一種增加沼氣產(chǎn)量并提高甲烷含量的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于農(nóng)業(yè)生物環(huán)境與能源工程領(lǐng)域，更具體是設(shè)計一種增加沼氣產(chǎn)量并提 高甲烷含量的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 截至2009年，我國規(guī)?；B(yǎng)殖場雞糞排放量為1. 26億噸，沼氣生產(chǎn)潛力為101. 3 億立方米。雞糞中含有飼料中未被消化的35%的氮和16%的磷，如處理不當(dāng)將導(dǎo)致持久污 染。
[0003] 厭氧消化技術(shù)被長期應(yīng)用于畜禽糞便處理，在處理畜禽糞便帶來污染的同時獲得 沼氣。雞糞屬于高氮原料，在長期運行的高氮原料厭氧消化體系中氨氮濃度會逐漸升高形 成氨氮抑制作用。目前雞糞厭氧消化主要通過多原料混合厭氧消化的方式調(diào)節(jié)碳氮比例。 多原料混合厭氧消化操作和過程控制較為復(fù)雜，對于厭氧消化原料較為單一的大型養(yǎng)雞場 較難應(yīng)用。
[0004] 生物炭是生物質(zhì)在完全或部分缺氧的條件下經(jīng)熱裂解、炭化產(chǎn)生的一類高度芳香 化、難溶性的固態(tài)物質(zhì)。生物炭富含有機碳，可以增加土壤有機碳含量?，F(xiàn)有研宄表明生物 炭施入土壤后可以選擇性地吸附多種離子，對NHh NOi吸附作用較強。一部分專家認為 生物炭巨大的比表面積及對離子的吸附作用為土壤微生物提供了良好的棲息環(huán)境，可富集 微生物群落。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明公開了一種增加沼氣產(chǎn)量并提高甲烷含量的方法，目的在對新鮮雞糞中添 加一定量的生物炭和接種物制備物料，將攪拌均勻的物料與自來水按一定比例混合，制備 料液，并對料液進行厭氧消化工藝處理，由料液產(chǎn)生沼氣，經(jīng)測試，沼氣產(chǎn)量增加并提高沼 氣中甲烷含量。
[0006] 本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是對雞糞經(jīng)行預(yù)處理，主要清除雞糞中雞毛和大塊的砂 石，然后并以合適粒徑的生物炭和接種量添加到雞糞中，制成雞糞混合物；對雞糞混合物添 加清水，攪拌成料液，在35 ± I °C的條件下對料液進行厭氧消化處理，使沼氣產(chǎn)量增加及所 產(chǎn)沼氣中甲烷含量顯著提高。
[0007] 本發(fā)明公開了一種增加沼氣產(chǎn)量并提高甲烷含量的方法，是按下列步驟操作的： (1)對新鮮雞糞進行除雞毛、砂石等大的雜物的預(yù)處理并備用；（2)選取經(jīng)過550°C厭氧 條件下制備的木質(zhì)生物炭，其固定碳含量約為80%~90%，進行粉碎處理，粉碎后取粒徑 0.3~0.45mm的生物炭粒備用；（3)接種物為取自污水處理廠正常運行的厭氧池中的底 泥；(4)制備物料，取備用的新鮮雞糞、生物炭和接種物，三者各占總量物料的70%、5%和 25%，將新鮮雞糞、生物炭和接種物進行充分混合，備用；（5)制備厭氧消化料液，按自來水 與物料各占85 %和15 %的比例，進行配比料液，將制備的料液溫度保持在35 ± I °C，進行厭 氧消化工藝處理，對所產(chǎn)的沼氣經(jīng)行收集。運用本發(fā)明所提供的技術(shù)方案，增加了沼氣的產(chǎn) 量和提高了沼氣中甲烷含量。
[0008] 本發(fā)明所采取的技術(shù)方案操作簡單，污染少，增加了沼氣的產(chǎn)量和提高了沼氣中 甲燒含量。
【附圖說明】
[0009] 圖1為本發(fā)明生產(chǎn)沼氣流程示意圖
[0010] 圖2為本發(fā)明沼氣物料中各物質(zhì)的配比
