提升水稻秸杆产沼气潜力的预处理方法及其使用方法技术

提升水稻桔杆产沼气潜力的预处理方法及其使用方法，提升水稻桔杆产沼气潜力的预处理方法包括如下步骤：提供水稻桔杆，并粉碎该水稻桔杆；提供Ca(OH)

【技术实现步骤摘要】
提升水稻秸杆产沼气潜力的预处理方法及其使用方法
本专利技术涉及沼气发酵
，特别涉及提升水稻秸杆产沼气潜力的预处理方法及其使用方法。
技术介绍
当前，随着农业生产技术的提升，农作物粮食的产量日益增加，尤其是水稻产量增势明显，水稻秸秆的产量亦随之增加，以水稻秸秆为原料产沼气的研究日益火热。由于水稻秸秆中木质素等阻碍纤维素水解以及沼气潜力提升的物质存在，使得水稻秸秆预处理方法在农作物秸秆产沼气研究、发展农村清洁能源等领域变得越来越重要。目前水稻秸秆预处理主要有以下方法：物理法，其主要是通过研磨、粉碎等方式将水稻秸秆降低粒径，提高其比表面积，降低结晶度和聚合度，从而提高水稻秸秆的水解效率，进而提高厌氧发酵时沼气的产量。蒸汽爆破是另一种物理预处理方法，也叫自水解过程，这个过程主要是水稻秸秆先加热到高压饱和状态然后在短时间内迅速释放气压来终止反应，从而达到破坏生物质结构，提高水解效率的目的。然而大多数物理法并不能去除木质素这一关键的酶水解障碍，这也是该方法被限制使用的主要原因之一。因此，人们开始转向化学方法，化学法主要包括酸预处理(如硫酸、盐酸、磷酸)和碱预处理(NaOH、KOH和氨水)。酸预处理主要是通过水解水稻秸秆中的纤维素、半纤维素为五碳糖和六碳糖，为后续厌氧发酵提供易发酵的底物。而碱预处理主要是通过溶解水稻秸秆中木质素作用而达到提高酶水解效率的效果。但是因为酸预处理对设备抗腐蚀性要求高而且预处理会产生对厌氧发酵有抑制作用的糠醛和四氢呋喃，相关技术仍需完善。而碱预处理所用试剂通常较贵，而且产生的废液难以处理，易造成水污染。同时，人们也提出了生物法，生物法预处理主要通过微生物如白腐菌、褐腐菌等的作用对水稻秸秆中木质素和半纤维素进行降解，同时降解极少量纤维素，从而减弱木质素对酶水解的阻碍作用，提高酶水解效率。微生物预处理法最大的优势在于低能耗、无化学试剂添加剂二次污染风险、以及温和的环境条件。但是相比较化学法和物理法而言，预处理后效果较弱，沼气产量提升较少，预处理时间较长。上述预处理方法要么预处理能耗很大，成本过高，如蒸汽爆破、机械研磨、球磨、辐射等；要么预处理废液得不到及时处理而产生严重污染，以及化学试剂成本过高等，如化学法中的KOH、NaOH预处理；再或者如生物法因为预处理过程较长、效果相对较弱等，严重制约该预处理技术的工程应用。因而都存在一定的缺陷。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了一种可以克服上述弊端的提升水稻秸杆产沼气潜力的预处理方法及其使用方法。提升水稻秸杆产沼气潜力的预处理方法，其包括如下步骤：提供水稻秸杆，并粉碎该水稻秸杆；提供Ca(OH)2溶液，所述Ca(OH)2溶液按照料液1：10的比例混合，将粉碎后的所述水稻秸杆浸泡该水稻秸杆3至6分钟；将浸泡有水稻秸杆的Ca(OH)2溶液放入加热设备中加热并保持一段时间，然后自然冷却至室温；调节浸泡有水稻秸杆的Ca(OH)2溶液的pH值至7.5至8.5；将pH值为7.5至8.5的浸泡有水稻秸杆的Ca(OH)2溶液进行过滤得到预处理残渣和滤液；提供液态纤维素酶制剂，并将过滤所得的残渣与该液态纤维素酶制剂相混合，然后常温下保持一段时间；将滤液与所述液态纤维素酶制剂及残渣的混合物进行再次混合以完成对该水稻秸杆的预处理。进一步地，所述水稻秸杆为水稻秸杆。进一步地，粉碎后的所述水稻秸杆的目数小于40。进一步地，粉碎后的所述水稻秸杆在Ca(OH)2溶液浸泡5分钟。进一步地，浸泡有水稻秸杆的Ca(OH)2溶液的pH值调节后为8。进一步地，过滤所述pH值为7.5至8.5的浸泡有水稻桔杆秸杆的Ca(OH)2溶液的滤网的目数介于80至100目。进一步地，所述过滤所得的残渣与该液态纤维素酶制剂相混合后在常下保持的时间为24至48小时。提升产沼气潜力后的水稻秸杆的使用方法，其包括如下步骤：提供水稻秸秆，并粉碎该水稻秸杆；提供Ca(OH)2溶液，所述Ca(OH)2溶液按照料液1：10的比例混合，将粉碎后的所述水稻秸杆浸泡该水稻秸杆3至6分钟；将浸泡有水稻秸杆的Ca(OH)2溶液放入加热设备中加热并保持一段时间，然后自然冷却至室温；调节浸泡有水稻秸杆的Ca(OH)2溶液的pH值至7.5至8.5；将pH值为7.5至8.5的浸泡有水稻秸杆的Ca(OH)2溶液进行过滤得到预处理残渣和滤液；提供液态纤维素酶制剂，并将过滤所得的残渣与该液态纤维素酶制剂相混合，然后常温下保持一段时间；将滤液与所述液态纤维素酶制剂及残渣的混合物进行再次混合并保持以等待厌氧发酵；往发酵后的所述滤液，液态纤维素酶制剂，以及残渣的混合物加入活化后的接种物，并在34度至38度的任一温度的恒温下保持20至40天以产生沼气。进一步地，所述过滤所得的残渣与该液态纤维素酶制剂相混合后在常下保持的时间为24至48小时。进一步地，所述活化后的接种物活由浓度为5％～8％的物质，活化温度为35～38℃，活化时间为1～5天后制成。与现有技术相比，本专利技术提供的提升水稻秸杆产沼气潜力的预处理方法使用Ca(OH)2溶液作为浸泡液浸泡粉碎后的秸杆等水稻秸杆，加热并使其充分浸泡后将pH值调节到7.5至8.5，然后分离渣与液，并使渣与液态纤维素酶制剂混合后再与滤液混合，从而完成秸杆等水稻秸杆的预处理。在使用时，只要往该预处理后的秸秆等生物质加入活化后的接种物，在恒温下即可发酵产生沼气。因此，该预处理方法及使用方法相对于现有的物理法、化学法及生物法，其能耗较小，所采用的Ca(OH)2溶液廉价易得，且预处理的滤液还可以使用达到了零排放。附图说明图1为本专利技术提供的一种提升水稻秸秆产沼气潜力的预处理方法的流程图。图2为本专利技术提供的一种提升产沼气潜力后的水稻秸秆的使用方法的流程图。图3为稻草秸秆产甲烷随时间变化关系图。具体实施方式以下对本专利技术的具体实施例进行进一步详细说明。应当理解的是，此处对本专利技术实施例的说明并不用于限定本专利技术的保护范围。如图1所示，其为本专利技术提供的一种提升水稻秸秆产沼气潜力的预处理方法及其使用方法的流程图。所述提升水稻秸秆产沼气潜力的预处理方法，其包括如下步骤：STEP101：提供水稻秸秆，并粉碎该水稻秸秆；STEP102：提供Ca(OH)2溶液，所述Ca(OH)2溶液按照料液1：10的比例混合，将粉碎后的所述水稻秸秆浸泡该水稻秸秆3至6分钟；STEP103：将浸泡有水稻秸秆的Ca(OH)2溶液放入加热设备中加热并保持一段时间，然后自然冷却至室温；STEP104：调节浸泡有水稻秸秆的Ca(OH)2溶液的pH值至7.5至8.5；STEP105：将pH值为7.5至8.5的浸泡有水稻秸秆的Ca(OH)2溶液进行过滤得到预处理残渣和滤液；STEP106：提供液态纤维素酶制剂，并将过滤所得的残渣与该液态纤维素本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.提升水稻秸秆产沼气潜力的预处理方法，其包括如下步骤：/n提供水稻秸秆，并粉碎该水稻秸秆；/n提供Ca(OH)

