CN110628827A - 一种基于园林生物质厌氧发酵制备沼气的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于园林生物质厌氧发酵制备沼气的方法，包括如下步骤：(1)对园林生物质进行晾晒、粉碎，得到原料；(2)将原料放置于厌氧发酵容器中，添加污泥接种物，混合，得到发酵物料，调节C/N比，调节pH；(3)通入氮气排出空气，密封厌氧发酵容器，反应，收集沼气。本发明利用园林生物质为原料，实现了对生物质废弃物的多方位、高效率利用，减轻环境污染，缓解了当前园林生物质资源化利用率低的问题。本发明的方法，投资较小，处理方式较为缓和。本发明产沼气为清洁能源环保无污染，用途广泛，除直接燃烧用于炊事、烘干农副产品、供暖、照明和气焊等外，还可作内燃机的燃料以及生产甲醇、福尔马林、四氯化碳等化工原料。
Description
技术领域
本发明涉及一种基于园林生物质厌氧发酵制备沼气的方法，属于固体废物处理与资源化领域。
背景技术
园林生物质是一种典型的木质纤维素混合生物质，主要包括从草屑、树篱插枝、树木修剪和环境中产生的树叶、树枝和木质纤维素碎片。随着中国城市和绿地面积的扩大，这种生物质的数量还在不断增加，我国园林生物质年产量1800万吨，现已有大量研究可实现资源化利用，在城市地区对这些园林废弃物进行能源转换可以减轻处理费用的负担，并减轻能源危机。但因其部分技术尚不成熟，仍有大量园林生物质被焚烧，造成环境污染与资源浪费。园林生物质中含有丰富的木质纤维素，纤维素含量占40％，半纤维素含量占20％-30％，木质素含量占25％-30％。
市政污泥是指在城市生活和与城市生活活动相关的城市市政设施运行与维护过程中产生的污泥，按来源可分为污水厂污泥、给水厂污泥、排水管道污泥、建筑泥浆等。填埋、焚烧、热干化、发酵堆肥等是我国目前处置污泥的主要措施，其运行管理技术复杂、费用较高、处理工艺占地面积大。
传统的园林生物质处理方法主要是焚烧和填埋，通常会造成空气污染、土地占用和水污染等环境问题。厌氧发酵技术作为目前比较成熟的资源化技术，发酵微生物可高效降解园林生物质中的木质素纤维素，且能耗低，市政污泥含水率高。两者是厌氧发酵制备燃气的有利原料。大多数研究基于园林生物质与其他废弃物如餐厨垃圾、畜禽粪便等厌氧共发酵，但园林生物质本身种类多样，将其单独作为厌氧发酵底物的研究较少，另外，尚未有关于园林生物质储存温度对厌氧发酵产气效果影响的研究。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种提环保无污染、操作简便，实现园林生物质多方位、高效率利用的基于园林生物质厌氧发酵制备沼气的方法。
本发明的技术方案概述如下：
一种基于园林生物质厌氧发酵制备沼气的方法，包括如下步骤：
(1)对园林生物质进行晾晒、粉碎，得到固体含量为88％～90％的原料；
(2)将步骤(1)获得的原料放置于厌氧发酵容器中，添加固体含量为8％～10％的污泥接种物，所述原料与所述污泥接种物的质量比为1：10～12，混合，得到发酵物料，调节C/N比至20～25：1，调节pH为6.8～7.1；
(3)通入氮气排出空气，密封厌氧发酵容器，在35～37℃条件下反应32～35天，收集沼气。
污泥接种物按下述方法制成：取污水厂污泥为厌氧发酵种泥置于厌氧发酵容器中，加水；37℃，10-15rpm搅拌5～7天，得到污泥接种物，4℃保存待用。
本发明的优点：
1.本发明利用园林生物质为原料，实现了对生物质废弃物的多方位、高效率利用，减轻环境污染，缓解了当前园林生物质资源化利用率低的问题。
2.本发明的方法，投资较小，处理方式较为缓和。
3.本发明采用市政污泥与园林生物质厌氧发酵，产沼气为清洁能源环保无污染，用途广泛，除直接燃烧用于炊事、烘干农副产品、供暖、照明和气焊等外，还可作内燃机的燃料以及生产甲醇、福尔马林、四氯化碳等化工原料。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明。下面的实施例是为了使本领域的技术人员能够更好地理解本发明，但并不对本发明作任何限制。
本发明使用的污水厂污泥取自天津津南污泥处理厂，但并不对本发明进行限定，其它污水厂污泥都可以用于本发明。
实施例1
污泥接种物按下述方法制成：污水厂污泥脱除水分转化为固态泥块，含水率小于3％，取1L为厌氧发酵种泥置于20L厌氧发酵容器中，加水15L；37℃，13rpm搅拌6天，得到污泥接种物，4℃保存待用。
