專利名稱：以玉米芯菌渣為原料厭氧發(fā)酵產(chǎn)沼氣的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種以玉米芯菌渣為原料厭氧發(fā)酵產(chǎn)沼氣的方法，屬于農(nóng)業(yè)廢棄物綜合利用技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
食用菌生產(chǎn)栽培料主要以棉子殼、鋸木屑、稻草、玉米芯、酒糟及農(nóng)作物秸稈等農(nóng)副產(chǎn)品為主要原料。在食用菌的生產(chǎn)栽培過程中，伴隨著大量的廢棄栽培料即菌渣的產(chǎn)生， 若按70%生物效率計(jì)算我國每年約有多600萬噸食用菌廢料產(chǎn)生。由于菌渣pH值偏低， 不能直接肥田，這些廢料在環(huán)境中自然堆棄會滋生多種食用菌的有害生物，如各種霉菌、蚊類、螨類等，成為食用菌生產(chǎn)的污染源和蟲源滋生地，危害食用菌生產(chǎn)。大量菌渣被隨意堆放在田間、公路兩旁或河流兩岸，造成交通堵塞和空氣、土壤、河水污染，成了新的面源污染。另一方面，這些廢料還含有大量可再利用的有機(jī)物，棄之于環(huán)境是生物資源的極大浪費(fèi)。因此，如何有效地綜合利用菌渣并解決其對農(nóng)村的面源污染，同時突破制約食用菌產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的瓶頸，是亟待解決的問題。食用菌廢菌渣含有大量的菌絲體蛋白，多糖以及氮，磷，鉀，維生素等多種微量元素，可以作為不同用途重復(fù)利用。目前，菌渣的回收利用主要集中于制作有機(jī)肥、飼料添加劑，或用于其它食用菌的再次種植等。如CN1676496(申請?zhí)枮?00410030726.6)公開了一種有機(jī)肥的制作技術(shù)，它由菌渣、畜禽糞、草炭、除臭劑、米糠、鈣鎂磷肥、微量元素組成， 可用于農(nóng)作物施肥，經(jīng)對100株南豐蜜桔樹施肥驗(yàn)證，增產(chǎn)率達(dá)100%。CN101323862(申請?zhí)枮?00810140861.4)公開了一種林可霉素廢菌渣的處理工藝，本發(fā)明公開了一種林可霉素廢菌渣的處理工藝，該工藝為將潔霉素廢菌渣、EM菌液、酒精酵母培養(yǎng)液按 100 (0.5-1.5) (3-5)的比例混合攪拌均勻，固態(tài)厭氧發(fā)酵96小時以上，以革除菌渣中抗生素殘留；將上述發(fā)酵料用水配成10-30%的混懸液攪拌均勻，經(jīng)機(jī)械高速剪切破碎，在顯微鏡下觀察，將網(wǎng)狀菌絲剪切為“桿菌”狀，經(jīng)化學(xué)檢測化學(xué)需氧量C0D5000以上；將剪切液和林可霉素高濃度有機(jī)廢水按10-40 100的比例混合放入罐中進(jìn)行厭氧發(fā)酵，產(chǎn)生沼氣。本發(fā)明切實(shí)可行，產(chǎn)氣率提高30%以上，而不影響厭氧系統(tǒng)COD去除率、PH、降解率、 污泥排放等指標(biāo)，設(shè)施運(yùn)行正常。而對于食用菌菌渣厭氧發(fā)酵產(chǎn)沼氣技術(shù)相關(guān)的內(nèi)容未見報道。培養(yǎng)食用菌的原料很多，除了木屑還有棉籽殼，玉米芯，稻草等多種農(nóng)副產(chǎn)品下腳料。不同原料的菌渣其營養(yǎng)成分、碳氮比等指標(biāo)均有所差別。本發(fā)明針對玉米芯為主要原料栽培食用菌后廢棄的菌渣， 提供一種厭氧發(fā)酵產(chǎn)沼氣的方法。

發(fā)明內(nèi)容
