沼气发酵技术

沼气发酵技术（精选10篇）

篇1：沼气发酵技术

沼气发酵方法及发酵系统的论文

摘要：介绍了一种能够为温室供能用的沼气发酵方法及发酵系统的专利技术。发酵系统具体由生物酸化积肥装置、缓冲调节池、高效沼气发生装置、出水沉淀池、出水暂存池和沼气缓存装置等依次经管道和阀门连接组成。发酵方法具体步骤包括生物酸化积肥装置的启动和原料的生物酸化储存，高效沼气发生装置的启动、沼气生产供应、休停和再启动等。该技术与传统沼气技术相比，具有一定的优势能够根据温室生产实际，及时把分散在全年产生的种植业有机废弃物投加到产酸积肥池中，然后根据温室供能需求，随时通过发酵系统生产沼气。发酵残渣根据生产需要分批取出用于温室有机肥。该技术实现了可以根据温室需求对沼气发酵灵活调节的要求。

关键词：沼气；温室；供能；可调控性

1．引言

温室是现代农业工程中重要的技术主题，温室的发展使传统露天农业转化为保护条件下的可控制农业[1]。目前国际上，温室已经广泛应用于花卉、蔬菜栽培[2]。温室栽培的最大优势是通过温室环境的控制，满足作物的最佳生活条件，抵抗自然灾害等，从而获取最大的生产效益。在温室管理中，温室冬季加温、补光和二氧化碳施肥是重要的环境调控措施[3]。这些调控过程都需要能源的消耗，目前的能源消耗以一次化石能源煤和二次能源柴油、电力[4]为主。这些能源的大量消耗一方面加重了全社会的能源供给负担，另一方面也大幅度提高产品的生产成本。受能源价格影响，许多温室不得不放弃温室的冬季加温、补光和二氧化碳施肥，这样不仅不能充分发挥温室的应有功能，甚至会造成温室管理的失败。

在温室管理中，每年会产生大量的种植业有机废弃物。目前，这些被随意堆放的废弃物，造成了严重的农业面源污染[3，4]。然而，这些有机废弃物本身富含大量有机质，是非常好的沼气生产原料。如果能用温室生产管理过程中产生的有机废弃物来生产沼气，从而替代煤、石油、电力等不可再生能源用于温室供能，不仅可以降低温室供能成本，同时废弃物中的营养物质又可以循环利用，减少废弃物排放，改善农业环境。但是，迄今为止没有沼气在温室供能领域应用的成功案例。

2．传统沼气技术与温室供能需求的背离

沼气发酵技术可以分为两类，即传统沼气发酵技术和水溶性有机物高效沼气发酵技术[5,6]。这两类技术应用于温室沼气供应都存在诸多技术难点。具体分析如下：

传统的沼气发酵技术，利用复杂性有机质发酵沼气，沼气产生具有非常大的周期性，往往开始投料时产气慢，中间产气旺盛，而且一旦沼气发酵系统启动，是否产沼气和产生多少沼气，要受原料特性和发酵规律的内在约束，很难调节。而温室用能表现在取暖、二氧化碳施肥等方面，这些能源需求往往受天气的控制，而天气又变化无常。因此，往往是要气时没有气，不要气时产气，如果满足需求将要建立庞大的储气装置，这在投资和占地上是不允许的。如果根据长期天气预报进行计划式投料，在理论上可行，但在实践上是难操作的。一方面，长期天气预报目前的准确性较差，另一方面，关于复杂有机质的产气规律不可能准确预测。同时，温室产生有机废弃物是分散在全年的各个时段，所产生的废弃物大多易腐烂，很难储存。因此传统的沼气技术基本不能适应温室供能需求。

水溶性有机物高效沼气发酵技术，利用可溶解的简单微生物进行沼气发酵，采用高效反应器可以实现较高的效率[7,8]。一是可溶性有机质非常容易反应，沼气的产生量在反应器负荷允许的范围内，基本决定于短期内的进料量，即进料多产气量大，进料少产气量小，停止进料短期即停止产气。二是成熟反应器中的沼气发酵厌氧微生物具有非常强的耐饥饿性，在长期不进料的情况下，反应器内的微生物能够长期耐受，而且再启动时可以迅速恢复正常高效产气。水溶性有机物高效沼气发酵技术的以上两点技术特征均符合温室需能波动性的要求。但是，如果单独为了温室供能需要而刻意外购水溶性有机物作为发酵原料生产沼气，不仅成本上与化石能源不具竞争优势，而且也达不到生物质废弃物资源就地利用、开展循环经济和环境建设的目的。因此，水溶性有机物高效沼气发酵技术也不适合温室供能需求。

3．技术内容

本文提供一种可以根据温室生产实际，把分散在全年产生的种植业有机废弃物投加到发酵系统中，然后根据温室供能需求，随时通过发酵系统生产沼气，能够为温室提供可用的沼气发酵系统及发酵方法。其中，发酵系统由生物酸化积肥装置、缓冲调节池、高效沼气发生装置、出水沉淀池、出水暂存池和沼气缓存装置依次经管道和阀门连接组成。其结构如图1所示。其中，生物酸化积肥装置和缓冲池设置主控制阀，缓冲池与高效沼气发生装置之间设置泵，高效沼气发生装置、出水沉淀池出水暂存池之间通过水的重力自流完成连接，出水暂存池同时与缓冲调节池和生物酸化积肥装置相连，中间依次设泵和配水器，高效沼气发生装置联接沼气缓存装置。

