專(zhuān)利名稱(chēng)：一種利用煙梗發(fā)酵聯(lián)產(chǎn)沼氣和栽培基質(zhì)的資源化方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及農(nóng)業(yè)生物質(zhì)廢料綜合利用技術(shù)領(lǐng)域，尤其是利用生物質(zhì)廢料生產(chǎn)沼氣和栽培基質(zhì)的技術(shù)。更詳細(xì)地說(shuō)涉及一種利用煙梗廢料發(fā)酵聯(lián)產(chǎn)沼氣和栽培基質(zhì)的資源化方法。
背景技術(shù)：
進(jìn)入二十一世紀(jì)的世界，能源緊張問(wèn)題日益加劇，能源開(kāi)發(fā)已成為各國(guó)的重要發(fā)展戰(zhàn)略。生物質(zhì)發(fā)酵可產(chǎn)生生物氣體(沼氣)。沼氣發(fā)酵是生物質(zhì)能轉(zhuǎn)化最重要的技術(shù)之一，它能有效處理有機(jī)廢物，產(chǎn)生燃料沼氣和肥料，在解決農(nóng)村生活用能問(wèn)題，改善農(nóng)村環(huán)境衛(wèi)生，清理工業(yè)污染物方面發(fā)揮著重要作用。能轉(zhuǎn)化成沼氣的生物質(zhì)可包括畜禽業(yè)污物(牛糞、豬糞、雞糞等)；工廠廢物廢水(豆制品廠廢水、酒廠廢物、肉品加工廠廢水等)；植物廢料(青草、水葫蘆、作物秸桿等)；以及生活垃圾、廢水處理廠污泥等。沼氣發(fā)酵工藝研 究與應(yīng)用日趨成熟。另一方面隨著栽培基質(zhì)(如天然草炭)在作物、蔬菜、苗木、花卉、食用菌栽培等領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對(duì)于栽培基質(zhì)的需求量越來(lái)越大，但天然草炭是有限的自然資源，不可再生。因此，開(kāi)發(fā)天然草炭的替代物栽培基質(zhì)具有重要意義。但從現(xiàn)有技術(shù)來(lái)看，無(wú)論是沼氣發(fā)酵還是栽培基質(zhì)(包括有機(jī)肥)生產(chǎn)，主要存在以下不足之處I、生產(chǎn)原料不穩(wěn)定目前常規(guī)生產(chǎn)原料主要包括作物秸桿、動(dòng)物糞便、人糞尿、生活垃圾等，存在生產(chǎn)粗放、營(yíng)養(yǎng)成分不易控制、原料來(lái)源不穩(wěn)定、產(chǎn)品性質(zhì)各異、易傳播病原菌、寄生蟲(chóng)和病蟲(chóng)害等問(wèn)題。2、生產(chǎn)原料分散目前常規(guī)生產(chǎn)原料多分散在田間、農(nóng)戶、各生活群體等，難以集中，不利于規(guī)?；a(chǎn)。3、原料成本較高將分散的原料統(tǒng)一集中、收購(gòu)、運(yùn)輸將投入大量人力、物力，增加生產(chǎn)成本。4、原料物理、化學(xué)特性不適宜現(xiàn)有原料的粒度大小不一、長(zhǎng)短、干濕各異，碳氮比差異極大。如作物秸桿類(lèi)原料，通常需要機(jī)械切碎至適宜粒度，才能滿足沼氣和栽培基質(zhì)的發(fā)酵生產(chǎn)；同時(shí)秸桿類(lèi)原料碳氮比一般在50 I以上，不符合沼氣發(fā)酵原料適宜碳氮比25 I的條件，需混入動(dòng)物糞便、尿素等調(diào)節(jié)劑，因此，增加了生產(chǎn)成本、能耗與勞動(dòng)力消耗。而牛糞、豬糞、雞糞、生活垃圾等原料的粒度難以達(dá)到栽培基質(zhì)的要求。綜上所述，尋找來(lái)源穩(wěn)定、化學(xué)成分協(xié)調(diào)、粒度大小適宜且均勻的原料，是實(shí)現(xiàn)沼氣發(fā)酵和栽培基質(zhì)發(fā)酵生產(chǎn)高效低耗、產(chǎn)品穩(wěn)定、優(yōu)質(zhì)的關(guān)鍵。