專利名稱：：柑橘皮渣等農(nóng)產(chǎn)品廢棄物兩相發(fā)酵產(chǎn)生物質(zhì)能的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種對柑橘皮渣廢棄物的處理方法，是一種以有益霉菌、白腐真菌進行好氧處理、以產(chǎn)甲烷微生物厭氧處理上述原料產(chǎn)沼氣等生物質(zhì)能的方法。
背景技術(shù)：
：目前在我國對柑橘皮渣廢棄物的回收再利用有較廣泛的研究,但大多存在處理規(guī)模有限、分解轉(zhuǎn)化率較低和設(shè)備投入過大而產(chǎn)出不足等問題，造成在具體應(yīng)用中難以推廣的局面。以柑橘皮渣處理為例，柑橘果汁生產(chǎn)商對加工產(chǎn)生的鮮皮渣或經(jīng)榨取柑橘精油后的皮渣主要采取填埋的方式。隨著填埋場的使用和填埋物的增加，柑橘皮渣填埋物的滲濾液會使填埋場周圍土壤逐漸酸化，并使酸化土壤的面積不斷擴大。同時，柑橘皮渣在我國還存在另外兩種資源化利用途徑一是生產(chǎn)蛋白飼料，一是制作有機肥料。然而，由于技術(shù)的制約，以及適口性問題，現(xiàn)階段僅有添加少量柑橘渣飼養(yǎng)禽、畜的試驗報道。此外，因柑橘皮渣含水量大、堆肥成本高，且在堆肥過程中極易對周圍環(huán)境造成再次污染，故在其有機肥料的轉(zhuǎn)化利用方面也步履維艱?？梢姡瑑H有以上途徑，難以大規(guī)模、及時有效地處理日產(chǎn)生量以萬噸計的柑橘皮渣。因此，很有必要尋找新的處理方法，以解決日益加重的環(huán)境負(fù)擔(dān)。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明人根據(jù)翔實的試驗研究，提出一種能更有效處理柑橘皮渣等纖維類農(nóng)產(chǎn)品廢棄物并產(chǎn)生沼氣生物質(zhì)能的方法。本發(fā)明所采用的技術(shù)方案以柑橘皮渣為主要原料，所述方法按以下步驟進行(O白腐真菌篩選培養(yǎng)基加富培養(yǎng)基；營養(yǎng)鹽溶液10g/L硫酸銨，0.5g/L硫酸鈣、0.5g/LCa3(P04)2的混合溶液。PDA培養(yǎng)基；豆芽汁蔗糖瓊脂培養(yǎng)基。首先用豆芽汁蔗糖瓊脂培養(yǎng)基對雜菌進行初步篩選出所需白腐真菌，然后在PDA培養(yǎng)基上用稀釋平板法純化后再接種到加富營養(yǎng)基上培養(yǎng)觀察菌落形態(tài)。菌落形態(tài)菌絲密集強壯，分布均勻，開始呈乳白色，生長迅速，透明，生長后期有黃色粘液菌。菌株接到柑桔皮渣上于25。C恒溫培養(yǎng)6天，觀察生長狀態(tài)。生長狀態(tài)菌絲狀分布均勻，呈純?nèi)榘咨礊楹细窬?，白腐真菌篩選自環(huán)境潮濕的豬糞、樹葉、木屑等腐爛的堆積土。(2)以含水量60%的柑橘皮渣等纖維類農(nóng)產(chǎn)品廢棄物為主要原料，先接種3%(菌懸液重與柑橘皮渣總重之比g:g)的白腐真菌于25'C中恒溫培養(yǎng)分解7-10天(好養(yǎng)分解時間5—30天均可以，但以7—10最佳)；(3)然后再接種3%(黑曲霉菌懸液重與柑橘皮渣總重之比g:g)的黑曲霉于23。C中恒溫，好氧分解10-20天；(4)利用柑橘皮渣浸出液浸泡馴化的沼氣池陳舊污泥(將陳舊污泥浸泡在柑橘皮渣的浸出液里，即復(fù)合菌種馴化)投入最佳的微量元素組合Fe3、Ni2+:木炭為2:1:5的比例，以尿素調(diào)節(jié)C/N，使COD:iV:戶=200:5:l的比例；使用酸堿稀溶液調(diào)節(jié)pH使維持在7.0左右，所述酸堿稀溶液是濃度5%—10%的鹽酸或者0.5%—1%的硫酸溶液，濃度5%—10%的氫氧化鈉或者25%—50%的碳酸氫鈉溶液；保持密封，維持氧化還原電位在-150-400mv的范圍內(nèi)。