【技术特征摘要】
1.提升水稻秸秆产沼气潜力的预处理方法，其包括如下步骤：
提供水稻秸秆，并粉碎该水稻秸秆；
提供Ca(OH)2溶液，所述Ca(OH)2溶液按照料液1：10的比例混合，将粉碎后的所述水稻秸秆浸泡该水稻秸秆3至6分钟；
将浸泡有水稻秸秆的Ca(OH)2溶液放入加热设备中加热并保持一段时间，然后自然冷却至室温；
调节浸泡有水稻秸秆的Ca(OH)2溶液的pH值至7.5至8.5；
将pH值为7.5至8.5的浸泡有水稻秸秆的Ca(OH)2溶液进行过滤得到预处理残渣和滤液；
提供液态纤维素酶制剂，并将过滤所得的残渣与该液态纤维素酶制剂相混合，然后常温下保持一段时间；
将滤液与所述液态纤维素酶制剂及残渣的混合物进行再次混合以完成对该水稻秸秆的预处理。


2.如权利要求1所述的提升水稻秸秆产沼气潜力的预处理生方法，其特征在于：粉碎后的所述水稻秸秆的目数小于40。


3.如权利要求1所述的提升水稻秸秆产沼气潜力的预处理方法，其特征在于：粉碎后的所述水稻秸秆在Ca(OH)2溶液浸泡5分钟。


4.如权利要求1所述的提升水稻秸秆产沼气潜力的预处理方法，其特征在于：浸泡有水稻秸秆的Ca(OH)2溶液的pH值调节后为8。


5.如权利要求1所述的提升水稻秸秆产沼气潜力的预处理方法，其特征在于：过滤所述pH值为7.5至8.5的浸泡有水稻秸秆的Ca(OH)2溶液的滤网的目数介于80至100目。


6.如权利要求1所述的提...

【专利技术属性】
技术研发人员：张跃进，曹卫星，孙辰，王娟，徐劼，郑芳，朱成媛，
申请(专利权)人：嘉兴恒创环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33