專利名稱：一種食用菌菌渣資源化利用的處理裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種食用菌菌渣資源化利用的處理裝置，可以同時解決廢棄菌渣資源浪費和環(huán)境污染問題，屬于農(nóng)業(yè)技術領域。
背景技術：
目前，我國已成為世界上食用菌生產(chǎn)第一大國，2009年全國食用菌總產(chǎn)量達到 2. 02X 107t,占全球總產(chǎn)量的70%以上，山東省食用菌總產(chǎn)量達到206萬t，占全國食用菌總產(chǎn)量的10. 2%。伴隨著食用菌產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展，每年有大量的食用菌菌渣產(chǎn)生，按食用菌生物學效率平均40%計算，2009年全國食用菌菌渣總產(chǎn)量約5. 05X 107t，山東省食用菌菌渣總量達到515萬t，數(shù)量巨大。據(jù)了解，山東省栽培食用菌主要以棉子殼、玉米芯、酒糟為主料，棉子殼所含營養(yǎng)比較全面，吸水性強，透氣性好，便于發(fā)菌出菇，主要用于栽培金針菇，而干玉米芯含水分 8.7%,有機質(zhì)91. 3 %，其中粗蛋白2. 0 %，粗脂肪0. 7 %，粗纖維觀.2 %，可溶性碳水化合物 58.4%,粗灰分2. 0%，鈣0. 1 %，磷0. 08%，主要適合于栽培平菇，酒糟也是一種很好的食用菌栽培原料，其營養(yǎng)成分適合雞腿菇菌絲的生長，既可以降低雞腿菇生產(chǎn)成本，又可防止污染環(huán)境。這些原料因其特有的性質(zhì)而被菇農(nóng)廣泛使用。然而如何對食用菌菌渣進行環(huán)保有效的處理，一直沒有得到很好的解決。每年除少量菌渣被作為肥料外，大量的菌渣隨意丟棄，這不僅造成了農(nóng)業(yè)有機資源的巨大浪費，還造成了周圍環(huán)境的惡化，造成細菌繁殖，疾病傳播，給附近居民生活環(huán)境造成了嚴重影響， 也給附近食用菌產(chǎn)業(yè)造成了巨大危害。近年來，我國的農(nóng)業(yè)廢棄物厭氧處理工藝發(fā)展十分迅速，各種新工藝、新方法不斷出現(xiàn)，如全混式厭氧反應器(CSTR)、升流式固體反應器(USR)、上流式厭氧污泥床反應器 (UASB)和內(nèi)循環(huán)厭氧反應器(IC)等，都取得了顯著的效果。全混式厭氧反應器(CSTR)主要用于處理養(yǎng)殖場糞便，發(fā)酵原料的固形物(TS)濃度能達到8-12%，設置攪拌系統(tǒng)，升流式固體反應器(USR)主要適用固形物(化)濃度5-8%的畜禽糞污，內(nèi)部設置布水系統(tǒng)，上流式厭氧污泥床反應器(UASB)和內(nèi)循環(huán)厭氧反應器(IC)主要用來處理高濃度有機廢水，如酒精、糖蜜、檸檬酸等生產(chǎn)廢水，也可以處理中等濃度有機廢水，如啤酒、屠宰、軟飲料等生產(chǎn)廢水，還可以處理低濃度有機廢水，如生活污水、城市污水等，但固形物(化)濃度不宜過尚ο因食用菌菌渣物料的特性，若用目前常用的厭氧反應器(如普通全混式厭氧反應器)或水壓式戶用沼氣池(10-30m3)等厭氧消化裝置厭氧發(fā)酵，存在進料難，厭氧發(fā)酵過程中容易結(jié)殼，厭氧發(fā)酵后出料難等問題。對于一種新的適用于處理食用菌菌渣的厭氧發(fā)酵生產(chǎn)沼氣的，即能方便進出料、防止結(jié)殼，又能保證冬季正常運轉(zhuǎn)的厭氧反應器裝置，目前尚無報道。
