專利名稱：一種寒地沼氣促進(jìn)劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種沼氣促進(jìn)劑及其制備方法。
背景技術(shù)：
寒地沼氣生產(chǎn)由于年平均氣溫低，致使發(fā)酵效果不甚理想，表現(xiàn)出產(chǎn)氣率低，產(chǎn)氣率為1:0.3以下，產(chǎn)氣時間短等問題，嚴(yán)重限制了寒地沼氣的發(fā)展，而現(xiàn)有的沼氣促進(jìn)劑有三類，第一類是改善發(fā)酵微生物的營養(yǎng)狀況、滿足其營養(yǎng)需要的物質(zhì)，如豆腐坊、酒坊、粉坊的下腳料，加入沼氣池內(nèi)，可提高池溫，增加產(chǎn)氣量；第二類為發(fā)酵微生物提供促進(jìn)生長繁殖的微量元素物質(zhì)，如泥炭、舊電池；第三類為改善和穩(wěn)定甲烷菌的生活環(huán)境，加速新陳代謝的物質(zhì)，如煤粉、麥麩、米糠和ZnSO4。針對第三類沼氣促進(jìn)劑來說，煤粉是古代植物埋藏在地下經(jīng)歷了復(fù)雜的生物化學(xué)和物理化學(xué)變化逐漸形成的，獲得困難，成本較高；利用麥麩和米糠作為沼氣促進(jìn)劑可以節(jié)約資源，但是麥麩和米糠的收集困難，不能滿足生產(chǎn)需求；以ZnSO4作為沼氣促進(jìn)劑可以促進(jìn)沼氣細(xì)菌的生長，但是其具有兩重性，當(dāng)添加量適量時，對沼氣發(fā)酵有促進(jìn)作用，如果用量過大，則對發(fā)酵產(chǎn)生負(fù)作用，過小則不起作用。而且以上所述的第三類沼氣促進(jìn)劑都是應(yīng)用在20°C以上的沼氣促進(jìn)劑，目前還沒有年平均氣溫20°C以下的高寒地區(qū)沼氣促進(jìn)劑。沼氣促進(jìn)劑在沼氣發(fā)酵中主要有三方面作用(I)改善沼氣微生物營養(yǎng)狀況；(2)加速新陳代謝；(3)改變沼氣微生物占優(yōu)勢的種類，使產(chǎn)甲烷絲狀菌屬(Methanothrix)過渡為活性更強(qiáng)的產(chǎn)甲燒八疊球菌屬(Methanosarcina),低溫產(chǎn)甲燒菌與常溫產(chǎn)甲燒菌在形態(tài)和營養(yǎng)狀況上都有所區(qū)別，所以常溫的沼氣促進(jìn)劑對于低溫產(chǎn)甲烷菌群的促進(jìn)作用不是很明顯。低溫沼氣促進(jìn)劑正是針對低溫產(chǎn)甲烷菌群的營養(yǎng)特性而制備的，可以改善其營養(yǎng)特性，加速其新陳代謝，提高甲烷產(chǎn)氣量。近幾年來，雖然在高寒地區(qū)發(fā)展沼氣生態(tài)農(nóng)業(yè)模式上有著長足的發(fā)展，但還有很多需要改進(jìn)的地方，如冬季產(chǎn)氣量低，難以越冬等問題。在冬季，高寒地區(qū)由于氣溫低，產(chǎn)氣量下降，滿足不了農(nóng)民的使用，所以應(yīng)用寒地沼氣促進(jìn)劑，促進(jìn)甲烷菌群的活性，提高寒地沼氣池的產(chǎn)氣量，是我們急需解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是要解決現(xiàn)有的改善和穩(wěn)定甲烷菌的生活環(huán)境的沼氣促進(jìn)劑無法在低溫條件下提高產(chǎn)氣量以及獲得困難的技術(shù)問題，而提供一種寒地沼氣促進(jìn)劑及其制備方法。本發(fā)明的一種寒地沼氣促進(jìn)劑按質(zhì)量份數(shù)是由f 2份的硫酸亞鐵、0. n份的氯化鈷、0. 