一种秸秆保存和制备沼气的方法技术

本发明专利技术涉及一种秸秆保存和制备沼气的方法，是将含糖废水进行乳酸发酵后，将其与秸秆进行混合实现对秸秆的保存。乳酸发酵液中含有大量有机酸，且pH较低，可以使秸秆在较高含水率条件下进行保存。乳酸发酵液中的有机质在沼气发酵工程中转化为沼气，可以提高沼气产量。同时，含水率较高的秸秆质地较为柔软，沼气发酵速率更快。该发明专利技术既对含糖废水进行了有效利用，防止其环境污染隐患，同时又提高了秸秆的沼气发酵效率，为秸秆的大规模利用提供了保障。

Method for preserving and preparing marsh gas by straw

The invention relates to a method for preserving and preparing marsh gas by straw, which comprises the following steps: after the lactic acid fermentation of the sugar containing waste water is carried out, the utility model is mixed with the straw to realize the preservation of the straw. Lactic acid fermentation broth contains a large number of organic acids, and the pH is low, so that the straw can be preserved under the condition of high water content. The organic matter in the fermentation liquid of lactic acid can be converted into biogas in biogas fermentation, which can increase the biogas production. At the same time, the straw with high moisture content is more flexible, and the biogas fermentation rate is faster. The invention not only can effectively utilize the sugar containing waste water, but also can prevent the potential pollution of the environment pollution, and improve the efficiency of the biogas fermentation of the straw.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及本专利技术涉及一种秸秆保存和制备沼气的方法，属于生物质能源领域。
技术介绍
我国是农业大国，每年产生的农作物秸秆在7亿吨以上。秸秆通常用于造纸、饲料、沼气生产等。目前我国正在积极推动大型沼气工程建设，以期建立我国的生物质天然气产业，利用秸秆生产沼气前景广阔。对于大型沼气工程来说，原料供应是一个亟需解决的问题。通常情况下，秸秆会在含水率较低的情况下保存。优点是保存技术简单，无特殊要求。缺点时，物料含水率过低，用于沼气发酵时，产气速率较慢。建立一种即可以有效保存秸秆，又可以使秸秆产气速率增加的方法，对于大型工程来说十分重要。此外，我国有很多食品加工厂，在加工过程中会产生很多含糖废水。由于这些含糖废水有机质浓度较低，使用其进行沼气生产时经济效益不明显。而在实际生产中，对这些含糖废水进行厌氧发酵后，还无法达到国家的废水排放标准，需要对其进行进一步的好氧处理。这样给企业带来一定负担，也同时增加了这些废水无序排放的隐患。为解决以上问题，本专利技术通过以含糖废水为培养基进行乳酸发酵，然后将乳酸发酵液加入至低含水量的秸秆中对秸秆进行保存，从而达到综合利用含糖废水以及保存秸秆的目的。根据本专利技术提供的方法，秸秆沼气率及产气速率均由于传统的低水分保存方法。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术提供了一种秸秆保存和制备沼气的方法，所采取的技术方案如下：本专利技术的目的在于提供一种秸秆保存和制备沼气的方法，该方法是利用含糖废水进行乳酸发酵，然后将乳酸发酵液与含水率较低的作物秸秆进行混合保存，最后用保藏后的物料用于沼气发酵。所述的方法的步骤如下：1)乳酸发酵：利用含糖废水进行乳酸发酵；2)物料粉碎：将低含水率的秸秆进行粉碎；3)物料混合：利用步骤(1)获得乳酸发酵液与步骤(2)获得的粉碎物料进行混合并保存，控制物料含水率在60％-65％之间；4)保藏：对于步骤(3)获得的物料逐层压实，密度达到0.6kg/L以上，密封保存；5)沼气发酵：利用步骤(4)获得保藏好的物料进行沼气发酵，获得沼气。优选地，所述农作物秸秆为纤维质秸秆。更优选地，所述纤维质秸秆包括玉米秸秆、小麦秸秆和水稻秸秆、甘蔗渣。优选地，乳酸发酵条件为：发酵温度30℃-42℃，发酵时间1-2天。优选地，所述物料粉碎，是将秸秆粉碎至粒径为2-4cm。优选地，所述含糖废水，是蜜枣加工废水、甘蔗加工废水或废糖蜜。优选地，所述乳酸发酵，所用菌种是植物乳酸杆菌、德式乳酸菌或凝结芽孢杆菌。优选地，所述低含水率的秸秆，水分含量在40％-50％。所述方法的具体步骤如下：1)乳酸发酵：以蜜枣加工废水、甘蔗加工废水或废糖蜜为发酵底物，接种植物乳酸杆菌、德式乳酸菌或凝结芽孢杆菌进行乳酸发酵，乳酸发酵条件为：发酵温度30℃-42℃，发酵时间1-2天，发酵结束后获得乳酸发酵液；2)物料粉碎：将水分含量在40-50％的农作物秸秆粉碎至粒径为2-3cm，获得粉碎物料；3)物料混合：利用步骤(1)获得乳酸发酵液与步骤(2)获得的粉碎物料进行混合并保存，控制物料含水率在60％-65％之间；4)保藏：对于步骤(3)获得的物料逐层压实，密度达到0.6kg/L以上，密封保存；5)沼气发酵：利用步骤(4)获得保藏好的物料进行沼气发酵，获得沼气。本专利技术获得的有益效果是：本专利技术所提供的方法利用了蜜枣加工废水、甘蔗加工废水或废糖蜜等含糖量高的废水，避免了含糖废水对环境的污染。同时，相比于现有技术，甲烷得率高，延滞期短，发酵周期短。附图说明图1为本专利技术的工艺过程示意图。具体实施方法下面的实施例可以使本专业技术人员更全面的理解本专利技术,但不以任何方式限制本专利技术“下面将结合附图中的实施例对本专利技术作进一步描述(以下实施例的百分数如无特殊说明均为重量百分数；以下实施例的质量如无特殊说明均为对应条件下含水的质量，而非干重)。以下实施例所用材料、试剂、仪器和方法，未经特殊说明，均为本领域常规材料、试剂、仪器和方法，本领域技术人员均可以通过商业渠道获得。实施例1本实施例提供了一种秸秆保存和制备沼气的方法采用以下步骤：(1)乳酸发酵：以蜜枣加工废水为底物，以德式乳杆菌为菌种进行乳酸发酵。蜜枣加工废水特性如表1所示。起始乳酸菌接种量为1x107个/mL，发酵温度30℃，发酵时间2天。发酵结束后，发酵液中乳酸含量为40g/L，菌含量为1x109个/mL；表1蜜枣加工废水的基本性质指标pHCOD/(mg/L)BOD/(mg/L)SS/(mg/L)数值5.02800010000990(2)秸秆粉碎：对秸秆进行粉碎，粒径为2-3cm；(3)物料混合：利用步骤(1)获得乳酸发酵液与步骤(2)获得的粉碎物料进行混合并保存，控制物料含水率为65％；(4)保藏：对于步骤(3)获得的物料逐层压实，密度达到0.6kg/L以上，密封保存；(5)沼气发酵：利用步骤(4)获得保藏好的物料进行沼气发酵，获得沼气。沼气发酵特性如表2所示。根据表2中的数据说明，采用本专利技术提供的方法，可以避免沼气发酵中延滞期的产生，提高秸秆甲烷得率25％，并缩短发酵周期30％以上，具有很好的经济效益。表2实施例1与传统低水分保存物料的沼气发酵特性比较注：DT80为累积沼气量占总产气量80％时，所花费的时间。实施例2(1)乳酸发酵：以蜜枣加工废水为底物，以植物乳杆菌为菌种进行乳酸发酵。蜜枣加工废水特性如表3所示。起始乳酸菌接种量为1x107个/mL，发酵温度42℃，发酵时间1天。发酵结束后，发酵液中乳酸含量为40g/L，菌含量为1x109个/mL；表3蜜枣加工废水的基本性质指标pHCOD/(mg/L)BOD/(mg/L)SS/(mg/L)数值5.02800010000990(2)秸秆粉碎：对秸秆进行粉碎，粒径为2-3cm；(3)物料混合：利用步骤(1)获得乳酸发酵液与步骤(2)获得的粉碎物料进行混合并保存，控制物料含水率为70％；(4)保藏：对于步骤(3)获得的物料逐层压实，密度达到0.6kg/L以上，密封保存；(5)沼气发酵：利用步骤(4)获得保藏好的物料进行沼气发酵，获得沼气。沼气发酵特性如表4所示。根据表4中的数据说明，采用本专利技术提供的方法，可以避免沼气发酵中延滞期的产生，提高秸秆甲烷得率37.5％，并缩短发酵周期30％，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种秸秆保存和制备沼气的方法，其特征在于，利用含糖废水进行乳酸发酵，然后将乳酸发酵液与含水率较低的作物秸秆进行混合保存，最后用保藏后的物料用于沼气发酵。