为了保证沼气发酵能够满足温室供能需求，以上发酵系统按如下步骤管理

第一、进行生物酸化积肥装置的启动和原料生物酸化储存，具体方法如下

（1）按相当于温室平均每天产生量的2.5～3.5倍质量收集温室种植业有机废弃物或其他种植业有机废弃物作为启动原料，对启动原料进行粉碎预处理；

（2）向步骤(1)所得预处理原料中添加含N元素物质，混合，控制混合料碳氮比为(20：1)～(30：1)；

（3）将步骤(2)所得混合料投入到初次使用的生物酸化积肥装置中，加入接种

物进行接种，混合，得到发酵原料，接种物的加入量为启动原料干重的3%～5%；

（4）向步骤(3)中生物酸化积肥装置中加水进行发酵，水的加入量为至少高于启动原料平面10cm，发酵温度控制在20～40℃；

（5）经过4～5天发酵后，发酵液pH值降到6以下，即完成酸化积肥装置的启动；

（6）按照步骤(1)～(2)的方法随时收集处理温室生产的有机废弃物，及时投入已经启动的生物酸化积肥装置中，不需接种，直接加水至原料平面以上10cm；

（7）重复步骤(6)直至一个生物酸化积肥装置投满，重新启用另一个生物酸化积肥装置，重复操作步骤(1)～(6)；

第二、进行高效沼气发生装置启动，调控装置运行满足温室用能与沼气生产的协调，具体方法如下：

（1）高效沼气发生装置启动：投入接种物进入高效沼气发生装置，用水或水与生物酸化积肥装置中抽出的酸液混合物加满沼气发生装置，静止3～5d，接种物加入量为3～10kgVSS/m3；从生物酸化积肥装置抽出有机酸液泵入缓冲调节池中，用出水暂存池中的系统出水或外来水调节，控制有机酸液的化学耗氧量（COD）浓度为～5000mg/L，作为沼气发酵料；按0.5kgCOD/(m3・d)～2kgCOD/(m3・d)的速率阶段式调整水力负荷，连续进料直到实现水力负荷为5kgCOD/(m3・d)～10kgCOD/(m3・d)，即完成沼气发生装置的启动，整个启动大约需50～80d。启动期间，温度控制为25～35℃。负荷调整的原则为，每次水力负荷调整运行稳定后，才开始进行下一阶段负荷的增加；沼气发生装置的出水经沉淀池沉淀后，流入出水暂存池，部分作为生物酸化积肥装置液体补加，部分用于缓冲调节池酸液的发酵料调节使用。（2）沼气生产供应：根据温室生产实际预算沼气需求的时间和数量，按1kgCOD产0.4～0.5m3沼气折算有机酸液的需求数量和时间，并按时按量从生物酸化积肥装置中抽机酸液进入缓冲调节池，按步骤（1）中所述方法调节成沼气发酵料；按5kgCOD/(m3・d)～30kgCOD/(m3・d)水力负荷的流量，采用间歇或连续方式向已经启动好的沼气发生装置中进料进行沼气生产，产生的沼气进入沼气缓存装置备用；进料的流速控制、间歇或连续方式取决于每次沼气的需求量和沼气缓存装置的体积。沼气需求大、沼气缓存装置体积小时，采用大流量连续进料，反之，使用小流量间歇进料；当一个生物酸化积肥装置中的抽出物小于800～1000mg/L时，即该生物酸化积肥装置停止产酸，停止从该装置继续抽取发酵液。

（3）沼气生产休停：对于启动好而温室不需要使用沼气，或者一个沼气使用周期结束，温室很久不使用沼气时，停止向高效沼气发生装置中继续进料，装置进入休停状态。休停期间，保持每10～30d补加一次发酵料，保证系统内微生物的营养需求。补加发酵料的调节方法同步骤（1）所述；补加发酵料的.量为反应器体积1～3倍，补加速度为2～5kgCOD/(m3・d)。

（4）沼气生产休停后的再启动：对于步骤(3)中已经处于休停状态的高效沼气装置，再进入新的用气周期前必须进行再启动；再启动的方法是在新用气周期开始前3～10d，按照步骤(1)中所述方法调节发酵料，按1.8kgCOD/(m3・d)～2.2kgCOD/(m3・d)负荷向高效沼气装置进行适应性进料。

（5）应急措施

如果温室自身产生的有机废弃物的总沼气产生潜力与温室总供能所需沼气数量存在较大缺口时，可以通过其他来源获取有机固体废弃物，如干粪便、干秸秆或青草等中的任一种进行补充；如果短期温室用能过大，生物酸化积肥装置中产生的酸液不能及时提供沼气生产所需求的发酵料，可以临时向其中一个生物酸化积肥装置中持续补充劣质淀粉原料，进行快速产酸，满足紧急供能的生产需求。

在实际应用中，为保证系统的调节灵活性，生物酸化积肥装置2一般设置6～12个，总体积为温室一年有机垃圾产生总体积的60%～80%。为了保证发酵料浓度和数量调节的可靠性和灵活性，通过多个处于不通反应阶段的生物酸化积肥装置中同时抽取酸液，连同系统出水共同混合调节。

