本发明属于新能源技术领域，具体地，一种利用餐厨废弃油脂混合发酵生产沼气的方法。
背景技术：
目前餐厨废弃油脂，即地沟油，泛指在生活中存在的各类劣质油，如回收的食用油、反复使用的炸油等。地沟油最大来源为城市大型饭店下水道的隔油池。长期食用可能会引发癌症，对人体的危害极大。国务院办公厅于2010年7月发布文件，决定组织开展地沟油等城市餐厨废弃物资源化利用和无害化处理试点工作。其来源包括餐厨废油和猪牛羊等的肉、内脏、皮加工以及提炼后副产的油。
其来源途径分为以下几种：
（1）煎炸废弃油，俗称“老油”，即用于油炸食品的油使用次数超过规定要求后，再被重复使用或往其中添加一些新油后重新使用的油；
（2）“泔水油”，指从餐厨垃圾中提炼的油；
（3）下水道中的油腻漂浮物。目前，部分餐厨废弃油脂被非法加工添加到食用油中销售，这种行为严重危害公共食品卫生安全。
将地沟油有效利用起来，无疑是对地沟油的处理有极大意义，将其运用于沼气的生产是一项较新的想法，本发明将地沟油与秸秆发酵沼气结合起来，收到很好的生产效果。
技术实现要素：
针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种利用餐厨废弃油脂混合发酵生产沼气的方法，将餐厨废弃油脂与秸秆结合共同发酵沼气，实现了废物再利用，节约了资源，同时采用本发明的生产工艺，比单独使用秸秆发酵，原料降解块、产气高、发酵周期短。
根据本发明提供的一种利用餐厨废弃油脂混合发酵生产沼气的方法，所述方法包括如下步骤：
步骤（1）：餐厨废弃油脂预处理
过滤除去待处理地沟油中含有的固体物质，加热至40-50℃，并通过纳米超频震动膜组过滤，得到地沟油预处理清液；
步骤（2）：农作物秸秆预处理
原料农作物秸秆利用粉碎机粉碎成农作物秸秆粉末，备用；
步骤（3）：将占发酵罐容积五分之二的农作物秸秆投入到发酵罐中，加入占发酵罐容积五分之二的地沟油预处理清液，加入质量为农作物秸秆1/80-1/16的甲烷菌，发酵温度控制为55-64℃，发酵24-36h；
步骤（4）：发酵完成后，将沼气发酵罐底部出料管排出的含甲烷菌渣料，按含甲烷菌渣料与新投入蔬菜浆液的体积比为5.5-6.4∶1.0的比例混合后输入到沼气发酵罐，混合料占到发酵罐容积三分之二，使沼气进行连续发酵，按上述过程重复2-3次。
优选地，所述农作物秸秆的细度为20-40目。
优选地，所述甲烷菌的提取方法如下：
步骤（1）：取活性污泥并打碎，将其接入富集培养基中，在富集培养温度为15-20℃的条件下，进行富集培养；
步骤（2）：当检测富集培养体系有气泡产生时，逐渐降低温度，直至检测不到气泡时停止降温，完成耐低温产甲烷菌的富集培养。
优选地，所述的性污泥为污水处理厂活性污泥或畜禽粪便或沼气发酵池沼液沼渣混合物。
优选地，所述沼液、沼渣的体积比为1：2-6。
优选地，所述的富集培养基的组分每1l含有0.6g的甲酸钠、1g的氯化铵、0.4g的氯化镁、2.2g的酵母粉、3g的蛋白胨、8.4g的乙酸钠、3ml的丙醇、0.5g的丙氨酸、1ml的维生素液和2ml的微量元素液；ph值为6.3-7.1。
优选地，所述微量元素液每1l由51.0mg的硒、22.0mg的硼、0.36g的锌、5.0mg的铁组成。
优选地，所述降低温度具体是指：每天降温1.4℃，并且采用逐渐降温的方法，在培养温度下降0.1℃并恒温35min，如此循环重复，直至检测不到气泡时停止降温。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
（1）本发明采用了将发酵沼气的原料农作物秸秆先粉碎的工艺方法，秸秆粉碎后，破坏了秸秆的木质素鞘，也使得秸秆表面积增大，秸秆中的纤维素能与外界降解酶充分接触发生降解，将其与出处理后的地沟油混合，吗、显著提高了农作物秸秆的有机物含量，利用甲烷菌产生沼气。经过数次反复实验证明，在以秸秆为原料的沼气发酵过程中，沼气发酵罐内料液发酵温度控制在55-64℃是适宜甲烷细菌及其伴生菌最适宜生长和活力最旺、繁殖能力最强，所发酵产生沼气最多的工艺条件；