【技术特征摘要】
1.一种秸秆保存和制备沼气的方法，其特征在于，利用含糖废水进行乳酸发酵，然后将乳酸
发酵液与含水率较低的作物秸秆进行混合保存，最后用保藏后的物料用于沼气发酵。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤如下：
(1)乳酸发酵：利用含糖废水进行乳酸发酵；
(2)物料粉碎：将低含水率的秸秆进行粉碎；
(3)物料混合：利用步骤(1)获得乳酸发酵液与步骤(2)获得的粉碎物料进行混合并
保存，控制物料含水率在60％-65％之间；
(4)保藏：对于步骤(3)获得的物料逐层压实，密度达到0.6kg/L以上，密封保存；
(5)沼气发酵：利用步骤(4)获得保藏好的物料进行沼气发酵，获得沼气。
3.根据权利要求书1所述的方法，其特征在于，所述农作物秸秆为纤维质秸秆。
4.根据权利要求3所述方法，其特征在于，所述纤维质秸秆包括玉米秸秆、小麦秸秆和水稻
秸秆、甘蔗渣。
5.根据权利要求书2所述的方法，其特征在于，乳酸发酵条件为：发酵温度30℃-42℃，发酵
时间1到2天。
6.根据权利要求书2所述的方法，其特征在于，所述物料粉碎，是将秸秆粉碎至粒径为2-4...

【专利技术属性】
技术研发人员：李十中，张成明，陈雪兰，姜立，韩娅新，李纪红，仉磊，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京;11