在常溫下，整個過程每隔3天測pH值，以刻度不再上升時為馴化結(jié)束。(5)將第(2)和(3)步預(yù)處理后的好氧分解物添加5—10%(以預(yù)處理后的柑橘皮渣為基礎(chǔ)，人畜便糞干重與好養(yǎng)分解物加上人畜便糞的濕重總重之比g:g)的人畜禽糞便，以原料占有效反應(yīng)容積的百分比6—8%(好養(yǎng)分解物加人畜便糞的千重與好養(yǎng)分解物加人畜便糞加水的所有物質(zhì)濕重總重之比g:g)的濃度投料進行厭氧發(fā)酵；并接種2%(陳舊污泥干重與好養(yǎng)分解物加人畜便糞加陳舊污泥加水的所有物質(zhì)濕重之比g:g)經(jīng)柑橘皮渣浸出液浸泡馴化的沼氣池陳舊污泥(4)采用兩相厭氧發(fā)酵，發(fā)酵溫度維持在20—35t:，發(fā)酵30天。在發(fā)酵后期采用集氣裝置收集沼氣生物質(zhì)能源。隨著發(fā)酵的進行，沼氣將源源不斷地產(chǎn)生。此技術(shù)方案可以利用組合菌株的預(yù)處理天數(shù)進行秸稈或柑橘皮渣適當(dāng)分解。白腐真菌處理的間隔分別為5天、10天、15天、20天、30夭，再接入黑曲霉處理20天，所以本發(fā)明非常有助于大規(guī)模的柑橘皮渣廢棄物回收和資源化再利用。本發(fā)明以白腐真菌對柑橘皮渣廢棄物好氧分解，之后再進行液態(tài)半連續(xù)厭氧發(fā)酵處理好氧分解物，發(fā)酵后期將連續(xù)產(chǎn)生沼氣生物質(zhì)能。該方法能有效地解決直接用柑橘皮渣進行發(fā)酵時由于原料化學(xué)復(fù)合程度高較穩(wěn)定和pH過低而導(dǎo)致不能產(chǎn)氣的問題，不僅能夠有效處理大批量柑橘皮渣，而且還能回收一定的生物質(zhì)能源，以及獲得優(yōu)質(zhì)的沼液、沼渣有機肥。圖1是篩選出的合格白腐真菌在柑橘皮渣上的生長狀態(tài)(菌絲純白色覆蓋柑橘皮渣)。具體實施例方式通過借助以下實施例將更詳細(xì)說明本發(fā)明。以下實施例僅是說明性的，應(yīng)該明白，本發(fā)明并不受這些實施例的限制。實施例1:首先進行白腐真菌篩選培養(yǎng)基加富培養(yǎng)基；營養(yǎng)鹽溶液10g/L硫酸銨，0.5g/L硫酸鈣、0.5g/LCa3(P04)2的混合溶液。PDA培養(yǎng)基；豆芽汁蔗糖瓊脂培養(yǎng)基。首先用豆芽汁蔗糖瓊脂培養(yǎng)基對篩選前的細(xì)菌、真菌、放線菌等不需要的雜菌，進行初步篩選出所需白腐真菌，然后在PDA培養(yǎng)基上用稀釋平板法純化后再接種到加富營養(yǎng)基上培養(yǎng)觀察菌落形態(tài)。菌落形態(tài)菌絲密集強壯，分布均勻，開始呈乳白色，生長迅速，透明，生長后期有黃色粘液菌。菌株接到柑桔皮渣上于25'C恒溫培養(yǎng)6天，觀察生長狀態(tài)。生長狀態(tài)菌絲狀分布均勻，呈純?nèi)榘咨?，即為合格菌，參見圖l。然后以含水量60%的柑橘皮渣為主要原料，先準(zhǔn)確接種3%(白腐真菌菌懸液重與柑橘皮渣總重之比g:g)的白腐真菌于1.631kg鮮柑橘皮渣25"C中恒溫培養(yǎng)分解5天(在柑橘皮渣中添加5g麩皮以調(diào)節(jié)C/N比)，然后再接種3%(黑曲霉菌懸液重與柑橘皮渣總重之比g:g)的黑曲霉于23'C中恒溫，繼續(xù)好氧分解20天，不堆漚，25天后將預(yù)處理過的柑橘皮渣置于5L的發(fā)酵罐中，添加復(fù)合菌種(利用柑橘皮渣浸出液浸泡馴化的沼氣池陳舊污泥，即將陳舊污泥浸泡在柑橘皮渣的浸出液里，即復(fù)合菌種馴化投入最佳的微量元素組合Fe3、N產(chǎn)木炭為2:1:5，以尿素調(diào)節(jié)C/N,使COD:iV:尸=200:5:1;使用10%的鹽酸和10。