（2）本发明采用循环发酵方法，是因为在秸秆发酵降解过程中含有的有机物非常多，有机物浓度过高，能造成产酸菌繁殖旺盛，使得发酵液料中有机酸积累而酸化，就会严重影响甲烷菌的活动，打破产酸与产甲烷的速度平衡，甚至使发酵中断，往发酵罐按一定配比回流含有大量甲烷菌的渣料，大大增加了甲烷菌的数量消耗掉有机酸避免了有机酸积累出现酸化，也给甲烷菌团创造了很好的生存发展环境，从而大量地繁殖快速生长，也使原料秸秆得到完全降解，使得产酸与产甲烷的速度平衡，能连续性更多更快地产出沼气；
（3）本发明有效地解决了解决沼气发酵原料降解慢、甲烷菌量少、产气量低的工艺方法问题，将地沟油与农作物秸秆结合，具有方法新颖，设计创新，能使沼气发酵原料降解快，甲烷菌量大，发酵周期短，发酵料液控制在适宜温度条件，不产生酸化，产沼气快、产气量大、使用方便等优点。其中产沼气量高于普通生产工艺5%；
（4）本发明甲烷菌的提取方法解决了现有沼气池缺少高效的产甲烷菌，导致产沼气初始启动时间长，产气稳定性差的老大难问题。该产甲烷菌可作为新建沼气池和已有沼气池大换料时的产沼气启动的接种物，特别是难以找到产沼气接种物的地方，加快新建沼气池和已有沼气池大换料时的产沼气的启动时间；它还可添加到沼气发酵的ph偏低的沼气池中，增加产甲烷阶段的产甲烷菌的数量，提高沼气池的产气效率和产气稳定性。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
本发明提供一种利用餐厨废弃油脂混合发酵生产沼气的方法，将餐厨废弃油脂与秸秆结合共同发酵沼气，实现了废物再利用，节约了资源，同时采用本发明的生产工艺，比单独使用秸秆发酵，原料降解块、产气高、发酵周期短。
根据本发明提供的一种利用餐厨废弃油脂混合发酵生产沼气的方法，所述方法包括如下步骤：
步骤（1）：餐厨废弃油脂预处理
过滤除去待处理地沟油中含有的固体物质，加热至40-50℃，并通过纳米超频震动膜组过滤，得到地沟油预处理清液；
步骤（2）：农作物秸秆预处理
原料农作物秸秆利用粉碎机粉碎成农作物秸秆粉末，备用；
步骤（3）：将占发酵罐容积五分之二的农作物秸秆投入到发酵罐中，加入占发酵罐容积五分之二的地沟油预处理清液，加入质量为农作物秸秆1/80-1/16的甲烷菌，发酵温度控制为55-64℃，发酵24-36h；
步骤（4）：发酵完成后，将沼气发酵罐底部出料管排出的含甲烷菌渣料，按含甲烷菌渣料与新投入蔬菜浆液的体积比为5.5-6.4∶1.0的比例混合后输入到沼气发酵罐，混合料占到发酵罐容积三分之二，使沼气进行连续发酵，按上述过程重复2-3次。
优选地，所述农作物秸秆的细度为20-40目。
优选地，所述甲烷菌的提取方法如下：
步骤（1）：取活性污泥并打碎，将其接入富集培养基中，在富集培养温度为15-20℃的条件下，进行富集培养；
步骤（2）：当检测富集培养体系有气泡产生时，逐渐降低温度，直至检测不到气泡时停止降温，完成耐低温产甲烷菌的富集培养。
优选地，所述的性污泥为污水处理厂活性污泥或畜禽粪便或沼气发酵池沼液沼渣混合物。
优选地，所述沼液、沼渣的体积比为1：2-6。
优选地，所述的富集培养基的组分每1l含有0.6g的甲酸钠、1g的氯化铵、0.4g的氯化镁、2.2g的酵母粉、3g的蛋白胨、8.4g的乙酸钠、3ml的丙醇、0.5g的丙氨酸、1ml的维生素液和2ml的微量元素液；ph值为6.3-7.1。
优选地，所述微量元素液每1l由51.0mg的硒、22.0mg的硼、0.36g的锌、5.0mg的铁组成。
优选地，所述降低温度具体是指：每天降温1.4℃，并且采用逐渐降温的方法，在培养温度下降0.1℃并恒温35min，如此循环重复，直至检测不到气泡时停止降温。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