4．应用案例

案例1：上海某花卉公司的温室

某花卉公司用户，地处上海地区，拥有10000m2温室。根据全年气候，管理者确定温室全年需求集中在两个周期：12月初到来年的2月中旬为冬季加温供能期，6初到9月底的二氧化碳施肥用能期。高效沼气发生装置是AF结构，沼气在当年的9月开始启动，启动完成就进入冬季供能阶段，进入12月，沼气装置启动完成，即进入当年的加温供能沼气生产期，具体每天的沼气需求量根据天气具体变化决定。进入第2年2月中旬，气温升高，温室不再需要加温供能，管理者停止向反应器进料，高效沼气发生装置进入休停期。休停期间管理者每15天用COD浓度为4000mg/L的混合发酵液，按2kgCOD/(m3・d)的负荷补加相当于反应器体积1.5倍体积的发酵料，补充装置营养。进入6月光照增强，为了增加温室效益，管理者采用了二氧化碳施肥管理。管理者在6月初比沼气需求提前7天按2kgCOD/(m3・d)负荷进行适应性进料，第7天完成重启动后进入夏季沼气供应期管理。由于上海地处暖温带，一年中的能源供给时间短，没有发生原料短缺和紧急供能不足的情况。

案例2：淮北某蔬菜公司用户

该地区地处皖北，拥有30000m2温室。根据全年气候规律，管理者确定温室全年需求集中在两个周期：11月中旬到来年的3月中旬为冬季加温供能期，6初到9月底的二氧化碳施肥供能期，具体每天的沼气需求量根据天气具体变化决定。高效沼气发生装置是UASB结构，沼气在当年的3月开始启动，启动完成就进入夏季供能阶段，进入6月，沼气装置启动完成，即进入当年的二氧化碳施肥沼气生产期，具体每天的沼气需求量根据天气具体变化决定。进入9月中旬，光照指数降低，温室二氧化碳施肥效益下降，管理者停止向发酵器进料，高效沼

气发生装置进入休停期。休停期间管理者每20天用COD浓度为5000mg/L的混合发酵液，按5kgCOD/(m3・d)的负荷向补加相当于反应器体积2倍体积的发酵料，补充装置营养。进入11月中旬，气温降低，为了保证温室内种植物正常生长，管理者采用了加温管理。管理者在11月初比沼气需求提前10天按3kgCOD/(m3・d)负荷进行适应性进料，第11天完成重启动后进入冬季沼气供应期管理。由于皖北地区冬季和春季温度相对较低，加温耗能较大，温室自身产生的有机肥废弃物总产沼气潜力不能满足温室生产的沼气需求，管理者另外购进2000kg干麦草，于9月下旬按照与步骤2相同的方法投入生物酸化积肥池备用。特别是第2年元月中旬，连续5天低温，温室加温用沼气消耗量急剧上升，生物酸化积肥池中抽出的酸液不能正常满足沼气生产需求，管理者从当地粮食储存部门购进200kg陈化小麦经粗磨后连续投入一个生物酸化储存池，快速产酸原料的投入满足了短缺的能源需求。

5．结论

根据以上技术内容和案例应用，可以看出该技术完全能够实现温室供能的沼气化，具体如下：

（1）通过酸化转化复杂性温室有机废弃物为可溶性有机质高效沼气，满足了沼气发酵可以根据温室需求灵活调节的需要。原料投入酸化积肥池后，在其中进行酸化转化成可溶性有机质，当酸化达到一定水平，酸化转化停止。原料在高酸度条件下得到保存，但是此时池内已经有大量酸液可溶性有机质存在。这些可溶性有机质在温室需要供能时可以马上提供发酵原料，产生所需沼气。

（2）多单元酸化积肥池以及缓冲调节池的设计，保证系统运行的可靠性和可调节性。原料在高酸度条件下得到保存，酸性条件使结构得到改善。在酸液适度抽取条件下，多单元酸化积肥池内的原料能够规律产酸。通过多单元酸化积肥池之间按比例抽取酸液进入缓冲调节池，获取适合的酸液浓度和数量，保证产沼气能够根据实际需求调节。

（3）原料酸化储存转化满足了分散原料收集，湿式储存和施肥的需要，降低了肥料储存难度和成本，减少肥料储存的环境影响。

参考文献

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篇2：沼气发酵技术

沼气发酵产物的综合利用

摘要：随着畜禽养殖业的集约化,畜禽粪便的排放越来越集中,大大超过了当地环境的承载能力,对于当地居民的健康和养殖场本身的可持续发展都带来了巨大的.压力.为此以对浙江省海宁市同仁养殖场和三联养殖场的调查分析为基础,同时引用其他方面的实例,介绍将畜禽粪便的发酵产物包括沼气、沼液和沼渣综合利用的方式:利用沼气作为燃料,利用其来保鲜水果和发电;利用沼液作为有机肥直接灌溉到农田中,或用作叶面肥,还可以利用沼液来浸种;利用沼渣直接作为有机肥,用来栽种蘑菇或将其加上添加剂制作成有机肥出售.总之,通过对畜禽粪便的发酵,以及对于发酵产物的综合利用,实现了物质和能量的多级利用,有利于可持续发展.作 者：朱磊    卢剑波    ZHU Lei    LU Jian-bo  作者单位：浙江大学生命科学学院农业生态研究所,浙江,杭州,310058 期 刊：农业环境科学学报  ISTICPKU  Journal：JOURNAL OF AGRO-ENVIRONMENT SCIENCE 年，卷(期)：, 26(z1) 分类号：X713 关键词：沼气    沼液    沼渣    综合利用    可持续发展   

