CN1932020B - 一种抗寒冷的沼气制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种抗寒冷的沼气制备方法，包括沼气原料的制备和增温保温发热料的制备两部分组成，沼气原料采用超干发酵方法配制，将原料中的含水量控制在22-85％范围内，使原料外观呈潮湿或半潮湿的固体和半固体状。增温保温发热料安置在容器外部，其水分的含量在30-85％范围内。本发明采用控制原料的含水量，使原料中的含水量仅为22-85％范围，含水量特别低，呈潮湿的固态外观，在正常发酵过程中本身就可以产生大量的热量，使沼气原料的厌氧发酵过程处在30-55℃的中、高温范围内，不但可以抵抗寒冷的环境，并且可以达到高效产气，发酵迅速而彻底，所产沼气甲烷含量高(在60％以上)，同时还可以节省大量的水资源，达到抵抗寒冷环境，保证正常发酵，正常使用。
Description
技术领域
本发明涉及一种沼气原料和保温料的配制方法，具体说是一种抗寒冷的沼气制备方法。
背景技术
沼气作为一种清洁的新能源已经普及推广了30多年，为广大农村解决了一部分生活炊事用能问题兼有环境保护的良好作用，得到农民的欢迎。但是目前传统的沼气池绝大部分是埋在地下的干物质浓度仅为4-6％的“湿发酵”方式，如果干物质超过6％的浓度时将会引起沼气池内部的液体表面结壳的问题，一有结壳出现，沼气就无法正常产生和正常使用了，同时由于大量的液体水在寒冷季节中处于地下环境，和地温保持一致，不容易提高温度，所以沼气原料的发酵是处于常温和低温发酵状态，温度范围在8-18℃(四季)，而起主要产气作用的甲烷菌在低温和常温中很不活跃，在15℃以下时活动大大减弱，8℃以下时就会停止发酵，因此传统的地下式沼气池在冬季往往产气很少，或者干脆就不产气，不能使用。在我国北方地区由于秋、冬、春三个季节气温和地温很低，致使一年中有5-7个月不能正常产气，即便是部分南方地区也存在因为环境温度低而沼气池产气量小，致使相当多的时间里不能正常产生沼气从而影响正常使用沼气的情况。
发明内容
本发明的目的是提供一种在上述三个季节环境温度低时仍然可以抵抗寒冷，正常产生沼气，达到正常使用的一种抗寒冷的沼气制备方法。
本发明所要解决的技术问题是通过下述技术方案实现的：
一种抗寒冷的沼气制备方法，包括沼气原料的制备和增温保温发热料的制备两部分组成，其特征在于所述沼气原料采用超干发酵方法配制，将原料中的含水量控制在22-85％范围内，使原料外观呈潮湿或半潮湿的固体和半固体状。
所述增温保温发热料安置在容器外部，其水分的含量在30-85％范围内。它是以食草动物的粪便为原料，在100份原料中加入5份水，水中加入0.02份食盐，0.3份麸皮，0.2份白糖，拌好后用塑料薄膜覆盖让其吸收水分和自然发酵2-6天，每天翻倒一便，同时测量温度，1天不少于3次，控制温度在30-55℃以内，湿度为30-85％范围，达到潮干状即可，将发好的原料装入袋中，在安放沼气容器的地方先铺放一层底层，然后踩实整平，上面放置容器，在容器四周将增温保温发热包贴紧围起，外面用塑料棚膜围扎。也可以不用装袋直接将增温保温发热料围在容器四周，外面用塑料棚膜围扎。
上述增温保温发热料还可以用任何农作物秸杆粉碎成不超过5毫米的小颗粒做为原料，还可以利用普通草粉、锯末为原料。
本发明是采用控制原料的含水量，使原料中的含水量仅为22-85％范围，具体的原料外观呈潮湿或半潮湿的固体和半固体状，进行沼气干发酵(又称超干发酵)的方法，由于原料本身的含水量特别低，呈潮湿的固态外观，在正常发酵过程中本身就可以产生大量的热量，使沼气原料的厌氧发酵过程处在30-55℃的中、高温范围内，不但可以抵抗寒冷的环境，并且可以达到高效产气，发酵迅速而彻底，所产沼气甲烷含量高(在60％以上)完全避免了由于大量的液体的存在而使原料温度无法大幅度提高的弊病，同时还可以节省大量的水资源，可以使纬度偏北的地区在秋、冬、春气温很低时和较低纬度的地区冬季依靠沼气原料的自身的发热特点并且配合容器外部的增温保温层(包)的辅助加热和增温保温作用，从而达到抵抗寒冷环境，保证正常发酵，正常使用的目的。
本发明可以用最低的成本，很方便的提高和控制容器里沼气原料的发酵温度，从而抵抗寒冷的环境，即使在零下40℃也能够正常发酵，产生沼气。
本发明依靠沼气原料的自发热性能和容器外部的保温发热料的“发热增温保温”性能达到抗寒冷环境，将上述两种技术结合到一起，这一点是传统的地下式沼气池和其他沼气发生装置无法相比的，也是本发明区别于其他沼气形式的最大特点。
具体实施方式
实施例1
这是最常用的典型沼气原料配方即利用粪便和农作物秸杆作为原料的配方和操作方法如下：
(1)原料配方：
总量为1000公斤，具体原料如下：
菌种：
重量为总重量的30％，即300公斤，采用正常发酵的沼气池的沼渣、沼液，也可以用化粪池底部长期没有清理的污泥，也可以用无病、健康牛产的新鲜牛粪代替。
原料：