/。的氫氧化鈉調(diào)節(jié)pH使維持在7.0左右；保持密封，維持氧化還原電位在-150~-400mV的范圍內(nèi)。在常溫下，整個過程每隔3天測pH值，以刻度不再上升時為馴化結(jié)束。)0.324kg，加自來水1.58L，在平均溫度為20。C的條件下發(fā)酵30d。結(jié)果示于表l。表l項目總產(chǎn)氣量曰均產(chǎn)氣量COD去除率CH4含量(°/。)(ml)(ml)(%)物料33587.501119.5860.5067.706實施例2首先進行白腐真菌篩選，方法同實施例1。然后以含水量60%的柑橘皮渣為主要原料，先準(zhǔn)確接種3%(白腐真菌菌懸液重與柑橘皮渣總重之比g:g)的白腐真菌于1.646kg鮮柑橘皮渣25。C中恒溫培養(yǎng)分解10天(在柑橘皮渣中添加5g麩皮以調(diào)節(jié)C/N比)，然后再接種3%(黑曲霉菌懸液重與柑橘皮渣總重之比g:g)的黑曲霉于23r中恒溫，繼續(xù)好氧分解20天，不堆漚，25天后將預(yù)處理過的柑橘皮渣置于5L的發(fā)酵罐中，添加復(fù)合菌種(利用柑橘皮渣浸出液浸泡馴化的沼氣池陳舊污泥，即將陳舊污泥浸泡在柑橘皮渣的浸出液里，即復(fù)合菌種馴化投入最佳的微量元素組合Fe3、Ni2+:木炭為2:1:5，以尿素調(diào)節(jié)C/N，使COZ):TV:P=200:5:1;使用5%鹽酸和5%氫氧化鈉調(diào)節(jié)pH使維持在7.0左右；保持密封，維持氧化還原電位在-150-400mv的范圍內(nèi)。在常溫下，整個過程每隔3天測pH值，以刻度不再上升時為馴化結(jié)束。)0.357kg，加自來水1.61L，在平均溫度為2(TC的條件下發(fā)酵30d。結(jié)果示于表2。表2項目總產(chǎn)氣量日均產(chǎn)氣量COD去除率CH4含量(。/。)(ml)(ml)(%)物料33893.601129.7963.3972.89實施例3首先進行白腐真菌篩選，方法同實施例1。然后以含水量60%的柑橘皮渣為主要原料，先準(zhǔn)確接種3%(白腐真菌菌懸液重與柑橘皮渣總重之比g:g)的白腐真菌于1.723kg鮮柑橘皮渣25t:中恒溫培養(yǎng)分解15天(在柑橘皮渣中添加5g麩皮以調(diào)節(jié)C/N比)，然后再接種3%(黑曲霉菌懸液重與柑橘皮渣總重之比g:g)的黑曲霉于23'C中恒溫，繼續(xù)好氧分解20天，不堆漚，25天后將預(yù)處理過的柑橘皮渣置于5L的發(fā)酵罐中，添加復(fù)合菌種(利用柑橘皮渣浸出液浸泡馴化的沼氣池陳舊污泥，即將陳舊污泥浸泡在柑橘皮渣的浸出液里，即復(fù)合菌種馴化投入最佳的微量元素組合Fe3、Ni2+:木炭為2:1:5，以尿素調(diào)節(jié)C/N，使COZ):JV:p=200:5:1;使用0.5%硫酸溶液和50%的碳酸氫鈉溶液調(diào)節(jié)pH使維持在7.0左右；7保持密封，維持氧化還原電位在-150-400mv的范圍內(nèi)。在常溫下，整個過程每隔3天測pH值，以刻度不再上升時為馴化結(jié)束。)0.364kg，加自來水1.563L，在平均溫度為20'C的條件下發(fā)酵30d。。結(jié)果示于表3。