本發(fā)明涉及沼氣發(fā)酵
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體涉及一種沼氣發(fā)酵用高效添加劑及其制備方法。
背景技術(shù)：
：沼氣發(fā)酵又稱為厭氧消化、厭氧發(fā)酵或甲烷發(fā)酵，是指有機(jī)物質(zhì)(如人畜家禽糞便、秸桿、雜草等)在一定的水分、溫度和厭氧條件下，通過種類繁多、數(shù)量巨大且功能不同的各類微生物分解代謝，最終生成甲烷和二氧化碳等混合性氣體(沼氣)的復(fù)雜生物化學(xué)過程。沼氣池通常裝入原料和菌種，在沼氣池啟動(dòng)使用后，加強(qiáng)日常管理，控制好發(fā)酵過程條件，是提高產(chǎn)氣率的重要技術(shù)措施，要使沼氣池經(jīng)久不衰地產(chǎn)氣好、產(chǎn)氣旺，必須按照沼氣微生物的生長繁殖規(guī)律，來加強(qiáng)沼氣池的科學(xué)管理。沼氣發(fā)酵條件包括有：充足的沼氣發(fā)酵原料、質(zhì)優(yōu)量多的沼氣微生物、嚴(yán)格厭氧的生態(tài)環(huán)境、盡量高的發(fā)酵溫度、適宜的酸堿度、合適的負(fù)荷、持續(xù)的攪拌。加入沼氣池的發(fā)酵原料，經(jīng)沼氣細(xì)菌發(fā)酵分解，逐漸地被消耗或轉(zhuǎn)化。如果不及時(shí)補(bǔ)充新鮮原料，沼氣細(xì)菌就會產(chǎn)氣量下降。為了保證沼氣細(xì)菌有充足的食物，并進(jìn)行正常的新陳代謝，使產(chǎn)氣正常而持久，就要不斷地補(bǔ)充新鮮原料，做到勤加料和勤出料。產(chǎn)甲烷菌是沼氣發(fā)酵微生物的核心，它們嚴(yán)格厭氧，適宜在中性環(huán)境中繁殖，依靠乙酸、二氧化碳和氫生長，并以廢物的形式排出甲烷。生物和生命活動(dòng)以新陳代謝為基礎(chǔ)，沼氣發(fā)酵微生物的生長和代謝過程分為適應(yīng)期、對數(shù)生長期、平衡期、衰亡期四個(gè)時(shí)期。現(xiàn)今在沼氣發(fā)酵工程實(shí)踐中存在一些普遍性的問題。(1)寒冷季節(jié)沼氣產(chǎn)量明顯減少，同樣數(shù)量的沼氣原料產(chǎn)氣量常常不及夏季的三分之一；(2)沼氣發(fā)酵原料在池內(nèi)得不到充分的分解和利用，實(shí)際沼氣轉(zhuǎn)換率(原料產(chǎn)氣率)較低。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：針對現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種沼氣發(fā)酵用高效添加劑，該高效添加劑應(yīng)用于沼氣發(fā)酵體系，一方面獲得了良好的產(chǎn)氣速率，縮短了發(fā)酵周期，提高了產(chǎn)量和原料利用率，另一方面補(bǔ)充了沼氣發(fā)酵所需營養(yǎng)元素，抑制了病原微生物的生長，達(dá)到了除臭無害化的效果，同時(shí)本發(fā)明提供的制備方法采用較多的農(nóng)業(yè)廢料，材料成本較低、原料易得、工藝簡明，具有較高的使用價(jià)值和良好的應(yīng)用前景。本發(fā)明解決技術(shù)問題采用如下技術(shù)方案：本發(fā)明提供了一種沼氣發(fā)酵用高效添加劑，包括以下重量份的原料：有機(jī)酸腐果渣25-35份、復(fù)合酶劑60-80份、礦物質(zhì)促進(jìn)劑120-180份、磷酸鹽4-6份、微生物復(fù)合菌劑2-4份、煤泥10-15份、木屑10-16份、尿素4-8份、碳酸氫銨5-15份、表面活性劑3-5份、甘薯邊角料15-19份、瓊脂2-4份、硬脂酸3-5份、蛋白胨2-3份、半乳糖2-3份、油酸甲酯1-3份、蓖麻籽粕5-10份、葵花籽粕8-12份、油菜粕5-10份、活性炭4-6份。