专利名称：以中药药渣为原料厌氧发酵产沼气的方法
技术领域：
本发明涉及一种以中药药渣为原料厌氧发酵产沼气的方法，属于有机废弃物综合利用技术领域。
背景技术：
中国是中药生产大国，据不完全统计，目前我国中药企业每年消耗植物类药材70 万吨左右，产生的药渣高达数百万吨(含水分)。因其对环境有不同程度的污染，故一直采用填埋的方法进行处理，这不仅占用了大量的土地资源，污染了土地及地下水，而且还造成资源的浪费。因此如何有效处理、利用中药药渣已成为中药生产厂家迫切需要解决的问题。因为中药药渣都是植物的根茎叶，含有丰富的有机质、糖类和粗蛋白质等中量及微量元素营养物质，完全可以回收利用。用生物技术对其进行无害的处理，发酵促其腐熟，就能生产出优质的有机肥，可以变废为宝，消除污染，提高资源利用率，促进循环农业发展，意义重大，效果显著。中药药渣可用于栽培食用菌、制作有机肥、作为燃料烧锅炉等。如CN1016198M提供了一种有效地处理中药药渣的方法，该方法包括以下步骤挤压将刚提取的药渣进行挤压，使药渣含水率为60 75% ；机械辊压将经挤压步骤所得的药渣进行多级压辊压干和压榨，得到含水率为20 60%的药渣；燃烧将经过上述步骤处理的药渣送入锅炉中燃烧。该方法能够根据生产及生活用汽量的大小来调节药渣处理工艺。CN1648107公开了一种生物有机肥料，是以含有机质，腐殖酸、微量元素的天然物料为主料；以工业糟粕、下脚料、人畜禽粪、尿、中草药渣、废弃菌类培养基、秸秆、杂草之一种或数种为副料。先将副料采用简化好热纤维素分解培养接种法，接种好热性真菌微生物。 厌氧发酵3-6个月；然后将发酵好的副料与融合重量比1%。的有益微生物优势菌群光合细菌、酵母菌等主料均勻混合，进行好氧发酵，主料可占全部物料重量的30-48%，发酵时间 5-14天，发酵温度升至40-50°C后搅拌2-3次控温55°C以下。即得两步发酵生物有机肥。 并可进一步制成粉状或颗粒状肥。该生物有机肥料含全价养份，具有长效缓释，肥效长达6 个月以上，用于蔬菜、水果、粮食作物可增产10% -15%。目前国内外对于药渣厌氧发酵的研究较少，且需添加牛粪等常规发酵原料。如 CN101987796A公开了一种中药渣两阶段干式厌氧发酵工艺，通过按照一定的比例混合新鲜牛粪、污泥和发酵原料，分阶段启动水解酸化罐和产气罐，最终实现工艺快速启动。设计水解酸化罐与产气罐体积比为1 4，控制水解酸化罐新鲜物料每天投配率为40%，产气罐投配率为10 %，水解酸化罐出料作为产气罐进料，保证两罐进、出物料守恒，实现整个工艺连续运行。本发明针对中药药渣和药厂废水，提供一种联合厌氧发酵产沼气的方法，相关的内容未见报道
发明内容
针对食用菌生产的中药药渣污染环境的问题，本发明提供一种中药药渣为原料厌氧发酵产沼气的方法。以中药药渣为主要原料发酵产沼气，无需添加牛粪等其他发酵原料，操作简便、产气效果好、原料利用率高，可以同时解决药渣和废水污染环境的问题，同时可以回收沼气能源。术语说明池容是指本说明书中涉及的厌氧发酵装置包括沼气池或厌氧反应器的容积的统称，单位为立方米，简称立方。TS浓度总固体浓度，单位为质量比。厌氧发酵罐用于制取沼气的厌氧反应器。本发明的技术方案如下一种以中药药渣为原料厌氧发酵产沼气的方法，包括将发酵原料投入厌氧反应器中，按现有技术厌氧发酵产沼气；其中，以为中药药渣25 35份为主要发酵原料，堆怄预处理后，加水至发酵原料TS浓度为7 9%;厌氧反应器初次启动时需加入10 15%池容的沼液作为接种物。