混合物与粗加工环节废水预处理的玉米秸秆废水混合物按1:2.2体积比混合预处理5天后，将混合料加入厌氧发酵罐进行厌氧发酵，厌氧发酵产生的沼气经过净化后储存。
豌豆浸泡时间为15小时，浸泡过程中翻动3次；过滤时进行两次筛分，首先采用孔径为1.5mm的筛进行筛分，然后对筛余物采用孔径为0.5mm的筛进行筛分；边筛分边清洗，直至灰分含量不超过0.5％。
粗加工环节的剩余废渣和废水经过1mm孔径的筛过滤后，筛上物用于动物食料；筛下物含粗料废水中加入体积份数为2.6％的草木灰混合均匀，在废水中加入质量份数为15％的玉米秸秆，进行浸泡预处理；精加工后的粉面沉淀的时间为32小时，控制环境温度为10～20℃。
混合料预处理后加入发酵罐进行厌氧发酵，添加量为发酵罐容积的75％，发酵每隔15天，抽排发酵罐容积10％的上层澄清沼液，同时添加发酵罐容积15％的混合发酵料。
厌氧发酵温度控制在25～55℃，pH在6.5～7.5之间；每40天抽排沼渣一次，抽排量为总沼渣量的21％；抽排沼渣在加料前进行，时间间隔为2小时。
废水中加入玉米秸秆的量为废水质量的10％，加入前玉米秸秆含水量按5％折算；抽出的沼液加入到凉粉粉面加工过滤环节的废水中，与新加入的玉米秸秆混合。
将玉米秸秆的硬皮和穰分离，硬皮粉碎长度不超过30mm，穰的粉碎长度不超过80mm。
玉米秸秆加入废水、沼液中混合后进行预处理时，环境温度控制在30～45℃之间，pH值控制在6～8之间。
采用上述发明方法处理废水厌氧发酵产沼气，气体产生量大，10m3发酵池，平均日产沼气量3.56m3，效果显著。
实例2：蚕豆粉加工粉面废水制备沼气
如图1所示，该方法采用凉粉粉面加工过程中其中的两个阶段产生的废水与稻草秸秆混合制备沼气，凉粉粉面加工过程包括蚕豆浸泡、过滤、清洗、粗加工、精加工、粉面沉淀和晾晒储存七个步骤；过滤环节的废水去掉沉淀泥沙后，加入稻草秸秆进行浸泡预处理；在粗加工环节产生的含粗料废水中加入草木灰，厌氧发酵3天后加入稻草秸秆，对稻草秸秆进行浸泡预处理；将过滤环节废水预处理的稻草秸秆废水混合物与粗加工环节废水预处理的稻草秸秆废水混合物按1:3.5体积比混合预处理7天后，将混合料加入厌氧发酵罐进行厌氧发酵，厌氧发酵产生的沼气经过净化后直接被利用。
蚕豆浸泡时间为22小时，浸泡过程中翻动5次；过滤时进行两次筛分，首先采用孔径为2.0mm的筛进行筛分，然后对筛余物采用孔径为1.0mm的筛进行筛分；边筛分边清洗至灰分含量不超过0.5％。
粗加工环节的剩余废渣和废水经过2mm孔径的筛过滤后，筛上物用于动物食料；筛下物含粗料废水中加入体积份数为4.9％的草木灰混合均匀，在废水中加入质量份数为35％的稻草秸秆，浸泡预处理；精加工后的粉面沉淀的时间为45小时，控制环境温度为10～20℃。
混合料预处理后加入发酵罐进行厌氧发酵，添加量为发酵罐容积的85％，发酵每隔20天，抽排发酵罐容积15％的上层澄清沼液，同时添加发酵罐容积18％的混合发酵料。
厌氧发酵温度控制在25～55℃，pH在6.5～7.5之间；每50天抽排沼渣一次，抽排量为总沼渣量的26％；抽排沼渣在加料前进行，时间间隔为5小时。
稻草秸秆粉碎长度小于50mm，废水中加入稻草秸秆的量为废水质量的15％，加入前稻草秸秆含水量按5％折算，抽出的沼液加入到凉粉粉面加工过滤环节的废水中，与新加入的稻草秸秆混合。
稻草秸秆加入废水、沼液中混合后进行预处理时，环境温度控制30～45℃，pH值控制在6～8之间。
采用上述发明方法，厌氧发酵产沼气，10m3沼气池，平均日产沼气量为3.15m3，效果显著。
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)

1.一种利用凉粉粉面加工废水发酵制备沼气的方法，其特征在于：该方法采用凉粉粉面加工过程中其中的两个阶段产生的废水与植物秸秆混合制备沼气，凉粉粉面加工过程包括豌豆或蚕豆浸泡、过滤、清洗、粗加工、精加工、粉面沉淀和晾晒储存七个步骤；过滤环节的废水去掉沉淀泥沙后，加入植物秸秆进行浸泡预处理；在粗加工环节产生的含粗料废水中加入草木灰，厌氧发酵2～3天后加入植物秸秆，对植物秸秆进行浸泡预处理；将过滤环节废水预处理的植物秸秆废水混合物与粗加工环节废水预处理的植物秸秆废水混合物按1:2.2～3.5体积比混合预处理5～7天后，将混合料加入厌氧发酵罐进行厌氧发酵，厌氧发酵产生的沼气经过净化后储存或直接被利用。
2.如权利要求1所述的豌豆或蚕豆浸泡时间为15～22小时，浸泡过程中翻动3～5次；过滤时进行两次筛分，首先采用孔径为1.5～2.0mm的筛进行筛分，然后对筛余物采用孔径为0.5～1.0mm的筛进行筛分；边筛分边清洗，直至灰分含量不超过0.5％。
3.如权利要求1所述的粗加工环节的剩余废渣和废水经过1～2mm孔径的筛过滤后，筛上物用于动物食料；筛下物含粗料废水中加入体积份数为2.6～4.9％的草木灰混合均匀，在废水中加入质量份数为15～35％的植物秸秆，对植物秸秆进行浸泡预处理；精加工后的粉面沉淀的时间为32～45小时，控制环境温度为10～20℃。
4.如权利要求1和权利要求3所述的混合料预处理后加入发酵罐进行厌氧发酵，添加量为发酵罐容积的75～85％，发酵每隔15～20天，抽排发酵罐容积10～15％体积的上层澄清沼液，同时添加发酵罐容积15～18％体积的混合发酵料。
5.如权利要求1和权利要求4所述的厌氧发酵温度控制在25～55℃，pH在6.5～7.5之间；每40～50天抽排沼渣一次，抽排量为总沼渣量的21～26％；抽排沼渣在加料前进行，时间间隔为2～5小时。
6.如权利要求1、权利要求2和权利要求4所述的植物秸秆除玉米秸秆外，其它植物秸秆粉碎长度小于50mm；所述的废水中加入植物秸秆的量为废水质量的10～15％，加入前植物秸秆含水量按5％折算；所述的抽出的沼液加入到凉粉粉面加工过滤环节的废水中，与新加入的植物秸秆进行混合。
7.如权利要求6所述的植物秸秆采用玉米秸秆时，将玉米秸秆的硬皮和穰分离，硬皮粉碎长度不超过30mm，穰的粉碎长度不超过80mm。
8.如权利要求1和权利要求6所述的植物秸秆加入废水、沼液中混合后进行预处理时，环境温度控制为30～45℃，pH值控制在6～8之间。
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