表3<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>實施例4首先進行白腐真菌篩選，方法通實施例1。然后以含水量60%的柑橘皮渣為主要原料，先準(zhǔn)確接種3%(白腐真菌菌懸液重與柑橘皮渣總重之比g:g)的白腐真菌于1.833kg鮮柑橘皮渣25。C中恒溫培養(yǎng)分解20天(在柑橘皮渣中添加5g麩皮以調(diào)節(jié)C/N比)，然后再接種3%(黑曲霉菌懸液重與柑橘皮渣總重之比g:g)的黑曲霉于23'C中恒溫，繼續(xù)好氧分解20天，不堆漚，25天后將預(yù)處理過的柑橘皮渣置于5L的發(fā)酵罐中，添加復(fù)合菌種(利用柑橘皮渣浸出液浸泡馴化的沼氣池陳舊污泥，即將陳舊污泥浸泡在柑橘皮渣的浸出液里，即復(fù)合菌種馴化投入最佳的微量元素組合Fe3、Ni2+:木炭為2:1:5，以尿素調(diào)節(jié)C/N，使COZ):M^=200:5:1;使用10%的鹽酸和10M的氫氧化鈉調(diào)節(jié)pH使維持在7.0左右；保持密封，維持氧化還原電位在-150-400mv的范圍內(nèi)。在常溫下，整個過程每隔3天測pH值，以刻度不再上升時為馴化結(jié)束。)0.412kg，力B自來7jC1.67L，在平均溫度為2(TC的條件下發(fā)酵30d。結(jié)果示于表4。表4<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>實施例5首先進行白腐真菌篩選，方法同實施例1。然后以含水量60%的柑橘皮渣為主要原料，先接種3%(白腐真菌菌懸液重與柑橘皮渣總重之比g:g)的白腐真菌于1.721kg鮮柑橘皮渣25'C中恒溫培養(yǎng)分解30天(在柑橘皮渣中添加5g麩皮以調(diào)節(jié)C/N比)，然后再接種3%(黑曲霉菌懸液重與柑橘皮渣總重之比g:g)的黑曲霉于23'C中恒溫，繼續(xù)好氧分解20天，不堆漚，25天后將預(yù)處理過的柑橘皮渣置于5L的發(fā)酵罐中，添加復(fù)合菌種(利用柑橘皮渣浸出液浸泡馴化的沼氣池陳舊污泥，即將陳舊污泥浸泡在柑橘皮渣的浸出液里，即復(fù)合菌種馴化投入最佳的微量元素組合Fe3、Ni2+:木炭為2:1:5，以尿素調(diào)節(jié)C/N，使C(9D:TV:P=200:5:1;使用10%的鹽酸和10%的氫氧化鈉調(diào)節(jié)pH使維持在7.0左右；保持密封，維持氧化還原電位在-150-400mv的范圍內(nèi)。在常溫下，整個過程每隔3天測pH值，以刻度不再上升時為馴化結(jié)束。)0.357kg，加自來水1.579L，在平均溫度為20。C的條件下發(fā)酵30d。。結(jié)果示于表5。表5項目總產(chǎn)氣日均產(chǎn)氣COD去CH4含量量(ml)量(ml)除率(％)(%)物料33997.621133.2564.2375.759權(quán)利要求1、以柑橘皮渣為原料兩相發(fā)酵產(chǎn)生沼氣生物質(zhì)能的方法，所述方法按以下步驟進行(1)白腐真菌篩選；(2)以含水量60％的柑橘皮渣為主要原料，先接種原料重量3％的白腐真菌菌懸液于25℃中恒溫好養(yǎng)分解培養(yǎng)5-30天；(3)然后再按黑曲霉菌懸液占柑橘皮渣重量3％的比例接種黑曲霉菌懸液于23℃中恒溫，好氧分解10-20天；(4)利用柑桔皮渣浸出液浸泡沼氣池陳舊污泥，即復(fù)合菌種馴化投入微量元素組合Fe3+Ni2+木炭為2∶1∶5的比例，以尿素調(diào)節(jié)C/N，使COD∶N∶P＝200∶5∶1的比例；使用酸堿溶液調(diào)節(jié)pH使維持在7.0左右；保持密封，維持氧化還原電位在-150