發(fā)明內(nèi)容[0007]針對現(xiàn)有技術的不足，本實用新型提供一種食用菌菌渣資源化利用的處理裝置， 實現(xiàn)食用菌菌渣資源化利用。術語說明紅泥塑料一種沼氣厭氧反應器裝置頂部覆蓋材料，主要由抗老化劑、抗氧化劑的紅泥高強纖維復合組成，具有吸熱性好，抗腐蝕，抗紫外線，抗老化等優(yōu)點，能充分吸收太陽能量，厭氧發(fā)酵溫度高，沼氣產(chǎn)氣量大，市售產(chǎn)品，有多種規(guī)格型號，均可使用于本實用新型。磚混結(jié)構(gòu)磚混結(jié)構(gòu)是混合結(jié)構(gòu)的一種，是采用磚墻來承重，鋼筋混凝土梁柱板等構(gòu)件構(gòu)成的混合結(jié)構(gòu)體系。搪瓷鋼板結(jié)構(gòu)搪瓷鋼板是鈦合金專用鋼板，厚度可達到20mm，常用鋼板厚度 3-8mm，鋼板表面含油、含銹、含氧化皮，經(jīng)過酸洗、堿洗、打砂等前處理工藝，將鋼板表面處理干凈；再在電爐里經(jīng)900高溫二次搪瓷，在鋼板的內(nèi)外兩面涂上0. 3mm搪瓷涂層。搪瓷涂層和鋼板之間具有很強的結(jié)合力。搪瓷涂層不僅能阻止罐體腐蝕，而且具有抗強酸，強堿的功能。并具有極強的抗磨損性。北京盈和瑞環(huán)保設備有限公司有售。本實用新型的技術方案是一種食用菌菌渣資源化利用的處理裝置，包括厭氧反應器裝置、沼氣脫水脫硫器、 儲氣裝置和沼氣利用裝置，其特征在于，所述的厭氧反應器裝置包括厭氧反應器、暖棚、太陽能集熱裝置；厭氧反應器上方覆蓋紅泥塑料頂蓋，厭氧反應器內(nèi)部設有斜置式攪拌器和內(nèi)熱管道，內(nèi)熱管道連通若干根貼近池壁的環(huán)狀管，該環(huán)狀管布滿厭氧反應器池壁；厭氧反應器外面建有暖棚，太陽能集熱裝置置于暖棚外，太陽能集熱裝置底部有太陽能供熱管道與厭氧反應器內(nèi)熱管道進水端相連，厭氧反應器內(nèi)熱管道出水端通過回水管與太陽能集熱裝置頂部入水口接通；厭氧反應器頂部有沼氣出口連通沼氣出氣管。所述的厭氧反應器裝置大小可根據(jù)食用菌生產(chǎn)區(qū)原料情況選擇，可制作為 8-200m3，可以為每家每戶1個，也可以為工廠化生產(chǎn)食用菌區(qū)。所述的太陽能集熱裝置可根據(jù)厭氧反應器大小及冬季物料溫度要求選擇，市場有售，例如山東桑樂太陽能有限公司產(chǎn)售。厭氧反應器通過沼氣出氣管可以與沼氣脫水脫硫系統(tǒng)、儲氣裝置依次相連，然后與沼氣發(fā)電機或家用沼氣灶連接，供用戶使用。脫水脫硫系統(tǒng)是通用產(chǎn)品，市場有售。(例如東莞市康達環(huán)保熱能有限公司產(chǎn)售)，根據(jù)每天產(chǎn)氣量可選擇不同的型號，本領域技術人員均可選擇。對于每家每戶使用的食用菌菌渣資源化利用的處理裝置，容積為8-30m3，可以為全地下磚混結(jié)構(gòu)，不配套沼渣沼液儲存池、沼液調(diào)配池和沼渣處理場，沼渣沼液農(nóng)戶可自行施入農(nóng)田。