（1）本发明采用了将发酵沼气的原料农作物秸秆先粉碎的工艺方法，秸秆粉碎后，破坏了秸秆的木质素鞘，也使得秸秆表面积增大，秸秆中的纤维素能与外界降解酶充分接触发生降解，将其与出处理后的地沟油混合，吗、显著提高了农作物秸秆的有机物含量，利用甲烷菌产生沼气。经过数次反复实验证明，在以秸秆为原料的沼气发酵过程中，沼气发酵罐内料液发酵温度控制在55-64℃是适宜甲烷细菌及其伴生菌最适宜生长和活力最旺、繁殖能力最强，所发酵产生沼气最多的工艺条件；
（2）本发明采用循环发酵方法，是因为在秸秆发酵降解过程中含有的有机物非常多，有机物浓度过高，能造成产酸菌繁殖旺盛，使得发酵液料中有机酸积累而酸化，就会严重影响甲烷菌的活动，打破产酸与产甲烷的速度平衡，甚至使发酵中断，往发酵罐按一定配比回流含有大量甲烷菌的渣料，大大增加了甲烷菌的数量消耗掉有机酸避免了有机酸积累出现酸化，也给甲烷菌团创造了很好的生存发展环境，从而大量地繁殖快速生长，也使原料秸秆得到完全降解，使得产酸与产甲烷的速度平衡，能连续性更多更快地产出沼气；
（3）本发明有效地解决了解决沼气发酵原料降解慢、甲烷菌量少、产气量低的工艺方法问题，将地沟油与农作物秸秆结合，具有方法新颖，设计创新，能使沼气发酵原料降解快，甲烷菌量大，发酵周期短，发酵料液控制在适宜温度条件，不产生酸化，产沼气快、产气量大、使用方便等优点。其中产沼气量高于普通生产工艺5%；
（4）本发明甲烷菌的提取方法解决了现有沼气池缺少高效的产甲烷菌，导致产沼气初始启动时间长，产气稳定性差的老大难问题。该产甲烷菌可作为新建沼气池和已有沼气池大换料时的产沼气启动的接种物，特别是难以找到产沼气接种物的地方，加快新建沼气池和已有沼气池大换料时的产沼气的启动时间；它还可添加到沼气发酵的ph偏低的沼气池中，增加产甲烷阶段的产甲烷菌的数量，提高沼气池的产气效率和产气稳定性。
实施例1
本实施例提供的一种利用餐厨废弃油脂混合发酵生产沼气的方法，所述方法包括如下步骤：
步骤（1）：餐厨废弃油脂预处理
过滤除去待处理地沟油中含有的固体物质，加热至50℃，并通过纳米超频震动膜组过滤，得到地沟油预处理清液；
步骤（2）：农作物秸秆预处理
原料农作物秸秆利用粉碎机粉碎成农作物秸秆粉末，备用；
步骤（3）：将占发酵罐容积五分之二的农作物秸秆投入到发酵罐中，加入占发酵罐容积五分之二的地沟油预处理清液，加入质量为农作物秸秆1/80的甲烷菌，发酵温度控制为64℃，发酵24h；
步骤（4）：发酵完成后，将沼气发酵罐底部出料管排出的含甲烷菌渣料，按含甲烷菌渣料与新投入蔬菜浆液的体积比为6.4∶1.0的比例混合后输入到沼气发酵罐，混合料占到发酵罐容积三分之二，使沼气进行连续发酵，按上述过程重复2-3次。
优选地，所述农作物秸秆的细度为20目。
优选地，所述甲烷菌的提取方法如下：
步骤（1）：取活性污泥并打碎，将其接入富集培养基中，在富集培养温度为15-20℃的条件下，进行富集培养；
步骤（2）：当检测富集培养体系有气泡产生时，逐渐降低温度，直至检测不到气泡时停止降温，完成耐低温产甲烷菌的富集培养。
优选地，所述的性污泥为污水处理厂活性污泥或畜禽粪便或沼气发酵池沼液沼渣混合物。
优选地，所述沼液、沼渣的体积比为1：6。
优选地，所述的富集培养基的组分每1l含有0.6g的甲酸钠、1g的氯化铵、0.4g的氯化镁、2.2g的酵母粉、3g的蛋白胨、8.4g的乙酸钠、3ml的丙醇、0.5g的丙氨酸、1ml的维生素液和2ml的微量元素液；ph值为6.3-7.1。
优选地，所述微量元素液每1l由51.0mg的硒、22.0mg的硼、0.36g的锌、5.0mg的铁组成。
优选地，所述降低温度具体是指：每天降温1.4℃，并且采用逐渐降温的方法，在培养温度下降0.1℃并恒温35min，如此循环重复，直至检测不到气泡时停止降温。
实施例2
本实施例提供的一种利用餐厨废弃油脂混合发酵生产沼气的方法，所述方法包括如下步骤：