針對食用菌生產(chǎn)的菌渣污染環(huán)境及沼氣池缺少原料的問題，本發(fā)明提供一種適于戶用沼氣池或中小型厭氧反應(yīng)器的玉米芯菌渣原料厭氧發(fā)酵產(chǎn)沼氣的方法。以玉米芯菌渣為主要原料發(fā)酵產(chǎn)沼氣，操作簡便、產(chǎn)氣效果好、原料利用率高，主要解決食用菌種植戶菌渣隨意丟棄污染環(huán)境的問題，同時可以回收沼氣能源。術(shù)語說明池容是指本說明書中涉及的厭氧發(fā)酵裝置包括沼氣池或厭氧反應(yīng)器的容積的統(tǒng)稱，單位為立方米，簡稱立方。TS濃度總固體濃度，單位為質(zhì)量比。戶用沼氣池農(nóng)戶用于制取沼氣的厭氧消化裝置。厭氧發(fā)酵罐用于制取沼氣的厭氧反應(yīng)器。本發(fā)明的技術(shù)方案如下一種以玉米芯菌渣為原料厭氧發(fā)酵產(chǎn)沼氣的方法，包括將發(fā)酵原料投入戶用沼氣池或厭氧反應(yīng)器中，按現(xiàn)有技術(shù)厭氧發(fā)酵產(chǎn)沼氣，其特征在于發(fā)酵原料主要成分重量份如下玉米芯菌渣80-90份，豬糞5-20份或牛糞10_20份，沼氣菌劑0. 05-0. 1份，發(fā)酵原料投量為80 130公斤/立方米池容；戶用沼氣池或厭氧反應(yīng)器初次啟動時還有接種物沼液，戶用沼氣池按每立方米池容加入沼液0. 1 0. 15立方米；厭氧反應(yīng)器加入1/3池容的沼液作為接種物。所述玉米芯菌渣是以玉米芯為原料栽培食用菌后廢棄的菌渣，含水率40-50wt%。所述玉米芯菌渣使用前先用IOwt %的氨水浸泡，浸泡后用水清洗菌渣至pH值為 7. 5 8。所述的食用菌可為金針菇、平菇、香菇或草菇等，種類不限。所述氨水為市售的工業(yè)氨水，用時稀釋至10%濃度(質(zhì)量百分比)。上述的豬糞為干清糞得到的新鮮豬糞便，含水率75-85wt%，C/N比在13 14 1。上述的牛糞為干清糞得到的新鮮奶?；螯S牛糞便，含水率80-83wt%，C/N比在
邪I0上述的沼液取自正常發(fā)酵產(chǎn)氣的以畜禽糞便為原料的沼氣池中的上層沼液。上述沼氣菌劑可為市售沼氣微生物菌劑產(chǎn)品，例如北京合百意生態(tài)能源科技開發(fā)有限公司生產(chǎn)的“綠秸靈”牌沼氣菌劑(Ikg裝)，山東金茂生物制品有限責(zé)任公司產(chǎn)售的微生物菌劑(Ikg裝)。也可以是按現(xiàn)有技術(shù)制備的產(chǎn)品，例如200810140400. 7—種沼氣池用復(fù)合微生物菌劑及其制備方法。根據(jù)本發(fā)明，以玉米芯菌渣為原料厭氧發(fā)酵產(chǎn)沼氣的方法，各成分的比例如上述的發(fā)酵原料的配方中所述，步驟如下(1)將塊狀的玉米芯菌渣打碎成粒度均勻的顆粒，充分浸濕后用10wt%的氨水浸泡20- 小時，10 丨％氨水用量150-200kg/噸菌渣。浸泡期間每隔2- 攪拌5min。浸泡后用水清洗菌渣至pH值為7. 5 8。此步驟的目的為脫除玉米芯中的木質(zhì)素，因?yàn)槟举|(zhì)素不僅本身難以降解，同時木質(zhì)素的存在將影響纖維素的分解。排出的氨水浸泡液可用于田間施肥。(2)將步驟(1)處理后的玉米芯菌渣進(jìn)行堆慪，按一層玉米芯菌渣、一層豬糞或牛糞堆放，沼氣菌劑加水溶解后均勻的加入料堆中，料堆上覆蓋塑料布。堆慪時間為5 10 天。期間每隔1 2天進(jìn)行一次翻堆。(3)將步驟(2)處理后的發(fā)酵原料投入戶用沼氣池或厭氧反應(yīng)器中，發(fā)酵原料投量為80 130公斤/立方米池容。初次使用的戶用沼氣池按池容的10 15%加入沼液作為接種物，加水至沼氣池池容的75 80%，攪拌使之充分混合；或初次使用的厭氧反應(yīng)器內(nèi)加入1/3池容的沼液作為接種物用于啟動，并加水調(diào)節(jié)混合物總固體濃度至IOwt %。裝料后厭氧發(fā)酵3天產(chǎn)生沼氣，7 10天后正常產(chǎn)氣。上述步驟(1)浸泡容器最好為加蓋的大桶，底部帶有出水口，方便浸泡液的排出。上述步驟⑵堆慪時間根據(jù)氣溫情況確定，夏季氣溫高可選5 7天，春秋季可選 7 10天。更優(yōu)選的方案是，根據(jù)本發(fā)明的方法操作完成后，將戶用沼氣池與廁所便池或/ 和牲畜圈舍相連通，將生活糞便、畜禽糞便沖入沼氣池中，可調(diào)節(jié)發(fā)酵原料碳氮比，同時促進(jìn)原料混合，增加沼氣產(chǎn)量。農(nóng)戶可每年春、秋兩季對沼氣池進(jìn)行補(bǔ)充投料，每一年進(jìn)行一次大出料。冬季不宜大換料。