篇3：秸秆沼气发酵工艺技术

农业部规划设计研究院农村能源环保所以“十一五科技支撑计划项目”为依托, 优化集成了“秸秆一体化两相厌氧发酵”工艺技术。他们已在天津静海县四党口村建立了一座1200立方米大型发酵罐的集中供气示范工程, 产气率比一般沼气发酵罐高20%;年产沼气54万立方米, 能满足1000户农民作饭所用;一年可以消化2000吨青贮秸秆。该技术前不久通过了专家鉴定。专家认为, 该项技术解决了秸秆沼气发酵的难题, 拓宽了沼气发酵原料的来源, 开辟了秸秆综合利用的新途径, 创新点突出, 达到国内领先水平, 推广应用前景广阔。

我国每年有2亿吨左右秸秆未被及时处理, 造成大气污染和资源浪费。秸秆含有大量有机物, 可通过厌氧发酵产生沼气, 但由于秸秆的木质纤维素含量高、流动性差, 以秸秆为原料的沼气工程存在进出料困难、产气不稳定及发酵速度慢、效率低等问题。“秸秆一体化两相厌氧发酵工艺技术”的主要创新点首先在预处理技术上, 它是在秸秆发酵前的预处理过程中引入畜牧业的青贮技术, 既解决了秸秆的保存及消化问题, 又能促进其后期发酵;在进料方式上, 该技术通过优化设计饲料行业敞开式的气动输送设备, 实现了大粒径物料的密闭输送;“秸秆一体化两相厌氧发酵工艺技术”的“厌氧消化反应器”结构也是创新点, 它在同一发酵罐中将产酸和产甲烷分开在不同区域, 使产酸和产甲烷的菌种分别达到最佳的发酵效果, 增强了不同菌种间的互补和协同作用, 提高了产气效率;此后又将沼液回流至集料池与进料混合, 实现了物料的多次接种, 进一步提高了产气效率。

篇4：秸秆高效发酵沼气新技术研究

关键词：秸秆;厌氧发酵;沼气;接种物浓度;物料配比

中图分类号：216.4        文献标识码：A            DOI 编码：10.3969/j.issn.1006-6500.2015.11.007

Research on New Technology of High Efficient Biogas Fermentation

CHEN Qiang1，ZHAO Li-wei2，SU Ya-xun2，WEI Li-ying3

（1.Tianjin Green Power and Plant Nutrition Technology Development Company Limited， Tianjin 300300，China;2. Tianjin North Garden Ecological Environmental Engineering Research Institute， Tianjin 300300，China;3. Tianjin Yuan Lin Productivity Promotion Company Limited， Tianjin 300300，China）

Abstract： This paper aims to study both a time-saving and cost-effective straw biogas technology， the main research focus on effect of three kinds of inoculum concentration， four kinds of material ratio and five kinds of fermentation material on the fermentation. The results showed that the optimum moisture content of inoculum was 85%; the best quality straw and inoculum ratio was 1∶30; Among 5 kinds of fermentation feedstock corn stover fermentation was the best; Crushed straw directly mixed with the inoculums can evenly rapid fermentation without retting， carbon and nitrogen ratio adjustment process before fermentation.

Key words： straw; anaerobic fermentation; biogas; inoculum concentration; material ratio

随着沼气工程大规模发展，原有的沼气发酵原料渐显不足，迫切需要开发新的原料来源。据统计，我国每年产生的农作物秸秆总量约7亿t，除去用于造纸、饲料以及沤肥还田外，还有约3.7亿t秸秆可作为能源物质加以利用[1]。农作物秸秆是一种重要的富含有机物（80%～90%）的生物质能源[2]，具有资源量丰富，来源方便等特点，利用厌氧发酵技术处理秸秆不仅为我国秸秆的综合利用开辟了一条重要的途径，打破了农村沼气建设对畜禽养殖的依赖，而且有效地促进了农村可再生能源发展的进程。这既有助于提高秸秆资源化利用率，又能够促进我国沼气事业的发展。因此，秸秆发酵沼气在中国新农村建设中有着广阔的前景[3-4]。

近年来，秸秆沼气技术在国内外均有研究。世界上沼气行业最先进的德国，均采用鲜秸秆进行发酵，而干秸秆的发酵至今没有突破。我国的传统秸秆沼气，虽干、鲜秸秆都有使用，但是为了达到快速降解的目的，均需对秸秆进行预处理，常见的预处理方法包括物理、化学和生物方法[5-6]。这些方法不仅工艺复杂而且成本较高，很难推广。因此，纯秸秆的降解一直是国内外难题。

综上所述，笔者通过对比3种接种物浓度、4种物料配比以及5种发酵原料对发酵沼气效果的影响，最终得到一种既省时省力，又节约成本的高效益的秸秆沼气发酵技术，可为纯秸秆发酵技术在大中型沼气工程中的推广应用提供科学依据。

1 材料和方法

1.1 原料和接种物

发酵原料为玉米秸秆、稻草、花生皮、玉米芯和棉秆等5种发酵原料，均采自天津市静海县，已自然风干3个月。试验前将秸秆利用底部筛网8 mm的锤片式揉搓机进行粉碎处理，粉碎后的玉米秸秆、稻草、花生皮和棉秆呈纤维状，玉米芯呈颗粒状。

接种物为河北省青县正常使用的沼气池中的沼渣（底泥），颜色呈黑褐色，含水量为85%。根据试验需要，将此接种物通过沥水和加水处理，最终得到含水量分别为80%，85%和90%的3种接种物。