優(yōu)選地，所述沼氣發(fā)酵用高效添加劑包括以下重量份的原料：有機(jī)酸腐果渣30份、復(fù)合酶劑70份、礦物質(zhì)促進(jìn)劑150份、磷酸鹽5份、微生物復(fù)合菌劑3份、煤泥13份、木屑13份、尿素6份、碳酸氫銨10份、表面活性劑4份、甘薯邊角料17份、瓊脂3份、硬脂酸4份、蛋白胨2.5份、半乳糖2.5份、油酸甲酯2份、蓖麻籽粕7份、葵花籽粕10份、油菜籽粕7份、活性炭4份。優(yōu)選地，所述復(fù)合酶劑為糖化酶、淀粉酶、纖維素酶、蛋白酶按照重量比5:3:2:1組成的混合物。優(yōu)選地，所述礦物質(zhì)促進(jìn)劑為微晶化磷礦粉、微晶化沸石粉、微晶化碳酸鈣粉、膨潤土按照重量比10:1:3:20組成的混合物。優(yōu)選地，所述磷酸鹽為磷酸氫二銨或磷酸二氫鉀中的一種。優(yōu)選地，所述表面活性劑為山梨糖醇酐脂肪酸酯、三乙醇胺、乙二醇按照重量比2:1:1組成的混合物。優(yōu)選地，所述微生物復(fù)合菌劑包括產(chǎn)甲烷菌、纖維素分解菌、酵母菌、解磷菌、乳酸菌或光合菌。本發(fā)明還提供了一種沼氣發(fā)酵用高效添加劑的制備方法，包括以下步驟：步驟一，將有機(jī)酸腐果渣、蓖麻籽粕、葵花籽粕、油菜籽粕、甘薯邊角料加入高速攪拌機(jī)中粉碎，加入磷酸鹽、適量的水，加熱至46-50℃、保溫3-4小時(shí)，冷卻至室溫，將混合溶液通過板框壓濾機(jī)進(jìn)行過濾后，得到濾液a；步驟二，向步驟一制得的濾液a中加入瓊脂、硬脂酸、蛋白胨、半乳糖攪拌均勻，升溫至46-48℃，保溫20-30分鐘，再加入油酸甲酯、表面活性劑、碳酸氫銨、尿素?cái)嚢杈鶆?，降溫?6-38℃，保溫20-30分鐘，自然冷卻至室溫，得到混合溶液b；步驟三，向步驟二制得的混合溶液b中加入煤泥、木屑、礦物質(zhì)促進(jìn)劑、活性炭，升溫至55-60℃，以攪拌轉(zhuǎn)速為150-250r/min攪拌1-2小時(shí)，自然冷卻至室溫，加入復(fù)合酶劑、微生物復(fù)合菌劑，以攪拌轉(zhuǎn)速為50-80r/min攪拌40-80分鐘，制得發(fā)明的沼氣發(fā)酵用高效添加劑。優(yōu)選地，所述沼氣發(fā)酵用高效添加劑的制備步驟為：步驟一，將有機(jī)酸腐果渣、蓖麻籽粕、葵花籽粕、油菜籽粕、甘薯邊角料加入高速攪拌機(jī)中粉碎，加入磷酸鹽、適量的水，加熱至48℃、保溫3.5小時(shí)，冷卻至室溫，將混合溶液通過板框壓濾機(jī)進(jìn)行過濾后，得到濾液a；步驟二，向步驟一制得的濾液a中加入瓊脂、硬脂酸、蛋白胨、半乳糖攪拌均勻，升溫至47℃，保溫25分鐘，再加入油酸甲酯、表面活性劑、碳酸氫銨、尿素?cái)嚢杈鶆?，降溫?7℃，保溫25分鐘，自然冷卻至室溫，得到混合溶液b；步驟三，向步驟二制得的混合溶液b中加入煤泥、木屑、礦物質(zhì)促進(jìn)劑、活性炭，升溫至58℃，以攪拌轉(zhuǎn)速為200r/min攪拌1.5小時(shí)，自然冷卻至室溫，加入復(fù)合酶劑、微生物復(fù)合菌劑，以攪拌轉(zhuǎn)速為70r/min攪拌60分鐘，制得發(fā)明的沼氣發(fā)酵用高效添加劑。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下的有益效果：（1）本發(fā)明的一種沼氣發(fā)酵用高效添加劑中加入了礦物質(zhì)促進(jìn)劑，主要為微晶化磷礦粉、微晶化沸石粉、微晶化碳酸鈣粉，微晶化礦粉有利于微生物的增殖，提高發(fā)酵系統(tǒng)生物量，可以促進(jìn)沼氣發(fā)酵系統(tǒng)微生物的代謝，改善厭氧發(fā)酵各階段的作用效率，從而更有效地利用底物，最終提高沼氣產(chǎn)量；另一方面添加的微晶化礦粉還可以去除水中有機(jī)污染物和重金屬離子污染物，達(dá)到除臭和抑制病原微生物的目的。