我國(guó)是世界上煙葉和卷煙生產(chǎn)的大國(guó)，在煙草生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的廢棄物量非常大。這些廢棄物主要包括廢煙梗、廢煙葉、煙渣和煙秸桿等，為有機(jī)肥生產(chǎn)提供了生物資源。但由于煙草秸桿、煙草殘?jiān)U次煙葉廣泛分布于大田、卷煙廠、加工廠，集中收購(gòu)難度大，運(yùn)輸成本高，另外發(fā)酵前需切碎、粉碎，生產(chǎn)成本高，原料來(lái)源不穩(wěn)定，難以集約化推廣應(yīng)用。目前，利用煙草廢料發(fā)酵生產(chǎn)沼氣的研究國(guó)外僅有個(gè)別報(bào)道，主要以卷煙廠的煙草碎片、煙末、煙塵、煙粉為原料，且僅限沼氣發(fā)酵方面，未涉及培養(yǎng)基質(zhì)的生產(chǎn)。至今，利用打葉復(fù)烤 廠產(chǎn)生的粒度為0. 5 5cm的廢煙梗作為發(fā)酵原料生產(chǎn)沼氣和培養(yǎng)基質(zhì)的方法與技術(shù)應(yīng)用尚未見(jiàn)報(bào)道。煙梗是煙葉的粗硬葉脈，約占葉重的20 30%。2005年以來(lái)，隨著國(guó)際煙草打葉復(fù)烤工藝全面推廣，煙梗廢料在打葉復(fù)烤廠集中大量產(chǎn)生。我國(guó)煙草加工中每年產(chǎn)生的煙梗廢料達(dá)數(shù)十萬(wàn)噸，由于不能有效利用，大量庫(kù)存積壓，或是焚燒、填埋銷(xiāo)毀，造成資源浪費(fèi)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種利用煙梗廢料聯(lián)產(chǎn)沼氣和栽培基質(zhì)的方法。本發(fā)明的另一目的在于提供一種由煙梗沼渣栽培基質(zhì)為原料配制的煙草漂浮育苗基質(zhì)。本發(fā)明的目的還在于提供一種打葉復(fù)烤廠廢煙梗資源化循環(huán)利用的集成技術(shù)方法。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)上述目的所采取的技術(shù)方案是一種利用煙梗發(fā)酵聯(lián)產(chǎn)沼氣和栽培基質(zhì)的資源化方法，以煙梗為主要原料，經(jīng)厭氧發(fā)酵生產(chǎn)沼氣和煙梗沼渣。沼氣經(jīng)凈化制為清潔燃料或用于發(fā)電；煙梗沼渣制為栽培基質(zhì)。該方法包括以下步驟(I)將打葉復(fù)烤廠產(chǎn)生的廢煙梗送入?yún)捬醢l(fā)酵裝置進(jìn)行沼氣發(fā)酵，得到沼氣、沼液和煙梗沼渣；(2)沼氣經(jīng)凈化制為清潔燃料，或用于發(fā)電；(3)對(duì)沼液和煙梗沼渣進(jìn)行固液分離，得到煙梗沼渣；(4)煙梗沼渣經(jīng)干燥成型工藝制為栽培基質(zhì)；(5)沼液作為液體有機(jī)肥使用，或送到第⑴步驟中循環(huán)利用。本發(fā)明所述煙梗優(yōu)選打葉復(fù)烤廠產(chǎn)生的廢煙梗，煙梗平均粒度為0. 5 5. 0cm，不需機(jī)械切碎等加工，可直接用于沼氣發(fā)酵工序。本發(fā)明所述煙梗原料也可以是經(jīng)過(guò)其它工藝加工、提取后的煙梗廢料，例如提取浸膏、煙堿、茄尼醇后的煙梗廢料等，有利于充分利用資源。由于本發(fā)明所用發(fā)酵原料煙梗有機(jī)營(yíng)養(yǎng)豐富，碳氮比適宜，因此一般不需添加其它配料。首次啟動(dòng)沼氣發(fā)酵時(shí)(新池啟動(dòng)或老池大換料時(shí))，煙梗原料可配入接種物，以加快發(fā)酵的啟動(dòng)。接種物優(yōu)選用污泥、肥土、沼液、糞肥等中的一種或多種；也可用上批次池余發(fā)酵料作接種物；還可使用專(zhuān)用接種劑。