1.2 试验装置

发酵装置主要由水浴恒温装置、发酵瓶、集气瓶、集水瓶和管路组成。发酵瓶由500 mL广口瓶制成，发酵瓶口由橡胶塞密封，橡胶塞打孔连接玻璃管，发酵瓶与集气瓶之间以胶皮管连接，利用排水法计量产气量。将发酵瓶置于39 ℃水浴恒温箱中以保持发酵温度恒定。

1.3 试验方法

试验均在39 ℃条件下开展，采用500 mL广口瓶作为发酵容器，利用排水法计量产气量，观察时间为一周期共计20 d，每个处理重复3次。

1.3.1 发酵接种物浓度的优选 将含水量分别为80%，85%和90%的3种接种物，与粉碎的玉米秸秆以5 g秸秆拌入200 g接种物的比例混合后，加入发酵容器进行发酵试验。

1.3.2 物料适宜配比的优选 沼气发酵必须有大量菌种，而且接种物的大小与发酵产气有直接的关系[7]。使用较多的秸秆作为发酵原料时，需加大接种物数量[8]。根据以往经验，在秸秆沼气工程中，秸秆与接种物的质量比一般为1∶20左右时产气效果较好，尤其接种物越多发酵效果越好，因此，本试验选择4个梯度物料配比进行发酵试验，即秸秆与接种物的质量比为1∶10、1∶20、1∶30和1∶40。选用粉碎的风干玉米秸秆和含水量为85%的接种物以4种不同质量配比进行混合发酵试验，具体如表1所示。

1.3.3 不同发酵原料的对比发酵试验 选择稻草、花生皮、玉米芯、棉秆作为发酵原料，以玉米秸秆作为对照，分别对它们进行粉碎处理，然后与含水量为85%的接种物以配比为5 g∶150 g的比例混合后加入容器中进行发酵试验。

1.4 测量参数

日产气量：通过每天测量集水瓶中自来水的量，来间接测量每个反应装置中气体产生的多少，这可用来反映每天产气量的变化。

累积产气量：从试验开始到试验结束日（一周期20 d）产气量的总和。

2  结果与分析

2.1 不同浓度接种物的发酵效果

不同含水量的接种物每日和累积产气量变化如图1所示。由图1可见，利用3种含水量的接种物进行发酵，3种含水量的接种物基本在最初的7 d产气量较高，此后产气量逐渐降低，其原因在于秸秆中的易降解有机物首先快速分解。

从累计产气量来看，3种含水量的接种物中，以85%含水量的接种物产气量为最高，其平均日产气量和20 d累积量分别为95.7 mL和1 914 mL，比90%含水量的接种物提高产气量159%，比80%含水量的接种物提高产气量322%。分析其原因在于含水量为80%的接种物由于过干，秸秆很难吸收接种物中的水分而只发生少量水溶，导致降解受抑制;含水量为90%的接种物，虽然水分含量多，秸秆吸收水分易发生水溶，但菌群的含量相对较少，因此秸秆降解缓慢。

2.2 不同物料配比的发酵效果

不同物料配比总产气量情况如表2所示，根据方差分析（表3）可知，各物料配比间产气量差异显著。进一步进行多重比较发现（表4），5∶100、5∶150和5∶200三种物料配比的产气量与物料配比为5∶50的产气量存在极显著差异，即物料配比为5∶50的产气量发酵效果最差，原因是接种物太少，无法完全降解秸秆产生的酸性物质。5∶100、5∶150和5∶200三种物料配比中，配比为5∶150和5∶200的产气量显著高于配比为5∶100的产气量，考虑节省成本、菌料少占空间，最终选择更为经济的物料配比5∶150，即秸秆与接种物的质量比为1∶30。

2.3 不同发酵原料的发酵效果

如图2所示，玉米秸秆、稻草、花生皮、玉米芯和棉秆每日产气量均基本呈现随时间变化逐渐降低的趋势。经发酵后的总产气量差异显著，以利用玉米秸秆进行发酵的总产气量为最大，其产气量为1 993 mL，稻草次之，其他依次为玉米芯、花生皮和棉秆。

3 结  论

（1）接种物的最适含水量为85%。操作时，接种物呈稀泥状，以不能流动为宜。

（2）秸秆与接种物的最适质量比例是1∶30。由于这种比例的甲烷菌的菌群数量多，能快速消化秸秆水溶后的酸性物质，所以产气率比传统发酵方式显著提高。

（3）在不同发酵原料对比中，以玉米秸秆产气量最大，稻草次之，其他依次为玉米芯、花生皮和棉秆。

（4）粉碎秸秆无需堆沤、无需调节碳氮比、无需使用碱水等处理，只需与接种物混匀即可进行快速发酵。

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篇5：偏低温沼气发酵促进剂的初步研究

摘要：沼气池通常采用常温发酵,在低温时节产气不足,严重影响沼气的.推广和使用.偏低温沼气促进剂由微生物混合茵剂辅以酒糟浸出液和微量的无机盐成分而成.实验室模拟发酵实验表明,该促进剂可加速发酵启动,6～25 d增产效果显著,实验组比对照组总产气量提高了38.9%,总固体(TS)降解率相对提高了46.3%,挥发性固体(VS)降解率相对提高了39.8%,产沼气的甲烷量也有所提高.气池投放实验表明,在冬季低温条件下,促进剂投入6d后开始产生效果;实验组产气量比对照组高;作用最显著的时期为9～24d;实验组产气总量比对照组提高37.4%.作 者：杨鹏可 周静 胡梦 邓斌 张宿义 胡承 YANG Peng-ke ZHOU Jing HU Meng DENG Bin ZHANG Su-yi HU Cheng 作者单位：杨鹏可,周静,胡梦,胡承,YANG Peng-ke,ZHOU Jing,HU Meng,HU Cheng(四川大学生命科学学院,生物资源与生态环境教育部重点实验室,四川,成都,610064)

