CN103789352A - 一种利用香蕉树和猪粪制备沼气的方法及其制备装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及沼气制备，属于发酵领域。一种利用香蕉树和猪粪制备沼气的方法，将香蕉树粉碎制备香蕉树碎片，取香蕉树碎片添加氢氧化钠溶液，密封保存；取香蕉树碎片添加盐酸溶液，密封保存；将所述的密封保存后的香蕉树混合，加入猪粪，接种污泥进行厌氧发酵。本发明利用酸碱分别对香蕉树处理，促进香蕉树中纤维素的降解，与猪粪混合后进行厌氧发酵，使得其发酵周期小幅度缩短，沼气产量大幅增加。

Description

一种利用香蕉树和猪粪制备沼气的方法及其制备装置
技术领域
本发明涉及沼气制备，属于发酵领域。
背景技术
国家“十二五”规划纲要提出，生物质能将作为新能源产业发展新一代能源的重点之一。作为战略性新兴产业重点培育之一的生物质能源产业将在“十二五”期间迎来新一轮的发展机遇、迎来巨大政策效应和经济效应。
我国南方是香蕉的主产区，每年有大量的香蕉树，一般都是抛弃在农田自然风干后进行焚烧处理，造成了大气雾霭超标的环境污染。香蕉树的主要有机成分是纤维素，如果直接用于厌氧制取沼气，则发酵周期极长，并且产气量也很少，没有经济可行性。目前纯猪粪厌氧时间较长，产气量也很少，养猪企业在猪粪的处理上较为头疼。
发明内容
本发明的目的在于提供一种利用香蕉树和猪粪制备沼气的方法及其制备装置，在解决农业废弃物的资源化应用的同时，使得工程具有本身的经济可行性。本发明用于实际工程后，不仅解决了我国南方香蕉树随意抛弃、焚烧造成环境污染的问题，同时为农业养猪业的可持续发展提供了保障。
为解决以上技术问题，本发明提供了以下技术方案：
一种利用香蕉树和猪粪制备沼气的方法，包括以下步骤:
1）香蕉树预处理：香蕉树粉碎，制备香蕉树碎片；
2）取香蕉树碎片添加氢氧化钠溶液，密封保存；
3）取香蕉树碎片添加盐酸溶液，密封保存；
4）将步骤2）和步骤3）制得的产品混合；
5）往步骤4）制得的产品中添加猪粪进行碳氮比调节；
6）厌氧发酵：往步骤5）的产品中接种污泥，调节PH后进行厌氧发酵，制得沼气。
优选的是：步骤2）中，加入的氢氧化钠溶液质量分数为3%～7%，氢氧化钠溶液加入量为30%的香蕉树碎片质量，密封保存时间为65～72小时。
优选的是：步骤3）中，加入的盐酸溶液质量分数为3%～7%，盐酸溶液加入量为30%的香蕉树碎片质量，密封保存时间为65～72小时。
优选的是：步骤2）中所取的香蕉树碎片和步骤3）中所取的香蕉树碎片成1:1质量比。
优选的是：步骤5）中，步骤4）制得的产品和猪粪按1:1质量比加入。
优选的是：步骤6）中污泥来自酒精厂污水处理厌氧工段的厌氧污泥，污泥与香蕉树碎片成9:1质量比加入。
优选的是：步骤6）中厌氧发酵是在温度为55～60℃、pH为6.7～7.5的条件下发酵9～11天。
一种利用香蕉树和猪粪制备沼气的方法的制备装置，包括发酵罐，其中还包括防浮渣堆积循环***，所述的防浮渣堆积循环体统是在发酵罐罐壁上中下部开设有第一、二、三个开口，第一开口和第三开口连接有出水管道，在出水管道中部开设第四个开口将出水管道分为上出水管道和下出水管道，第二个开口和第四个开口连接有进水管道，所述的进水管道上安装有泵。
优选的是：所述的上出水管道、下出水管道、进水管道上还安装有阀门。
本发明的有益效果：
（1）本发明利用酸碱对香蕉树处理，促进香蕉树中纤维素的降解，与猪粪混合后进行厌氧发酵，使得其发酵周期小幅度缩短，沼气产量大幅增加。
