本發(fā)明屬于厭氧發(fā)酵產沼氣技術領域，具體涉及一種采用活性炭促進金針菇菇腳厭氧發(fā)酵產沼氣的方法。

背景技術：

金針菇菇腳(flammulinavelutipesstembase，fvs)是金針菇生產過程中所產生的廢棄料。由于金針菇是我國重要的栽培食用菌品種，市場需求量大，生產規(guī)模增長迅速，現階段產生了大量菇腳等下腳料。這些下腳料除了少部分被用作飼料外，絕大部分被廢棄，不僅造成資源浪費，而且容易帶來環(huán)境污染。由于金針菇菇腳含有豐富的蛋白質和氨基酸等有機物質，因此可以結合發(fā)酵技術對該廢棄資源實現二次利用。

厭氧發(fā)酵技術可以用于生產沼氣，目前常用的原料是畜禽糞便或農作物秸稈，采用厭氧發(fā)酵技術不僅對這類廢棄資源進行了合理的回收利用，解決了直接拋棄造成的資源浪費和環(huán)境污染等問題，而且能夠用于生產清潔能源沼氣。由于金針菇菇腳中含有大量的有機物，可以用于厭氧發(fā)酵，然而目前對于采用金針菇菇腳等下腳料用于厭氧發(fā)酵產沼氣的相關研究尚未見文獻報道；另一方面，采用畜禽糞便或農作物秸稈進行厭氧發(fā)酵所得沼氣的產氣量均不高，且產氣速率較低，達到最高產氣量所需時間較長，厭氧發(fā)酵性能較差。現階段已有通過向牛糞或作物秸稈等發(fā)酵物中加入添加劑來提高厭氧發(fā)酵產沼氣的性能研究，能夠一定程度上提高秸稈等發(fā)酵物的產沼氣性能。但是對于金針菇菇腳等下腳料的厭氧發(fā)酵性能，如何將其用于厭氧發(fā)酵產沼氣，以及如何通過添加劑來提高金針菇菇腳的產沼氣性能，是現階段針對金針菇菇腳回收利用所需解決的重要問題。

技術實現要素：

本發(fā)明的目的就是為了解決上述技術問題，而提供一種采用活性炭促進金針菇菇腳厭氧發(fā)酵產沼氣的方法，本方法通過采用金針菇菇腳進行厭氧發(fā)酵，并向發(fā)酵物料中加入活性炭添加劑，大大提高了金針菇菇腳厭氧發(fā)酵的產沼氣性能，與未加入添加劑相比，產氣高峰期提前了10～13天，產氣速率得到提高，且厭氧發(fā)酵的累積產沼氣量也得到大幅度提高。

為了實現上述目的，本發(fā)明采用的技術方案為：

一種采用活性炭促進金針菇菇腳厭氧發(fā)酵產沼氣的方法，所述方法包括以下步驟：

(1)取新鮮金針菇廢棄的菇腳，采用粉碎機粉碎后，向其中加入質量分數為1％的naoh溶液，所述naoh溶液與金針菇菇腳的液固比為10～30:1ml/g，然后進行堆漚；

(2)待堆漚完畢，向步驟(1)所得物中加入活性炭，所述活性炭與金針菇菇腳的質量比為1:5～10，充分混合后向混合物中加入接種物進行厭氧發(fā)酵產沼氣，所述厭氧發(fā)酵的溫度為35～55℃，發(fā)酵ph為6.5-7.5，厭氧發(fā)酵液中總固體含量為5～8％。

本發(fā)明采用金針菇菇腳作為發(fā)酵原料，能夠很好地用于厭氧發(fā)酵產沼氣，并通過向發(fā)酵物料中添加活性炭的方法，使得金針菇菇腳的產氣性能得到大大提高。如本發(fā)明實施例所示，采用本發(fā)明的厭氧發(fā)酵方法，產氣高峰期出現在4-12天，在第6或7天產氣速率即達到最高；而未添加活性炭的對照組，產氣高峰期出現在16-23天，在第18天產氣速率最高；本發(fā)明與對照例相比，使得金針菇菇腳的產氣高峰期提前了10天以上，且累積產氣量也得到大幅度提升。

進一步的，所述活性炭的添加濃度為16～20g/l，采用高濃度的活性炭作為添加劑，達到了大幅度提高金針菇菇腳厭氧發(fā)酵的產沼氣性能。

進一步的，步驟(2)中所述接種物的加入量與金針菇菇腳的質量比為2～3:1，在上述接種物與金針菇菇腳的質量占比范圍內，能夠保證接種物將金針菇菇腳進行充分發(fā)酵，從而獲得較高的產氣量。

進一步的，步驟(1)中所述堆漚為在自然條件下進行堆漚3-5天，堆漚的目的是提前將金針菇菇腳中的有機物進行預分解，從而加速后續(xù)厭氧發(fā)酵的進行。

進一步的，步驟(2)中所述厭氧發(fā)酵的時間為25～45天，在較短的發(fā)酵時間內，能夠保證厭氧發(fā)酵的完全，獲得較高的產沼氣量。

進一步的，所述活性炭為細胞培養(yǎng)級活性炭，能夠起到較好的提高發(fā)酵性能的作用。

進一步的，所述接種物為活性污泥。

與現有技術相比，本發(fā)明的有益效果在于：

(1)以金針菇菇腳為原料進行厭氧發(fā)酵，很好地解決了目前金針菇生產中帶來的菇腳資源的廢棄和浪費問題，對環(huán)境資源有利；

(2)通過加入活性炭添加劑，大大提高了金針菇菇腳厭氧發(fā)酵的產氣性能，與未添加活性炭相比，產氣高峰期提前了10～13天，產氣速率得到提高，且厭氧發(fā)酵的累積產氣量也得到大幅度提高，發(fā)酵周期僅為25～45天。