5^2份的氯化鎳、4飛份的有機(jī)物質(zhì)、f 3份的吸附劑和8(Tl00份的填充劑制成；其中有機(jī)物質(zhì)為黑曲酶和酰胺態(tài)氮，黑曲酶和酰胺態(tài)氮質(zhì)量比為3:1 ;吸附劑為活性炭；填充劑為生物質(zhì)炭。本發(fā)明的一種寒地沼氣促進(jìn)劑的制備方法是按以下步驟進(jìn)行一、按質(zhì)量份數(shù)稱取廣2份的硫酸亞鐵、0. n份的氯化鈷、0. 5^2份的氯化鎳、4飛份的有機(jī)物質(zhì)、廣3份的吸附劑和8(T100份的填充劑；二、將稱取的硫酸亞鐵、氯化鈷和氯化鎳，放入容器中，加蒸餾水制成飽和溶液，再加入步驟一稱取的吸附劑，放入溫度為6(T90°C的烘箱中，烘干f2h后，用粉碎機(jī)粉碎成10(T130目，得到粉體；三、然后將步驟一稱取的有機(jī)物和填充劑加入到步驟二制得的粉體中，攪拌混合均勻，即得寒地沼氣促進(jìn)劑；其中步驟一中的有機(jī)物質(zhì)為黑曲酶和酰胺態(tài)氮，黑曲酶和酰胺態(tài)氮質(zhì)量比為3:1 ;吸附劑為活性炭；填充劑為生物質(zhì)炭。本發(fā)明屬于固體有機(jī)廢棄物生物處理技術(shù)領(lǐng)域的一種利用復(fù)合材料促進(jìn)固體有機(jī)廢棄物產(chǎn)沼氣的促進(jìn)劑。本發(fā)明的方法利用促進(jìn)劑的吸附特性、離子溶出特性和生物活性去改善微生物生長環(huán)境，刺激微生物的活性，從而提高寒區(qū)沼氣產(chǎn)量，最大限度的回收利用廢棄物中的生物能源，提高寒地沼池的產(chǎn)氣量，使其在20°C情況下，提前5天進(jìn)行產(chǎn)氣，產(chǎn)氣量達(dá)到1:0. 5，使沼氣池快速啟動。本發(fā)明的寒地沼氣促進(jìn)劑中有對甲烷菌有益的金屬元素，其中金屬元素中鐵、鈷、鎳的質(zhì)量百分含量達(dá)到0. 55%，有益有機(jī)物質(zhì)達(dá)到1% ;表面吸附劑2%，能改善沼氣中低溫發(fā)酵微生物環(huán)境，可以為低溫產(chǎn)甲烷菌群提供良好的營養(yǎng)環(huán)境，促進(jìn)其菌群的快速生長，從而提高產(chǎn)氣效果，可提高產(chǎn)氣率50%。


圖I為驗(yàn)證試驗(yàn)中低溫沼氣促進(jìn)劑對沼氣產(chǎn)氣量的影響圖。
具體實(shí)施例方式具體實(shí)施方式
一本實(shí)施方式的一種寒地沼氣促進(jìn)劑，按質(zhì)量份數(shù)由廣2份的硫酸亞鐵、0. f I份的氯化鈷、0. 5 2份的氯化鎳、4^5份的有機(jī)物質(zhì)、廣3份的吸附劑和8(T100份的填充劑制成；其中有機(jī)物質(zhì)為黑曲酶和酰胺態(tài)氮，黑曲酶和酰胺態(tài)氮質(zhì)量比為3:1 ;吸附劑為活性炭；填充劑為生物質(zhì)炭。本實(shí)施方式所述的寒地沼氣是指在年平均溫度20°C以下的高寒地區(qū)的沼氣。本實(shí)施方式的寒地沼氣促進(jìn)劑中有對甲烷菌有益的金屬元素，其中金屬元素中的鐵、鈷、鎳質(zhì)量百分含量達(dá)到0. 55%，有益有機(jī)物質(zhì)達(dá)到1% ;表面吸附劑2%，由于促進(jìn)劑的吸附特性、離子溶出特性和生物活性能，從而改善沼氣中低溫發(fā)酵微生物環(huán)境，可以為低溫產(chǎn)甲烷菌群提供良好的營養(yǎng)環(huán)境，促進(jìn)其菌群的快速生長，從而提高產(chǎn)氣效果，可提高產(chǎn)氣率50%。
具體實(shí)施方式