接種物用量一般為發(fā)酵料液總重量的10% 30%。有條件時(shí)，可以用煙梗為培養(yǎng)基，對(duì)接種物進(jìn)行富集、馴化和擴(kuò)大培養(yǎng)。本發(fā)明所述煙梗沼氣發(fā)酵的工藝條件為料液含固率(TS) 5% 35% ;溫度25 65°〇; 11值6.5 7.5。發(fā)酵方式可采用液態(tài)發(fā)酵法，也可采用干式發(fā)酵法。在首次啟動(dòng)沼氣發(fā)酵時(shí)(新池啟動(dòng)或老池大換料時(shí))，先將煙梗原料與接種物和少量水混拌均勻，使物料含水量為40% 100% ;然后入池堆慪，當(dāng)物料溫度上升至40 60°C時(shí)，再補(bǔ)加水，使料液含固率達(dá)到要求；必要時(shí)，加堿調(diào)整物料PH值至適宜范圍。然后封閉系統(tǒng)，進(jìn)行厭氧沼氣發(fā)酵。封閉發(fā)酵2 5天時(shí)即有大量沼氣產(chǎn)生。如果采用液態(tài)發(fā)酵法，發(fā)酵產(chǎn)氣持續(xù)時(shí)間較短，一般發(fā)酵30 60天時(shí)，產(chǎn)氣量開(kāi)始顯著下降；為維持系統(tǒng)正常產(chǎn)氣，需及時(shí)補(bǔ)料，補(bǔ)料量應(yīng)與出料量(料液體積)相當(dāng)，一般為每立方米沼氣池每天補(bǔ)料0. 5 I. 5kg干煙梗。采用干式發(fā)酵法時(shí)，發(fā)酵產(chǎn)氣持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)，一般發(fā)酵周期約3 6個(gè)月。煙梗發(fā)酵產(chǎn)生的沼氣可直接使用，但最好經(jīng)凈化處理制為清潔燃料，或與發(fā)電裝置耦聯(lián)，轉(zhuǎn)化為電能，直接用于打葉復(fù)烤廠能源需求。本發(fā)明方法一般能使每噸煙梗產(chǎn)沼氣400 800m3，所產(chǎn)沼氣甲烷含量彡55%。充分發(fā)酵的煙梗沼料(一般發(fā)酵時(shí)間應(yīng)大于30天)，經(jīng)固液分離，得到煙梗沼渣和沼液；煙梗沼渣經(jīng)干燥成型工藝直接制為栽培基質(zhì)。為提高栽培基質(zhì)的腐熟度和使用效果，可進(jìn)一步對(duì)煙梗沼渣進(jìn)行堆慪發(fā)酵處理。優(yōu)選工藝條件為水分40 100%;pH 值5. 5 8. 0 ;升溫階段時(shí)間2 3天，溫度由環(huán)境溫度升至50°C ； 高溫階段時(shí)間為5 10天，溫度50 70°C ；降溫階段時(shí)間為5 12天，溫度由50°C降至環(huán)境溫度；通氣持續(xù)通氣或間歇通氣；總體發(fā)酵腐熟時(shí)間為12 25天。由于本發(fā)明煙梗原料粒度大小適宜，直接將煙梗沼渣干燥至水分含量15 35%，即可作為栽培基質(zhì)成品?；蜻M(jìn)一步采用打碎機(jī)、揉絲機(jī)或解纖機(jī)將物料低強(qiáng)度打成蓬松纖維狀或屑狀，即為栽培基質(zhì)成品。一般刀(錘)片轉(zhuǎn)速為300 2000轉(zhuǎn)/min,篩板孔徑為6 20mm，或不加篩板。這樣制得的煙梗栽培基質(zhì)，外觀呈蓬松纖維狀或屑狀固體，褐色至黑褐色，微有沼肥氣味，無(wú)煙草氣味，與天然草炭物理性狀相當(dāng)。所產(chǎn)栽培基質(zhì)平均有效成分含(按干重計(jì))40% 75%有機(jī)質(zhì)；20% 35%腐殖酸；1% 2.5%N;0. 1% 1.0%P2O5 ;0. 5 % 2 % K2O ;pH 值 6. 5 7. 5，纖維長(zhǎng)度(或粒度)0. 3 2. Ocm,容重 0. I 0. 3g/cm3,含水率10% 35%。