所述的中药药渣为中药生产企业对中草药材提取后的残渣，其中不含抑制微生物发酵的成分及西药；药渣含水率为75 80%，pH5 6。所述的中药药渣可以是单一种也可以是若干种药渣的混合，只要不含抑制微生物发酵的成分及西药即可，没有其他特别限定，一般常用的有山楂、槟榔、枳实、枇杷叶、瓜蒌、莱菔子、葶苈子、桔梗、连翘、蝉蜕、黄芪、党参、麦冬、何首乌、淫羊藿、野葛、当归、丹参、 皂角刺、海藻、昆布、牡蛎、莱菔子、地黄、枸杞、五味子、葛根、金银花、瓜蒌等。所述的水为中药厂洗罐废水，即药厂的洗罐水，C0D500 1000mg/L。所述的沼液为正常发酵产气的沼气工程内的沼液，优选以秸秆为发酵原料的沼液。根据本发明，以中药药渣为原料厌氧发酵产沼气的方法，各成分的比例如上述的发酵原料的配方中所述，步骤如下(1)将中药药渣破碎，使其大小均勻，长度小于2cm ；(2)在预处理池内将步骤(1)处理后的中药药渣加沼液和水进行堆怄，并混合均勻，堆怄时中药药渣、沼液、水的质量比为6 2 1，堆怄期间每天翻堆一次；堆怄预处理时间为3 5天，至药渣表面长出白毛；(3)将步骤( 处理后的药渣装入厌氧发酵罐，加水配制发酵原料TS浓度为7 8%，并用NaOH调节pH值为8. 5 9. 0，初次启动时需按每立方米池容加入0. 1 0. 15立方米沼液作为接种物；(4)步骤(3)装料后厌氧发酵1 2天产生沼气，池容产气率为1. 2 1. 4m3沼气 /m3发酵罐，沼气中甲烷含量为体积百分比60 65% ；厌氧发酵罐水力停留时间为7 10 天；沼液回流比例为10 20%。上述厌氧发酵产沼气的方法，还可以继续步骤如下(5)步骤(4)中发酵后的药渣通过固液分离机进行固液分离，沼渣可用作有机肥， 沼液部分回流至厌氧发酵罐，剩余部分可调制液体肥。
上述制备步骤(3)中堆怄时间夏季为3天，秋冬季为4 5天。上述制备步骤(3)中加水配制发酵原料中加的水为药厂废水。上述制备步骤(3)中所用的NaOH为常规市售药品，用时加水至溶，用做pH调节剂。优选的，用0. 3 0. 4份NaOH溶解后调节体系pH = 8. 5 9. 0。上述制备步骤中厌氧发酵罐反应器可连续进料也可间歇进料。本发明的方法适应于上部进料、底部出料的完全混合式厌氧发酵装置。本发明的方法中没有特别限定的，按本领域常规技术选择即可。本发明方法与现有技术相比优良效果如下1、本发明方法无需添加其它原料，无需特定装置及设备，操作方法简单、易于推本发明利用药渣发酵产沼气，该方法技术简便、易操作，无需添加牛粪、秸秆等常规发酵原料，无需特殊装置及设备，适合广大中药厂采用。2、本发明方法药渣用量大，可大批量处理药渣，也可同时处理药厂废水，消除污染，适用范围广。应用本发明方法，通过建设大型沼气工程，可完全处理药厂所产生的药渣，同时可与药厂废水联合发酵，消除药厂废水、废渣等污染源，同时厌氧封闭发酵不产生臭气，避免药厂周围生态环境的恶化。3、使用本方法后药渣的发酵效率高，日产气量大，可提高药厂经济效益。应用本发明方法后，厌氧发酵罐的池容产气率可达1. 2 1. 4m3沼气/m3，产气效率高，经济效益好。所产沼气可用于药厂烧锅炉，减少电费支出，提高药厂经济效益。4、本方法可变废为宝，药渣发酵后可作为有机肥，促进循环经济发展。本发明利用药渣厌氧发酵产沼气，是对废弃物的合理再利用，能够变废为宝，保护环境；同时产生的副产品沼液沼渣可作为有机肥，施用于农田可提高作物品质，促进生态农业，同时适应我国可持续发展、循环经济的国策，推动循环经济与可持续发展。综上所述，本发明提供的以中药药渣为原料厌氧发酵产沼气的方法，应用简便、产气效率高、易于普及，利于环境保护与生态农业，适于药厂推广应用。
