农作物秸秆发酵生产沼气技术

农作物秸秆发酵生产沼气技术农作物秸秆发酵生产沼气技术侯方安（山东省农业机械技术推广站）农作物秸秆燃料价值利用，即能源化利用技术主要可分为直接燃烧、化学转化和生化转化三大类。直接燃烧包括炉灶燃烧、锅炉燃烧和成型燃料燃烧等几种方式。炉灶燃烧是目前许多农村的获取生活用能方法，但效率很低，燃烧效率在15%～20%左右。化学转化技术主要有秸秆气化、干馏、直接液化制生物油等形式。农作物秸秆的生物化学转化技术主要是以厌氧消化和生物酶技术为主。厌氧消化主要是把生物质分解为沼气，通常指农村沼气技术，这是一个生物化学转化过程，依靠不需氧微...

农作物秸秆发酵生产沼气技术侯方安（山东省农业机械技术推广站）农作物秸秆燃料价值利用，即能源化利用技术主要可分为直接燃烧、化学转化和生化转化三大类。直接燃烧包括炉灶燃烧、锅炉燃烧和成型燃料燃烧等几种方式。炉灶燃烧是目前许多农村的获取生活用能方法，但效率很低，燃烧效率在15%～20%左右。化学转化技术主要有秸秆气化、干馏、直接液化制生物油等形式。农作物秸秆的生物化学转化技术主要是以厌氧消化和生物酶技术为主。厌氧消化主要是把生物质分解为沼气，通常指农村沼气技术，这是一个生物化学转化过程，依靠不需氧微生物将秸秆转化成可燃气体，整个转化过程可分成三个步骤。首先将不可溶复合有机物转化成可溶化合物；然后可溶化合物再转化成短链酸与乙醇；第三步，上述产物再经各种厌氧菌（不需氧生物）转化成气体，最后的产物为以甲烷（55%～70%）与二氧化碳（30%～45%）为主的可燃的混合体，即是沼气。沼气是在隔绝空气和一定的温度、湿度、酸碱度等的条件下，经过由多种微生物（沼气细菌）共同作用分解秸秆中有机物质而产生的一种可燃气体，甲烷是沼气的主要可燃成分。经过微生物的发酵，将作为燃料的碳、氢和作为植物营养元素的N、P、K等分离开，使它们各得其所，各尽其用，提高了能量和物质利用效率，发酵沼气燃烧可使秸秆热效率提高94%。人类发现、利用沼气，已有悠久的历史。随着农村沼气使用的日益推广和大型厌氧工程技术的进步，沼气工程技术有了迅速发展。我国在沼气工程技术研究与应用方面达到世界先进水平，并拥有一批专业科研人员和丰富经验的工程技术队伍，以及初步规模的产业体系，已具备了在全国大规模推广条件。根据规模又可分为大中型沼气工程技术和农村家用沼气池技术，在农村应用都很广泛。我国北方开发的“四位一体”高效种养结合发展模式，即太阳能温室?沼气池? 猪圈?厕所和南方的“猪圈?沼气池?果园”模式，是适合我国国情的有效模式。农村广泛采用的家用小型沼气池容积 36～10米，多与猪圈、厕所连通。进料前植物性原料需进行堆沤处理，粪草比以2：1～3：1以上为宜，保持碳氮比13： 1～30：1，pH值6.8～7.4。每天投料4～8公斤(干秸秆)，5～7天出料一次。这种沼气池单位容积日均产气0.12～2米 33，年产沼渣5～7米、沼液25吨。随着沼气厌氧发酵技术的不断改进，在池型上已由最初的水压式发展到较为先进的浮罩式、集气罩式、干湿分离式、太阳能式等，规模上正由户用小型沼气池逐步向集中供气的大中型沼气池逐步向集中供气的大中型沼气发酵工程发展，发酵温度也有常温(10?～26?)、中温(28?～38?)和高温(48?～55?)，气压上有低压式、恒压式等多种形式。在发酵工艺方面，采用干发酵、两步发酵、干湿结合、太阳能加热等新技术，有的还采用碳酸氢铵代替猪粪与秸秆混合发酵，或通过施加添加剂，培育高效发酵微生物，提高产气率。无论什么形式和何种设备，都要注意严格的厌氧环境、足够和优良的接种物、必要的发酵温度、适宜的酸碱度、适宜的发酵浓度（6%～10%）和碳氢比（20～30：1）、经常性的搅拌、严防加入抑制剂等几个方面的关键技术环节的控制。沼气是一种优质的高效燃料，可用于烧火做饭、照明、发电等。沼气燃烧后的产物是水和二氧化碳，对空气没有污染。沼气发酵后的残余物??沼渣、沼肥、沼液，沼肥中病菌和虫卵已被杀灭，而且可以作为一种廉价、优质的高效肥料使用。沼渣可用来喂养猪、鱼，沼液可用作广谱性生物农药和种子浸和液。以农作物秸秆和畜粪为发酵原料，以沼气池为主要形式建立以沼气为中心的农村新的能量——物质循环系统，使秸杆中的生物能以沼气这种可燃气体的形式缓慢地释放出来，实现农作物秸秆等生物质资源的高效洁净能源化利用，已经成为我国循环经济发展的重要组成部分。农作物秸秆经牲畜过腹后生产沼气，把副产物沼渣和沼液作高效有机肥和养殖营养饵料，既利用了秸秆资源，又从饲料、燃料、肥料这三方面实现良性循环，这是秸秆最科学、最合理的利用技术之一。根据微生物发酵的相似原理，还有一种秸秆的处理技术近几年在农村开始广泛应用，这就是利用秸秆建造生物反应堆技术。该技术原理与以上技术相同，就是与设施栽培相结合，专门向大棚输送二氧化碳的秸秆反应堆。在大棚内或棚外建设小型的生物菌降解秸秆的反映堆，形成一个封闭的产气换气系统，利用十几种微生物菌种的间接转化，将生物菌腐解秸秆中产生的二氧化碳气体、热量、微生物孢子直接供应棚内作物生长，而棚内作物产生的氧气又用来加速生物菌降解秸秆的过程，秸秆被充分腐解形成的沉渣又是优质有机肥。空气交换可以借助交换机或靠自压交换。其主要机理是，秸秆反应堆生产的二氧化碳输入大棚内，再通过叶片光合作用合成有机养料，供给植物体。据测算，采用这一技术，可以使棚内二氧化碳的浓度提高4～5倍，植物光合效率提高50%以上，农作物抗病力及产量也大大提高。秸秆生物反应堆的型式有外置式和内置式两种，其应用也越来越广泛，除了应用于大棚栽培外，还可以建在大田和果园内。 1

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