（2）本发明不需要对用酸碱液预处理过的香蕉树进行水洗，不仅减少了生产工序，降低了生产成本，而且减少了水的使用量，降低了污水处理工段的压力，有利于实现清洁生产。
（3）防浮渣堆积循环***通过泵将发酵罐中部的发酵液，通过上下出水管道循环回发酵罐内，将发酵罐内的结块浮渣冲散，防止管道堵塞，使生产得以连续稳定运行。
（4）对厌氧发酵后的出水进行渣夜分离，分离出的沼渣可作为有机肥料加以利用。
附图说明
图1为制备装置的结构图。
附图标记说明：
1、发酵罐2、进水管道3、下部出水管道4、上部出水管道5、泵6、阀门
具体实施方式
下面结合具体实施例，对本发明作进一步详细的阐述，但本发明的实施方式并不局限于实施例表示的范围。这些实施例仅用于说明本发明，而非用于限制本发明的范围。此外，在阅读本发明的内容后，本领域的技术人员可以对本发明作各种修改，这些等价变化同样落于本发明所附权利要求书所限定的范围。
实施例1
1）香蕉树预处理：取100千克香蕉树粉碎为不大于1公分长度的小段，制备香蕉树碎片；
2）取50千克香蕉树碎片添加15千克质量分数为3%的氢氧化钠溶液进行搅拌混合，置于容器中密封保存65小时；
3）取50千克香蕉树碎片添加15千克质量分数为3%的盐酸溶液进行搅拌混合，置于容器中密封保存65小时；
4）取65千克步骤2）制得的产品和65千克步骤3）制得的产品混合均匀；
5）将步骤4）制得的130千克产品中添加130千克猪粪混合进行碳氮比调节；
6）厌氧发酵：往步骤5）的产品中接入900千克污泥，所述污泥来自酒精厂污水处理厌氧工段的厌氧污泥，调节pH至6.5后，在55℃下发酵11天，完成厌氧发酵，收集制得的57m3沼气。将发酵结束后的厌氧出水过滤进行固液分离，分别收集沼渣和沼液，将沼渣作为有机肥料加以循环利用，沼液进入下一处理单元。
实施例2
1）香蕉树预处理：取100千克香蕉树粉碎为不大于1公分长度的小段，制备香蕉树碎片；
2）取50千克香蕉树碎片添加15千克质量分数为5%的氢氧化钠溶液进行搅拌混合，置于容器中密封保存70小时；
3）取50千克香蕉树碎片添加15千克质量分数为5%的盐酸溶液进行搅拌混合，置于容器中密封保存70小时；
4）取65千克步骤2）制得的产品和65千克步骤3）制得的产品混合均匀；
5）将步骤4）制得的130千克产品中添加130千克猪粪混合进行碳氮比调节；
6）厌氧发酵：往步骤5）的产品中接入900千克污泥，所述污泥来自酒精厂污水处理厌氧工段的厌氧污泥，调节pH至7.0后，在58℃下发酵10天，完成厌氧发酵，收集制得的62m3沼气。将发酵结束后的厌氧出水过滤进行固液分离，分别收集沼渣和沼液，将沼渣作为有机肥料加以循环利用，沼液进入下一处理单元。
实施例3
1）香蕉树预处理：取100千克香蕉树粉碎为不大于1公分长度的小段，制备香蕉树碎片；
2）取50千克香蕉树碎片添加15千克质量分数为7%的氢氧化钠溶液进行搅拌混合，置于容器中密封保存72小时；
3）取50千克香蕉树碎片添加15千克质量分数为7%的盐酸溶液进行搅拌混合，置于容器中密封保存72小时；
4）取65千克步骤2）制得的产品和65千克步骤3）制得的产品混合均匀；
5）将步骤4）制得的130千克产品中添加130千克猪粪混合进行碳氮比调节；
6）厌氧发酵：往步骤5）的产品中接入900千克污泥，所述污泥来自酒精厂污水处理厌氧工段的厌氧污泥，调节pH至7.5后，在60℃下发酵9天，完成厌氧发酵，收集制得的60m3沼气。将发酵结束后的厌氧出水过滤进行固液分离，分别收集沼渣和沼液，将沼渣作为有机肥料加以循环利用，沼液进入下一处理单元。