[0011] 圖3為本發(fā)明沼氣料液中水和物料的配比
[0012] 圖4為本發(fā)明中生物炭的選擇要求
【具體實施方式】
[0013] 新鮮雞糞取自陜西省楊凌示范區(qū)某養(yǎng)雞場，總固體含量為25%~35%，手工剔除 雞毛和大的雜物，用自封袋封好后放置于4°C冰箱中冷藏備用。
[0014] 如圖4,生物炭取自陜西億鑫生物能源科技開發(fā)有限公司，以果園廢棄果木于 550°C厭氧條件下制備的木質(zhì)生物炭，總固體含量多95%，固定碳含量為80 %~90 %。粉碎 后取粒徑0. 3~0. 45mm的生物炭粉末備用。
[0015] 接種物取自污水處理廠正常運行的厭氧池中的底泥，并備用。
[0016] 如圖2所示，將制取的新鮮雞糞、生物炭和接種物按圖中的比例要求進行制備物 料，并對物料進行充分?jǐn)嚢?，并備用?br>[0017] 如圖3所示，將制備的物料與自來水按比例要求配制料液，攪拌均勾，備用。
[0018] 將制備的料液進行厭氧消化處理，溫度保持在35土 1°C，進行收集沼氣，收集到的 沼氣與沒有添加生物炭顆粒的對照組相比，沼氣產(chǎn)量提高了 45. 24%，且提高了沼氣中的甲 燒含量。
【主權(quán)項】
1. 一種增加沼氣產(chǎn)量并提高甲烷含量的方法，它的技術(shù)方案：首先對新鮮雞糞經(jīng)行預(yù) 處理，以接種物和合適粒徑的生物炭添加到新鮮雞糞中，制備物料，向物料中添加自來水， 制備成厭氧消化料液，在35±1°C條件下，進行厭氧消化工藝處理，產(chǎn)生沼氣。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的雞糞預(yù)處理為去除新鮮雞糞中的雞毛、砂石等大的雜物。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物炭，是經(jīng)過550°C厭氧條件下制備的木質(zhì)生物炭，其總 固體含量多95 %，固定碳含量約為80 %~90 %，并進行粉碎處理，粉碎后取粒徑0. 3~ 0. 45mm的生物炭粒。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的接種物，為取自污水處理廠正常運行的厭氧池中的底泥。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的新鮮雞糞、生物炭和接種物占總物料的比例分別為70%、5% 和 25%。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的物料與自來水各占厭氧消化料液的比例為15 %和85%。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種增加沼氣產(chǎn)量并提高甲烷含量的方法，目的是對厭氧消化料液中添加一定量的生物炭，使沼氣產(chǎn)量增加并提高沼氣中甲烷含量。操作步驟：(1)選取已除雞毛、砂石等大的雜物的新鮮雞糞；(2)選取固定碳含量約為80％～90％，取粒徑0.3～0.45mm的生物炭粒；(3)選取污水處理廠正常運行的厭氧池中的底泥作為接種物；(4)取占總質(zhì)量的70％、5％和25％的新鮮雞糞、生物炭和接種物進行充分混合，制備物料；(5)按自來水與物料各占85％和15％的比例，制備料液，在35±1℃下對料液進行厭氧消化處理，并對所產(chǎn)的沼氣進行收集。本方法增加了沼氣的產(chǎn)量，提高了沼氣中甲烷含量。
【IPC分類】C02F11/04
【公開號】CN104986933
【申請?zhí)枴緾N201510050923
【發(fā)明人】潘君廷, 邱凌, 馬俊怡, 郜天磊, 郭曉慧, 祝清震
【申請人】西北農(nóng)林科技大學(xué)
【公開日】2015年10月21日
【申請日】2015年1月27日