本發(fā)明方法在生產(chǎn)沼氣的同時(shí),一般能使每噸煙梗產(chǎn)出栽培基質(zhì)L 5 3m3。本發(fā)明制造的栽培基質(zhì)可直接用于各種作物、園林植物、花卉等的無(wú)土栽培基質(zhì)、育苗基質(zhì)、基肥、追肥和土壤改良等，可以單獨(dú)使用，也可以與其它有機(jī)肥、化肥配合使用。當(dāng)配制無(wú)土栽培基質(zhì)或育苗基質(zhì)時(shí)，可將煙梗沼渣栽培基質(zhì)和填充料混配使用，煙梗沼渣栽培基質(zhì)與填充料的配比(體積比)通常為(I 5) (I 5)。所述填充料可采用珍珠巖、蛭石、巖棉、陶粒、硅藻土、浮石、頁(yè)巖、爐渣、沙土、河沙、褐煤、粉煤灰、炭化稻殼、炭粒中的一種或多種混合物。例如，配制煙草漂浮育苗基質(zhì)時(shí)，可將本發(fā)明煙梗沼渣栽培基質(zhì)與珍珠巖和蛭石按(2 4) (I 2) (I 2)的比例(體積比)混配均勻即可。或用本發(fā)明煙梗沼渣栽培基質(zhì)替代部分天然草炭，用于常規(guī)煙草漂浮育苗基質(zhì)的配制。配制復(fù)合肥時(shí)，將煙梗沼渣栽培基質(zhì)和普通化肥按(I 10) (I 2)的比例(按質(zhì)量計(jì))混配均勻即可。本發(fā)明方法具有以下技術(shù)優(yōu)勢(shì)I、本發(fā)明中所用的煙梗為打葉復(fù)烤線正常生產(chǎn)中產(chǎn)生的短煙梗，煙梗廢料的粒度一般在0.5 5. Ocm之間，原料集中、質(zhì)量穩(wěn)定，非常適合沼氣發(fā)酵工藝，尤其是新型干式沼氣發(fā)酵工藝。因此，本發(fā)明中煙梗原料不需物理或化學(xué)前處理，可直接用于本發(fā)明沼氣發(fā)酵工序,發(fā)酵后的煙梗沼渣栽培基質(zhì)粒度適宜,不需復(fù)雜的加工工序,從而大大節(jié)約人力物力和能源消耗，降低生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)效率。而目前常規(guī)的秸桿沼氣發(fā)酵工藝中，一方面由于發(fā)酵前作物秸桿等原料均需要粉碎工序處理，粉塵污染、人力物力和能源消耗巨大。另一方面由于原料分散、疏松，占用空間大,收集和運(yùn)輸成本高,不利于規(guī)模生產(chǎn)。2、本發(fā)明中所用的煙梗廢料的碳氮比率在20 30 I之間，非常適合沼氣發(fā)酵工藝，因此，本發(fā)明中原料中一般不需添加、補(bǔ)充氮源或碳源，一方面可節(jié)約農(nóng)業(yè)資源，另一方面可解決常規(guī)生產(chǎn)中勞力消耗大、原料粗放、營(yíng)養(yǎng)成分不易控制、原料來(lái)源不穩(wěn)定、易傳播病原菌、寄生蟲(chóng)和病蟲(chóng)害等問(wèn)題。常規(guī)技術(shù)中作物莖桿碳氮比一般在50 I以上，必須補(bǔ)充外源氮素，才能進(jìn)行正常發(fā)酵。3、本發(fā)明中所用的發(fā)酵原料的粒度和碳氮比適宜，既適合液態(tài)發(fā)酵工藝，也適合干式發(fā)酵工藝，發(fā)酵性能優(yōu)越；表現(xiàn)為產(chǎn)氣快，產(chǎn)氣穩(wěn)定，持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，原料腐熟均勻一致。這一方面有利于沼氣發(fā)酵系統(tǒng)的工藝穩(wěn)定性，也有利于栽培基質(zhì)的均勻性和質(zhì)量穩(wěn)定性。4、本集成創(chuàng)新方法可實(shí)現(xiàn)打葉復(fù)烤廠廢煙梗資源的無(wú)污染、零排放循環(huán)利用。