專利名稱：沼氣復(fù)合原料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種沼氣復(fù)合原料。
背景技術(shù)：
沼氣是一種無色、有味、有毒、有臭的混合氣體，其成分不僅隨發(fā)酵原料的種類及相對含量不同而有變化，而且因發(fā)酵條件和發(fā)酵階段各有差異。一般情況下，沼氣的主要成分是甲烷、二氧化碳以及少量的硫化氫、一氧化碳、氫、氮和氨氣等氣體。沼氣只有在滿足微生物的生長條件和沼氣池正常運(yùn)行條件下才能取得質(zhì)優(yōu)、量多的沼氣。現(xiàn)在沼氣的發(fā)酵原料主要是通過農(nóng)戶養(yǎng)殖畜禽解決，原料比較單一且不足，但養(yǎng)殖的趨勢是集中化、規(guī)模化方向發(fā)展，加之農(nóng)村外出勞力較多，農(nóng)戶養(yǎng)殖量越來越少。近年來，國家投入大量資金發(fā)展農(nóng)村戶用沼氣池，解決農(nóng)村能源問題，由于養(yǎng)殖農(nóng)戶數(shù)少、發(fā)酵原料嚴(yán)重不足，無法滿足沼氣池正常運(yùn)行的條件，許多沼氣池閑置，甚至報廢，加之原料成份單一、產(chǎn)氣量不足，影響了沼氣產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。因此，研發(fā)科學(xué)配方的沼氣復(fù)合原料是解決這一問題的關(guān)鍵。我國專利200910167968.2公開了 “一種沼氣復(fù)合原料及制備方法”，它利用畜禽糞便、農(nóng)作物廢棄秸桿經(jīng)堆慪、干燥、粉碎處理，加入生物菌、添加劑，攪拌混合成為產(chǎn)品，原料按以下重量份混合:畜禽糞便70 - 80%,農(nóng)作物秸桿15 - 25%，生物菌3 — 6%，添加劑
0.001 — 1%。所用的生物菌為沼氣專用生物菌，所用的添加劑為尿素或活性碳粉末。解決秸桿作為戶用沼氣池發(fā)酵原料的技術(shù)難題，但產(chǎn)生效果也不太理想，難以滿足大面積的推廣應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，而提供一種產(chǎn)氣持續(xù)時間長、產(chǎn)氣量高產(chǎn)氣速度快、有利于促進(jìn)纖 維素、半纖維素分解提高原料利用率的沼氣復(fù)合原料。其組份按質(zhì)量為:
畜禽糞便70 - 80kg,菌渣10 - 15kg，生物菌10kg，沼渣5kg。所說的畜禽糞便為干雞糞30kg，干豬糞10 - 40kg,干牛糞10 — 40kg。所說的沼渣為沼氣池的沉淀物經(jīng)干燥、粉碎的產(chǎn)物。從本發(fā)明的技術(shù)方案可以看出，由于菌渣就是種植過平菇、金針菇、雙孢菇等食用菌的下腳料。而秸桿細(xì)胞壁由相互緊密結(jié)合在一起的三種成分構(gòu)成其豐富的碳水化合物組成，這三種物質(zhì)即半纖維素、纖維素和木質(zhì)素。半纖維素在細(xì)胞組織中結(jié)合松散，很容易被酸和酶分解，是最容易利用的碳源，主要分布在植物細(xì)胞的初生壁，次生壁中則較少，它由一種或數(shù)種單糖聚合的短鏈多糖組成。纖維素是植物細(xì)胞次生壁的主要成分，是由幾千到一萬多個脫水呋喃葡萄糖構(gòu)成的多聚物。木質(zhì)素是天然高分子聚合物，由苯基丙烷單元通過醚鍵和碳一碳鍵交聯(lián)而成。并且木質(zhì)素與纖維素、半纖維素復(fù)合程度越高，細(xì)胞壁降解效果越差。秸桿質(zhì)地疏松，比重小，進(jìn)入沼氣池后容易漂浮形成發(fā)酵死區(qū)-浮殼層。發(fā)酵一般需經(jīng)預(yù)處理。種植食用菌的棉籽殼，秸桿中的纖維素、木質(zhì)素，在食用菌的發(fā)育過程中50%以上被分解，同時大量的食用菌菌絲也殘留在菌渣中，便于被甲烷菌利用，產(chǎn)生甲烷(沼氣)。經(jīng)科研部門測定，用棉籽殼作原料生產(chǎn)食用菌的干下腳料，其粗蛋白含量為7.8%。