提高沼氣產氣率的添加組合物及其運用的製作方法
2023-05-17 06:15:31
專利名稱：提高沼氣產氣率的添加組合物及其運用的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種提高沼氣產氣率的添加組合物及其運用。
背景技術：
沼氣是我國利用最廣泛的生物質能源，它是厭氧微生物通過降解有機物獲得的 較清潔的可再生生物能源，不僅具有緩解能源危機和治理環境汙染的雙重效益，還因其適 用性強，低成本投入，高效產出而備受重視。我國適宜於沼氣發酵的畜牧廢棄物和農林廢棄 物來源廣泛，種類繁多，資源量巨大，但原料成分單一，營養不均，原料中碳氮比失調，磷、鉀 等微生物代謝必需元素和金屬微量元素含量較低，缺乏激活細菌活性的元素等，因而在自 然發酵條件下，周期長，產氣少，發酵效率較低，產氣較慢，原料降解率低，尤其是在溫度較 低的冬季，產氣極低甚至停止產氣。
發明內容
針對現有技術中的不足之處，本發明提供了一種加速原料降解發酵，加快啟動，縮 短髮酵周期，增強菌種活性，提高產氣率，而且成本低，適用性強的提高沼氣產氣率的添加 組合物。本發明還提供了一種該提高沼氣產氣率的添加組合物的在沼液發酵中的運用。本發明提供的提高沼氣產氣率的添加組合物，由下列重量份的原料組成尿 素0· 5 2. 0 ； K2HPO4 · 3H20 0. 25 1. 50 ； KH2PO4 0. 15 0. 85 ； MgSO4 · 7H20 0. 05 0. 5 ；維生素 B1 0. 003 0. 01 ；維生素 B2:0· 003 0. 01 和維生素 B3 0. 003 0. 01。進一步，提高沼氣產氣率的添加組合物由下列重量份的原料組成尿素 1000 ； K2HPO4 · 3H20 750 ； KH2PO4 430 ；MgSO4 · 7H20 100 ；維生素 B1 5 ；維生素 B2:5 和 維生素B3 :5ο本發明提供的提高沼氣產氣率的添加組合物的運用，在每升沼液中，將所述 的添加組合物中的各原料按下列比例加入沼液中尿素0. 5 2. Og/L ； K2HPO4 · 3H20 0. 25 1. 50g/L ； KH2PO4 :0· 15 0. 85g/L ； MgSO4 · 7Η20 :0· 05 0. 5g/L ；維生素 B1: 0. 003 0. 01g/L ；維生素 B2:0· 003 0. 01g/L 和維生素 B3 0. 003 0. 01g/L。進一步，在每升沼液中，將所述的添加組合物中的各原料按下列比例加入沼 液中尿素0. lg/L ； K2HPO4 · 3H20 0. 75g/L ； KH2PO4 :0· 45g/L ；MgSO4 · 7H20 :0· lg/L ；維 生素 B1 0. 005g/L ；維生素 B2 0. 005g/L 和維生素 B3 0. 005g/L。本發明的有益效果本發明將由尿素、K2HPO4 UH2CKKH2PCVMgSO4 ·7Η20、維生素B1,
維生素B2和維生素B3組成的提高沼氣產氣率的添加組合物加入沼液中，加速沼液中各原料 降解發酵，縮短發酵周期，而且能明顯增強厭氧菌種活性，提高產氣率，增加池容利用率和 降解效率等。使用該添加組合物時，只需將該組合物直接加入沼液中，使用方便、快捷、省時 高效。而且該提高沼氣產氣率的添加組合物成本低廉，易於普遍推廣應用。
圖1為實施例一中，分別向沼液中加入添加組合物1和未加入添加組合物的池容
產氣率圖2為實施例一中，分別向沼液中加入添加組合物1和未加入添加組合物的甲烷濃度
圖3為實施例二中，分別向沼液中加入添加組合物2和未加入添加組合物的池容產氣 率圖4為實施例二中，分別向沼液中加入添加組合物2和未加入添加組合物的甲烷濃度
圖5為實施例三中，分別向沼液中加入添加組合物3和未加入添加組合物的池容產氣 率圖6為實施例三中，分別向沼液中加入添加組合物3和未加入添加組合物的甲烷濃度
圖7為實施例四中，分別向沼液中加入添加組合物4和未加入添加組合物的池容產氣 率圖8為實施例四中，分別向沼液中加入添加組合物4和未加入添加組合物的甲烷濃度圖。
具體實施例方式下面結合附圖和具體實施方式