邓斌,DENG Bin(重庆市江津计量质量检测中心,重庆,401420)

张宿义,ZHANG Su-yi(四川泸州老窖股份有限公司,四川,泸州,646000)

篇6：互花米草发酵产沼气的潜力研究

以互花米草、稻革和麦草为原料,采用常温单相厌氧发酵工艺,进行厌氧发酵产沼气试验,结果表明:互花米草是一种较好的发酵原料,其TS产气率可以达到0.20～0.23L/g;互花米单对反应溶液的酸碱度有一定的缓冲能力,使发酵液不会出现酸化现象.

作 者：安雷 朱洪光 陈小华 作者单位：安雷(安徽师范大学生命科学学院,安徽芜湖,241000)

朱洪光,陈小华(同济大学现代农业科学与工程研究院生物质能源研究中心)

篇7：沼气贮藏柑橘技术

沼气贮藏柑橘技术

摘要：沼气作为一种环境气体,可调节气体比例,在密封的条件下,通过控制空气的成分和温度,使柑橘的.呼吸、蒸发作用降到最低而又不致窒息,造成低氧状态.一方面,有效抑制柑橘的呼吸作用,减缓柑橘的新陈代谢;另一方面可以控制真菌等有害微生物的生长和繁殖,从而达到柑橘贮藏保鲜的目的.作 者：帮安  作者单位： 期 刊：农业知识（瓜果菜）   Journal：AGRICULTURAL KNOWLEDGE 年，卷(期)：, “”(4) 分类号： 

 

篇8：稻草作发酵物产沼气新技术试探

1 材料配方

目前比较理想的材料配方如表1。

2 稻草的预处理

稻草要经过切碎和添加菌剂处理后才能作为产沼气的原料。

2.1 操作流程

稻草→铡短→加水润湿1 d→加入绿秸灵、碳铵、水, 拌匀→收堆→塑料布覆盖。

2.2 操作步骤

(1) 稻草粉碎。用切草机将稻草铡成3～6 cm长的段。

(2) 润湿。将铡好的稻草加水进行润湿, 操作时边浇水边翻料。最好用粪水、沼液, 润湿要均匀, 润湿后堆放1 d。

(3) 拌料 (以8 m3沼气池为例) 。将1.5 kg绿秸灵和10 kg碳铵放入水桶中, 加水将碳铵溶解、将绿秸灵搅拌均匀, 分层均匀撒到已润湿的稻草上。边翻、边撒、边补充水分, 将稻草、绿秸灵和碳铵进行拌和, 使之混合均匀。拌料加水以地面无积水, 用水捏紧, 有少量的水滴下为宜 (保证稻草含水率65%～70%) 。

(4) 堆沤。将拌匀的稻草收堆, 堆宽1.2～2.0 m, 堆高1.0～2.0 m (按季节不同而异, 热天宜矮, 冬天宜高) , 中间插孔3～5孔通气。最后用塑料布覆盖 (防止水分蒸发和下雨淋湿) 。塑料布在草堆边要留有空隙, 以便透气、透风。堆沤时间夏季约需3～5 d, 春秋季约需4～6 d, 冬季约需6 d以上。冬天宜在料堆上加盖稻草进行保温 (如果冬季气温低, 可在无水的沼气池内进行堆沤, 堆沤时适当踩实, 用棍棒插孔通气, 池口略加覆盖物) 。

3 投料

堆沤3 d后, 要每天进行观察, 当稻草上长有白色菌丝且稻草杆变黑褐色时, 即可进行投料。

3.1 操作流程

投入粪便或接种物→投入堆沤后的稻草→碳铵加少量水溶解倒入池中→放置24 h左右→加水至池容85%～90%→封池盖→气压达2 kPa时开始排放杂气→约经24 h, 正常使用。

3.2 操作步骤

(1) 原料入池。投料时, 应先投入粪便或接种物, 而后才投入稻草。所有原料投入池后, 将碳铵溶入少量水中, 倒入池内。

(2) 加水。放置24 h, 然后加水至将原料浸没。

(3) 技工按照有关操作规范将沼气池活动盖口封住, 布好输气管路, 安装好沼气净化器、灶具。

(4) 启动。待沼气净化器上的压力达到2 kPa以上, 开始排放杂气。一般放气24 h。放气第2 d开始试火, 直至能正常燃烧。

4 应用效果

稻草属于富碳作物材料, 在农村随处可见。目前, 大田县已有450多口沼气池使用了这项技术, 据农户反映, 用稻草做原料沼气池的产气量不会比用猪粪的少, 能满足农户日常炊事用能需要, 并具有产气时间长、原料来源充足、减少田间焚烧污染等优点。

5 注意事项

由于稻草质量轻、体积大、难腐烂, 因而在利用其产沼气时需注意以下几点。

(1) 原料不能有农药等有毒物及其他消毒杀菌剂污染。

(2) 不能使用有洗洁精等消毒杀菌剂污染过的水和各种消毒杀菌剂。

(3) 一般旧池要留10%～20%沼渣 (液) 作为接种物, 若是旧池清池出料时, 将池内沼渣 (液) 全清除, 则投料应按新池投料。

(4) 投料要适当。由于稻草分解慢, 若原料不足往往引起产气量不能满足农户用气需求;但若投料太多, 又会出现池容纳不下的情况。

(5) 池容要一致。即计算稻草投料量所依据的池容要和沼气池实际池容一致。在现实中, 沼气池的实际池容往往小于规划池容, 因稻草质量轻, 若计算投料量所依据的池容大于实际池容, 容易造成计算出的稻草量多, 无法全部投入池中。

