用木薯渣制备甲烷和生物肥料的方法

摘要

一种用木薯渣制备甲烷和生物肥料的方法，直接利用本地淀粉厂的附产物木薯渣配制成浆液，将所得浆液泵入厌氧反应器并加入厌氧菌，控制反应pH值、反应温度、搅拌速度和厌氧发酵时间；至甲烷纯度为55～65％得粗产甲烷，可直接用于锅炉车间作为燃料，也可经提纯压缩达到97％以上直接用以代替汽油作机动车燃料；剩渣压榨成生物肥料。本发明利用废料木薯渣为原料，经过生物降解生产甲烷，充分利用了资源，减轻了环保压力，改善了环境；而且在只增加厌氧反应器和少量配套设备后就可实现所述工艺，明显提高了淀粉厂的经济和社会效益。

权利要求

1.一种用木薯渣制备甲烷和生物肥料的方法，工艺步骤是：⑴原料准备：直接利用淀粉厂的附产物木薯渣为原料，配制浆液；

⑵将步骤⑴所得浆液泵入厌氧反应器，采用下进料、上出料、中间循环方式进行厌氧反应，得粗产甲烷；

⑶步骤⑵所得粗产甲烷收集入储气柜，可直接用于本厂的锅炉车间燃烧供汽；也可以经燃气厂提纯压缩达到97％以上，直接用以代替汽油作机动车燃料；剩渣压榨成生物肥料；

其特征是：

步骤⑴的浆液的总固含量TS为4％-6％；

步骤⑵的厌氧反应器采用连续进料连续出料；

步骤⑵中4～10天向厌氧反应器加入一次厌氧菌菌种；

3

步骤⑵的厌氧反应器中，进料流量控制在50～80米 /小时，控制反应pH值5.0～

6.8，反应温度35-38℃，搅拌速度30～50转/分，厌氧发酵时间10～15天；

木薯渣和渣水经过厌氧反应器的生物降解后，COD由原来的10000mg/L降到500mg/L以3

下，每吨木薯渣可产纯度55-65％甲烷气60－80M。

说明书

用木薯渣制备甲烷和生物肥料的方法

技术领域

[0001] 本发明属用木薯渣制备甲烷和生物肥料的方法。

背景技术

[0002] 我国的广西壮族自治区地处亚热带地区，木薯资源非常丰富。但由于各种条件的限制，目前对大多数木薯产品主要仅用于提取淀粉，制作原淀粉或深加工，生产出的大量副产品木薯渣因缺少有效的处理方法而大部分随废水排放或随垃圾处理。由于排出的木薯渣量约占鲜木薯总重量的10～16％，而且渣中含有大量蛋白质、残余淀粉、氨基酸、纤维素等物质，极易被微生物所利用，故木薯渣很快就腐败变质产生恶臭，酸酵味，严重污染环境，淀粉厂方圆数公里之内常充满酸臭味，在木薯收购季节很难呼吸到新鲜空气。如果处理不当，不仅渣水泄漏到鱼塘会致死鱼苗或水生植物，而且造成资源的极大浪费。

发明内容

[0003] 本发明要解决的技术问题是提供一种以木薯渣为原料、经过厌氧微生物的降解，制备出甲烷和生物肥料的方法。

[0004] 本发明以如下技术方案解决上述技术问题：

[0005] 本发明用木薯渣制备甲烷和生物肥料的方法工艺步骤为：

[0006] 1.原料准备：直接利用本地淀粉厂的附产物木薯渣作原料，配制成总固含量TS为4％-10％的浆液；

[0007] 2.将步骤1所得浆液泵入厌氧反应器：采用下进料、上出料、中间循环方式，连续进料连续出料；向厌氧反应器加入厌氧菌进行反应；至甲烷纯度为55～65％得粗产甲烷，输出到储气柜，剩渣压榨成生物肥料；

[0008] 3.步骤2所得粗产甲烷收集入湿式储气柜，可直接用于本厂的锅炉车间燃烧供汽，降低锅炉车间的燃料消耗；所得粗产甲烷也可以送到燃气厂经提纯压缩达到纯度97％以上，直接用以代替汽油作机动车燃料。

[0009] TS为6％时，可以实现最佳综合的效益。

[0010] 厌氧菌用市售菌种产甲烷菌Methanogenus，经培育繁殖后投入厌氧反应器，4天-10天加一次菌种。

[0011] 厌氧反应器中，进料流量控制在50～80米3/小时，控制反应pH值5.0～6.8，反应温度25～45℃，搅拌速度30～50转/分，厌氧发酵时间10～15天。