利用煙梗廢料發(fā)酵聯(lián)產(chǎn)沼氣和栽培基質(zhì)，沼氣經(jīng)凈化制為清潔燃料或用于發(fā)電，為打葉復(fù)烤 廠提供能源，可節(jié)約電力、煤炭資源消耗；煙梗沼渣制為栽培基質(zhì)，用于煙草漂浮育苗系統(tǒng)，可解決天然草炭資源短缺問(wèn)題；沼液作為液體有機(jī)肥在大田施用，可改良土壤。同時(shí)，可節(jié)約煙梗倉(cāng)庫(kù)資源，減少煙梗焚燒對(duì)環(huán)境的污染，從而實(shí)現(xiàn)資源循環(huán)利用，促進(jìn)煙草工農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，可產(chǎn)生良好的經(jīng)濟(jì)效益、生態(tài)效益和社會(huì)效益。以年產(chǎn)2000噸廢煙梗的打葉復(fù)烤企業(yè)計(jì)，采用本發(fā)明集成創(chuàng)新方法，每年可產(chǎn)沼氣100萬(wàn) 150立方米，發(fā)電約150 250萬(wàn)千瓦時(shí)，在滿足企業(yè)辦公、廠區(qū)照明用電的同時(shí)，還可用于部分生產(chǎn)用電。若以全國(guó)煙草加工企業(yè)年產(chǎn)廢煙梗20萬(wàn)噸計(jì)，可發(fā)電約15000 25000萬(wàn)千瓦時(shí)，每年可為國(guó)家節(jié)約標(biāo)煤近10萬(wàn)噸；同時(shí)可節(jié)約天然草炭資源約30 60萬(wàn)立方米。
具體實(shí)施例方式下面將通過(guò)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述，這些描述并不是要對(duì)本發(fā)明內(nèi)容作進(jìn)一步的限定。對(duì)本發(fā)明內(nèi)容的技術(shù)特征所做的等同替換，或相應(yīng)的改進(jìn)，仍屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。實(shí)施例一取打葉復(fù)烤廠產(chǎn)生的廢煙梗10000kg，加入2000kg沼池污泥和8000kg水，混合均勻后送入沼氣池，堆放2 4天，待料溫上升至40 60°C時(shí)，加水，使物料含固率為10%，然后封池發(fā)酵。封蓋后2 5天即可點(diǎn)火試氣。沼氣經(jīng)凈化制為清潔燃料，或用于發(fā)電。發(fā)酵40天后，產(chǎn)氣量下降，開(kāi)始補(bǔ)料?？刂圃蠞舛葹?% 10%，補(bǔ)料量為每立方米沼氣池每天補(bǔ)料約0. 8kg干煙梗。同時(shí),開(kāi)始出料；出料體積與進(jìn)料體積相當(dāng)。這樣系統(tǒng)可保持長(zhǎng)期均衡、穩(wěn)定產(chǎn)氣。經(jīng)測(cè)定，每噸煙梗產(chǎn)氣約650m3，甲烷含量62%。出料料液經(jīng)固液分離機(jī)分離得到煙梗沼渣和沼液；沼液作為液體肥料用于大田土壤改良。煙梗沼渣進(jìn)一步堆慪發(fā)酵處理，工藝條件為水分60 80%;pH 值6. 5 7. 5 ;升溫階段時(shí)間2 3天，溫度由環(huán)境溫度升至50°C ；高溫階段時(shí)間為7 9天，溫度50 70°C ;
降溫階段時(shí)間為6 10天，溫度由50°C降至環(huán)境溫度；通氣持續(xù)通氣或間歇通氣；總體發(fā)酵腐熟時(shí)間為15 22天。將發(fā)酵腐熟的煙梗沼渣晾干至水分含量為35%，送入柔絲機(jī)機(jī)打散，刀(錘)片轉(zhuǎn)速為500 1000轉(zhuǎn)/min，篩板孔徑I. 5cm。這樣制得的煙梗栽培基質(zhì)，外觀呈蓬松纖維狀固體，黑褐色，微有沼肥氣味，無(wú)煙草氣味，與天然草炭物理性狀相當(dāng)。