本發(fā)明的方法適應(yīng)于戶用沼氣池及中小型厭氧發(fā)酵裝置，特別適于農(nóng)村按照“一池三改”標(biāo)準(zhǔn)建造的戶用沼氣池。本發(fā)明的方法中沒有特別限定的，按本領(lǐng)域常規(guī)技術(shù)選擇即可。本發(fā)明方法與現(xiàn)有技術(shù)相比優(yōu)良效果如下1、本發(fā)明方法菌渣用量大，可大批量處理菌渣，消除污染，適用范圍廣。應(yīng)用本發(fā)明方法，每口沼氣池(以10立方米池容計(jì))半年可消納800 IOOOkg 菌渣，將極大的解決食用菌種植戶大量菌渣無處存放及難以處理的問題，避免食用菌種植的污染及生態(tài)環(huán)境的惡化。本方法不僅適用于普通農(nóng)戶家的戶用沼氣池，也適用于及20 300立方米的中小型沼氣工程。2、本發(fā)明方法具有使用方法簡單、易于普及等優(yōu)勢，易被廣大農(nóng)戶采用或推廣。本發(fā)明利用菌渣發(fā)酵產(chǎn)沼氣，該方法技術(shù)簡便、易操作，無需特殊裝置及設(shè)備、操作人員無需進(jìn)行特別培訓(xùn)。而從菌渣中提取纖維素、制作有機(jī)肥等技術(shù)需要專業(yè)設(shè)備工業(yè)化生產(chǎn)，普通農(nóng)戶難以采用。本技術(shù)所用的原輔材料均為農(nóng)村常見，適合廣大農(nóng)村及農(nóng)戶， 易于大面積推廣和應(yīng)用。使用本方法對菌渣進(jìn)行預(yù)處理后，可不添加或少添加人畜糞便，特別適合無畜禽養(yǎng)殖地區(qū)應(yīng)用。3、使用本方法后菌渣的發(fā)酵效率高，產(chǎn)氣量大，應(yīng)用于戶用沼氣池可滿足農(nóng)戶生活用氣需求。應(yīng)用本發(fā)明技術(shù)后，以菌渣為原料的戶用沼氣池可以確保全年正常使用，產(chǎn)氣效率高、產(chǎn)氣量穩(wěn)定，沼氣產(chǎn)量不低于以畜禽糞便為原料的沼氣池。由于沼氣池常年可以使用，為農(nóng)戶節(jié)省了開支，方便了生活，提高了廣大農(nóng)戶建沼氣池和用沼氣的積極性，從而促進(jìn)沼氣建設(shè)的健康發(fā)展。4、本方法可變廢為寶，促進(jìn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)與新農(nóng)村建設(shè)。本發(fā)明利用菌渣厭氧發(fā)酵產(chǎn)沼氣，是對廢棄物的合理再利用，能夠變廢為寶，保護(hù)環(huán)境；同時產(chǎn)生的副產(chǎn)品沼液沼渣可作為有機(jī)肥，施用于農(nóng)田可提高作物品質(zhì)，促進(jìn)生態(tài)農(nóng)業(yè)，同時適應(yīng)我國可持續(xù)發(fā)展、循環(huán)經(jīng)濟(jì)的國策，推動循環(huán)經(jīng)濟(jì)與可持續(xù)發(fā)展。菌渣進(jìn)入沼氣池，產(chǎn)生清潔能源-沼氣，可改善村居環(huán)境，促進(jìn)新農(nóng)村建設(shè)。綜上所述，本發(fā)明提供的以玉米芯菌渣為原料厭氧發(fā)酵產(chǎn)沼氣的方法，應(yīng)用簡便、 產(chǎn)氣效率高、易于普及，利于環(huán)境保護(hù)與生態(tài)農(nóng)業(yè)，適于種植食用菌地區(qū)大面積推廣。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步說明，實(shí)施例中未詳加說明的均按本領(lǐng)域現(xiàn)有技術(shù)。實(shí)施例1 玉米芯種植金針菇的菌渣，與牛糞混合發(fā)酵菌渣原料為種植金針菇的玉米芯菌渣，主要營養(yǎng)成分為
權(quán)利要求
