專利名稱：農(nóng)作物秸稈厭氧發(fā)酵處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于厭養(yǎng)發(fā)酵技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種將農(nóng)作物秸稈、禽畜糞便等有機(jī) 物進(jìn)行資源化處理的新方法——厭氧發(fā)酵處理方法。
背景技術(shù)：
農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中產(chǎn)生大量的副產(chǎn)品農(nóng)作物秸稈，主要由纖維素、半纖維素和木 質(zhì)素三大部有機(jī)物成分組成，含有豐富生物質(zhì)能的有機(jī)物。但是由于各方面的 因素，利用率不高，其中只是有一小部分作為燃料消耗掉，二大部分未加處理 直接丟棄，這樣一方面造成資源的嚴(yán)重浪費(fèi)，另一方面，過(guò)剩的秸稈成為一個(gè) 越來(lái)越突出的環(huán)境污染現(xiàn)象，而且露天堆放形成安全隱患，由此引發(fā)的火災(zāi)時(shí) 有發(fā)生。因此，在當(dāng)今能源需求量急劇上升,供應(yīng)越來(lái)越顯不足的大背景下，如 何充分開(kāi)發(fā)利用如此數(shù)量巨大農(nóng)作物秸稈，已經(jīng)得到世界各國(guó)的重視，開(kāi)展了 廣泛的研究，并已取得了許多成果。安全高效地對(duì)農(nóng)作物秸稈、禽畜糞便等有機(jī)物進(jìn)行資源化、無(wú)害化處理， 既可從源頭上減少火災(zāi)的危害，改善農(nóng)村環(huán)境衛(wèi)生，又可緩解我國(guó)資源短缺的 問(wèn)題。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種將農(nóng)作物秸稈、禽畜糞便等有機(jī)物采用厭養(yǎng)發(fā)酵 技術(shù)進(jìn)行資源化處理的更先進(jìn)有效的方法。本發(fā)明農(nóng)作物秸稈厭氧消化處理方法，包括下列工藝步驟(1) 將收集的農(nóng)作物秸稈切碎成不大于5cm的小段。。(2) 送入預(yù)處理系統(tǒng)中，加入農(nóng)作物秸稈碎段重量2.5 3倍的水，攪拌 下制成漿料。在攪拌罐中還加入禽畜糞便，與農(nóng)作物秸稈一起制成漿料。禽畜 糞便的加入量可以是任意比例。(3) 將漿料加熱到37士2X:，調(diào)節(jié)ph值至6.8~7.4,用水調(diào)整漿料中的含 固量至9.6-10.4%;(4) 將漿料送入?yún)捬醢l(fā)酵罐進(jìn)行厭氧發(fā)酵，發(fā)酵條件為溫度37士2"C，時(shí)間16-24天；(5)將發(fā)酵液進(jìn)行固液分離，得到的固形物料經(jīng)堆肥，制成有機(jī)肥。 分離出的固形物料與結(jié)構(gòu)性材料按10: 1~8:1的體積比混合后進(jìn)行堆肥 堆肥條件為物料含水率為60~70%，溫度60 65"C，供氣量38~40m3/t'h，供 氣壓力15 25KPa，發(fā)酵時(shí)間8 14天，然后用滾筒篩分離出其中的結(jié)構(gòu)性材料。 其中結(jié)構(gòu)性材料為不參與發(fā)酵的物料，其作用主要是疏松發(fā)酵物料，如木塊、 竹筷等。發(fā)酵液分離出的液體送到步驟(2)中循環(huán)使用，多余的廢水，即沼液可 用于農(nóng)業(yè)和園藝灌溉。發(fā)酵產(chǎn)生的沼氣經(jīng)脫硫處理后作為能源使用。本發(fā)明農(nóng)作物秸稈在處理過(guò)程中無(wú)毒，無(wú)異味，實(shí)現(xiàn)了農(nóng)作物秸稈的無(wú)害 化、資源化處理，處理過(guò)程無(wú)污染，且防止細(xì)菌病毒傳播，是一種經(jīng)濟(jì)性好、 能實(shí)現(xiàn)良性生態(tài)循環(huán)的綠色環(huán)保的有機(jī)垃圾處理方法。