經(jīng)測(cè)定，所產(chǎn)栽培基質(zhì)平均有效成分含(按干重計(jì)):73%有機(jī)質(zhì)；25%腐殖酸；2. 3% N ;() 5% P2O5 ；1.6%K20；pH值7. 1，纖維長(zhǎng)度(或粒度)0.5 I. 2cm，容重0. 18g/cm3，含水率32%;每噸煙梗產(chǎn)出栽培基質(zhì)2. Im3。 將上述煙梗栽培基質(zhì)與珍珠巖和蛭石按2 I I的比例(體積比)混配均勻，即制為煙草漂浮育苗基質(zhì)，送至煙草育苗基地使用。將上述煙梗栽培基質(zhì)與復(fù)合化肥(N : P : K為10 : 10 : 20)按5 : I比例(有機(jī)N :無(wú)機(jī)N約為I : I)混合，配入適量過(guò)磷酸鈣和硫酸鉀，即制為煙草專(zhuān)用復(fù)合有機(jī)肥，送至煙草大田施用。實(shí)施例二 按照實(shí)施例一的方法進(jìn)行沼氣發(fā)酵。系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行一年后，停止進(jìn)料，20天后進(jìn)行大換料。從沼氣池中取出3/4舊料，送入固液分離機(jī)分離得到煙梗沼渣和沼液；沼液泵回發(fā)酵池循環(huán)利用，再將7500kg煙梗新料送入發(fā)酵池，補(bǔ)充適量的水，然后封池，進(jìn)行下一輪的發(fā)酵運(yùn)行。將分離得到的煙梗沼渣干燥至水分含量為25%，送入柔絲機(jī)機(jī)打散，刀(錘)片轉(zhuǎn)速為1000 1500轉(zhuǎn)/min(不加篩板)，即得到蓬松纖維狀煙梗栽培基質(zhì)。將部分煙梗栽培基質(zhì)按I : I比例(體積比)與天然草炭混合均勻，得到復(fù)合栽培基質(zhì)。再將復(fù)合栽培基質(zhì)與珍珠巖和蛭石按3 I I的比例(體積比)混配均勻即制為煙草漂浮育苗基質(zhì)，送至煙草育苗基地使用。將剩余的煙梗栽培基質(zhì)送至大田施用，用量IOOkg/畝，用于增加土壤有機(jī)質(zhì)，改良土壤。實(shí)施例三在打葉復(fù)烤廠附近裝備沼氣干式發(fā)酵系統(tǒng)。將打葉復(fù)烤廠產(chǎn)生的廢煙梗送入原料預(yù)混裝置，配入20%的沼池污泥(也可用上批次煙梗沼渣)和2. 15倍重量的水，使物料含固率為30%左右。將混合均勻的物料送入沼氣發(fā)酵罐，進(jìn)行干式發(fā)酵，發(fā)酵溫度維持在35 55°C。密封發(fā)酵3天后，產(chǎn)氣量逐漸增加。在發(fā)酵第2 3個(gè)月過(guò)程中，產(chǎn)氣量維持在峰值。在發(fā)酵第4 6個(gè)月過(guò)程中，產(chǎn)氣量逐漸增加下降至臨界值，完成一個(gè)發(fā)酵周期。產(chǎn)生的沼氣經(jīng)凈化裝置凈化后輸入發(fā)電機(jī)組發(fā)電，電力通過(guò)輸電裝置供打葉復(fù)烤廠辦公照明用電或打葉復(fù)烤線動(dòng)力用電的部分需求。將發(fā)酵后的煙梗沼渣晾干至水分含量為20%，送入柔絲機(jī)機(jī)打散，刀(錘)片轉(zhuǎn)速為1000 1500轉(zhuǎn)/min (不加篩板)，即得到蓬松纖維狀煙梗栽培基質(zhì)。將上述煙梗栽培基質(zhì)與復(fù)合化肥(N : P : K為10 : 10 : 20)按3 : I比例(有機(jī)N :無(wú)機(jī)N約為I : 2)混合，配入適量過(guò)磷酸鈣和硫酸鉀，即制為煙草專(zhuān)用煙梗復(fù)合有機(jī)肥，送至煙草大田施用。實(shí)施例四
取打葉復(fù)烤廠產(chǎn)生的廢煙梗適量，加10倍重量的水浸提12小時(shí)，然后將物料過(guò)濾，濾液用于提取煙堿或作其它用途。將水提后的煙梗作為補(bǔ)料，按照實(shí)施例一的方法， 定時(shí)定量送入發(fā)酵池進(jìn)行沼氣發(fā)酵及后續(xù)處理。
