經濟實用的沼氣發酵原料探析

尹　冰　陳路明　張愛民　孔慶平

摘要：本文旨在解決沼氣原料不足或部分不足以及采購成本過高的問題，探索一種可以取代或部分取代禽畜糞便的沼氣原料，解決針對貞元集團安陽市有機廢物生產車用沼氣工程(規模是3*2700m³大型全混式高溫厭氧發酵沼氣工程)原料的選擇、降低生產成本和提高農作物秸稈資源化利用效率。

關鍵詞：秸稈糞便厭氧發酵沼氣

由于能源緊張和環境污染方面的雙重問題，開發新的、潔凈和可再生的車用替代燃料就成了急迫的需要。貞元集團恒生能源大型沼氣項目應運而生，為貞元集團立足安陽向全國市場進軍的發展戰略奠定基礎。

眾所周知，生產沼氣的原料有：人畜家禽糞便、秸稈、市政污泥、生活垃圾等。沼氣的生產是在一定的水分、溫度和厭氧條件下，原料通過種類繁多、數量巨大且功能不同的各類微生物的分解代謝，最終形成甲烷和二氧化碳等混合性氣體(沼氣)的復雜的生物化學過程。

但是針對目前眾多沼氣項目來說存在一些原料上的問題，譬如用人畜家禽糞便原料雖然在進行沼氣發酵時不必預處理，就容易厭氧分解，產氣速度快，發酵周期較短。但是存在成本和運輸成本過高的問題；而秸稈作為發酵原料相對來說比較經濟，而且沒有硫化氫等產生的臭氣，產氣能力也比較強。但是秸稈含有大量難降解的纖維素、木質素等，導致沼氣發酵啟動慢、產氣率低等問題長期制約著秸稈作為沼氣池發酵原料。如將秸稈預處理再入池，則可以提高產氣率，縮短啟動時間。當前預處理秸稈的方法主要有物理、化學、生物方法。通過對秸稈預處理尋求一種可以取代或部分取代禽畜糞便的沼氣原料，進而來降低生產成本，提高原料利用率，增加凈收益。為集團沼氣項目的投產打下良好的基礎。黃如一的秸稈預處理產沼氣對比試驗，進行了不加菌劑預處理秸稈、用復合菌劑B1預處理秸稈、用復合菌劑B2預處理秸稈與豬糞混合4種不同處理方式的秸稈產沼氣對比試驗，結果表明：用菌劑預處理過的秸稈試驗組和秸稈與豬糞混合發酵組的平均產氣量均高于不加菌劑預處理的純秸稈對照組，分別提高了33.65％、38.32％、39.31％：用復合菌劑預處理過的秸稈產沼氣啟動時間比不加菌劑預處理的純秸稈快4天；兩組加菌劑預處理過的秸稈的沼氣產氣量和產甲烷量相差極小。

結論

(1)秸稈可以替代禽畜糞便產生沼氣。用秸稈產生沼氣不但可以解決沼氣池原料缺乏問題；還可以獲得優質有機肥；而且還可以從源頭上解決焚燒秸稈帶來的眾多環境問題。秸稈除了替代禽畜糞便產沼氣外，也可以采用糞草相結合的全混式工藝產生沼氣，這樣既節約了原料成本又解決了沼氣原料不足或部分原料不足的問題，使沼氣池得到有效利用。

(2)也可以利用高效復合微生物菌劑(如綠秸靈復合菌劑)。使秸稈中纖維素結構發生改變以及半纖維和木質素對纖維素降解所起的阻礙和屏障作用受到破壞，加快產沼氣速度、提高產氣量，且不結殼。綠秸靈復合菌劑的使用，使糧作物秸稈和蔬菜殘體進行沼氣發酵成為現實，解決了發展沼氣必須依賴養殖業和沼氣池原料缺乏的難題。

(3)可借鑒國外使用青貯發酵原料，或者是種植青草。作為沼氣池發酵原料，來提高降解率和產氣率，降低成本。

(4)還有一個節約原料采購成本的方案：就是和養殖場簽定供應和銷售合同，借用他們的原料，即運輸車將養殖場的糞便運來，再將沼液沼渣拉去抵償，10公里范圍內是經濟的運輸距離。采用這種方式既可以節省原料采購成本和沼液沼渣的處理成本。又可提高運輸車的使用效率。

(5)可考慮在安陽市恒生能源有限責任公司沼氣項目基地附近建一個養殖場。養殖豬或奶牛，養殖場不僅可以盈利而且直接可以選用最新鮮的養殖場糞便發酵。從而提高沼氣產氣率，達到以沼氣為紐帶的生態養殖模式，而且發酵原料還可以選用養殖場糞便、秸桿與青貯的混合物。