二 本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一不同的是所述的活性炭比表面積為500m2/g。其它與具體實(shí)施方式
一相同。
具體實(shí)施方式
三本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一或二不同的是所述的寒地沼氣促進(jìn)劑按質(zhì)量份數(shù)是由I.廣I. 9份的硫酸亞鐵、0. 2、. 9份的氯化鈷、0. 6 1. 8份的氯化鎳、4. r4. 9份的有機(jī)物質(zhì)、I. r2. 9份的吸附劑和8廣99份的填充劑制成。其它與具體實(shí)施方式
一或二相同。
具體實(shí)施方式
四本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一至三之一不同的是所述的寒地沼氣促進(jìn)劑按質(zhì)量份數(shù)是由I. 5份的硫酸亞鐵、0. 5份的氯化鈷、I份的氯化鎳、4. 5份的有機(jī)物質(zhì)、2份的吸附劑和90份的填充劑制成。其它與具體實(shí)施方式
一至三之一相同。
具體實(shí)施方式
五本實(shí)施方式的一種寒地沼氣促進(jìn)劑的制備方法是按以下步驟進(jìn)行一、按質(zhì)量份數(shù)稱取廣2份的硫酸亞鐵、0. n份的氯化鈷、0. 5^2份的氯化鎳、4飛份的有機(jī)物質(zhì)、廣3份的吸附劑和8(Tl00份的填充劑；二、將稱取的硫酸亞鐵、氯化鈷和氯化鎳，放入容器中，加蒸餾水制成飽和溶液，再加入步驟一稱取的吸附劑，放入溫度為6(T90°C的烘箱中，烘干f2h后，用粉碎機(jī)粉碎成10(T130目，得到粉體；三、然后將步驟一稱取的有機(jī)物和填充劑加入到步驟二制得的粉體中，攪拌混合均勻，即得寒地沼氣促進(jìn)劑；其中步驟一中的有機(jī)物質(zhì)為黑曲酶和酰胺態(tài)氮，黑曲酶和酰胺態(tài)氮質(zhì)量比為3:1 ;吸附劑為活性炭；填充劑為生物質(zhì)炭。本實(shí)施方式的寒地沼氣促進(jìn)劑 的制備方法利用復(fù)合材料的吸附特性、離子溶出特性和生物活性去改善微生物生長環(huán)境，刺激微生物的活性，從而提高寒區(qū)沼氣產(chǎn)量，最大限度的回收利用廢棄物中的生物能源，提高寒地沼池的產(chǎn)氣量，使其在20°C情況下，提前5天進(jìn)行產(chǎn)氣，產(chǎn)氣量達(dá)到1:0. 5，使沼氣池快速啟動。
具體實(shí)施方式
六本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
五不同的是步驟一中所述的寒地沼氣促進(jìn)劑按質(zhì)量份數(shù)是由I. n. 9份的硫酸亞鐵、0. 2^0. 9份的氯化鈷、0. 6^1. 8份的氯化鎳、4. r4. 9份的有機(jī)物質(zhì)、I. r2. 9份的吸附劑和8廣99份的填充劑制成。其它與具體實(shí)施方式
五相同。
具體實(shí)施方式
七本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
五或六不同的是步驟一中所述的寒地沼氣促進(jìn)劑按質(zhì)量份數(shù)是由I. 5份的硫酸亞鐵、0. 5份的氯化鈷、I份的氯化鎳、4. 5份的有機(jī)物質(zhì)、2份的吸附劑和90份的填充劑制成。其它與具體實(shí)施方式
五或六相同。
具體實(shí)施方式