對于工廠化生產(chǎn)食用菌區(qū)，厭氧反應器裝置容積為30-200m3，可以為半地下式搪瓷鋼板結(jié)構(gòu)，需配套沼渣沼液儲存池、沼液調(diào)配池和沼渣處理場，沼液調(diào)配成水果、蔬菜專用肥，沼渣制成有機肥。脫硫器是農(nóng)村戶用沼氣輸氣系統(tǒng)中一種儀器。脫硫器由壓力表、開關、脫硫瓶和脫硫劑組成。戶用脫硫瓶容積一般是1.6升，脫硫瓶內(nèi)裝脫硫劑。脫硫劑有兩種一種為固體脫硫劑；另一種為液體脫硫劑。市場有售。[0020]根據(jù)本實用新型的上述裝置，優(yōu)選如下所述的厭氧反應器為全地下或圓柱體半地下式搪瓷鋼板結(jié)構(gòu)。所述的暖棚材料為雙層陽光板，市場有售。所述的太陽能供熱裝置管道和厭氧反應器內(nèi)管道均為水介質(zhì)傳熱管。上述裝置在進出料時打開紅泥塑料頂蓋，將料液從厭氧反應器清出，新的食用菌菌渣發(fā)酵原料一次性進入，每隔2-3個月?lián)Q料1次。冬季(12月-3月)盡量不要換料。所述的厭氧反應器上方的紅泥塑料頂蓋，由抗老化劑、抗氧化劑的紅泥高強纖維復合組成，市售，有多種規(guī)格型號，因為食用菌菌渣木質(zhì)、纖維素含量高，且不具有流動性， 混合發(fā)酵料液比較難降解，存在進出料難的問題，使用的紅泥塑料頂蓋可以直接打開，進出料方便。所述的厭氧反應器為全地下或圓柱體半地下式結(jié)構(gòu)，上方建有陽光板暖棚，內(nèi)部設有厭氧反應器內(nèi)管道，通過太陽能供熱裝置供熱，這些措施在冬季可以保證厭氧反應器內(nèi)料液達到10°c以上。所述的厭氧反應器內(nèi)的斜置式攪拌器，主要是在混合攪拌過程中可將漿液附近的浮渣打入發(fā)酵液中，防止浮渣硬化，起到破殼作用。與上述裝置配套的設施還包括預處理場、沼渣沼液儲存池、沼液調(diào)配池和沼渣處理場等設施，這些部分都是本領域技術人員熟知的。所述的沼渣沼液儲存池、沼液調(diào)配池均為地下磚混結(jié)構(gòu)，沼渣沼液儲存池用于食用菌菌渣厭氧反應器發(fā)酵后沼渣沼液的儲存。沼液調(diào)配池用于沼渣沼液經(jīng)固液分離后，沼液進入沼液調(diào)配池，通過加入微量元素調(diào)制成蔬菜或水果專用液體肥。所述的預處理場和沼渣處理場主要是地上水泥面場地，預處理場用于食用菌菌渣和農(nóng)作物秸稈、養(yǎng)殖場糞便的混合堆慪預處理，預處理后的混合物物料直接進入?yún)捬醴磻?。沼渣處理場主要用于沼渣沼液?jīng)固液分離后，沼渣的干化處理，干化后的沼渣制作有機肥料。上述的食用菌菌渣資源化利用的處理裝置，大小根據(jù)產(chǎn)生的菌渣量的多少選擇， 本領域的技術人員根據(jù)常識都可以實施。該食用菌菌渣資源化利用的處理裝置的應用，方法如下將廢棄菌渣與玉米秸稈或養(yǎng)牛場糞便置于厭氧反應器中聯(lián)合發(fā)酵產(chǎn)生沼氣，方法中先將食用菌菌渣與玉米秸稈或養(yǎng)牛場糞便混合堆慪，調(diào)節(jié)合適的碳氮比并加速纖維素分解速度，物料進入?yún)捬醢l(fā)酵裝置后加入微生物菌劑，可加速沼氣發(fā)酵過程的進行，提高菌渣原料產(chǎn)氣效率，裝置中厭氧反應器上方覆蓋紅泥塑料頂蓋，并設有斜置式攪拌器，在利于菌渣原料進出料的同時，避免了結(jié)殼，裝置采用半地下或全地下式，可以利用部分地溫，置于溫室內(nèi)，可以吸收和利用部分太陽能對物料進行加溫，在冬季配套太陽能，這些措施可保證厭氧反應器裝置冬季正常運轉(zhuǎn)。