～-400mv的范圍內(nèi)；在常溫下，整個過程每隔3天測pH值，以刻度不再上升時為馴化結(jié)束；(5)將第(2)和(3)步預(yù)處理后的好氧分解物添加5—10％的人畜禽糞便，該比重是以預(yù)處理后的柑橘皮渣為基礎(chǔ)，是指人畜便糞干重與好養(yǎng)分解物加上人畜便糞的濕重總重之比；再以好養(yǎng)分解物加人畜便糞的干重占有效反應(yīng)容積的百分比6—8％的濃度投料進行厭氧發(fā)酵，該比重是好養(yǎng)分解物加人畜便糞的干重與好養(yǎng)分解物加人畜便糞加水的所有物質(zhì)濕重總重之比；并接種重量比2％的由步驟(4)馴化得到沼氣池陳舊污泥，采用兩相厭氧發(fā)酵，發(fā)酵溫度維持在20—35℃，發(fā)酵30天，在發(fā)酵后期采用集氣裝置收集沼氣生物質(zhì)能源。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述以柑橘皮渣為原料兩相發(fā)酵產(chǎn)生沼氣生物質(zhì)能的方法，其特征在于所述步驟(2)的好養(yǎng)分解培養(yǎng)時間為7-10天。3、根據(jù)權(quán)利要求1或2所述以柑橘皮渣為原料兩相發(fā)酵產(chǎn)生沼氣生物質(zhì)能的方法，其特征在于所述酸堿溶液算溶液是濃度5%—10%的鹽酸或者05%—1%的硫酸溶液，堿溶液是濃度5%—10%的氫氧化鈉或者25%—50%的碳酸氫鈉溶液。4、根據(jù)權(quán)利要求3所述以柑橘皮渣為原料兩相發(fā)酵產(chǎn)生沼氣生物質(zhì)能的方法，其特征在于所述白腐真菌篩選自環(huán)境潮濕的豬糞、樹葉、木屑等腐爛的堆積土；篩選方法培養(yǎng)基加富培養(yǎng)基；營養(yǎng)鹽溶液10g/L硫酸銨，0.5g/L硫酸鈣、0.5g/LCa3(P04)2的混合溶液；PDA培養(yǎng)基；豆芽汁蔗糖瓊脂培養(yǎng)基；首先用豆芽汁蔗糖瓊脂培養(yǎng)基對雜菌進行初步篩選出所需白腐真菌，然后在PDA培養(yǎng)基上用稀釋平板法純化后再接種到加富營養(yǎng)基上培養(yǎng)觀察菌落形態(tài)，菌落形態(tài)為菌絲密集強壯，分布均勻，開始呈乳白色，生長迅速，透明，生長后期有黃色粘液菌；然后將菌株接到柑桔皮渣上于25'C恒溫培養(yǎng)6天，觀察生長狀態(tài)，生長狀態(tài)為菌絲狀分布均勻，呈純?nèi)榘咨礊楹细窬?。全文摘要本發(fā)明涉及柑橘皮渣等農(nóng)產(chǎn)品廢棄物兩相發(fā)酵產(chǎn)生物質(zhì)能的方法，將柑橘皮渣等纖維素類農(nóng)作物固體廢棄物的好氧預(yù)處理、兩相厭氧發(fā)酵，以柑橘皮渣等類纖維素混合物為原料，篩選出合適的柑橘皮渣類纖維素分解菌進行預(yù)處理，然后以一定的投料濃度(6-8％的濃度投料)，進行厭氧半連續(xù)發(fā)酵，產(chǎn)生甲烷含量純度可達(dá)65％以上。本發(fā)明利用柑橘皮渣農(nóng)業(yè)廢棄物混合物進行好氧預(yù)處理、厭氧發(fā)酵，能夠有效處理大量的柑橘皮渣類廢物，降低環(huán)境污染，獲得有機肥，沼氣等生物質(zhì)能源，實現(xiàn)了柑橘皮渣類廢棄物的循環(huán)利用，實現(xiàn)變廢為寶，具有積極的環(huán)保意義和較好的經(jīng)濟效益。文檔編號C12R1/645GK101509016SQ20091010342公開日2009年8月19日申請日期2009年3月23日優(yōu)先權(quán)日2009年3月23日發(fā)明者磊張,蘇海鋒申請人:西南大學(xué)