本發(fā)明屬于生物質(zhì)能技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種秸稈沼氣半連續(xù)/連續(xù)發(fā)酵沼液回用預(yù)處理方法。

背景技術(shù)：

由于石化能源日漸枯竭和環(huán)境問題日益突出，開發(fā)可再生新能源已成為人類解決能源危機(jī)、環(huán)境危機(jī)的必要手段，也是本世紀(jì)以來亟需解決的問題。在眾多新能源中，厭氧消化產(chǎn)沼氣具有能量投入少、環(huán)境友好及可再生等優(yōu)勢(shì)，成為人們研究的重點(diǎn)和熱點(diǎn)。在厭氧消化的眾多原料中，農(nóng)業(yè)廢棄物用于厭氧消化具有很大的優(yōu)勢(shì)，如價(jià)格低廉、產(chǎn)量巨大和來源廣泛等，是生物質(zhì)能源轉(zhuǎn)化的極佳原料。但是，在以農(nóng)業(yè)固體廢棄物為原料的厭氧消化過程中，經(jīng)常遇見生物質(zhì)物料由于其吸水特性，生產(chǎn)過程中可能需要加水進(jìn)行稀釋，且用水量較大，發(fā)酵液中底物濃度較低（5~8%）導(dǎo)致產(chǎn)氣量低、廢水量大無處排放，同時(shí)沼液進(jìn)入污水處理廠處理也會(huì)增加運(yùn)行成本，成為農(nóng)業(yè)水環(huán)境治理的老大難和沼氣工程的沉重負(fù)擔(dān)。

為了降低運(yùn)行成本，減輕后端污水處理的負(fù)擔(dān)，工藝上通常選擇設(shè)計(jì)沼液作為過程水回流，稀釋原料或調(diào)整漿液的固含量，以保證后端厭氧發(fā)酵的順利運(yùn)行。但是沼液中含有的活性微生物和積累的化學(xué)物質(zhì)（如氨氮等）在回用過程中會(huì)對(duì)沼氣本身的生態(tài)平衡造成較大的負(fù)面影響，導(dǎo)致產(chǎn)氣量下降、ph值改變而出現(xiàn)堿化現(xiàn)象，從而導(dǎo)致發(fā)酵失敗。

因此，從沼氣發(fā)酵工藝應(yīng)用情況分析，需要對(duì)沼液進(jìn)一步處理以降低對(duì)發(fā)酵系統(tǒng)的影響，進(jìn)一步提高原料利用率和沼氣發(fā)酵效率，同時(shí)也解決沼液的排放問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明目的在于提供一種秸稈沼氣半連續(xù)/連續(xù)發(fā)酵沼液回用預(yù)處理方法，在秸稈沼氣裝置正常運(yùn)行的基礎(chǔ)上，采用沼液水熱處理后回用，或者沼液回用浸泡沼氣發(fā)酵原料后進(jìn)行水熱處理，作為沼氣發(fā)酵的更新物料，進(jìn)行沼氣發(fā)酵的半連續(xù)或連續(xù)補(bǔ)料發(fā)酵。發(fā)酵過程中采用進(jìn)出料等量原則，先出料，后進(jìn)料，進(jìn)行連續(xù)預(yù)處理，循環(huán)使用。

所述水熱處理過程為將沼液在高溫條件下進(jìn)行水解穩(wěn)定化處理，對(duì)沼液進(jìn)行高溫消毒和降解，提高其可消化利用率。

水熱預(yù)處理?xiàng)l件為60~170℃，處理時(shí)間為0.1~1h。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

1）將半連續(xù)或連續(xù)沼氣發(fā)酵罐放出的部分發(fā)酵液wg經(jīng)過固液分離得到沼液和沼渣；

2）沼液加入到水熱處理設(shè)備中升溫至60~170℃，保持0.1~1h后回用到沼氣原料的配料過程中，調(diào)節(jié)底物濃度至8~10%（不足部分用水補(bǔ)充）；

3）混合原料按照等量原則（與放出的部分發(fā)酵液wg等量）泵入發(fā)酵罐用于厭氧消化產(chǎn)沼氣，進(jìn)行半連續(xù)或連續(xù)發(fā)酵，循環(huán)使用。

或者如下技術(shù)方案：

1）將半連續(xù)或連續(xù)沼氣發(fā)酵罐放出的部分發(fā)酵液wg經(jīng)過固液分離得到沼液和沼渣；

2）沼液加入到沼氣原料中配料，調(diào)價(jià)底物濃度至8~10%（不足部分用水補(bǔ)充），后將混合物料升溫至60~170℃，保持0.1~1h；

3）水熱處理后混合原料按照等量原則（與放出的部分發(fā)酵液wg等量）泵入發(fā)酵罐用于厭氧消化產(chǎn)沼氣，進(jìn)行半連續(xù)或連續(xù)發(fā)酵，循環(huán)使用。

附圖說明

圖1，圖2是一種秸稈沼氣半連續(xù)/連續(xù)發(fā)酵沼液回用預(yù)處理方法不同工藝流程圖。

具體實(shí)施方式

以下以玉米秸稈為原料進(jìn)行半連續(xù)發(fā)酵沼氣過程中沼液循環(huán)回用為例對(duì)本發(fā)明方法作進(jìn)一步詳細(xì)說明，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此。

實(shí)施例一

1）將半連續(xù)沼氣發(fā)酵罐放出的部分發(fā)酵液1000g經(jīng)過固液分離得到沼液769g和沼渣231g；

2）769g沼液加入到水熱處理設(shè)備中升溫至85℃，保持0.8h后回用到沼氣原料的配料過程中，加入玉米秸稈100g和水131g至底物濃度10%；

3）混合原料泵入發(fā)酵罐用于厭氧消化產(chǎn)沼氣，進(jìn)行半連續(xù)發(fā)酵沼氣。

實(shí)施例二

1）將半連續(xù)沼氣發(fā)酵罐放出的部分發(fā)酵液1000g經(jīng)過固液分離得到沼液762g和沼渣238g；

2）762g沼液加入到100g玉米秸稈中配料，補(bǔ)充水138g至底物濃度為10%，后將混合物料加入到水熱處理設(shè)備中升溫至160℃，保持0.1h；

水熱處理后混合原料泵入發(fā)酵罐用于厭氧消化產(chǎn)沼氣，進(jìn)行半連續(xù)發(fā)酵沼氣。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種秸稈沼氣半連續(xù)/連續(xù)發(fā)酵沼液回用預(yù)處理方法，在秸稈沼氣裝置正常運(yùn)行的基礎(chǔ)上，采用沼液水熱處理后回用，或者沼液回用浸泡沼氣發(fā)酵原料后進(jìn)行水熱處理，作為沼氣發(fā)酵的更新物料，進(jìn)行沼氣發(fā)酵的半連續(xù)或連續(xù)補(bǔ)料發(fā)酵。發(fā)酵過程中采用進(jìn)出料等量原則，先出料，后進(jìn)料，進(jìn)行半連續(xù)或連續(xù)預(yù)處理，循環(huán)使用。從而達(dá)到提高原料利用率、穩(wěn)定發(fā)酵條件和避免污水排放的效果，具有廣泛應(yīng)用性。

技術(shù)研發(fā)人員：楊旭;馬曉建;李楠;李洪亮;王根燦
受保護(hù)的技術(shù)使用者：鄭州凱山生化工程有限公司
技術(shù)研發(fā)日：2017.03.24
技術(shù)公布日：2017.07.14