產(chǎn)生的沼氣用于發(fā)電或農(nóng)用，沼渣制作有機肥，沼液調(diào)配成水果或蔬菜用葉面肥，在處理菌渣的同時，還得到了新能源——沼氣和有機肥料。本實用新型與現(xiàn)有技術相比具有如下優(yōu)點1、本實用新型裝置厭氧反應器為圓柱體半地上式厭氧反應器，上方覆蓋紅泥塑料，因菌渣為主要原料物料的特性，此結(jié)構(gòu)進出料時可將紅泥塑料打開，使用簡單方便。2、本實用新型厭氧反應器裝置采用半地下式，上方建有陽光采光板暖棚，內(nèi)部設有太陽能盤管，這些保溫升溫措施可以保證冬季厭氧反應器內(nèi)料液達到10°c以上，在方法中配套使用復合微生物菌劑，可使非熱電聯(lián)產(chǎn)沼氣工程冬季正常使用。3、本實用新型厭氧反應器裝置設有斜式攪拌器，主要可以解決在厭氧反應器中菌渣或秸桿漂浮的問題，提高產(chǎn)氣效率。4、本實用新型食用菌菌渣處理裝置操作簡單，使用方便，實用性強，可大規(guī)模推廣應用。5、本實用新型食用菌菌渣資源化利用的處理裝置，將食用菌菌渣作為一種資源， 作為沼氣池發(fā)酵原料來使用，解決了食用菌主產(chǎn)區(qū)菌渣浪費污染問題的同時，獲得了新能源 沼氣，有機肥料_沼渣和沼液。

圖1是本實用新型食用菌菌渣資源化利用的處理裝置-厭氧反應器裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；其中1、厭氧反應器，2、紅泥塑料頂蓋，3、斜置式攪拌器，4、暖棚，5、太陽能集熱裝置，6、厭氧反應器內(nèi)熱管道，7、太陽能供熱管道，8、沼氣出氣管，9、脫水器，10、沼氣脫硫器， 11、儲氣裝置，12、沼氣發(fā)電機或家用沼氣灶，13、沼渣沼液儲存池，14、沼液調(diào)配池，15、集熱裝置回水管，16、環(huán)狀管，17、地平面。附圖中厭氧反應器內(nèi)的虛線代表發(fā)酵料液；厭氧反應器和沼渣沼液儲存池、沼液調(diào)配池之間的虛線代表沒有管道連接，預處理場、沼渣沼液儲存池、沼液調(diào)配池和沼渣處理場各自獨立設置。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型做進一步描述但不僅限于這些實施例。實施例中未詳加說明的均按本領域現(xiàn)有技術。實施例1 以玉米芯為主原料的金針菇菌渣厭氧發(fā)酵生產(chǎn)沼氣的裝置用于食用菌菌渣處理方法的厭氧反應器裝置，如圖1所示，包括厭氧反應器裝置、 沼氣脫水器、沼氣脫硫器、儲氣裝置和沼氣利用裝置，其特征在于，所述的厭氧反應器裝置包括厭氧反應器1、暖棚4、太陽能集熱裝置5 ；厭氧反應器上方覆蓋紅泥塑料頂蓋2，厭氧反應器內(nèi)部設有斜置式攪拌器3和厭氧反應器內(nèi)熱管道6，厭氧反應器內(nèi)熱管道6連通若干根貼近池壁的環(huán)狀管，該環(huán)狀管布滿厭氧反應器池壁；厭氧反應器1外面建有暖棚4，太陽能集熱裝置5置于暖棚外，太陽能集熱裝置5底部有太陽能供熱管道7與厭氧反應器內(nèi)熱管道6相連，厭氧反應器內(nèi)熱管道6出水端通過集熱裝置回水管15與太陽能集熱裝置5頂部入水口接通；厭氧反應器頂部有沼氣出口連通沼氣出氣管8。