[0012] 本发明用木薯渣制备甲烷和生物肥料的方法，利用淀粉厂的废物木薯渣为原料，经过生物降解生产甲烷，充分利用了资源，减轻了淀粉厂废渣、废水的环保压力，改善了空气污染和生活环境；薯渣和渣水经过厌氧反应器的生物降解后，COD由原来的10000mg/L左右下降到500mg/L以下，顺利实现后段的达标排放；而且在只增加厌氧反应器和少量配套设备后就可以实现整个生产环保的循环，明显提高了淀粉厂的经济效益和社会效益。

附图说明

[0013] 图1是厌氧反应器进料时的微生物活动情况照片。

[0014] 图2是厌氧反应器出料时的微生物活动情况照片。

具体实施方式

[0015] 本发明是利用木薯渣为原料，使薯渣中残余的淀粉、蛋白质和纤维素等经过发酵，转化成产酸产醇产甲烷菌的营养成分。在厌氧反应器中，在合适的pH值、温度、及适当搅拌下，经过厌氧微生物的降解，最终产物为甲烷和生物肥料。

[0016] 木薯渣进入厌氧反应器时，细菌总数多种类也多，细菌活动能力强；从厌氧反应器排出时，细菌总数少种类也少，细菌活动能力稍弱。

[0017] 用木薯渣制备甲烷和生物肥料的方法的工艺步骤为；

[0018] 1.原料准备：就地取材，直接利用淀粉厂的附产物木薯渣为原料，将渣水配制成总固含量TS为4％-10％的浆液，(渣∶水＝4～10∶96～90)。当TS为6％时，可以实3
现综合的最佳的经济效益，每吨木薯渣可以产纯度55-65％甲烷气60-80M。

[0019] 2.将步骤1所得浆液泵入厌氧反应器：采用下进料、上出料、中间循环方式，通过3
电磁流量计计量，根据物料平衡，连续进料连续出料；进料流量控制在50～80米 /小时；
向厌氧反应器加入厌氧菌。厌氧反应器中，控制反应pH值5.0～6.8，反应温度25～45℃，搅拌速度30～50转/分，厌氧发酵时间10～15天；微生物细胞裂变、降解产生甲烷；至甲烷纯度为55～65％得粗产甲烷，输出到储气柜；剩渣压榨成生物肥料；

[0020] 3.步骤2所得粗产甲烷收集入湿式储气柜，可直接用于本厂的锅炉车间燃烧供汽，降低锅炉车间的燃料消耗；所得粗产甲烷也可以送到燃气厂经提纯压缩达到纯度97％以上，直接用以代替汽油作机动车燃料。

[0021] 以下为本申请人用木薯渣制备甲烷和生物肥料时所用的一种厌氧反应器及采用的工艺参数：

[0022] 厌氧菌用市售菌种产甲烷菌Methanogenus，经培育繁殖后投入厌氧反应器，4天-10天加一次菌种，每一次加0.5-1.5吨菌种液。

[0023] 厌氧反应器：容积1万立方米，产气600-700立方米/小时。进料流量为50-80立方米/小时，反应温度25～45℃，pH值5.0～6.8。进料的总固含量TS为6％-10％，厌氧发酵时间为10～15天。每天进出料液(进料是木薯渣水及部分回流污泥，出料是经过厌氧反应污泥)约1400立方米，压榨生产的生物肥料约20～40吨，生物肥料水份74-80％，可以直接用于花卉或农作物的施用。

[0024] 在厌氧反应器中，搅拌叶直径约3米，搅拌速度30～50转/分，保证了物料均匀，反应能充分进行。

[0025] 实施例1

[0026] 以原料渣中含淀粉量5％的木薯渣为原料，进料温度30-33℃，反应器内温度35-38℃，pH值5.0-6.2，TS＝4％；进料量68立方米/小时。

[0027] 跟踪一天之内的产气量：

[0028]

[0029] 实施例2

[0030] 以原料渣中含淀粉量9％的木薯渣为原料，进料温度30-33℃，反应器内温度35-38℃，pH值6.0-6.5，TS＝6％；进料量66立方米/小时。

[0031] 跟踪一天之内的产气量：

[0032]

[0033] 实施例3

[0034] 以原料渣中含淀粉量7％的木薯渣为原料，进料温度30-33℃，反应器内温度35-38℃，pH值6.0-6.8，TS＝8％；进料量55立方米/小时。跟踪一天之内的产气量：

[0035]