對本發明作進一步詳細地描述。一種提高沼氣產氣率的添加組合物，由下列重量份的原料組成尿素0. 5 2. 0 ； K2HPO4 ·3Η20 0. 25 1· 50 ； KH2PO4 0. 15 0. 85 ； MgSO4 ·7Η20 0. 05 0. 5 ；維生素 B1 0. 003 0. 01 ；維生素 B2:0· 003 0. 01 和維生素 B3 0. 003 0. 01。一種提高沼氣產氣率的添加組合物的運用，在每升沼液中，將上述的添加組合物 中的各原料按下列比例加入沼液中尿素0. 5 2. Og/L ； K2HPO4 ·3Η20 0. 25 1. 50g/L ； KH2PO4 0. 15 0. 85g/L ； MgSO4 ·7Η20 0. 05 0. 5g/L ；維生素 B1 0. 003 0. 01g/L ；維 生素 B2:0· 003 0. 01g/L 和維生素 B3 0. 003 0. 01g/L。實施例1
將2. Okg經堆慪預處理後的馬鈴薯皮與2. OL發酵後菌種均勻混合裝入沼氣反應器，加 入適量水，配置成固體物濃度為4%的發酵液。第一組，向該發酵液中加入Og/L該添加組合物，即未加入添加組合物。第二組，向該發酵液中加入該添加組合物1，該添加組合物1中的各原料按下列比 例加入沼液中尿素0· 5g/L ； K2HPO4 · 3H20 0. 25g/L ； KH2PO4 0. 15g/L ； MgSO4 · 7H20 0. 05g/L ；維生素 B1 0. 003g/L ；維生素 B2 0. 003g/L 和維生素 B3 0. 003g/L。控制沼液溫度在27士3°C內，監測30天發酵過程的池容產氣率，甲烷濃度等參 數變化，如圖1和圖2所示。30天發酵的結果表明，在沼液中加入添加組合物的發酵啟 動加快，發酵周期縮短，且產氣峰值大幅提高。計算得加入添加組合物的池容產氣率為 0. 752m3 · m_3 · cf1 ；未加入添加組合物的池容產氣率為0. 568m3 · m_3 · cf1，加入添加組合物 與未加入的相比提高了 32. 4%。對比產氣中的甲烷濃度，加入添加組合物在發酵過程中產氣甲烷濃度高於未加入添加組合物所產生氣體的甲烷濃度。結果表明，添加組合物能促進菌 種生長及活性，對甲烷濃度的提高和產氣量均有促進作用。實施例2
將2. Okg經堆慪預處理後的馬鈴薯皮與2. OL發酵後菌種均勻混合裝入沼氣反應器，加 入適量水，配置成固體物濃度為4%的發酵液。第一組，向該發酵液中加入Og/L該添加組合物，即未加入添加組合物。第二組，向該發酵液中加入該添加組合物2，該添加組合物2中的各原料按下列比 例加入沼液中尿素1. 00g/L ； K2HPO4 · 3H20 0. 75g/L ； KH2PO4 0. 43g/L ； MgSO4 · 7H20 0. 10g/L ；維生素 B1 0. 005g/L ；維生素 B2 0. 005g/L 和維生素 B3 0. 005g/L。控制沼液溫度在27士3°C內，監測30天發酵過程的池容產氣率，甲烷濃度等參 數變化，如圖3和圖4所示。30天發酵的結果表明，在沼液中加入添加組合物的發酵啟 動加快，發酵周期縮短，且產氣峰值大幅提高。計算得到加入添加組合物的池容產氣率為 0. 832m3 · m_3 · cf1，未加入添加組合物的池容產氣率為0. 568m3 · m_3 · cf1，加入添加組合物與 未加入的相比提高了 46. 5%。對比產氣中甲烷濃度，加入添加組合物在發酵過程中產氣甲烷 濃度高於未加入添加組合物所產生的甲烷濃度。結果表明，添加組合物對甲烷濃度的提高 和產氣量均有較大促進作用，有利於提高甲烷菌活性，促進產氣和提高產氣品質。實施例3
將2. Okg經堆慪預處理後的馬鈴薯皮與2. OL發酵後菌種均勻混合裝入沼氣反應器，加 入適量水，配置成固體物濃度為4%的發酵液。第一組，向該發酵液中加入Og/L該添加組合物，即未加入添加組合物。第二組，向該發酵液中加入該添加組合物3，該添加組合物3中的各原料按下列 比例加入沼液中尿素1. 5g/L ； K2HPO4 · 3H20 1. 0g/L ； KH2PO4 0. 55g/L ； MgSO4 · 7H20 0. 3g/L ；維生素 B1 0. 007g/L ；維生素 B2 0. 007g/L 和維生素 B3 0. 007g/L。控制沼液溫度在27士3°C內，監測30天發酵過程的池容產氣率，甲烷濃度等參 數變化，如圖5和圖6所示。30天發酵的結果表明，在沼液中加入添加組合物的發酵啟 動加快，發酵周期縮短，且產氣峰值大幅提高。計算得加入添加組合物的池容產氣率為 0. 732m3 · m_3 · cf1，未加入添加組合物的池容產氣率為0. 568m3 · m_3 · cf1，加入添加組合物與 未加入相比提高了 28. 9%。對比產氣中的甲烷濃度，加入添加組合物在發酵過程中的產氣甲 烷濃度明顯高於未加入添加組合物所產生的甲烷濃度。結果表明，添加組合物對甲烷濃度 的提高和產氣量均有促進作用，同時有利於提高甲烷菌活性，促進產氣和提高產氣品質。實施例4
