一种利用沼液回流和有机负荷的秸秆厌氧发酵方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN106929538A(43)申请公布日2017.07.07(21)申请号201710100716.2(22)申请日2017.02.23(71)申请人苏州康顿环保科技有限公司地址215400江苏省苏州市太仓市经济开发区北京西路6号(72)发明人王昱黄振兴(74)专利代理机构北京高航知识产权代理有限公司11530代理人赵永强(51)Int.Cl.C12P5/02(2006.01)C02F11/04(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图1页(54)发明名称一种利用沼液回流和有机负荷的秸秆厌氧发酵方法(57)摘要本发明公开了一种利用沼液回流和有机负荷的秸秆厌氧发酵方法，其通过混合、厌氧消化、回流、过滤、分析留样、干燥的步骤，将原料利用回流的方式多次厌氧发酵，本发明以混合秸秆为单一原料，在半连续反应器中，设置不同回流比和有机负荷，考察长期消化过程中两者对甲烷产率和液固相发酵特性的影响;并通过液相中可溶性有机物的变化，分析操作参数发挥作用的机制从而寻找最优产甲烷及发酵条件，使得秸秆厌氧发酵的秸秆利用率最大化，时沼气工程能更高效的运行。CN106929538ACN106929538A权利要求书1/1页1.一种利用沼液回流和有机负荷的秸秆厌氧发酵方法，其特征在于，按照如下步骤进行：（1）混合：将原料75%与污泥25%混合搅拌，搅拌完成后倒入反应器；（2）厌氧消化：一共分为6个阶段，每隔2个小时加入之前的原料；甲烷产率时衡量厌氧消化效率的重要指标，各阶段甲烷产率各有不同，第一阶段的有机负荷为1.5g/（L.d），甲烷产率缓慢，反应器内微生物菌群对单秸秆原料的环境适应性及甲烷菌较长的时代周期都会影响到甲烷效率，从第二阶段开始，反应器进入平稳运行。2.第五阶段OLR达到4g/（L.d）回流比减少为1:1，甲烷最高产率达到970ml/（L.d）该阶段的平均甲烷产率为768ml/（L.d）。3.但当OLR再次增加后，甲烷产率下降至587ml/（L.d）。4.单位秸秆产甲烷量的变化受到回流比和OLR的共同影响第二阶段TS甲烷产量达到了194ml/g，但随着OLR逐渐提高到4g/（L.d）产甲烷量反而降到152ml/g。5.在同样的OLR条件下，当减少沼液回流比为1:1时甲烷产量达到了最大的202ml/g负荷继续提高，单位秸秆产甲烷量开始下降；（3）过滤：在料液吸收到甲烷后，用纱网挤压过滤；气体经过4mol/LNaOH溶液吸收得到甲烷的体积；（4）分析留样：取出过滤的沼渣，分析秸秆各组分的变化，沼液留样；固渣样品在干燥箱中以60度干燥12h至恒质量，用于测定碳氮比及各组分比例固体总有机碳使用总有机碳分析仪测定，凯氏氮通过凯氏分析仪测定纤维素半纤维素和木质素的比例根据范氏洗涤法原理测定，沼液经过5000r/min离心15min后，用超纯水稀释10倍用于各指标的测定氨氮质量浓度使用纳氏试剂测定样品加入3mol/L磷酸离心后，使用岛津plus型测定，纤维霉素和木聚糖酶活在分光光度计上利用DNS法测定，溶解有机物质量浓度用总有机碳分析仪测定然后稀释样品质量浓度到10mg/L一下，使用三维荧光光谱仪测定三维荧光，参数设定为：激发波长范围200-500nm，发射波长200-600nm，激发和发射狭缝宽度均为4nm，波长扫描间隔均为10nm，为避免出现二级瑞利散射，在出光一侧添加290nm的截止滤片；（5）干燥：沼渣在通过干燥箱干燥后，进行二氧化碳融氧，二次使用；（6）回流：将过滤后的沼液按照回流比补充水分之后，返回反应器内。6.根据权利要求1所述一种利用沼液回流和有机负荷的秸秆厌氧发酵方法，其特征在于，所述原料选自瘤胃液、厌氧泥、玉米秸、草秸、稻秸、混合秸中的一种或多种。7.根据权利要求1所述一种利用沼液回流和有机负荷的秸秆厌氧发酵方法，其特征在于，所述搅拌速度为80r/min。8.根据权利要求1所述一种利用沼液回流和有机负荷的秸秆厌氧发酵方法，其特征在于，所述尼龙纱网为100目尼龙纱网。9.根据权利要求1所述一种利用沼液回流和有机负荷的秸秆厌氧发酵方法，其特征在于，所述干燥箱温度为60度。2CN106929538A说明书1/4页一种利用沼液回流和有机负荷的秸秆厌氧发酵方法技术领域[0001]本发明属于秸秆厌氧发酵方法，具体涉及一种利用沼液回流和有机负荷的秸秆厌氧发酵方法。背景技术[0002]农作物秸秆一直是生物质能源中非常有潜力的原料之一而厌氧发酵是在缺少无机电子受体的条件下，经过水解发酵产酸产氢产乙酸阶段，最终产生二氧化碳和甲烷的过程，上述过程被认为是秸秆资源化的最重要途径，由于秸秆本身氮源缺乏，沼气工程中常投加牲畜粪便等原料混合发酵来平衡碳氮比，产生的沼液氨氮等有机污染物浓度高