(6) 有气要及时用。应尽量避免沼气池内存量过大或者长期处于同一压力, 防止由于沼气压力使沼气池池液流失, 池内原料裸露导致部分原料不能发酵及造成结壳。

(7) 投料应粪下草上。若与粪便同时投料, 应先投入粪便, 使粪便在池底。切不可先投稻草后投粪便, 否则将容易产生结壳。

(8) 压力池应偏大, 并最好是顶压式。若是没将厕所、猪圈引入池中, 压力池应偏大, 并尽可能建在发酵池顶部或高于发酵池。稻草产气后, 由于压力会将沼液往压力池推, 若压力池为侧压式且不够大, 将会使沼液从压力池溢流口流出, 最后导致池内沼液变少、贮气空间变大、池内稻草裸露, 影响产气。

(9) 最好配套改厕改圈。以稻草为原料的沼气池由于产气时间长, 将因池内水分蒸发、沼液从溢流口流失及后期稻草已基本发酵完, 致使沼气池产气不佳。配套改厕改圈不仅能改善家居环境, 还能使沼气池有充足水分和一定的原料补充, 确保正常发酵产气。

摘要：应用稻草取代猪、牛粪便进行发酵产生沼气, 原料来源充足、产气时间长, 既可解决农村无养殖农户沼气池原料缺乏的问题, 又可充分利用农业稻草资源, 提高稻草利用率, 减少农业生产对环境的污染。

篇9：沼气发酵技术

一、沼气发酵池肥主要性质

沼气发酵池肥也称沼气发酵肥料，是作物秸秆、杂草、树叶、生活污水、人畜粪尿等在密闭条件下进行嫌气发酵，制取沼气后的沉渣和沼液，残渣约占13%，沼液占87%左右。沼气发酵过程中，原材料有40%～50%的干物质被微生物分解，其中的碳素大部分分解产生沼气（即甲烷），被用作燃料；而氮、磷、钾等营养元素，除氮素有部分损失外，绝大部分保留在发酵液和沉渣中。制取沼气后的沉渣，其碳氮比明显变窄，养分含量比堆肥、沤肥高。沉渣的性质与一般有机肥料相同，属于迟效性肥料，而沼液的速效性很强，能迅速被作物吸收利用，是速效性肥料。其中铵态氮的含量较高，有时可比发酵前高2～4倍。一般堆肥中速效氮含量仅占全氮的10%～20%，而沼液中速效氮可占全氮量的50%～70%，所以沼液可以看作是速效性氮肥。

二、沼气发酵池肥主要成分

1. 沉渣 含全氮0.5%～1.2%、碱解氮430～880毫克/千克、速效磷50～300毫克/千克、速效钾0.17%～0.32%，沉渣的碳/氮比为12.6～23.5，质量较高。

2. 沼液 含全氮0.07%～0.09%、铵态氮200～600毫克/千克、速效磷20～90毫克/千克、速效钾0.04%～0.11%。此外，还含有硼、铜、铁、锰等微量营养元素。

三、沼气发酵池肥在蔬菜生产上的施用

发酵池内的沉渣宜作基肥；沼液宜作追肥，也可作叶面喷肥，还可用于浸种、灭蚜；燃烧沼气还可增温。

1. 作基肥、追肥使用 沼液和沉渣的混合物作基肥时，每亩用量为1600千克，作追肥时每亩用1200千克：沼液作追肥时每亩用2000千克。一般可结合灌水施用，或利用喷滴灌设施进行水肥一体化施肥。旱地施用沼液时，最好是深施（沟深6～10厘米），施后立即覆土，防止氨的挥发。

在西瓜上施用，可配制成营养土。取充分腐熟（3个月以上）的沼渣3份与7份砂壤土拌和，用手捏成团，落地能散，然后装入纸杯，装至一半时压实，再填入一层松散的营养土至杯口1厘米时播种，然后覆土，可减少立枯病、枯萎病、猝倒病及地下害虫的发生和为害；用1份沼液加2份清水喷洒瓜苗作基肥，移栽前一周，可将沼渣肥施入瓜穴，每亩施2500千克；从花蕾期开始，每10～15天施肥1次，每次施沼液2000千克作大田追肥。

在大蒜上施用，作基肥时，每亩用沼渣2500千克，撒施后立即翻耕；作面肥时，于播种时在床面上开10厘米宽、3～5厘米深的浅沟，沟间距15厘米，将沼液浇于沟中，以浇湿土壤为宜，然后播蒜种、覆土；作追肥时，于越冬前每亩用沼液1500千克，加水泼洒，可进行2次，但在立春后不可追施沼液。

2. 叶面喷肥 用沼液进行后期叶面追肥，具有收效快、利用率高的特点，因此被广泛应用于蔬菜生产。使用时要注意对沼液进行过滤，并加等量清水稀释后再用，每亩喷施稀释液40～60千克。选择阴天8～10时或傍晚天气喷施。根据蔬菜长势，一般可7～10天喷1次，连喷2～3次。

据有关试验，用沼液喷施西瓜，分别在伸蔓期、初果期、生长后期进行叶面喷施，除提高肥力外，对降低枯萎病发病率有显著作用。伸蔓期宜用3倍稀释液，初果期用2倍稀释液，生长后期用1倍稀释液喷施。