实施例2
污泥接种物按下述方法制成：污水厂污泥脱除水分转化为固态泥块，含水率小于3％，取1L为厌氧发酵种泥置于20L厌氧发酵容器中，加水15L；37℃，10rpm搅拌7天，得到污泥接种物，4℃保存待用。
实施例3
污泥接种物按下述方法制成：污水厂污泥脱除水分转化为固态泥块，含水率小于3％，取1L为厌氧发酵种泥置于20L厌氧发酵容器中，加水15L；37℃，15rpm搅拌5天，得到污泥接种物，4℃保存待用。
对照例1
园林生物质厌氧发酵制备沼气的方法，包括如下步骤：
(1)对园林生物质进行晾晒、粉碎，得到固体含量为89％的原料；
(2)将步骤(1)获得的原料10g放置于厌氧发酵容器中，添加污水厂污泥脱除水分转化为固态泥块，含水率小于3％，100g，混合，得到发酵物料，用尿素调节C/N比至22：1，调节pH为7；
(3)通入氮气排出空气，密封厌氧发酵容器，在36℃条件下反应33天，收集沼气。
沼气产量为295mL。
对照例2
园林生物质厌氧发酵制备沼气的方法，包括如下步骤：
(1)对园林生物质进行晾晒、粉碎，得到固体含量为89％的原料；
(2)将步骤(1)获得的原料10g放置于厌氧发酵容器中，添加污水厂污泥脱除水分转化为固态泥块，含水率小于3％，100g，加水45mL混合，得到发酵物料，用尿素调节C/N比至22：1，调节pH为7；
(3)通入氮气排出空气，密封厌氧发酵容器，在36℃条件下反应33天，收集沼气。
沼气产量为312mL。
实施例4
一种基于园林生物质厌氧发酵制备沼气的方法，包括如下步骤：
(1)对园林生物质进行晾晒、粉碎，得到固体含量为89％的原料；
(2)将步骤(1)获得的原料10g放置于厌氧发酵容器中，添加固体含量为9％的污泥接种物(实施例1制备)，110g，混合，得到发酵物料，用尿素调节C/N比至22：1，调节pH为7；
(3)通入氮气排出空气，密封厌氧发酵容器，在36℃条件下反应33天，收集沼气。
沼气产量为1354.5mL。
实施例5
一种基于园林生物质厌氧发酵制备沼气的方法，包括如下步骤：
(1)对园林生物质进行晾晒、粉碎，得到固体含量为88％的原料；
(2)将步骤(1)获得的原料10g放置于厌氧发酵容器中，添加固体含量为8％的污泥接种物(实施例2制备)120g，混合，得到发酵物料，用豆腐渣调节C/N比至20：1，调节pH为6.8；
(3)通入氮气排出空气，密封厌氧发酵容器，在35℃条件下反应35天，收集沼气。
沼气产量为1615.5mL
实施例6
一种基于园林生物质厌氧发酵制备沼气的方法，包括如下步骤：
(1)对园林生物质进行晾晒、粉碎，得到固体含量为90％的原料；
(2)将步骤(1)获得的原料10g放置于厌氧发酵容器中，添加固体含量为10％的污泥接种物(实施例3制备)100g，混合，得到发酵物料，用豆腐渣调节C/N比至25：1，调节pH为7.1；
(3)通入氮气排出空气，密封厌氧发酵容器，在37℃条件下反应32天，收集沼气。
沼气产量为2156mL。
Claims (2)
1.一种基于园林生物质厌氧发酵制备沼气的方法，其特征包括如下步骤：
(1)对园林生物质进行晾晒、粉碎，得到固体含量为88％～90％的原料；
(2)将步骤(1)获得的原料放置于厌氧发酵容器中，添加固体含量为8％～10％的污泥接种物，所述原料与所述污泥接种物的质量比为1：10～12，混合，得到发酵物料，调节C/N比至20～25：1，调节pH为6.8～7.1；
(3)通入氮气排出空气，密封厌氧发酵容器，在35～37℃条件下反应32～35天，收集沼气。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征是所述污泥接种物按下述方法制成：取污水厂污泥为厌氧发酵种泥置于厌氧发酵容器中，加水；37℃，10-15rpm搅拌5～7天，得到污泥接种物，4℃保存待用。
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Cited By (1)
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| CN112877371A (zh) * | 2021-03-05 | 2021-06-01 | 天津大学 | 一种多源生物质厌氧共发酵制备沼气的方法 |
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