以上三个实施例所需的发酵装置，是在现有的发酵罐的基础上增加防浮渣堆积循环***，所述的防浮渣堆积循环体统是在发酵罐罐壁上中下部开设有第一、二、三个开口，第一开口和第三开口连接有出水管道，在出水管道中部开设第四个开口将出水管道分为上出水管道和下出水管道，第二个开口和第四个开口连接有进水管道，所述的进水管道上安装有泵和阀门，所述的上出水管道、下出水管道也安装有阀门。
对比例1：取100千克香蕉树粉碎为不大于1公分长度的小段，制备香蕉树碎片，加入15千克水和900千克污泥，所述污泥来自酒精厂污水处理厌氧工段的厌氧污泥，调节pH至7.0后，在58℃下发酵11天，完成厌氧发酵，收集制得的20m3沼气。
对比例2：取100千克猪粪，加入15千克水和900千克污泥，所述污泥来自酒精厂污水处理厌氧工段的厌氧污泥，调节pH至7.0后，在58℃下发酵11天，完成厌氧发酵，收集制得的6m3沼气。
通过实施例2及对比例1、对比例2的结果对比，香蕉树与猪粪混合后进行厌氧发酵，比单独使用香蕉树或猪粪发酵制备沼气，其发酵周期缩短，沼气产量也大幅增加。

Claims (9)

1.一种利用香蕉树和猪粪制备沼气的方法，包括以下步骤:
1）香蕉树预处理：香蕉树粉碎，制备香蕉树碎片；
2）取香蕉树碎片添加氢氧化钠溶液，密封保存；
3）取香蕉树碎片添加盐酸溶液，密封保存；
4）将步骤2）和步骤3）制得的产品混合；
5）往步骤4）制得的产品中添加猪粪进行碳氮比调节；
6）厌氧发酵：往步骤5）的产品中接种污泥，调节PH后进行厌氧发酵，制得沼气。
2.根据权利要求1所述的利用香蕉树和猪粪制备沼气的方法，其特征在于：步骤2）中，加入的氢氧化钠溶液质量分数为3%～7%，氢氧化钠溶液加入量为30%的香蕉树碎片质量，密封保存时间为65～72小时。
3.根据权利要求1所述的利用香蕉树和猪粪制备沼气的方法，其特征在于：步骤3）中，加入的盐酸溶液质量分数为3%～7%，盐酸溶液加入量为30%的香蕉树碎片质量，密封保存时间为65～72小时。
4.根据权利要求1所述的利用香蕉树和猪粪制备沼气的方法，其特征在于：步骤2）中所取的香蕉树碎片和步骤3）中所取的香蕉树碎片成1:1质量比。
5.根据权利要求1所述的利用香蕉树和猪粪制备沼气的方法，其特征在于：步骤5）中，步骤4）制得的产品和猪粪按1:1质量比加入。
6.根据权利要求1所述的利用香蕉树和猪粪制备沼气的方法，其特征在于：步骤6）中污泥来自酒精厂污水处理厌氧工段的厌氧污泥，污泥与香蕉树碎片成9:1质量比加入。
7.根据权利要求1所述的利用香蕉树和猪粪制备沼气的方法，其特征在于：步骤6）中厌氧发酵是在温度为55～60℃、pH为6.7～7.5的条件下发酵9～11天。
8.根据权利要求1所述的利用香蕉树和猪粪制备沼气的方法使用的制备装置，包括发酵罐，其特征在于：其装置还包括防浮渣堆积循环***，所述的防浮渣堆积循环体统是在发酵罐罐壁上中下部开设有第一、二、三个开口，第一开口和第三开口连接有出水管道，在出水管道中部开设第四个开口将出水管道分为上出水管道和下出水管道，第二开口和第四个开口连接有进水管道，所述的进水管道上安装有泵。
9.根据权利要求8所述的制备装置，其特征在于：所述的上出水管道、下出水管道、进水管道上还安装有阀门。
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