用沼液喷施食用菌，可从出菇后开始进行，沼液对1～2倍清水，每天喷1次稀释液，可显著提高食用菌的质量和产量。

3. 燃烧沼气增温 在南方进行越冬蔬菜或早春茄果类蔬菜、瓜类蔬菜育苗或栽培时，可利用燃烧沼气作热源，提高大棚内空气温度，抵御低温或冻害，降低用电成本。此外，燃烧沼气还可产生二氧化碳气肥，提高作物产量。据测算，燃烧沼气所释放出的热量一般可提高棚内温度2～4℃。如在大棚内燃烧1米3沼气约可释放出23 000千焦的热量，每立方米空气温度升高1℃约需1千焦的热量。如果大棚长20米、宽7米、高1.5米，其容积为210米3，要使温度提高10℃左右，理论上需要沼气量为210×1×10÷23 000≈0.1米3。一般在大棚内每10米2应安装一盏沼气灯，或每50米2放置一个沼气灶。为了快速提高大棚内温度时才使用沼气灶加热。在用沼气灶进行加温时，可在灶上烧些开水，利用水蒸气加温，效果更好。利用沼气为大棚增温，要控制好棚内的温度、湿度。例如：大棚内栽培黄瓜和番茄，在日出时就要点燃沼气，温度要控制在28～30℃，相对湿度控制在50%～60%，夜间相对可以再高一些，但不要超过90%。大棚采用沼气加温，最好选在凌晨低温条件下进行，时间不宜过长，以防高温伤苗。

四、注意事项

1. 出池存放数天后再用 沉渣、沼液出池后不要立即施用。沼气肥出池后，应先在贮粪池中存放5～7天再施用。

2. 对水稀释后施用 沼液作追肥时一定要稀释后才能施用，一般对水量为1∶1～3，生长前期浓度宜稀、淡，中后期宜浓。

3. 提倡深施 深施主要是防止铵态氮挥发损失，深施后应覆土，水田应开沟深施使泥肥混合，旱作可用沟施或穴施，以防肥效损失。

4. 适量施用 沼气肥是一种速效性肥料，作物吸收快，利用率高，若大量施用，会导致作物徒长，行间郁闭，造成减产。一般施用量应少于猪粪尿肥，施用次数应根据作物生长情况进行。最好浇一次水后再追施肥水，不宜连续进行。

5. 禁止与草木灰、生石灰等碱性肥料混施 草木灰、生石灰等碱性较强，与沉渣、沼液混合，会造成氮肥的损失，降低肥效。

（作者联系地址：湖南省益阳市赫山区蔬菜局 邮编：413002）

篇10：沼气技术发展所面临的问题

过去20 多年中国沼气工程技术有了一定的发展，大中型沼气工程和户用沼气都有了一定的数量；设备制造和施工企业也有了初步规模。但总体说，还不具备产业化发展的能力。

4.1从户用沼气池发展看，目前国家利用国债项目每年提供10 亿元经费，对每一个建沼气池的农户提供几百元的补贴。所以，全国每年新建的沼气池都超过了一百万个。但由于农村男劳动力的缺乏，造成户用沼气普遍出现“一年好、二年少、三年了”现象，造成了装置的闲置和投资的浪费。因而笔者认为应放弃户用沼气池的模式，配合“建设社会主义新农村”对农村的规划，建设集中的沼气工程，以实现沼气投资的集约性、管理的持续性、产出的稳定性，真正实现沼气的产业化。

4.2大中型沼气工程处在艰难的发展之中，其主要问题是：

1）沼气工程缺乏市场竞争能力

一个万吨规模工业酒精厂其初始投资约1000 万元，为治理排放有机废水所建的沼气工程其初始投资要500 万元以上。建一个万头猪场的初始投资在200 万元，而为治理粪便污水的沼气工程需100 万元以上。这就是说，沼气工程如果与上游企业建设同步实施，投资需要增加50%以上。这对本来就是弱质的酒精厂、养殖企业在经济上难以承受。

表8 列出了各类沼气工程沼气发电的单位产出成本，可以看到，多数的沼气工程其动态（贴现率为8%）发电成本在0.5 元/千瓦时左右，大大高于煤电的发电成本。

沼气工程投资大，成本高，其内部收益率低，没有盈利能力，因此，仅仅依靠沼气工程自身发展无法在燃气、电力市场上与常规能源竞争。

除了自身的原因外，沼气工程缺乏市场竞争力的另一个重要因素是沼气工程技术体系不能适应产业化发展的要求，这主要表现在：沼气技术有待进一步提高，施工和设计尚没有国家统一标准，无资质认证；一些关键设备没有专门化生产，没有形成标准化系列化；计量监测是手工操作，影响正常运营，管理水平较低等等。

2）在全国没有形成沼气市场

沼气工程规模小而且分散，它们所生产的燃气和电力要通过燃气公司或电网供应到消费者，将给这些能源企业带来一系列的运行、安全、符合匹配和增容的问题，而且又要用高于正常的价格收购。如果没有政策规定和支持，这些企业难以接受。

目前我国的沼气技术正在发展和完善之中，沼气及其所发电力作为产品还没有一套严格的技术产品标准和监测等认证体系和市场准入制度，因此沼气及其电力不能成为市场的正式产品，这明显地阻碍了沼气市场的建立和发展。

3）缺乏国家级的扶持政策