此夕卜，菌渣中還含有豐富的鈣、磷和維生素，對沼氣微生物的生長提供了豐富的營養(yǎng)和有利的環(huán)境。因此菌渣作為沼氣的發(fā)酵原料可直接加入沼氣池中，不必再經(jīng)過堆慪發(fā)酵處理，降低了生產(chǎn)成本，為食用菌生產(chǎn)中產(chǎn)生的菌渣利用開辟了新的途徑。沼氣發(fā)酵過程實質(zhì)上是微生物的物質(zhì)代謝和能量轉(zhuǎn)換過程。在分解代謝過程中沼氣微生物獲得能量和物質(zhì)，以滿足自身生長繁殖，同時大部分物質(zhì)轉(zhuǎn)化為甲烷和二氧化碳。這樣各種各樣的有機(jī)物質(zhì)不斷的被分解，就構(gòu)成了自然界物質(zhì)和能量循環(huán)的重要環(huán)節(jié)。所以說，發(fā)酵原料生產(chǎn)沼氣是通過一系列復(fù)雜的生物化學(xué)反應(yīng)來實現(xiàn)的。從有機(jī)物質(zhì)進(jìn)入沼氣池到產(chǎn)生沼氣，經(jīng)歷了“水解-產(chǎn)酸-產(chǎn)甲烷”三個階段。水解階段就是將固體有機(jī)物質(zhì)水解成分子量較小的可溶性單糖、氨基酸、甘油、脂肪酸。產(chǎn)酸階段就是各種可溶性物質(zhì)(單糖、氨基酸、脂肪酸)在纖維素細(xì)菌、蛋白質(zhì)細(xì)菌、脂肪細(xì)菌、果膠細(xì)菌胞內(nèi)酶作用下繼續(xù)分解，轉(zhuǎn)化成低分子物質(zhì)，如:丁酸、丙酸、乙酸以及醇、酮、醛等簡單的有機(jī)物質(zhì)。產(chǎn)甲烷階段就是由產(chǎn)甲烷菌將產(chǎn)酸階段分解出來的乙酸等簡單有機(jī)物分解成甲烷和二氧化碳，其中二氧化碳在氫氣的作用下還原成甲烷。沼渣一般含有含有機(jī)質(zhì)36% - 49.9%、腐質(zhì)酸10.1% 一 24.6%、粗蛋白5% — 9%，還含有24種氨基酸、多種微量元素、B族維生素等營養(yǎng)物質(zhì)和大量的沼氣微生物。因此沼渣是一種生產(chǎn)沼氣的高效原料。目前，由于還沒有純甲烷菌可利用，因此選擇正常產(chǎn)氣的大中型沼氣工程的沼渣，不但可為沼氣微生物提供豐富的營養(yǎng)物質(zhì)，而且由于含有大量的沼氣微生物，對于新建沼氣池不但啟動時間快，而且可提高產(chǎn)氣量30%左右。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下效果:
1、產(chǎn)氣持續(xù)時間長。通過與農(nóng)戶使用較單一原料(豬糞為主)對比:在6立方米沼氣池中，相同環(huán)境條件下加入相同15kg原料情況下，配方原料產(chǎn)氣時間持續(xù)長達(dá)45天，比農(nóng)戶使用較單一原料多25天。2、產(chǎn)氣量高。在6立方米沼氣池中，加入相同15kg原料，在25°C相同產(chǎn)氣條件下，配方原料每天產(chǎn)氣量高達(dá)1.6立方米，農(nóng)戶使用傳統(tǒng)較單一原料(豬糞為主)每天產(chǎn)氣量僅為0.8立方米，配方原料較傳統(tǒng)單一原料(豬糞為主)每天多產(chǎn)氣0.8立方米，產(chǎn)氣量提高50%。3、產(chǎn)氣速度快。通過對比試驗示范，在25 °C相同沼氣池容積和產(chǎn)氣條件下，加入相同15kg原料，配方原料第5天檢測配方原料產(chǎn)氣率達(dá)到85%，第10天產(chǎn)氣率達(dá)100%。農(nóng)戶使用傳統(tǒng)較單一原料(豬糞為主)第5天檢測產(chǎn)氣率達(dá)65%，第10天產(chǎn)氣率達(dá)78%，第15天產(chǎn)氣率達(dá)100%。4、促進(jìn)纖維素、半纖維素分解，提高原料利用率。通過對比試驗，配方原料提高了沼氣池中難分解利用的纖維素、半纖維素，轉(zhuǎn)化為氨基酸、多糖等小分子有機(jī)物，從而有利于甲烷菌進(jìn)一步分解產(chǎn)生甲烷，增加沼氣產(chǎn)量。