（2）本發(fā)明的一種沼氣發(fā)酵用高效添加劑采用了果渣、蓖麻籽粕、葵花籽粕、油菜籽粕等大量的農(nóng)業(yè)廢料，一方面降低了材料的成本，最大限度的利用了資源，實(shí)現(xiàn)了可持續(xù)發(fā)展，另一方面減少了農(nóng)業(yè)廢料對環(huán)境的污染，保護(hù)了環(huán)境。（3）本發(fā)明的一種沼氣發(fā)酵用高效添加劑添加的有機(jī)酸腐果渣的含糖量很高，發(fā)酵快，很容易產(chǎn)生大量的有機(jī)酸，用來給產(chǎn)甲烷菌補(bǔ)充營養(yǎng)；煤泥在沼氣發(fā)酵中為甲烷菌每天提供大量的碳素原料；木屑采用鋸沫，一方面提高碳素的成份，另一方面吸收有機(jī)酸腐果中的糖分，便于加工；碳酸氫銨能夠防止有機(jī)酸腐果渣在存放過程中生蟲；尿素提供發(fā)酵過程中的碳氮元素，對所需營養(yǎng)元素含量進(jìn)行調(diào)整；這些物質(zhì)的綜合使用不僅補(bǔ)充了沼氣發(fā)酵所需營養(yǎng)元素，而且大大增加了沼氣發(fā)酵體系的產(chǎn)氣速率，縮短了發(fā)酵周期，提高了產(chǎn)量和原料利用率。（4）本發(fā)明的一種沼氣發(fā)酵用高效添加劑添加了活性炭和膨潤土，其吸附性較好，能夠有效減少發(fā)酵底物中的重金屬，減少了重金屬對微生物的生長繁殖的影響。（5）本發(fā)明的一種沼氣發(fā)酵用高效添加劑采用了微生物復(fù)合菌劑和復(fù)合酶劑，微生物復(fù)合菌劑能夠提高產(chǎn)甲烷階段的微生物量，能縮短發(fā)酵啟動(dòng)時(shí)間，使產(chǎn)甲烷菌在高酸環(huán)境下活性更強(qiáng)；復(fù)合酶劑能夠提高水解階段的反應(yīng)速率，一方面充分利用了發(fā)酵底物，提高了沼氣發(fā)酵的原料的利用率和產(chǎn)氣效率，另一方面也增加了沼氣原料的選擇范圍，擴(kuò)大了沼氣的應(yīng)用前景。（6）本發(fā)明的一種沼氣發(fā)酵用高效添加劑的制備方法簡單、工藝簡明、材料成本較低、原料易得、適合大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)，具有較高的實(shí)用價(jià)值和廣泛的應(yīng)用前景。具體實(shí)施方式下面結(jié)合具體實(shí)施例，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。實(shí)施例1.本實(shí)施例的沼氣發(fā)酵用高效添加劑，包括以下重量份的原料：有機(jī)酸腐果渣25份、復(fù)合酶劑60份、礦物質(zhì)促進(jìn)劑120份、磷酸鹽4份、微生物復(fù)合菌劑2份、煤泥10份、木屑10份、尿素4份、碳酸氫銨5份、表面活性劑3份、甘薯邊角料15份、瓊脂2份、硬脂酸3份、蛋白胨2份、半乳糖2份、油酸甲酯1份、蓖麻籽粕5份、葵花籽粕8份、油菜籽粕5份、活性炭4份。本實(shí)施例中復(fù)合酶劑為糖化酶、淀粉酶、纖維素酶、蛋白酶按照重量比5:3:2:1組成的混合物。本實(shí)施例中礦物質(zhì)促進(jìn)劑為微晶化磷礦粉、微晶化沸石粉、微晶化碳酸鈣粉、膨潤土按照重量比10:1:3:20組成的混合物。本實(shí)施例中磷酸鹽為磷酸氫二銨或磷酸二氫鉀中的一種。本實(shí)施例中表面活性劑為山梨糖醇酐脂肪酸酯、三乙醇胺、乙二醇按照重量比2:1:1組成的混合物。本實(shí)施例中微生物復(fù)合菌劑包括產(chǎn)甲烷菌、纖維素分解菌、酵母菌、解磷菌、乳酸菌或光合菌。