一种农作物秸秆厌氧发酵生产沼气和生物纤维浆的方法技术

本发明专利技术提供了一种农作物秸秆厌氧发酵生产沼气和生物纤维浆的方法，属于农作物秸秆处理技术领域。本发明专利技术对农作物秸秆进行两次发酵，在预发酵过程中，在好氧复合微生物的作用下，使秸秆物料得到初步酸化水解；在厌氧发酵的过程中，在高温厌氧菌种的作用下，预发酵原料转化为沼气和沼渣，产出的沼气用于提纯成生物天然气或净化后发电，沼渣经洗渣和制浆后，所得生物纤维浆用于可降解地膜纸、瓦楞板纸和模塑产品的生产，剩余的浆料用于水稻育秧基质盘、果蔬育苗基质和生物有机肥及颗粒状生物质燃料的生产。本发明专利技术能够对农作物秸秆进行资源化利用，所得产物可用价值高；相比于传统造纸行业，本发明专利技术可节省大量木材和竹材原料，造纸成本更加低廉。成本更加低廉。

【技术实现步骤摘要】
一种农作物秸秆厌氧发酵生产沼气和生物纤维浆的方法


[0001]本专利技术涉及农作物秸秆处理
，特别涉及一种农作物秸秆厌氧发酵生产沼气和生物纤维浆的方法。

技术介绍

[0002]中国是农业大国，秸秆资源庞大，随着国家农村产业结构调整和居民生活条件改善，秸秆产量出现区域性、季节性和结构性过剩问题，致使目前仍有大量秸秆田间堆砌或集中焚烧现象发生。这不仅严重污染环境，而且造成大量的资源浪费。因此，提高秸秆资源综合利用效率，对环境质量改善和经济社会发展全面绿色转型具有促进作用。
[0003]当前在造纸
中，造纸原料大多数是采用木材及竹材等，生产工艺基本都是化机浆，污染处理工艺复杂，生产成本较高。如果能够采用农作物秸秆生产造纸用的生物纤维浆，将会大大提高非木纤维浆的比例，降低竹木资源的浪费。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术目的在于提供一种农作物秸秆厌氧发酵生产沼气和生物纤维浆的方法，本专利技术能够对农作物秸秆进行资源化利用，大大提高了秸秆的附加值，降低造纸成本。
[0005]为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：
[0006]本专利技术提供了一种农作物秸秆厌氧发酵生产沼气和生物纤维浆的方法，包括以下步骤：
[0007]将粉碎的农作物秸秆与微生物菌剂、含氮化合物混合，得到混合原料；
[0008]将所述混合原料进行预发酵，得到预发酵原料；
[0009]将所述预发酵原料转移至厌氧发酵装置中，接种高温厌氧菌种，进行厌氧发酵，产生沼气，厌氧发酵完成后，排出沼渣；
[0010]将所述沼渣进行洗渣和制浆，得到生物纤维浆和剩余浆料渣。
[0011]优选的，所述微生物菌剂包括嗜热、耐热的微生物，所述微生物包括细菌、真菌和放线菌中的一种或几种；所述微生物菌剂的质量为农作物秸秆质量的0.02~0.025%。
[0012]优选的，所述含氮化合物为尿素、碳铵、氨水和沼液中的一种或几种；
[0013]所述混合原料的碳氮比为20~30:1。
[0014]优选的，所述预发酵为微好氧发酵，预发酵完成后所得预发酵原料的温度为57~63℃。
[0015]优选的，所述高温厌氧菌种包括产甲烷丝状菌的高温厌氧菌种；
[0016]所述高温厌氧菌种的质量为预发酵原料干重的0.35~0.6
‰
。
[0017]优选的，所述厌氧发酵的温度为52~58℃，时间为7~10天。
[0018]优选的，所述预发酵原料连续进入厌氧发酵装置，所述预发酵原料进入厌氧发酵装置的进入量与厌氧发酵装置排出沼渣的排出量相同。
[0019]优选的，所述制浆为高浓磨制浆。
[0020]优选的，所述生物纤维浆叩解度为22~28度。
[0021]优选的，所述生物纤维浆用于可降解地膜纸、可降解模塑产品或瓦楞板纸的制备；
[0022]所述剩余浆料渣用于水稻育秧基质盘、果蔬育苗基质、生物有机肥或颗粒状生物质燃料的生产。
[0023]本专利技术提供了一种农作物秸秆厌氧发酵生产沼气和生物纤维浆的方法，包括以下步骤：将粉碎的农作物秸秆与微生物菌剂、含氮化合物混合，得到混合原料；将所述混合原料进行预发酵，得到预发酵原料；将所述预发酵原料转移至厌氧发酵装置中，接种高温厌氧菌种，进行厌氧发酵，产生沼气，厌氧发酵完成后，排出沼渣；将所述沼渣进行洗渣和制浆，得到生物纤维浆和剩余浆料渣。本专利技术对农作物秸秆进行两次发酵，在预发酵过程中，通过好氧复合微生物的作用，使秸秆物料得到了初步酸化水解的效果，同时通过好氧复合微生物的作用，使得秸秆物料的温度提高到60℃左右；在厌氧发酵的过程中，在高温厌氧菌种的作用下，预发酵原料转化为沼气和沼渣，产出的沼气用于提纯成生物天然气或净化后发电，沼渣经洗渣和制浆后，所得生物纤维浆用于可降解地膜纸、瓦楞板纸和模塑产品的生产，剩余的浆料用于水稻育秧基质盘、果蔬育苗基质和生物有机肥及颗粒状生物质燃料的生产。本专利技术能够对农作物秸秆进行资源化利用，所得产物可用价值高；相比于传统造纸行业，本专利技术可节省大量木材和竹材原料，造纸成本更加低廉，大大提高了秸秆的附加值和非木、竹纤维的利用率。本专利技术利用农作物秸秆厌氧发酵的生物法生产生物纤维，每吨纯干秸秆可以产出150~180m3甲烷气体，同时产出0.3~0.35吨生物纤维浆和0.3~0.35吨浆料渣有机肥。