八本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
五至七之一不同的是步驟二中所述的放入溫度為80°C的烘箱中。其它與具體實(shí)施方式
五至七之一相同。
具體實(shí)施方式
九本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
五至八之一不同的是步驟二中所述的烘干廣2h后，用粉碎機(jī)粉碎成120目。其它與具體實(shí)施方式
五至八之一相同。通過以下試驗(yàn)驗(yàn)證本發(fā)明的效果試驗(yàn)條件在5000ml的發(fā)酵罐中進(jìn)行試驗(yàn)，在20°C條件下，試驗(yàn)組與對照組均加入等量的鮮牛糞，發(fā)酵料液TS為8%，接種量為30%。試驗(yàn)分為試驗(yàn)組和對照組。試驗(yàn)組的沼氣促進(jìn)劑是按照以下步驟制備的一、按質(zhì)量分?jǐn)?shù)稱取I. 5g的硫酸亞鐵、0. 5g份的氯化鈷、Ig的氯化鎳、4. 5g的有機(jī)物質(zhì)、2g的活性炭和90g的填充劑；二、將稱取的硫酸亞鐵、氯化鈷和氯化鎳，放入玻璃器皿中，加蒸餾水制成飽和水溶液，再加入稱取的活性炭，放入溫度為80°C的烘箱中，烘干I. 5h后，用粉碎機(jī)粉碎成120目烘干后粉碎機(jī)粉碎，得到粉體；三、然后將稱取的有機(jī)物和填充劑加入到步驟二制得的粉體中，攪拌混合均勻，即得試驗(yàn)組沼氣促進(jìn)劑。對照組I的沼氣促進(jìn)劑是質(zhì)量百分含量為6%的ZnSO4 ；對照組2的沼氣促進(jìn)劑是質(zhì)量百分含量為8%的ZnSO4 ；對照組3的沼氣促進(jìn)劑是市售產(chǎn)品。試驗(yàn)結(jié)果如圖I所示，由圖I可知，試驗(yàn)組產(chǎn)氣效果最好，其日均產(chǎn)氣率為1:0. 44，對照組的產(chǎn)氣率最高為1:0. 3。從試驗(yàn)結(jié)果可計算出試驗(yàn)組的日最高產(chǎn)氣率為1:0. 7。
權(quán)利要求
1.一種寒地沼氣促進(jìn)劑，其特征在于寒地沼氣促進(jìn)劑按質(zhì)量份數(shù)是由f 2份的硫酸亞鐵、0. ri份的氯化鈷、0. 5^2份的氯化鎳、4飛份的有機(jī)物質(zhì)、f 3份的吸附劑和8(Tl00份的填充劑制成；其中有機(jī)物質(zhì)為黑曲酶和酰胺態(tài)氮，黑曲酶和酰胺態(tài)氮質(zhì)量比為3:1 ;吸附劑為活性炭；填充劑為生物質(zhì)炭。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種寒地沼氣促進(jìn)劑，其特征在于所述的活性炭比表面積為500m2/g。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的一種寒地沼氣促進(jìn)劑，其特征在于所述的寒地沼氣促進(jìn)劑按質(zhì)量份數(shù)是由I. n. 9份的硫酸亞鐵、0. 2^0. 9份的氯化鈷、0. 6^1. 8份的氯化鎳、4.r4. 9份的有機(jī)物質(zhì)、I. r2. 9份的吸附劑和8廣99份的填充劑制成。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的一種寒地沼氣促進(jìn)劑，其特征在于所述的寒地沼氣促進(jìn)劑按質(zhì)量份數(shù)是由I. 5份的硫酸亞鐵、0. 5份的氯化鈷、I份的氯化鎳、4. 5份的有機(jī)物質(zhì)、2份的吸附劑和90份的填充劑制成。
