一种玉米秸秆厌氧发酵制甲烷的方法技术

本发明专利技术公开了一种玉米秸秆厌氧发酵制甲烷的方法，包括所述方法包括将回收的玉米秸秆进行粉碎，粉碎成3～7cm小段，然后将粉碎后的玉米秸秆、碱性氧化物、水和氮肥按重量比例混合均匀加入到发酵罐中，在低于0℃环境下保温，然后升温至室温搅拌，再将畜禽粪便加入到发酵罐中，密封进行厌氧发酵，发酵温度为35～55℃，发酵周期为60天。本发明专利技术厌氧发酵过程中发酵体系pH值均保持在6.5～7.8，甲烷产气量受pH值和发酵温度影响较小，并且具有较高的甲烷产气量。量。量。

【技术实现步骤摘要】
一种玉米秸秆厌氧发酵制甲烷的方法


[0001]本专利技术属于农作物废物处理
，具体涉及一种玉米秸秆厌氧发酵制甲烷的方法。

技术介绍

[0002]我国是农业大国，秸秆资源十分丰富，2017年，我国的秸秆累积产量为9 亿吨，其中玉米秸秆所占比例超过了三分之一；同时，我国的畜禽粪便排放量超过了20亿吨，而仅有少部分畜禽粪便被用作化肥，大多数都没有得到有效利用，这不但造成了资源浪费，还因畜禽粪便的随意丢弃以及秸秆的肆意焚烧对环境造成了污染，因此，将这部分废弃物转化为可利用的清洁能源至关重要。
[0003]另外，就养殖业产生的畜禽粪便而言，我国每年产生的25亿多吨畜禽粪便所含能量大约可折合为3亿吨标煤。其次，我国农作物秸秆的年生产量为7亿吨左右，相当于3.5亿吨标煤。而我国2005年煤炭消耗总量为21亿吨原煤。因此，将它们在农村就地进行转化利用，在解决由它们引起的水污染问题的同时，还能生产出优质的清洁能源。如通过厌氧生物发酵的方式将秸秆和畜禽粪便转化为沼气，不但可以解决农村对优质能源产品的需求问题，发酵产生的副产物还可作为有机肥加以利用。也就是说通过这样的方式实现了物质的循环利用，由其排放或废弃引起的水污染问题就会随之解决，从而起到水到渠成之功效。
[0004]厌氧发酵技术是实现农业废弃物资源化利用的有效手段，在减少农业废弃物的同时，可以产生可再生能源，对缓解我国能源紧张状况、促进经济可持续发展以及改善生态环境具有重要意义。但是，因为不同地区秸秆中的木质纤维素含量有所差异，而且发酵温度、发酵液pH值和原料粒径等因素均会影响厌氧消化效率，导致秸秆厌氧消化的产气率较低，发酵效果较差。