原料中猪粪为总重量的55％，即550公斤，以新鲜无病的固体猪粪最好，稀的猪粪需要用秸杆粉调节为固体，搁置时间长的粪便中的有效物质大量损失，会影响产气量，有病的猪粪中含有抗生素会严重影响到甲烷菌工作，所以特别要注意，还有时猪粪呈酸性需要加生石灰进行调节，如果PH试纸测试为6以下就不能启动，必须重新更换原料将PH值调节为7-8。
农作物秸杆为15％，为150公斤，根据总量按比例配方、配料即可。
秸杆可以用干黄的并且经过粉碎，任何农作物秸杆均可，在装罐前需要均匀混合，覆盖塑料薄膜，堆沤2天后待原料吸足水分，并且变成褐色时再装入容器内。
装时以20厘米为一层，需要层层捣实，原料粒度小一些就装的多一些，粒度大就少一些，粒度的大小以1-3厘米的为大的，小于5毫米的为小的，应该粗细搭配各占50％。
利用加入或减少水的数量，将原料混合成潮湿的固体或者是散料状态，以用手紧握时，可以形成团但是不见水即可，含水量为22％。
原则上任何人畜粪便、各种农作物秸杆、有机垃圾都可以作为沼气发酵原料。
(2)利用微生物的增温保温发热料的制备：
其具体做法是：
新鲜的，食草动物(牛、马、驴、羊)的粪便1000公斤，以羊粪为最好，其次是马粪、驴粪、牛粪，也可以用任何农作物秸杆粉碎成不超过5毫米的小颗粒即可，有条件的地方还可以利用普通草粉、锯末等，特别需要注意的是一定要用新鲜的原料。
将准备好的混合液将原料拌成潮湿状态用手握成团不见水即可，配方是用10公斤水中加200克食盐、3公斤麸皮、2公斤白糖做成混合液，还可以加入甜酒曲约5克，加甜酒曲的作用是在保温发热包发酵时有一种酒香味，也可以不加。将配制好的溶液均匀的拌在增温保温发热料中，然后用塑料薄膜覆盖让其吸收水分、发酵2天，每天翻倒一便，同时测量温度，1天不少于3次，控制温度在55℃，湿度为30％范围，达到潮干状即可，原料较湿时可以用干的食草动物粪便或秸杆粉调整到上述湿度范围，将拌好、发好的原料装入袋中，冬季填实装满，其他季节装2/3或者1/2，装袋前在安放沼气罐的地方先铺放一层底层，这一点在特别寒冷的北方冬季特别重要，然后踩实整平，把沼气罐平放在上面，待沼气罐装完料后再在四周将发热保温包紧贴罐体围起来，注意不要压迫出气管和减压管，捆扎整齐并拍打平整，外面用塑料棚膜围扎，在雨季较多的南方可以放两层塑料膜，保证不漏雨水为好，由于有发热包的加热增温和保温作用，再加上超干发酵本身的加热性能，就可以保证在北方严寒的冬季里，即便是环境温度在零下40℃时，也可以使容器内的沼气原料温度达到30℃以上，保证了正常产气。
实施例2
(1)原料配方：
总量为1000公斤，具体原料如下：
菌种：
重量为总重量的30％，即300公斤，采用正常发酵的沼气池的沼渣、沼液，也可以用化粪池底部长期没有清理的污泥，也可以用无病、健康牛产的新鲜牛粪代替。
原料：
原料中猪粪为总重量的50％即500公斤，以新鲜无病的固体猪粪最好，稀的猪粪需要用秸杆粉调节为固体，搁置时间长的粪便中的有效物质大量损失，会影响产气量，有病的猪粪中含有抗生素会严重影响到甲烷菌工作，所以特别要注意，还有时猪粪呈酸性需要加生石灰进行调节，如果PH试纸测试为6以下就不能启动，必须重新更换原料将PH值调节为7-8。
农作物秸杆为20％，即200公斤，根据总量按比例配方、配料即可。
秸杆可以用干黄的并且经过粉碎，任何农作物秸杆均可，在装罐前需要均匀混合，覆盖塑料薄膜，堆沤6天后待原料吸足水分，并且变成褐色时再装入容器内。
装时以20厘米为一层，需要层层捣实，原料粒度小一些就装的多一些，粒度大就少一些，粒度的大小以1-3厘米的为大的，小于5毫米的为小的，应该粗细搭配各占50％。
利用加入或减少水的数量，将原料混合成潮湿的固体或者是散料状态，以用手紧握时，手指逢中见水而不滴下即可，含水量为85％，该配方可以达到外界温度为-20℃时容器内沼气原料温度在30℃以上。
(2)利用微生物的增温保温发热料的制备：
其具体做法是：
新鲜的，食草动物(牛、马、驴、羊)的粪便1000公斤，以羊粪为最好，其次是马粪、驴粪、牛粪，也可以用任何农作物秸杆粉碎成不超过5毫米的小颗粒即可，有条件的地方还可以利用普通草粉、锯末等，特别需要注意的是一定要用新鲜的原料。
将准备好的原料用温水(热水更好)拌成潮湿状态用手握见水而不滴下即可，配方是在1000公斤发热原料中，用10公斤水中加200克食盐、3公斤麸皮、2公斤白糖做成混合液，还可以加入甜酒曲约5克，加甜酒曲的作用是在保温发热包发酵时有一种酒香味，也可以不加。将配制好的溶液均匀的拌在发热料中，然后用塑料薄膜覆盖让其吸收水分、发酵6天，每天翻倒一便，同时测量温度，1天不少于3次，控制温度在30℃，湿度为30％范围，达到潮干状即可，原料较湿时可以用干的食草动物粪便或秸杆粉调整到上述湿度范围，将拌好、发好的原料装入袋中，冬季填实装满，其他季节装2/3或者1/2，装袋前在安放沼气罐的地方先铺放一层底层，这一点在特别寒冷的北方冬季特别重要，然后踩实整平，把沼气罐平放在上面，待沼气罐装完料后再在四周将发热保温包紧贴罐体围起来，注意不要压迫出气管和减压管，捆扎整齐并拍打平整，外面用塑料棚膜围扎，在雨季较多的南方可以放两层塑料膜，保证不漏雨水为好，由于有发热包的加热增温和保温作用，再加上超干发酵本身的加热性能，就可以保证在北方严寒的冬季里，即便是环境温度在零下20℃时，也可以使容器内的沼气原料温度达到30℃以上，保证了正常产气。