將2. Okg經堆慪預處理後的馬鈴薯皮與2. OL發酵後菌種均勻混合裝入沼氣反應器，加 入適量水，配置成固體物濃度為4%的發酵液。第一組，向該發酵液中加入0g/L該添加組合物，即未加入添加組合物。第二組，向該發酵液中加入該添加組合物4，該添加組合物中的各原料按下列 比例加入沼液中尿素2. 0g/L ； K2HPO4 · 3H20 1. 5g/L ； KH2PO4 0. 85g/L ； MgSO4 · 7H20 0. 5g/L ；維生素 B1 :0.01g/L;維生素 B2 :0. 01g/L，維生素 B3 :0. 01g/L。控制沼液溫度在27士3°C內，監測30天發酵過程的池容產氣率，甲烷濃度等參 數變化，如圖7和圖8所示。30天發酵的結果表明，在沼液中加入添加組合物的發酵啟動加快，發酵周期縮短，且產氣峰值大幅提高。計算得加入添加組合物的池容產氣率為 0. 602m3 · m_3 · cf1，未加入添加組合物的池容產氣率為0. 568m3 · m_3 · cf1，加入添加組合物與 未加入相比提高了 6%。由於添加組合物中各原料的含量較高，發酵前期，產氣存在一定抑制 現象，但隨著原料和組合物的消耗，產氣逐漸增加，總產氣量增加有限。對比產氣中的甲烷 濃度，加入添加組合物在發酵過程中的產氣甲烷濃度高於未加入添加組合物所產生的甲烷 濃度。結果表明，添加組合物對甲烷濃度的提高和產氣量均有促進作用，同時有利於提高甲 烷菌活性，促進產氣和提高產氣品質。 最後說明的是，以上實施例僅用以說明本發明的技術方案而非限制，儘管參照較 佳實施例對本發明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本發明的技 術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發明技術方案的宗旨和範圍，其均應涵蓋在本 發明的權利要求範圍當中。
權利要求
一種提高沼氣產氣率的添加組合物，其特徵在於，由下列重量份的原料組成尿素0.5～2.0； K2HPO4·3H2O0.25～1.50； KH2PO40.15～0.85； MgSO4·7H2O0.05～0.5； 維生素B10.003～0.01； 維生素B2:0.003～0.01和維生素B30.003～0.01。
2.根據權利要求1所述的提高沼氣產氣率的添加組合物，其特徵在於，由下列重量份 的原料組成尿素1000; K2HPO4 ·3Η20 750 ； KH2PO4 430 ； MgSO4 · 7Η20 100 ；維生素 B1 5 ；維生素B2:5和維生素B3 :5。
3.一種提高沼氣產氣率的添加組合物的運用，其特徵在於，在每升沼液中，將權利 要求1所述的添加組合物中的各原料按下列比例加入沼液中尿素0.5 2. Og/L； K2HPO4 · 3Η20 :0· 25 1. 50g/L ； KH2PO4 :0· 15 0. 85g/L ； MgSO4 · 7Η20 :0· 05 0. 5g/L ； 維生素 B1 :0. 003 0. 01g/L ；維生素 B2:0. 003 0. 01g/L 和維生素 B3 0. 003 0. Olg/ L0
4.根據權利要求3所述的提高沼氣產氣率的添加組合物的運用，其特徵在於，在每升 沼液中，將權利要求1所述的添加組合物中的各原料按下列比例加入沼液中尿素1. Og/ L ； K2HPO4 ·3Η20 0. 75g/L ； KH2PO4 0. 43g/L ；MgSO4 ·7Η20 0. lg/L ；維生素 B1 :0· 005g/L ； 維生素 B2 0. 005g/L 和維生素 B3 0. 005g/L。
全文摘要
本發明公開了一種提高沼氣產氣率的添加組合物，由下列重量份的原料組成尿素0.5～2.0；K2HPO4·3H2O0.25～1.50；KH2PO40.15～0.85；MgSO4·7H2O0.05～0.5；維生素B10.003～0.01；維生素B2:0.003～0.01和維生素B30.003～0.01。本發明將提高沼氣產氣率的添加組合物直接加入沼液中，使用方便、快捷、省時高效；加入後加速沼液中各種原料的降解發酵，加快啟動，縮短發酵周期，而且能明顯增強菌種活性，提高產氣率，增加池容利用率和原料降解效率等；而且該提高沼氣產氣率的添加組合物來源廣泛，成本低廉，易於普遍推廣應用。
文檔編號C12P5/02GK101899473SQ20101022146
公開日2010年12月1日 申請日期2010年7月8日 優先權日2010年7月8日
發明者丁玉棟, 葉丁丁, 吳睿, 廖強, 彭震, 朱恂, 李俊, 王宏, 王永忠 申請人:重慶大學