本實(shí)施例的沼氣發(fā)酵用高效添加劑的制備方法，包括以下步驟：步驟一，將有機(jī)酸腐果渣、蓖麻籽粕、葵花籽粕、油菜籽粕、甘薯邊角料加入高速攪拌機(jī)中粉碎，加入磷酸鹽、適量的水，加熱至46℃、保溫3小時(shí)，冷卻至室溫，將混合溶液通過板框壓濾機(jī)進(jìn)行過濾后，得到濾液a；步驟二，向步驟一制得的濾液a中加入瓊脂、硬脂酸、蛋白胨、半乳糖攪拌均勻，升溫至46℃，保溫20分鐘，再加入油酸甲酯、表面活性劑、碳酸氫銨、尿素?cái)嚢杈鶆?，降溫?6℃，保溫20分鐘，自然冷卻至室溫，得到混合溶液b；步驟三，向步驟二制得的混合溶液b中加入煤泥、木屑、礦物質(zhì)促進(jìn)劑、活性炭，升溫至55℃，以攪拌轉(zhuǎn)速為150r/min攪拌2小時(shí)，自然冷卻至室溫，加入復(fù)合酶劑、微生物復(fù)合菌劑，以攪拌轉(zhuǎn)速為50r/min攪拌80分鐘，制得發(fā)明的沼氣發(fā)酵用高效添加劑。實(shí)施例2.本實(shí)施例的沼氣發(fā)酵用高效添加劑，包括以下重量份的原料：有機(jī)酸腐果渣35份、復(fù)合酶劑80份、礦物質(zhì)促進(jìn)劑180份、磷酸鹽6份、微生物復(fù)合菌劑4份、煤泥15份、木屑16份、尿素8份、碳酸氫銨15份、表面活性劑5份、甘薯邊角料19份、瓊脂4份、硬脂酸5份、蛋白胨3份、半乳糖3份、油酸甲酯3份、蓖麻籽粕10份、葵花籽粕12份、油菜籽粕10份、活性炭6份。本實(shí)施例中復(fù)合酶劑為糖化酶、淀粉酶、纖維素酶、蛋白酶按照重量比5:3:2:1組成的混合物。本實(shí)施例中礦物質(zhì)促進(jìn)劑為微晶化磷礦粉、微晶化沸石粉、微晶化碳酸鈣粉、膨潤土按照重量比10:1:3:20組成的混合物。本實(shí)施例中磷酸鹽為磷酸氫二銨或磷酸二氫鉀中的一種。本實(shí)施例中表面活性劑為山梨糖醇酐脂肪酸酯、三乙醇胺、乙二醇按照重量比2:1:1組成的混合物。本實(shí)施例中微生物復(fù)合菌劑包括產(chǎn)甲烷菌、纖維素分解菌、酵母菌、解磷菌、乳酸菌或光合菌。本實(shí)施例的沼氣發(fā)酵用高效添加劑的制備方法，包括以下步驟：步驟一，將有機(jī)酸腐果渣、蓖麻籽粕、葵花籽粕、油菜籽粕、甘薯邊角料加入高速攪拌機(jī)中粉碎，加入磷酸鹽、適量的水，加熱至50℃、保溫3小時(shí)，冷卻至室溫，將混合溶液通過板框壓濾機(jī)進(jìn)行過濾后，得到濾液a；步驟二，向步驟一制得的濾液a中加入瓊脂、硬脂酸、蛋白胨、半乳糖攪拌均勻，升溫至48℃，保溫20分鐘，再加入油酸甲酯、表面活性劑、碳酸氫銨、尿素?cái)嚢杈鶆颍禍刂?8℃，保溫20分鐘，自然冷卻至室溫，得到混合溶液b；步驟三，向步驟二制得的混合溶液b中加入煤泥、木屑、礦物質(zhì)促進(jìn)劑、活性炭，升溫至60℃，以攪拌轉(zhuǎn)速為250r/min攪拌1小時(shí)，自然冷卻至室溫，加入復(fù)合酶劑、微生物復(fù)合菌劑，以攪拌轉(zhuǎn)速為80r/min攪拌40分鐘，制得發(fā)明的沼氣發(fā)酵用高效添加劑。實(shí)施例3.本實(shí)施例的沼氣發(fā)酵用高效添加劑，包括以下重量份的原料：有機(jī)酸腐果渣30份、復(fù)合酶劑70份、礦物質(zhì)促進(jìn)劑150份、磷酸鹽5份、微生物復(fù)合菌劑3份、煤泥13份、木屑13份、尿素6份、碳酸氫銨10份、表面活性劑4份、甘薯邊角料17份、瓊脂3份、硬脂酸4份、蛋白胨2.5份、半乳糖2.5份、油酸甲酯2份、蓖麻籽粕7份、葵花籽粕10份、油菜籽粕7份、活性炭4份。本實(shí)施例中復(fù)合酶劑為糖化酶、淀粉酶、纖維素酶、蛋白酶按照重量比5:3:2:1組成的混合物。本實(shí)施例中礦物質(zhì)促進(jìn)劑為微晶化磷礦粉、微晶化沸石粉、微晶化碳酸鈣粉、膨潤土按照重量比10:1:3:20組成的混合物。本實(shí)施例中磷酸鹽為磷酸氫二銨或磷酸二氫鉀中的一種。本實(shí)施例中表面活性劑為山梨糖醇酐脂肪酸酯、三乙醇胺、乙二醇按照重量比2:1:1組成的混合物。