農(nóng)戶使用傳統(tǒng)較單一原料，沼氣池中纖維素、半纖維素分解慢，甲烷菌難以進(jìn)一步利用，造成沼氣池上部結(jié)殼(纖維素、半纖維素所致)產(chǎn)氣量明顯下降，所以 農(nóng)戶在新池使用半年后，常感覺原來一天可煮3次飯，后來只能煮2次或I次飯，甚至不產(chǎn)氣。5、沼氣中甲烷含量明顯提高。通過甲烷檢測儀檢測，6立方米沼氣池，在相同環(huán)境條件下加入15kg相同原料后，第10天時檢測，加入配方原料沼氣池甲烷含量平均達(dá)78.8%，而加入傳統(tǒng)單一原料(豬糞為主)沼氣池甲烷含量平均達(dá)65.7%。配方原料甲烷含量提高13.1個百分點(diǎn)，從而提高了沼氣的燃燒值。6、便于工廠化生產(chǎn)、運(yùn)輸，農(nóng)戶方便使用。7、生產(chǎn)原料易得。雞糞、豬糞、牛糞、菌渣(或紅薯渣)、活性污泥等原料可就近收集、生產(chǎn)。8、有效的解決農(nóng)村污染。大中型養(yǎng)殖場由于糞便產(chǎn)生量大，周邊無法利用常造成環(huán)境污染。9、廢物綜合利用。配方原料不僅充分利用了農(nóng)業(yè)廢棄物，變廢為寶，而且為缺原料沼氣農(nóng)戶提供了原料，提高了沼氣池利用率，經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益顯著。
具體實施例方式實施例1:一種沼氣復(fù)合原料。其組份按質(zhì)量為:
干雞糞30kg,干豬糞40kg,菌洛15kg生物菌IOkg,沼洛5kg。實施例2:—種沼氣復(fù)合原料。其組份按質(zhì)量為:
干雞糞30kg,干牛糞40kg,菌洛IOkg生物菌IOkg,沼洛5kg。實施例3:—種沼氣復(fù)合原料。其組份按質(zhì)量為:
干雞糞30kg,干豬糞30kg,干牛糞IOkg,菌洛15kg生物菌IOkg,沼洛5kg。實施例4:一種沼氣復(fù)合 原料。其組份按質(zhì)量為:
干雞糞30kg,干豬糞20kg,干牛糞20kg,菌洛15kg,生物菌IOkg,沼洛5kg。
權(quán)利要求
1.一種沼氣復(fù)合原料，其特征在于:其組份按質(zhì)量為: 畜禽糞便70 - 80kg,菌渣10 - 15kg，生物菌10kg，沼渣5kg。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種沼氣復(fù)合原料，其特征在于:所說的畜禽糞便為干雞糞30kg,干豬幾 10 — 40kg,干牛幾 10 一 40kg。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種沼氣復(fù)合原料，其特征在于:所說的沼渣為沼氣池的沉淀物經(jīng)干燥、粉碎的 產(chǎn)物。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種沼氣復(fù)合原料，其特征在于其組份按質(zhì)量為:畜禽糞便70－80kg，菌渣10－15kg，生物菌10kg，沼渣5kg。所說的畜禽糞便為干雞糞30kg，干豬糞10－40kg，干牛糞10－40kg。所說的沼渣為沼氣池的沉淀物經(jīng)干燥、粉碎的產(chǎn)物。本發(fā)明沼氣復(fù)合原料具有產(chǎn)氣持續(xù)時間長、產(chǎn)氣量高、產(chǎn)氣速度快、促進(jìn)纖維素、半纖維素分解提高原料利用率、沼氣中甲烷含量明顯提高、便于工廠化生產(chǎn)、運(yùn)輸，農(nóng)戶方便使用、生產(chǎn)原料易得、有效的解決農(nóng)村污染、廢物綜合利用等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號C12P5/02GK103103216SQ201310050639
公開日2013年5月15日 申請日期2013年2月16日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月16日
發(fā)明者滕明佳 申請人:滕明佳