5.如權(quán)利要求I所述的一種寒地沼氣促進(jìn)劑的制備方法，其特征在于一種寒地沼氣促進(jìn)劑的制備方法是按以下步驟進(jìn)行一、按質(zhì)量份數(shù)稱取r2份的硫酸亞鐵、o. n份的氯化鈷、0. 5^2份的氯化鎳、4飛份的有機(jī)物質(zhì)、f 3份的吸附劑和8(Tl00份的填充劑；二、將稱取的硫酸亞鐵、氯化鈷和氯化鎳，放入容器中，加蒸餾水制成飽和溶液，再加入步驟一稱取的吸附劑，放入溫度為6(T90°C的烘箱中，烘干f2h后，用粉碎機(jī)粉碎成10(T130目，得到粉體；三、然后將步驟一稱取的有機(jī)物和填充劑加入到步驟二制得的粉體中，攪拌混合均勻，即得寒地沼氣促進(jìn)劑；其中步驟一中的有機(jī)物質(zhì)為黑曲酶和酰胺態(tài)氮，黑曲酶和酰胺態(tài)氮質(zhì)量比為3:1 ;吸附劑為活性炭；填充劑為生物質(zhì)炭。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種寒地沼氣促進(jìn)劑的制備方法，其特征在于步驟一中所述的寒地沼氣促進(jìn)劑按質(zhì)量份數(shù)是由I. n. 9份的硫酸亞鐵、0. 2^0. 9份的氯化鈷、0. 6^1. 8份的氯化鎳、4. r4. 9份的有機(jī)物質(zhì)、I. r2. 9份的吸附劑和8廣99份的填充劑制成。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種寒地沼氣促進(jìn)劑的制備方法，其特征在于步驟一中所述的寒地沼氣促進(jìn)劑按質(zhì)量份數(shù)是由I. 5份的硫酸亞鐵、0. 5份的氯化鈷、I份的氯化鎳、4. 5 份的有機(jī)物質(zhì)、2份的吸附劑和90份的填充劑制成。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種寒地沼氣促進(jìn)劑的制備方法，其特征在于步驟二中所述的放入溫度為80°C的烘箱中。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種寒地沼氣促進(jìn)劑的制備方法，其特征在于步驟二中所述的用粉碎機(jī)粉碎成120目。
全文摘要
一種寒地沼氣促進(jìn)劑及其制備方法，它涉及一種沼氣促進(jìn)劑及其制備方法。本發(fā)明要解決現(xiàn)有沼氣促進(jìn)劑無法在低溫條件下提高產(chǎn)氣量以及獲得困難的技術(shù)問題。本發(fā)明的寒地沼氣促進(jìn)劑是由鐵、鈷、鎳、有機(jī)物質(zhì)、吸附劑和填充劑制成。本發(fā)明的方法為一、稱取硫酸亞鐵、氯化鈷、氯化鎳、有機(jī)物質(zhì)、吸附劑和填充劑；二、將稱取的硫酸亞鐵、氯化鈷和氯化鎳，加蒸餾水制成飽和溶液，再加入吸附劑，烘干后用粉碎機(jī)粉碎，得到粉體；三、然后將有機(jī)物和填充劑加入粉體中，攪拌混合均勻，即得寒地沼氣促進(jìn)劑。本發(fā)明應(yīng)用于沼氣領(lǐng)域。
文檔編號C12P5/02GK102732566SQ201210256828
公開日2012年10月17日 申請日期2012年7月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月24日
發(fā)明者劉杰, 孫彬, 王大蔚, 王粟, 裴占江, 高亞兵 申請人:黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)村能源研究所