本實(shí)施例中微生物復(fù)合菌劑包括產(chǎn)甲烷菌、纖維素分解菌、酵母菌、解磷菌、乳酸菌或光合菌。本實(shí)施例的沼氣發(fā)酵用高效添加劑的制備方法，包括以下步驟：步驟一，將有機(jī)酸腐果渣、蓖麻籽粕、葵花籽粕、油菜籽粕、甘薯邊角料加入高速攪拌機(jī)中粉碎，加入磷酸鹽、適量的水，加熱至48℃、保溫3.5小時(shí)，冷卻至室溫，將混合溶液通過板框壓濾機(jī)進(jìn)行過濾后，得到濾液a；步驟二，向步驟一制得的濾液a中加入瓊脂、硬脂酸、蛋白胨、半乳糖攪拌均勻，升溫至47℃，保溫25分鐘，再加入油酸甲酯、表面活性劑、碳酸氫銨、尿素?cái)嚢杈鶆?，降溫?7℃，保溫25分鐘，自然冷卻至室溫，得到混合溶液b；步驟三，向步驟二制得的混合溶液b中加入煤泥、木屑、礦物質(zhì)促進(jìn)劑、活性炭，升溫至58℃，以攪拌轉(zhuǎn)速為200r/min攪拌1.5小時(shí)，自然冷卻至室溫，加入復(fù)合酶劑、微生物復(fù)合菌劑，以攪拌轉(zhuǎn)速為70r/min攪拌60分鐘，制得發(fā)明的沼氣發(fā)酵用高效添加劑。對上述各實(shí)施例制備的添加劑進(jìn)行性能測試，采用沼氣池的大小約為100立方米，以農(nóng)作物秸稈為發(fā)酵原料，其中沼氣池料液有機(jī)物百分比濃度在5﹪左右，在沼氣池中投放上述的添加劑約8kg，室外氣溫約在25-30℃左右，以未添加有添加劑的沼氣發(fā)酵罐作為對照。試驗(yàn)結(jié)果如下表所示：實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目實(shí)施例1實(shí)施例2實(shí)施例3對比例每m3料液平靜產(chǎn)氣量（m3）0.210.220.190.13料液ph值6.8-7.16.9-7.36.8-7.26.5-7.9發(fā)酵啟動(dòng)時(shí)間（天）5558本發(fā)明的沼氣發(fā)酵用高效添加劑應(yīng)用于沼氣發(fā)酵體系，一方面獲得了良好的產(chǎn)氣速率，縮短了發(fā)酵周期，提高了產(chǎn)量和原料利用率，另一方面補(bǔ)充了沼氣發(fā)酵所需營養(yǎng)元素，抑制了病原微生物的生長，達(dá)到了除臭無害化的效果，同時(shí)本發(fā)明提供的制備方法采用較多的農(nóng)業(yè)廢料，材料成本較低、原料易得、工藝簡明，具有較高的使用價(jià)值和良好的應(yīng)用前景。對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，顯然本發(fā)明不限于上述示范性實(shí)施例的細(xì)節(jié)，而且在不背離本發(fā)明的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。因此，無論從哪一點(diǎn)來看，均應(yīng)將實(shí)施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權(quán)利要求的等同要件的含義和范圍內(nèi)的所有變化囊括在本發(fā)明內(nèi)。此外，應(yīng)當(dāng)理解，雖然本說明書按照實(shí)施方式加以描述，但并非每個(gè)實(shí)施方式僅包含一個(gè)獨(dú)立的技術(shù)方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)將說明書作為一個(gè)整體，各實(shí)施例中的技術(shù)方案也可以經(jīng)適當(dāng)組合，形成本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的其他實(shí)施方式。當(dāng)前第1頁12