技术实现思路

[0005]针对以上现有技术中玉米秸秆纤维素和木质素含量高，厌氧发酵受发酵温度和pH值影响大，导致厌氧消化产气率低、发酵效果差的缺陷，本专利技术的目的在于提供一种玉米秸秆厌氧发酵制甲烷的方法，所述方法包括：将回收的玉米秸秆进行粉碎，然后将粉碎后的玉米秸秆、碱性物质、水和含氮有机物混合均匀加入到发酵罐中，在低温环境下保温，然后再将畜禽粪便加入到发酵罐中，密封进行厌氧发酵。
[0006]进一步的，将回收的玉米秸秆进行粉碎，粉碎剪切成小段，然后将粉碎后的玉米秸秆、碱性氧化物、水和氮肥混合均匀加入到发酵罐中，在低于0℃环境下保温，然后再将畜禽粪便加入到发酵罐中，密封在发酵周期内进行厌氧发酵，。
[0007]更进一步的，将回收的玉米秸秆进行粉碎，粉碎，剪切成3～7cm小段，然后将粉碎后的玉米秸秆、碱性氧化物、水和氮肥按重量比例混合均匀加入到发酵罐中，在-10～-15℃环境下保温，然后升温至室温搅拌，再将畜禽粪便加入到发酵罐中，密封进行厌氧发酵，发酵温度为35～55℃，发酵周期为60天。
[0008]一种玉米秸秆厌氧发酵制甲烷的方法，具体包括以下操作步骤：
[0009]步骤一：将回收到的玉米秸秆粉碎成3～7cm小段，将其加入到发酵罐中，然后加入水、碱性氧化物和氮肥，混合均匀，其中玉米秸秆、水、碱性氧化物和氮肥的重量比为(110～160):(60～85):(5～11):(6.3～10.4)，然后将发酵罐的温度调至-10～-15℃，每隔6～8h将温度调至室温，搅拌，如此反复两次，然后将温度调至室温。
[0010]步骤二：将畜禽粪便加入到步骤一中的发酵罐中，进行密封发酵罐，其中玉米秸秆和禽畜粪便的重量比为(1～1.33):(1.29～1.67)，发酵温度为35～55℃，发酵罐每三天摇振3次，发酵周期为60天。
[0011]作为优选方案，上述所述的碱性氧化物为氧化钠、氧化钾、氧化钙或氧化镁中的任意一种。
[0012]作为优选方案，上述所述的氮肥为尿素。
[0013]作为优选方案，上述所述畜禽粪便为牛粪便、猪粪便、羊粪便或鸡粪便中的任意一种。
[0014]与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：
[0015](1)本专利技术玉米秸秆厌氧发酵制甲烷过程中，首先使用碱性氧化物和尿素在低温环境下使玉米秸秆中的纤维素和木质素能够充分溶解，进而使纤维素和木质素的含量降低，有利于进一步和禽畜粪便混合后进行厌氧发酵产生甲烷。
[0016](2)本专利技术中在进行玉米秸秆厌氧发酵制甲烷中使用到碱性氧化物，其中碱性氧化物在整个过程中对发酵罐内的pH值进行调节，使得后期产甲烷过程中发酵液不会过度酸化，导致甲烷生产出现明显衰减。
[0017](3)本专利技术中玉米秸秆厌氧发酵加入碱性氧化物，在发酵液中富含有一定量的金属离子能够促进产甲烷菌的生长代谢，进而提高厌氧发酵产甲烷的效率。
[0018](4)本专利技术厌氧发酵制甲烷的，发酵罐中体系的pH值维持在6.5～7.8之间，在发酵期间发酵基质处于中性和微碱性，有利于提高产甲烷菌的活性，促进厌氧发酵的进行；同时，发酵体系的温度对产甲烷效率的影响较小，具有更加优异的发酵效果。
[0019](5)本专利技术中经过厌氧发酵后的废弃物富含有大量的氮元素和金属元素，可以作为有机肥使用，进一步提高的玉米秸秆的利用率，解决了秸秆燃烧、禽畜粪便随意丢弃等环境污染的问题。
附图说明
[0020]图1为本专利技术实施例1～4发酵罐中在不同天数下的pH值变化图；
[0021]图2为本专利技术实施例1～4发酵罐中在不同的温度下甲烷产气量图。
具体实施方式
[0022]下面对本专利技术实施例作具体详细的说明，本实施例在本专利技术技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，应当指出，对于本
的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本专利技术的保护范围。
[0023]实施例1
[0024]一种玉米秸秆厌氧发酵制甲烷的方法，具体包括如下步骤：
[0025]步骤一：将回收到的玉米秸秆粉碎成3cm小段，将其加入到发酵罐中，然后加入水、氧化钠和尿素，混合均匀，其中玉米秸秆、水、氧化钠和尿素的重量比为110:60:5:6.3，然后将发酵罐的温度调至-10℃，每隔6h将温度调至室温，搅拌，如此反复两次，然后将温度调至室温。
[0026]步骤二：将畜禽粪便加入到步骤一中的发酵罐中，进行密封发酵罐，其中玉米秸秆和牛粪便的重量比为1:1.29，发酵温度为35℃，发酵罐每三天摇振3次，发酵周期为60天。
[0027]实施例2
[0028]一种玉米秸秆厌氧发酵制甲烷的方法，具体包括如下步骤：
[0029]步骤一：将回收到的玉米秸秆粉碎成7cm小段，将其加入到发酵罐中，然后加入水、氧化钾和尿素，混合均匀，其中玉米秸秆、水、氧化钾和尿素的重量比为160:85:11:10.4，然后将发酵罐的温度调至-15℃，每隔8h将温度调至室温，搅拌，如此反复两次，然后将温度调至室温。
[0030]步骤二：将畜禽粪便加入到步骤一中的发酵罐中，进行密封发酵罐，其中玉米秸秆和猪粪便的重量比为1.33:1.67，发酵温度为55℃，发酵罐每三天摇振3 次，发酵周本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种玉米秸秆厌氧发酵制甲烷的方法，其特征在于，所述方法包括：将回收的玉米秸秆进行粉碎，然后将粉碎后的玉米秸秆、碱性物质、水和含氮有机物混合均匀加入到发酵罐中，在低温环境下保温，然后再将畜禽粪便加入到发酵罐中，密封进行厌氧发酵。2.根据权利要求1所述的一种玉米秸秆厌氧发酵制甲烷的方法，其特征在于，所述方法包括将回收的玉米秸秆进行粉碎，粉碎剪切成小段，然后将粉碎后的玉米秸秆、碱性氧化物、水和氮肥混合均匀加入到发酵罐中，在低于0℃环境下保温，然后再将畜禽粪便加入到发酵罐中，密封在发酵周期内进行厌氧发酵，。3.根据权利要求2所述的一种玉米秸秆厌氧发酵制甲烷的方法，其特征在于，所述方法包括将回收的玉米秸秆进行粉碎，粉碎，剪切成3～7cm小段，然后将粉碎后的玉米秸秆、碱性氧化物、水和氮肥按重量比例混合均匀加入到发酵罐中，在-10～-15℃环境下保温，然后升温至室温搅拌，再将畜禽粪便加入到发酵罐中，密封进行厌氧发酵，发酵温度为35～55℃，发酵周期为60天。4.根据权利要求1～3任意一项所述的一种玉米秸秆厌氧发酵制甲烷的方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：戴加兵，邵海涛，
申请(专利权)人：戴加兵，
类型：发明
国别省市：