在北方要将保温发热包顺长放置将保温发热层做厚一些，如果使用软罐也将保温层做厚，确保寒气不能侵入沼气罐内，在南方也需要增温保温发热包(层)，可以做的薄一些，目的是使罐内的温度不会有大幅度的波动，从而保证了恒温、高产、高质量产沼气，根据不同的地区和不同的季节，可以方便的调节发热包(层)的厚度达到需要的罐温度，可以提高沼气产气量，由于是地面或者浅埋式的，所以可方便的进行调节，增温保温发热包(层)可以持续发热3-6个月左右，也就是3-6个月才更换一次保温原料，这类原料农村范围数量很多，成本又低，并且发热完成后又是好肥料，加以利用意义巨大。
Claims (3)
1.一种抗寒冷的沼气制备方法，包括沼气原料的制备和增温保温发热料的制备两部分组成，其特征在于所述沼气原料采用超干发酵方法配制，将原料中的含水量控制在22-85％范围内，使原料外观呈潮湿或半潮湿的固体和半固体状；所述增温保温发热料安置在容器外部，其水分的含量在30-85％范围内。
2.根据权利要求1所述的一种抗寒冷的沼气制备方法，其特征在于所述增温保温发热料是以食草动物的粪便为原料，在1000份原料中加入20-80份水，水中加入0.0002份食盐，0.03份麸皮，0.002份白糖，用此水溶液拌好后用塑料薄膜覆盖让其吸收水分和自然发酵2-6天，每天翻倒一遍，同时测量温度，1天不少于3次，温度会自然升高，达到30-55℃即可使用，固体中水分含量为30-85％范围内，达到潮干或潮湿状即可，将发好的温度在30-55℃的原料装入袋中，作成增温保温发热包，在安放沼气容器的地方先铺放一层底层，然后踩实整平，上面放置容器，在容器四周将增温保温发热包贴紧围起，外面用塑料棚膜围扎，不用装袋时直接将增温保温发热料围在容器四周，外面用塑料棚膜围扎。
3.根据权利要求2所述的一种抗寒冷的沼气制备方法，其特征在于所述增温保温发热料以任何农作物秸杆粉碎成5毫米以下的小颗粒为原料，以及利用普通草粉、锯末为原料。
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
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| ASS | Succession or assignment of patent right |
Owner name: TIANDICHENG MICROORGANISM TECHNOLOGY (BEIJING) CO. Free format text: FORMER OWNER: ZHENG ERLI Effective date: 20150724 |
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| CB03 | Change of inventor or designer information |
Inventor after: Zheng Erli Inventor after: Ding Zhiquan Inventor before: Zheng Erli |
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Free format text: CORRECT: INVENTOR; FROM: ZHENG ERLI TO: ZHENG ERLI DING ZHIQUAN |
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Effective date of registration: 20150724 Address after: 100193 room 2, unit 13, building 2, West Road, No. 504, Old Summer Palace West Road, Beijing, China Patentee after: Tiandicheng Microbial Technology (Beijing) Co., Ltd. Address before: Room 202, unit 730030, Xu Xiang lane, Baiyin Road, Gansu, Lanzhou, Patentee before: Zheng Erli |
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Granted publication date: 20130619 Termination date: 20150923 |
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| EXPY | Termination of patent right or utility model |