1.一種以玉米芯菌渣為原料厭氧發(fā)酵產(chǎn)沼氣的方法，包括將發(fā)酵原料投入戶用沼氣池或厭氧反應(yīng)器中，按現(xiàn)有技術(shù)厭氧發(fā)酵產(chǎn)沼氣，其特征在于發(fā)酵原料主要成分重量份如下玉米芯菌渣80-90份，豬糞5-20份或牛糞10-20份，沼氣菌劑0. 05-0. 1份，發(fā)酵原料投量為80 130公斤/立方米池容；戶用沼氣池或厭氧反應(yīng)器初次啟動時還有接種物沼液，戶用沼氣池按每立方米池容加入沼液0. 1 0. 15立方米；厭氧反應(yīng)器加入1/3池容的沼液作為接種物；所用沼氣菌劑為市售產(chǎn)品。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述玉米芯菌渣是以玉米芯為原料栽培食用菌后廢棄的菌渣，含水率40-50wt%。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于所述的食用菌為金針菇、平菇、香菇或草菇。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述的豬糞含水率75-85wt%，C/N比在13 14 1，所述的牛糞為水率80-83wt%，C/N比在25 1。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述沼液取自正常發(fā)酵產(chǎn)氣的以畜禽糞便為原料的沼氣池中的上層沼液。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于包括以下步驟(1)將塊狀的玉米芯菌渣打碎成粒度均勻的顆粒，充分浸濕后用IOwt%的氨水浸泡 20-24小時，IOwt %氨水用量150-200kg/噸菌渣，浸泡期間每隔2_3h攪拌5min，浸泡后用水清洗菌渣至pH值為7. 5 8 ；(2)將步驟(1)處理后的玉米芯菌渣進(jìn)行堆慪，按一層玉米芯菌渣、一層豬糞或牛糞堆放，沼氣菌劑加水溶解后均勻的加入料堆中，料堆上覆蓋塑料布；堆慪時間為5 10天，期間每隔1 2天進(jìn)行一次翻堆；(3)將步驟(2)處理后的發(fā)酵原料投入戶用沼氣池或厭氧反應(yīng)器中，原料投量為80 100公斤/立方米池容；初次使用的戶用沼氣池池容10-15%的沼液作為接種物，加水至沼氣池池容的75 80%，攪拌使之充分混合；或初次使用的厭氧反應(yīng)器內(nèi)加入1/3池容的沼液作為接種物用于啟動，并加水調(diào)節(jié)混合物總固體濃度至IOwt %。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于步驟(1)中浸泡容器為加蓋的桶，底部帶有出液口，排出的氨水浸泡液可用于田間施肥。
8.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于步驟(2)堆慪時間根據(jù)氣溫情況確定，夏季氣溫高為5 7天，春秋季為7 10天。
9.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于將戶用沼氣池與廁所便池或/和牲畜圈舍相連通，將生活糞便或/和牲畜糞肥沖入沼氣池中。
全文摘要
一種以玉米芯菌渣為原料厭氧發(fā)酵產(chǎn)沼氣的方法。利用以玉米芯為主要原料栽培食用菌后廢棄的菌渣，與豬糞或牛糞的混合，加入沼氣菌劑堆漚發(fā)酵；將發(fā)酵原料投入戶用沼氣池或厭氧反應(yīng)器中，原料投量為80～130公斤/立方米池容。本發(fā)明通過發(fā)酵原料的合理配比、預(yù)處理、池外堆漚、啟動發(fā)酵等步驟實(shí)現(xiàn)厭氧發(fā)酵產(chǎn)沼氣，有效解決菌渣隨意丟棄造成污染的問題，同時變廢為寶。采用該方法后戶用沼氣池可利用菌渣正常產(chǎn)氣，并且方法簡便，無需特殊設(shè)備，易于在食用菌養(yǎng)殖戶中推廣應(yīng)用。
文檔編號C05F17/00GK102153261SQ20101058123
公開日2011年8月17日 申請日期2010年12月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月9日
發(fā)明者劉 英, 姚利, 張昌愛, 曹德賓, 李國生, 王艷芹, 袁長波, 邊文范 申請人:山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院土壤肥料研究所