沼氣出氣管與脫水脫硫系統(tǒng)、沼氣儲氣裝置、沼氣發(fā)電機或家用沼氣灶連接，供用戶使用。與上述裝置配額套的設施還包括預處理場、沼渣沼液儲存池、沼液調(diào)配池和沼渣處理場等設施，這些部分都術語本領域技術人員熟知的。食用菌菌渣原料為玉米芯原料種植金針菇的菌渣，主要營養(yǎng)成分為(均為質(zhì)量百分比)[0048]
養(yǎng)分有機質(zhì)％ 全氮％ 全磷％全鉀％ 總養(yǎng)分％,
pHC/N
含量 (OM) (N)(P2Q5)(K2O)(N+P+K)
菌漁 74.98 1. 761. 470. 743. 976 24. 7/1玉米芯原料 日產(chǎn)It金針菇企業(yè)，每年可產(chǎn)生廢棄菌渣500t，根據(jù)菌渣的發(fā)酵周期，每批料液發(fā)酵3個月，固形物含量為10-12%，每次發(fā)酵物料為340t，冬季(12月_3月) 盡量不要換料。具體裝置如下1、預處理場面積為50m2，用于發(fā)酵物料的堆慪，尺寸為長X寬10. OmX5. Om ；2、厭氧反應裝置為搪瓷鋼板結(jié)構(gòu)，水力停留時間為120d，反應器容積為190m3，有2 個厭氧反應器，總?cè)莘e380m3;3、根據(jù)常規(guī)計算90d厭氧反應器2/3沼渣沼液料液為240m3，沼渣沼液儲存池容積為260m3，材質(zhì)為磚混，尺寸為長X寬X高=13. OmX 5. OmX4. Om ；4、根據(jù)常規(guī)計算，260m3沼渣沼液經(jīng)固液分離機分離后沼液量為200m3，沼液調(diào)配池為210m3，磚混結(jié)構(gòu)，尺寸為長X寬X高=7. OmX3. OmXlO. Om ；5、沼漁處理場為100m2，尺寸為長X寬=10. OmXlO. Om0具體方法如下(1)取出食用菌渣，用粉碎機將食用菌菌渣包塊粉碎，使菌渣呈松散狀，置于預處理場；此時含水率為60% ；(2)將食用菌渣加水混合，邊加水邊攪拌均勻，使最終含水率為70 % ；(3)將菌渣堆成長2-2. 7m,寬1. 5_2m，高1. 2-1. 6m。料堆中間插孔。用塑料薄布覆蓋進行堆慪，塑料布中間插孔以使空氣進入。堆慪時間為夏季5-6天，冬季7-8天，春秋季節(jié)6-7天。(4)將堆慪后的菌渣發(fā)酵原料投入2個厭氧反應器中，每個加入30m3的接種物，力口水至每個厭氧反應器內(nèi)料液為180m3，并調(diào)節(jié)pH值為7. 2-7. 5 ；(5)每個厭氧反應器加入復合微生物菌劑20kg，攪拌均勻，封蓋即可。復合微生物菌劑是山東金茂生物制品有限責任公司產(chǎn)售的微生物菌劑(Ikg裝)。玉米芯原料種植金針菇的菇農(nóng)，每家可建造IOm3家用沼氣池，每年進料2次即可。具體裝置如下1、厭氧反應裝置為搪瓷鋼板結(jié)構(gòu)，反應器容積為IOm3 ；2、進料口連接廁所，廁所糞污直接進入沼氣池，可調(diào)節(jié)碳氮比，同時提高產(chǎn)氣量。