步骤（1）：餐厨废弃油脂预处理
过滤除去待处理地沟油中含有的固体物质，加热至40℃，并通过纳米超频震动膜组过滤，得到地沟油预处理清液；
步骤（2）：农作物秸秆预处理
原料农作物秸秆利用粉碎机粉碎成农作物秸秆粉末，备用；
步骤（3）：将占发酵罐容积五分之二的农作物秸秆投入到发酵罐中，加入占发酵罐容积五分之二的地沟油预处理清液，加入质量为农作物秸秆1/16的甲烷菌，发酵温度控制为55℃，发酵36h；
步骤（4）：发酵完成后，将沼气发酵罐底部出料管排出的含甲烷菌渣料，按含甲烷菌渣料与新投入蔬菜浆液的体积比为5.5∶1.0的比例混合后输入到沼气发酵罐，混合料占到发酵罐容积三分之二，使沼气进行连续发酵，按上述过程重复3次。
优选地，所述农作物秸秆的细度为20目。
优选地，所述甲烷菌的提取方法如下：
步骤（1）：取活性污泥并打碎，将其接入富集培养基中，在富集培养温度为15-20℃的条件下，进行富集培养；
步骤（2）：当检测富集培养体系有气泡产生时，逐渐降低温度，直至检测不到气泡时停止降温，完成耐低温产甲烷菌的富集培养。
优选地，所述的性污泥为污水处理厂活性污泥或畜禽粪便或沼气发酵池沼液沼渣混合物。
优选地，所述沼液、沼渣的体积比为1：6。
优选地，所述的富集培养基的组分每1l含有0.6g的甲酸钠、1g的氯化铵、0.4g的氯化镁、2.2g的酵母粉、3g的蛋白胨、8.4g的乙酸钠、3ml的丙醇、0.5g的丙氨酸、1ml的维生素液和2ml的微量元素液；ph值为6.3-7.1。
优选地，所述微量元素液每1l由51.0mg的硒、22.0mg的硼、0.36g的锌、5.0mg的铁组成。
优选地，所述降低温度具体是指：每天降温1.4℃，并且采用逐渐降温的方法，在培养温度下降0.1℃并恒温35min，如此循环重复，直至检测不到气泡时停止降温。
实施例3
本实施例提供的一种利用餐厨废弃油脂混合发酵生产沼气的方法，所述方法包括如下步骤：
步骤（1）：餐厨废弃油脂预处理
过滤除去待处理地沟油中含有的固体物质，加热至45℃，并通过纳米超频震动膜组过滤，得到地沟油预处理清液；
步骤（2）：农作物秸秆预处理
原料农作物秸秆利用粉碎机粉碎成农作物秸秆粉末，备用；
步骤（3）：将占发酵罐容积五分之二的农作物秸秆投入到发酵罐中，加入占发酵罐容积五分之二的地沟油预处理清液，加入质量为农作物秸秆1/20的甲烷菌，发酵温度控制为55-64℃，发酵26h；
步骤（4）：发酵完成后，将沼气发酵罐底部出料管排出的含甲烷菌渣料，按含甲烷菌渣料与新投入蔬菜浆液的体积比为5.9∶1.0的比例混合后输入到沼气发酵罐，混合料占到发酵罐容积三分之二，使沼气进行连续发酵，按上述过程重复2次。
优选地，所述农作物秸秆的细度为25目。
优选地，所述甲烷菌的提取方法如下：
步骤（1）：取活性污泥并打碎，将其接入富集培养基中，在富集培养温度为15-20℃的条件下，进行富集培养；
步骤（2）：当检测富集培养体系有气泡产生时，逐渐降低温度，直至检测不到气泡时停止降温，完成耐低温产甲烷菌的富集培养。
优选地，所述的性污泥为污水处理厂活性污泥或畜禽粪便或沼气发酵池沼液沼渣混合物。
优选地，所述沼液、沼渣的体积比为1：5。
优选地，所述的富集培养基的组分每1l含有0.6g的甲酸钠、1g的氯化铵、0.4g的氯化镁、2.2g的酵母粉、3g的蛋白胨、8.4g的乙酸钠、3ml的丙醇、0.5g的丙氨酸、1ml的维生素液和2ml的微量元素液；ph值为6.3-7.1。
优选地，所述微量元素液每1l由51.0mg的硒、22.0mg的硼、0.36g的锌、5.0mg的铁组成。
优选地，所述降低温度具体是指：每天降温1.4℃，并且采用逐渐降温的方法，在培养温度下降0.1℃并恒温35min，如此循环重复，直至检测不到气泡时停止降温。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。