[0024]同时，本专利技术提供的农作物秸秆厌氧发酵生产沼气和生物纤维浆的方法不产生有害废弃物，可实现零污染排放，绿色环保。本专利技术提供的方法可实现连续生产，节能高效。
具体实施方式
[0025]本专利技术提供了一种农作物秸秆厌氧发酵生产沼气和生物纤维浆的方法，包括以下步骤：
[0026]将粉碎的农作物秸秆与微生物菌剂、含氮化合物混合，得到混合原料；
[0027]将所述混合原料进行预发酵，得到预发酵原料；
[0028]将所述预发酵原料转移至厌氧发酵装置中，接种高温厌氧菌种，进行厌氧发酵，产生沼气，厌氧发酵完成后，排出沼渣；
[0029]将所述沼渣进行洗渣和制浆，得到生物纤维浆和剩余浆料渣。
[0030]本专利技术将粉碎的农作物秸秆与微生物菌剂、含氮化合物混合，得到混合原料。在本专利技术中，所述农作物秸秆优选为玉米秸秆、稻草秸秆、小麦秸秆和棉花秸秆中的一种或几种。在本专利技术中，所述粉碎的农作物秸秆的长度优选≤50mm。
[0031]在本专利技术中，所述农作物秸秆的粉碎方式优选为轧揉粉碎；本专利技术优选对粉碎农作物秸秆中的灰土进行过筛分离。
[0032]在本专利技术中，所述微生物菌剂优选包括嗜热、耐热的细菌、真菌和放线菌，所述微生物菌剂的质量优选为农作物秸秆质量的0.02~0.025%。
[0033]在本专利技术中，所述含氮化合物优选为尿素、碳铵、氨水和沼液中的一种或几种。在本专利技术中，所述含氮化合物的质量优选为农作物秸秆质量的0.3~1%，更优选为0.5%。在本发
明中，所述沼液优选为常规沼气池中产生的沼液。
[0034]在本专利技术中，所述混合原料的碳氮比优选为20~30:1，更优选为25:1。
[0035]在本专利技术中，所述微生物菌剂、含氮化合物优选以水溶液的形式加入。在本专利技术中，所述混合的方式优选为将微生物菌剂、含氮化合物的水溶液喷洒至粉碎的农作物秸秆表面，翻堆混合均匀。
[0036]得到所述混合原料后，本专利技术将所述混合原料进行预发酵，得到预发酵原料。在本专利技术中，所述预发酵优选为微好氧发酵。在本专利技术中，所述预发酵优选在发酵槽中进行，预发酵时覆盖所述混合原料。
[0037]在本专利技术中，预发酵完成后所得预发酵原料的温度优选为57~63℃，更优选为60℃。
[0038]得到所述预发酵原料后，本专利技术将所述预发酵原料转移至厌氧发酵装置中，接种高温厌氧菌种，进行厌氧发酵，产生沼气，厌氧发酵完成后，排出沼渣。在本专利技术中，所述厌氧发酵装置优选为厌氧罐，更优选为卧式推流厌氧干发酵罐。
[0039]在本专利技术中，所述高温本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种农作物秸秆厌氧发酵生产沼气和生物纤维浆的方法，包括以下步骤：将粉碎的农作物秸秆与微生物菌剂、含氮化合物混合，得到混合原料；将所述混合原料进行预发酵，得到预发酵原料；将所述预发酵原料转移至厌氧发酵装置中，接种高温厌氧菌种，进行厌氧发酵，产生沼气，厌氧发酵完成后，排出沼渣；将所述沼渣进行洗渣和制浆，得到生物纤维浆和剩余浆料渣。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述微生物菌剂包括嗜热、耐热的微生物，所述微生物包括细菌、真菌和放线菌中的一种或几种；所述微生物菌剂的质量为农作物秸秆质量的0.02~0.025%。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述含氮化合物为尿素、碳铵、氨水和沼液中的一种或几种；所述混合原料的碳氮比为20~30:1。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预发酵为微好氧发酵，预发酵完成后所得预发酵原料的温度为57~63℃。...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙梦军，赵景胜，刘军，赵琳飞，赵晓坤，陈磊，
申请(专利权)人：河北沼阳环境科技有限公司，
类型：发明
国别省市：