具体实施例方式下面结合实施例对本发明做进一步说明，实施例中未详加说明的均按本领域现有技术。所使用的厌氧发酵罐为上部进料、底部出料的完全混合式发酵罐，罐体材质无限制， 可选用钢砼结构、搪瓷钢板、Lipp罐等。罐体内装配侧装式搅拌器，搅拌器的型号根据罐体容积大小选取，转速300r/min左右。所使用的固液分离机为济宁市力扬环保节能设备制造有限公司生产的螺旋挤压式固液分离机，型号为JFJ260，经挤压分离后的沼渣其含水量可达40%左右。实施例1 鲁南制药厂消积口服液药渣，与药厂废水联合厌氧发酵药渣为生产消积口服液的中药药渣，主要为山楂、槟榔、枳实、枇杷叶、瓜蒌、莱菔子、葶苈子、桔梗、连翘、蝉蜕等。主要营养指标为
5养分含量TS/%全氮％ (N)全磷％ (P2O5)全钾％ (K2O)有机质(％)C/NpH消积药渣26.723.020.570.3480.2215.435.8以上百分比均为质量百分比，全氮、全磷、全钾、有机质以干基计。一种以消积口服液药渣为原料厌氧发酵产沼气的方法，发酵原料配比为消积口服液药渣2t/d，药厂洗罐废水5t/d。步骤如下(1)将中药药渣进行破碎，长度小于2cm。(2)在预处理池内将步骤(1)处理后的中药药渣加沼液和水进行堆怄，并混合均勻，堆怄时中药药渣、沼液、水的质量比为6 2 1，堆怄期间每天翻堆一次；夏季堆怄预处理3d，至药渣表面长出白毛为宜。(3)将步骤⑵处理后的药渣装入厌氧发酵罐，加水配制发酵原料TS浓度为 7.6%。并加入20kg/d NaOH调节原料pH值=8. 5 9.0，初次启动时需按每立方米池容加入0. 1立方米沼液作为接种物；(4)步骤(3)装料后厌氧发酵1 2天产生沼气，池容产气率为1. 4m3沼气/m3，沼气中甲烷含量为60 65%。厌氧罐水力停留时间为7d，沼液回流比例为10%。反应器为间歇进料，每日进料一次。(5)发酵后的药渣通过固液分离机进行固液分离，沼渣用作有机肥剩余沼液调制液体肥。实施例2 鲁南制药厂心通口服液药渣，与药厂废水联合厌氧发酵一种以心通口服液药渣为原料厌氧发酵产沼气的方法，主要为黄芪、党参、麦冬、 何首乌、淫羊藿、野葛、当归、丹参、皂角刺、海藻、昆布、牡蛎、枳实；主要营养指标为
养分含量TS/%全氮％ (N)全磷％ (P2O5)全伸％ (K2O)有机质(％)C/NpH消积药渣26.582.450.420.4480.2918.975.6以上百分比均为质量百分比，全氮、全磷、全钾、有机质以干基计。一种以心通口服液药渣为原料厌氧发酵产沼气的方法，发酵原料配比为消积口服液药渣3t/d，药厂废水7t/d。步骤如下(1)将中药药渣进行破碎，长度小于2cm。(2)在预处理池内将步骤(1)处理后的中药药渣加沼液和水进行堆怄，并混合均勻，堆怄时中药药渣、沼液、水的质量比为6 2 1，堆怄期间每天翻堆一次；秋季堆怄预处理4d，至药渣表面长出白毛为宜。(3)将步骤( 处理后的药渣装入厌氧发酵罐，加水配制发酵原料TS浓度为8%。 并加入30kg/d NaOH调节原料pH值=8. 5 9. 0，初次启动时需按每立方米池容加入0. 1 立方米沼液作为接种物；(4)步骤(3)装料后厌氧发酵1 2天产生沼气，池容产气率为1. 3m3沼气/m3，沼气中甲烷含量为60 65%。厌氧罐水力停留时间为8d，沼液回流比例为15%。反应器为间歇进料，每日进料一次。(5)发酵后的药渣通过固液分离机进行固液分离，沼渣可用作有机肥，剩余沼液调制液体肥。实施例3 某药厂混合药渣，与药厂洗罐废水联合厌氧发酵药渣为某中药厂混合药渣，主要成分为山楂、枇杷叶、莱菔子、黄芪、地黄、枸杞、 五味子、麦冬、党参、丹参、葛根、当归、金银花、瓜蒌、桔梗、昆布、牡蛎、蝉蜕等40余种中药材。主要营养指标为