圖1為本發(fā)明農(nóng)作物秸稈厭氧消化處理的工藝流程圖具體實(shí)施方式
本發(fā)明農(nóng)作物秸稈厭氧消化處理方法，包括下列工藝步驟(1) 將收集的農(nóng)作物秸稈切碎成不大于5cm的小段。(2) 送入預(yù)處理系統(tǒng)中，還加可入禽畜糞便，與農(nóng)作物秸稈一起制成漿 料，加入水為農(nóng)作物秸稈碎段和禽畜糞便混和物總重量的2.5~3倍，水禽畜糞 便的加入量可以是任意比例。(3) 將槳料加熱到37土2。C，調(diào)節(jié)ph值至6.8 7.4，用水調(diào)整漿料中的含 固量至9.6~10.4%。農(nóng)作物秸桿的除砂、攪拌、槳料的制備及調(diào)配采用厭氧消化預(yù)處理一體裝 置，它可將厭氧消化前所需進(jìn)行的全部預(yù)處理過(guò)程在一個(gè)一體化裝置中完成。 該裝置包括有機(jī)廢棄物預(yù)處理箱和自動(dòng)監(jiān)測(cè)控制箱兩部分，其中預(yù)處理箱內(nèi)安裝有攪拌裝置、渣漿機(jī)、除砂裝置、加熱裝置及溫度傳感器與PH探測(cè)傳感器;控制箱內(nèi)安裝有攪拌裝置驅(qū)動(dòng)調(diào)速電機(jī)、渣漿機(jī)、沼氣鍋爐、PLC控制箱及控 制計(jì)算機(jī)；溫度探測(cè)傳感器、PH值探測(cè)傳感器對(duì)待發(fā)酵的混和物進(jìn)行在線檢 測(cè)，并將數(shù)據(jù)送至中央計(jì)算機(jī)，經(jīng)過(guò)專用軟件對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、運(yùn)算與優(yōu) 化后，經(jīng)PLC控制相關(guān)設(shè)備啟動(dòng)、停止，從而達(dá)到調(diào)整、穩(wěn)定這些參數(shù)的目的。農(nóng)作物秸桿碎段由物料輸入機(jī)送入預(yù)處理箱，由攪拌器攪拌使其充分均勻，并由加熱裝置對(duì)物料進(jìn)行均勻加熱；渣漿機(jī)與預(yù)處理箱相通，可循環(huán)往復(fù) 將混和料磨細(xì)，便于降解；脫砂裝置將砂礫等固體雜質(zhì)分離輸出；控制箱內(nèi)的 調(diào)速電機(jī)保證攪拌器按需要進(jìn)行攪拌，沼氣鍋爐則利用發(fā)酵產(chǎn)生的沼氣加熱循 環(huán)水，再通過(guò)熱交換器對(duì)物料進(jìn)行加熱，保證預(yù)處理箱體里混和物對(duì)溫度的要 求。(4)將上述處理的漿料送入?yún)捬醢l(fā)酵罐進(jìn)行厭氧發(fā)酵，發(fā)酵條件為溫 度37士2。C，時(shí)間16-24天；厭氧發(fā)酵罐采用彈性軟頂厭氧發(fā)酵罐，軟頂采用高質(zhì)量的EPDM橡膠制 成；發(fā)酵罐體的壁設(shè)計(jì)成復(fù)合保溫層，即由外項(xiàng)向內(nèi)依次包括隔離層、保溫層、 混凝土結(jié)構(gòu)層；罐底由外向內(nèi)依次為土壤層、保溫層；罐體內(nèi)壁及罐底均設(shè)置 有供熱管組。