權(quán)利要求
1.ー種利用煙梗發(fā)酵聯(lián)產(chǎn)沼氣和栽培基質(zhì)的資源化方法，其特征在于以煙梗為主要原料，經(jīng)厭氧發(fā)酵生產(chǎn)沼氣和煙梗沼渣。沼氣經(jīng)凈化制為清潔燃料或用于發(fā)電；煙梗沼渣制為栽培基質(zhì)。該方法包括以下步驟 (1)將煙草打葉復(fù)烤廠產(chǎn)生的廢煙梗送入?yún)捬醢l(fā)酵裝置進(jìn)行沼氣發(fā)酵，得到沼氣、沼液和煙梗沼渣； (2)沼氣經(jīng)凈化制為清潔燃料，或用于發(fā)電； (3)對(duì)沼液和煙梗沼渣進(jìn)行固液分離，得到煙梗沼渣； (4)煙梗沼渣經(jīng)干燥成型エ藝制為栽培基質(zhì)； (5)沼液作為液體有機(jī)肥使用，或送到第(I)步驟中循環(huán)利用。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種利用煙梗發(fā)酵聯(lián)產(chǎn)沼氣和栽培基質(zhì)的資源化方法，其特征在于，所述來(lái)料煙梗為煙草打葉復(fù)烤廠產(chǎn)生的廢煙梗，煙梗平均粒度為0. 5 5. Ocm0
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種利用煙梗發(fā)酵聯(lián)產(chǎn)沼氣和栽培基質(zhì)的資源化方法，其特征在于，所述第(I)步驟中，沼氣發(fā)酵的エ藝條件為 料液含固率(TS) :5% 35% ； 溫度25 65°C ； pH 值6. 5 7. 5。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種利用煙梗發(fā)酵聯(lián)產(chǎn)沼氣和栽培基質(zhì)的資源化方法，其特征在于，所述第(3)步驟中，對(duì)分離后的煙梗沼渣進(jìn)一歩好氧發(fā)酵處理后再進(jìn)入下一步驟。エ藝條件為 水分40 ~ 100% ； pH 值5. 5 8. 0 ; 升溫階段時(shí)間2 3天，溫度由環(huán)境溫度升至50°C ； 高溫階段時(shí)間為5 10天，溫度50 70°C ； 降溫階段時(shí)間為5 12天，溫度由50°C降至環(huán)境溫度； 通氣持續(xù)通氣或間歇通氣； 總體發(fā)酵腐熟時(shí)間為12 25天。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種利用煙梗發(fā)酵聯(lián)產(chǎn)沼氣和栽培基質(zhì)的資源化方法，其特征在于，所述第(4)步驟中，干燥成型エ藝包括下述任意ー種方法 (1)將煙梗沼渣水分含量調(diào)整至15 35%，即為栽培基質(zhì)成品。
(2)將煙梗沼渣水分含量調(diào)整至15 35%，采用打碎機(jī)、揉絲機(jī)或解纖機(jī)將物料打成蓬松纖維狀或屑狀，即為栽培基質(zhì)成品。刀(錘)片轉(zhuǎn)速為300 2000轉(zhuǎn)/min，篩板孔徑為6 20mm,或不加篩板。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種利用煙梗發(fā)酵聯(lián)產(chǎn)沼氣和栽培基質(zhì)的資源化方法，其特征在于該方法能使每噸煙梗產(chǎn)沼氣400 800m3，并產(chǎn)出栽培基質(zhì)I. 5 3m3。所產(chǎn)沼氣甲烷含量> 55%;所產(chǎn)栽培基質(zhì)平均有效成分含(按干重計(jì))40% 75%有機(jī)質(zhì)；20% 35%腐殖酸；1% 2. 5% N ；0. 1% I. 0% P2O5 ；0. 5% 2% K2O ;pH 值 6. 5 7. 5，纖維長(zhǎng)度(或粒度)0. 3 2. Ocm ;容重0. I 0. 3g/cm3，含水率10% 35%。外觀呈蓬松纖維狀或屑狀固體，褐色至黒褐色，微有沼肥氣味，無(wú)煙草氣味。