权利要求
1.一种以中药药渣为原料厌氧发酵产沼气的方法，包括将发酵原料投入厌氧反应器中，按现有技术厌氧发酵产沼气，其中，以为中药药渣25 35份为主要发酵原料，堆怄预处理后，加水至发酵原料TS浓度为7 9%;厌氧反应器初次启动时需加入10 15%池容的沼液作为接种物。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的中药药渣为中药生产企业对中草药材提取后的残渣，其中不含抑制微生物发酵的成分及西药；药渣含水率为75 80%，pH5 6。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的水为中药厂洗罐废水，C0D500 1000mg/L。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的沼液为正常发酵产气的沼气工程内的沼液，选自以秸秆为发酵原料的沼液。
5.如权利要求1所述的方法，包括以下步骤(1)将中药药渣破碎，使其大小均勻，长度小于2cm;(2)在预处理池内将步骤(1)处理后的中药药渣加沼液和水进行堆怄，并混合均勻，堆怄时中药药渣、沼液、水的质量比为6 2 1，堆怄期间每天翻堆一次；堆怄预处理时间为 3 5天，至药渣表面长出白毛；(3)将步骤( 处理后的药渣装入厌氧发酵罐，加水配制发酵原料TS浓度为7 9%。 并用NaOH调节pH值8. 5 9. 0，初次启动时需按每立方米池容加入0. 1 0. 15立方米沼液作为接种物；(4)步骤(3)装料后厌氧发酵1 2天产生沼气，池容产气率为1.2 1. 4m3沼气/m3 发酵罐，沼气中甲烷含量为体积百分比60 65% ；厌氧发酵罐水力停留时间为7 10天； 沼液回流比例为10 20%。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于继续步骤如下(5)步骤(4)中发酵后的药渣通过固液分离机进行固液分离，沼渣可用作有机肥，沼液部分回流至厌氧发酵罐，剩余部分可调制液体肥。
7.如权利要求5所述的方法，其特征在于步骤(3)中堆怄时间夏季为3天，秋冬季为 4 5天。
8.如权利要求5所述的方法，其特征在于步骤(3)中加水配制发酵原料中加的水为药厂废水。
9.如权利要求5所述的方法，其特征在于步骤(4)中厌氧发酵罐反应器连续进料或间歇进料。
全文摘要
一种以中药药渣为原料厌氧发酵产沼气的方法。利用中药厂产生的药渣为发酵原料，与药厂废水联合厌氧发酵，通过与沼液、水适当配比进行堆沤预处理，入池后添加适量NaOH，发酵原料TS浓度为7％～9％，加入10～15％的沼液作为接种物，可实现快速启动，产气效率高。正常运行后部分沼液回流，以保证厌氧罐内微生物浓度。以中药药渣为主要原料发酵产沼气，无需添加牛粪等其他发酵原料，操作简便、产气效果好、原料利用率高，可以同时解决药渣和废水污染环境的问题，同时可以回收沼气能源。
文档编号C12P5/02GK102382859SQ20111021633
公开日2012年3月21日 申请日期2011年7月29日 优先权日2011年7月29日
发明者姚利, 张昌爱, 曹德宾, 李国生, 王艳芹, 袁长波, 边文范 申请人:山东省农业科学院农业资源与环境研究所