為了使發(fā)酵罐內(nèi)發(fā)酵混和物的溫度可控，在罐體內(nèi)安裝有溫度探 測(cè)傳感器，隨時(shí)反饋發(fā)酵罐內(nèi)發(fā)酵混和物的溫度，并根據(jù)工藝要求，由發(fā)酵罐 外部的控制系統(tǒng)控制供熱管組的供熱與否，以及時(shí)調(diào)節(jié)酵罐內(nèi)的溫度。在罐的中間裝有一個(gè)搖臂式攪拌裝置，對(duì)槳料攪拌均勻，使厭氧發(fā)酵罐中 垃圾物料連續(xù)不斷地進(jìn)行完全充分的混合，它可有效避免垃圾混和液在反應(yīng)罐 中形成沉積物板結(jié)，以保證發(fā)酵過(guò)程充分有效。彈性軟頂厭氧發(fā)酵罐上部一側(cè)安裝了沼氣壓力調(diào)節(jié)裝置，該裝置是一個(gè)試 管式壓力平衡容器，壓力平衡容器內(nèi)有重力平衡體，該重力平衡體的尾端通過(guò) 拉繩連接到有發(fā)酵罐的軟頂上。在壓力平衡容器的側(cè)下部設(shè)有支管，該通管的 端部分叉成兩個(gè)連通的二級(jí)支管。使用時(shí)，將其中一個(gè)二級(jí)支管安裝到發(fā)酵罐 的沼氣輸出管道上，另一個(gè)二級(jí)支管安裝到沼氣收集裝置的沼氣輸入口；將重 力平衡體尾端的拉繩連接到發(fā)酵罐的彈性軟頂，并向壓力平衡容器內(nèi)注入適量 的液體介質(zhì)(如水)，發(fā)酵罐中產(chǎn)生的沼氣量的變化，通過(guò)拉繩使重力平衡體 在壓力平衡容器內(nèi)上下移動(dòng)，引起壓力平衡容器內(nèi)介質(zhì)液位的變化，從而控制 發(fā)酵罐的沼氣輸出管道和沼氣收集裝置的沼氣輸入管道開(kāi)通或隔斷，最終實(shí)現(xiàn) 了發(fā)酵罐內(nèi)產(chǎn)生的沼氣自動(dòng)控制輸出。輸入?yún)捬醢l(fā)酵罐里的有機(jī)物漿料經(jīng)發(fā)酵，漿料中80%有機(jī)物分解成沼氣， 收集后經(jīng)脫硫處理作為能源使用。其他20%的有機(jī)物混合在混合液中，這些混 合液從發(fā)酵罐中經(jīng)管道送出，向其中加入絮凝劑聚丙烯酰胺，絮凝劑加入量為 3.5~4.0kg/噸。然后由泵輸送進(jìn)入固液分離裝置進(jìn)行高速離心分離，重相的固形物料中含有利于農(nóng)作物生長(zhǎng)的元素如氮(N)、磷(P)、鉀(K)等，可送入 下一個(gè)工序進(jìn)行控氧堆肥，生產(chǎn)有機(jī)肥。輕相的液體則輸送到步驟(2)進(jìn)行 循環(huán)利用，最后多余的廢水即沼液可用于農(nóng)業(yè)和園藝灌溉。(5)將步驟(4)分離出的固形物料與木塊、竹筷等按10:1的體積體比 混合后，堆放進(jìn)堆肥倉(cāng)中進(jìn)行進(jìn)堆肥發(fā)酵處理。使用自動(dòng)檢測(cè)控制裝置按工藝 要求自動(dòng)控制調(diào)整堆肥過(guò)程中氧氣濃度以及溫濕度等參數(shù)，根據(jù)微生物需氧 量，有目的的自動(dòng)控制通風(fēng)，可顯著改善提高堆肥質(zhì)量，并從根本上最大程度 減少臭氣的產(chǎn)生。堆肥條件為物料含水率為60~70%，溫度60 65。C，供氣 量38 40mVt七，供氣壓力15 25KPa，發(fā)酵時(shí)間8~14天，然后用滾筒篩分離 出其中的結(jié)構(gòu)性材料，此時(shí)得到含水率為約40%的物料，再進(jìn)行二次堆肥，把 物料堆至2.5米左右高，自然發(fā)酵時(shí)間16~24天，進(jìn)料容重約0.5t/m3，最后 得到含水率為25%的微量元素豐富的有機(jī)肥。
權(quán)利要求