7.ー種含有權(quán)利要求I 6任意一項(xiàng)所述栽培基質(zhì)的煙草漂浮育苗基質(zhì),其特征在于，該育苗基質(zhì)包含煙梗沼渣栽培基質(zhì)和填充料，組分配比(體積比)為 煙梗沼渣栽培基質(zhì)填充料=(I 5) (I 5)。
所述填充料包含珍珠巖、蛭石、巖棉、陶粒、硅藻土、浮石、頁(yè)巖、爐渣、沙土、河沙、褐煤、粉煤灰、炭化稻殼、炭粒中的ー種或多種混合物。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的ー種煙草漂浮育苗基質(zhì)，其特征在于，該育苗基質(zhì)的組分配比(體積比)為 煙梗沼渣栽培基質(zhì)珍珠巖蛭石=(2 4) (I 2) (I 2)。
9.ー種含有權(quán)利要求I 6任意一項(xiàng)所述栽培基質(zhì)的煙梗復(fù)合有機(jī)肥,其特征在于,該煙梗復(fù)合有機(jī)肥包含煙梗沼渣栽培基質(zhì)和普通化肥，組分配比(按質(zhì)量計(jì))為 煙梗沼渣栽培基質(zhì)化肥=(I 10) (I 2)。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種利用煙梗發(fā)酵聯(lián)產(chǎn)沼氣和栽培基質(zhì)的資源化方法，其特征在于在煙草打葉復(fù)烤廠附近裝備沼氣發(fā)酵系統(tǒng)以及與之偶聯(lián)的發(fā)電裝置。利用沼氣發(fā)酵系統(tǒng)將打葉復(fù)烤廠產(chǎn)生的廢煙梗進(jìn)行厭氧發(fā)酵，得到沼氣和煙梗沼渣。產(chǎn)生的沼氣經(jīng)浄化后輸入發(fā)電機(jī)組發(fā)電，電カ通過(guò)輸電裝置供打葉復(fù)烤廠辦公照明用電或打葉復(fù)烤線動(dòng)カ用電。煙梗沼渣制為栽培基質(zhì)，用于煙草漂浮育苗系統(tǒng)或配制復(fù)合有機(jī)肥在大田施用；沼液返回發(fā)酵系統(tǒng)循環(huán)利用或作為液體有機(jī)肥在大田施用。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種利用煙梗發(fā)酵聯(lián)產(chǎn)沼氣和栽培基質(zhì)的資源化方法。選取煙草打葉復(fù)烤線產(chǎn)生的廢煙梗為主要發(fā)酵原料，經(jīng)厭氧發(fā)酵生產(chǎn)沼氣；對(duì)沼液和煙梗沼渣進(jìn)行固液分離，得到煙梗沼渣和沼液。沼氣經(jīng)凈化制為清潔燃料或用于發(fā)電，為廠區(qū)提供部分能源；煙梗沼渣經(jīng)腐熟、干燥成型制為栽培基質(zhì)。沼液返回發(fā)酵系統(tǒng)循環(huán)利用或作為液體有機(jī)肥使用。本發(fā)明方法生產(chǎn)工序簡(jiǎn)捷，原料集中、穩(wěn)定，利于規(guī)模生產(chǎn)，生產(chǎn)成本低；可實(shí)現(xiàn)打葉復(fù)烤廠廢煙梗資源的無(wú)污染、零排放循環(huán)利用，產(chǎn)生良好的經(jīng)濟(jì)效益、生態(tài)效益和社會(huì)效益。
文檔編號(hào)F02B43/08GK102851318SQ20111019055
公開(kāi)日2013年1月2日 申請(qǐng)日期2011年6月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月29日
發(fā)明者朱大恒, 席宇, 朱潤(rùn)琪 申請(qǐng)人:鄭州大學(xué)