3、無需預處理場、沼渣沼液儲存池、沼液調(diào)配池和沼渣處理場，產(chǎn)生的沼渣沼液農(nóng)戶直接施入農(nóng)田作肥料；具體方法如下(1)取出食用菌渣，用粉碎機將食用菌菌渣包塊粉碎，使菌渣呈松散狀，置于院內(nèi)； 此時含水率為60% ；[0069](2)將食用菌渣加水混合，邊加水邊攪拌均勻，使最終含水率為70% ；(3)將菌渣堆成長1. 0-1. 2m,寬1. 5_2m，高1. 0-1. 2m。料堆中間插孔。用塑料薄布覆蓋進行堆慪，塑料布中間插孔以使空氣進入。堆慪時間為夏季5-6天，冬季7-8天，春秋季節(jié)6-7天。 (4)將堆慪后的菌渣發(fā)酵原料投入沼氣池中，加入1. 5m3的接種物，加水至沼氣池容積70 %，并調(diào)節(jié)pH值為7. 2-7. 5 ；(5)加入復合微生物菌劑1kg，攪拌均勻，封蓋即可。復合微生物菌劑是山東金茂生物制品有限責任公司產(chǎn)售的微生物菌劑(Ikg裝)。
權(quán)利要求1.一種食用菌菌渣資源化利用的處理裝置，包括厭氧反應器裝置、沼氣脫硫器、儲氣裝置和沼氣利用裝置，其特征在于，所述的厭氧反應器裝置包括厭氧反應器、暖棚、太陽能集熱裝置；厭氧反應器上方覆蓋紅泥塑料頂蓋，厭氧反應器內(nèi)部設有斜置式攪拌器和內(nèi)熱管道，內(nèi)熱管道連通若干根貼近池壁的環(huán)狀管，該環(huán)狀管布滿厭氧反應器池壁；厭氧反應器外面建有暖棚，太陽能集熱裝置置于暖棚外，太陽能集熱裝置底部有太陽能供熱管道與厭氧反應器內(nèi)熱管道進水端相連，厭氧反應器內(nèi)熱管道出水端通過回水管與太陽能集熱裝置頂部入水口接通；厭氧反應器頂部有沼氣出口連通沼氣出氣管。
2.如權(quán)利要求1所述的一種食用菌菌渣資源化利用的處理裝置，其特征在于所述的太陽能供熱管道與厭氧反應器內(nèi)熱管道均為水介質(zhì)傳熱管。
3.如權(quán)利要求1所述的一種食用菌菌渣資源化利用的處理裝置，其特征在于所述的厭氧反應器為全地下或圓柱體半地下式搪瓷鋼板結(jié)構(gòu)。
專利摘要本實用新型涉及一種食用菌菌渣處理方法及裝置，主要是將廢棄菌渣與玉米秸稈或養(yǎng)牛場糞便置于厭氧反應器中聯(lián)合發(fā)酵產(chǎn)沼氣，厭氧反應器上方覆蓋紅泥塑料頂蓋，并設有斜置式攪拌器，在利于菌渣原料進出料的同時，避免了結(jié)殼。產(chǎn)生的沼氣用于發(fā)電或農(nóng)用，沼渣制作有機肥，沼液調(diào)配成水果或蔬菜用葉面肥，在處理菌渣的同時，還得到了新能源——沼氣和有機肥料。本實用新型主要應用于食用菌主產(chǎn)區(qū)，裝置配套使用陽光板暖棚和太陽能供熱裝置，方法配套使用復合微生物菌劑，厭氧反應器一年四季可正常使用。
文檔編號C12M1/107GK202017008SQ201120008259
公開日2011年10月26日 申請日期2011年1月12日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月12日
發(fā)明者任鵬飛, 劉 英, 姚利, 張昌愛, 王艷芹, 袁長波, 邊文范 申請人:山東省農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境研究所