1、一種農(nóng)作物秸稈厭氧消化處理方法，包括下列工藝步驟(1)將收集的農(nóng)作物秸稈切碎成不大于5cm的小段；(2)送入預(yù)處預(yù)處理系統(tǒng)中，并加入農(nóng)作物秸稈重量2.5～3倍的水，攪拌制成漿料；(3)將漿料加熱到37±2℃，調(diào)節(jié)PH值至6.5～7.5，用水調(diào)整漿料中的含固量至9.6～10.4％；(4)將漿料送入?yún)捬醢l(fā)酵罐進(jìn)行厭氧發(fā)酵，發(fā)酵條件為溫度37±2℃，時(shí)間16～24天；(5)將發(fā)酵液進(jìn)行固液分離，得到的固形物料經(jīng)堆肥，制成有機(jī)肥。
2、 如權(quán)利要求1所述農(nóng)作物秸稈厭氧消化處理方法，其特征在于步驟(2)中可加入任意量的禽畜糞便。
3、 如權(quán)利要求1或2所述農(nóng)作物秸稈厭氧消化處理方法，其特征在于步驟(5)所述的堆肥，是將發(fā)酵液分離出的固形物料與疏松發(fā)酵物料的結(jié)構(gòu) 性材料按10:1~8:1的體積比混合后進(jìn)行堆肥堆肥條件為物料含水率為 60 70%，溫度60 65。C，供氣量38~40m3 / t'h，供氣壓力15 25KPa,發(fā)酵時(shí) 間8 14天；然后用滾筒篩分離出其中的結(jié)構(gòu)性材料，得到微量元素豐富的有 機(jī)肥。
4、 如權(quán)利要求3所述農(nóng)作物秸稈厭氧消化處理方法，其特征在于步驟(5)中發(fā)酵液的固液分離是先在厭氧發(fā)酵的發(fā)酵液中加入絮凝劑吸附其中 的附懸浮物，然后送入固液分離裝置進(jìn)行分離；采用的絮凝劑為聚丙烯酰胺， 其加入量為3.5 4.0kg/噸。
5、 如權(quán)利要求1所述農(nóng)作物秸稈厭氧消化處理方法，其特征在于步驟 (5)中固液分離得到的液體可送到步驟(2)中循環(huán)使用，或用于農(nóng)業(yè)和園藝灌溉。
6、 如權(quán)利要求1所述農(nóng)作物秸稈厭氧消化處理方法，其特征在于發(fā)酵 產(chǎn)生的沼氣經(jīng)脫硫處理后作為能源使用。
全文摘要
本發(fā)明提供一種將農(nóng)作物秸稈、禽畜糞便等有機(jī)物采用厭養(yǎng)發(fā)酵技術(shù)進(jìn)行資源化處理的方法，是將收集的農(nóng)作物秸稈切碎成不大于5cm長(zhǎng)的小段，并和禽畜糞便有機(jī)物一起等送入預(yù)處理系統(tǒng)，加水混和制成漿料；在漿料加熱到37±2℃，調(diào)節(jié)ph值至6.5～7.5，用水調(diào)整漿料中的含固量至9.6～10.4％，然后將漿料送入?yún)捬醢l(fā)酵罐進(jìn)行發(fā)酵，最后將發(fā)酵液進(jìn)行固液分離，得到的固形物料經(jīng)堆肥，制成有機(jī)肥。發(fā)酵液分離出的液體即沼液可用于農(nóng)業(yè)和園藝灌溉，產(chǎn)生的沼氣經(jīng)脫硫處理后作為能源使用。本發(fā)明的處理過(guò)程無(wú)毒，無(wú)異味，實(shí)現(xiàn)了農(nóng)作物秸稈的無(wú)害化、資源化處理，且處理過(guò)程無(wú)污染，防止細(xì)菌病毒傳播，是一種經(jīng)濟(jì)性好、能實(shí)現(xiàn)良性生態(tài)循環(huán)的綠色環(huán)保的有機(jī)垃圾處理方法。
文檔編號(hào)C05F17/00GK101225003SQ20081001743
公開(kāi)日2008年7月23日 申請(qǐng)日期2008年1月16日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月16日
發(fā)明者林 寶 申請(qǐng)人:林 寶