具體實施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結合實施例對本發(fā)明進行具體描述，有必要指出的是，以下實施例僅僅用于對本發(fā)明進行解釋和說明，并不用于限定本發(fā)明。本領域技術人員根據上述發(fā)明內容所做出的一些非本質的改進和調整，仍屬于本發(fā)明的保護范圍。

實施例1

(一)發(fā)酵原料的準備：

從市場上選取新鮮的金針菇，收集金針菇的菇腳作為厭氧發(fā)酵的原料。發(fā)酵接種物取自成都市某污水處理廠厭氧段的活性污泥。添加劑活性炭從市場上購買。

金針菇菇腳中總固體含量為9.81％(是將新鮮金針菇于105℃下烘干后測得)，總揮發(fā)性有機物vs含量為7.71％；接種物活性污泥中總干物質含量為2.7％，總揮發(fā)性有機物vs含量為1.1％。

(二)厭氧發(fā)酵處理：

(1)采用粉碎機將金針菇菇腳粉碎后，向其中添加質量濃度1％的氫氧化鈉溶液，所述氫氧化鈉溶液與金針菇菇腳的液固比為10:1ml/g，然后在自然條件下進行堆漚3天；

(2)待堆漚完畢，向步驟(1)所得物中加入活性炭，所述活性炭為細胞培養(yǎng)級活性炭，其編號為：c118577，活性炭與金針菇菇腳的質量比為1:5；將二者充分混合后向其中加入活性污泥，采用批式厭氧發(fā)酵裝置進行厭氧發(fā)酵產沼氣；活性污泥與金針菇菇腳的質量比為2:1，活性炭的添加濃度為16g/l，厭氧發(fā)酵液中總固體含量為5％，厭氧發(fā)酵的溫度為35℃，發(fā)酵ph為6.5，厭氧發(fā)酵的時間為25天。

實施例2

(一)發(fā)酵原料選取實施例1中的原料。

(二)厭氧發(fā)酵處理：

(1)采用粉碎機將金針菇菇腳粉碎后，向其中添加質量濃度1％的氫氧化鈉溶液，所述氫氧化鈉溶液與金針菇菇腳的液固比為30:1ml/g，然后在自然條件下進行堆漚5天；

(2)待堆漚完畢，向步驟(1)所得物中加入活性炭，所述活性炭為細胞培養(yǎng)級活性炭，其編號為：c118577，活性炭與金針菇菇腳的質量比為1:10；將二者充分混合后向其中加入活性污泥，采用批式厭氧發(fā)酵裝置進行厭氧發(fā)酵產沼氣；活性污泥與金針菇菇腳的質量比為3:1，活性炭的添加濃度為20g/l，厭氧發(fā)酵液中總固體含量為8％，厭氧發(fā)酵的溫度為55℃，發(fā)酵ph為7.5，厭氧發(fā)酵的時間為45天。

實施例3

(一)發(fā)酵原料選取實施例1中的原料。

(二)厭氧發(fā)酵處理：

(1)采用粉碎機將金針菇菇腳粉碎后，向其中添加質量濃度1％的氫氧化鈉溶液，所述氫氧化鈉溶液與金針菇菇腳的液固比為20:1ml/g，然后在自然條件下進行堆漚4天；

(2)待堆漚完畢，向步驟(1)所得物中加入活性炭，所述活性炭為細胞培養(yǎng)級活性炭，其編號為：c118577，活性炭與金針菇菇腳的質量比為1:8；將二者充分混合后向其中加入活性污泥，采用批式厭氧發(fā)酵裝置進行厭氧發(fā)酵產沼氣；活性污泥與金針菇菇腳的質量比為3:1，活性炭的添加濃度為18g/l，厭氧發(fā)酵液中總固體含量為7％，厭氧發(fā)酵的溫度為45℃，發(fā)酵ph為7.0，厭氧發(fā)酵的時間為40天。

測試例

對實施例1-3中的產甲烷特性進行測定，分別測定各實施例中厭氧發(fā)酵過程中厭氧發(fā)酵裝置內的平均日產氣量、總產氣量和產氣速率變化，并以不加入添加劑的方案作為對照，對照例按照實施例3的方法進行，各實施例及對照例中產甲烷特性的測定結果如表1所示：

表1

從表1可以看出，添加活性炭提高了金針菇下腳料厭氧發(fā)酵的產沼氣性能。添加活性炭后，產氣高峰期出現在4-12天，第6-7天產氣速率最高，可高達到32.1ml/(gts·天)，累積產氣量高達1541ml；而未添加活性炭的對照組，產氣高峰期出現在16-23天，第18天產氣速率最高，達到29.6ml/(gts·天)，累積產氣量為1246ml。因此，本發(fā)明實施例1-3通過添加活性炭，大幅度提高了金針菇菇腳厭氧發(fā)酵的產沼氣性能。