【導讀】上),利用厭氧菌將其分解為CH4,CO2,H2S等氣體的發(fā)酵工藝。問題,是沼氣干發(fā)酵的技術(shù)難點,對此國內(nèi)外都進行了深入的研究。我國從20世紀80年代起開始了戶用沼氣干發(fā)酵研究,取得了一定的成果。等從1986年開始研究自動排料沼氣干發(fā)酵裝置和相應的半連續(xù)干發(fā)酵工藝,于1988年8月通過了由農(nóng)業(yè)部能源環(huán)保局主持的技術(shù)鑒定。馬云瑞等研制了分。事用能及照明用能。康恒德發(fā)明了小型高效穩(wěn)壓式自動漫滲濾干。究,研制了預處理秸稈復合菌劑和低溫高效甲烷菌,目前正在進行推廣示范。晏水平對大中型集約化養(yǎng)殖場畜禽糞便高溫厭氧干發(fā)酵處理工程中的罐。置水平上發(fā)酵運轉(zhuǎn),工藝技術(shù)的核心是防止有機酸的過量積累。造成酸中毒現(xiàn)象,最終導致啟動失敗。許多研究都針對加大接種量或預處理等調(diào)控措施而展。氮肥，入池再堆漚24小時，用以增加啟動的料溫。中和發(fā)酵過程中產(chǎn)生的酸，以防止pH值下降。采用爆炸燃燒法后采用吸收法測量CH4，從而測出CH4、CO2、O2的含量。要采樣，不能現(xiàn)場分析。

　　

【正文】 的發(fā)酵效果均良 好，產(chǎn)氣效果沒有明顯區(qū)別。鄒元良等 [20J 選用豬 糞、麥秸為原料進行原料的配比試驗，結(jié)果表明配比 為 7： 3 或者 6： 4 是比較合適的。 Zhang Ruihong[21J 在 試驗研究中把 NH3 添加到稻草消化液中，作為 N 源 的補充，以調(diào)節(jié)發(fā)酵原料的碳氮比為 25 左右。 4． 2 原料的預處理 原料預處理包括物理預處理、化學預處理和生 物預處理。物理預處理包括切碎、研磨等方法。 Zhang Ruihong[2lJ 在用稻草為底物的沼氣干發(fā)酵試驗 中，采用研磨和切碎兩種物理預處理方法處理稻草， 研磨比切碎在沼氣產(chǎn)量上高出 12． 5％。 L M Pal． mowski 等 [22】研究了有機廢棄物厭氧消化時，廢棄物 顆粒大小對產(chǎn)氣效果的影響，對于纖維素含量高的 萬方數(shù)據(jù) 中國沼氣 China Biogas 2020， 24(4) 25 固體廢物，粉碎能顯著提高沼氣產(chǎn)量和有機物的降 解率以及縮短消化時間，減小了消化體積。冷成保 等【 23J 在暗河式生活垃圾干發(fā)酵處理研究中，把垃圾 用破碎機破碎以減少垃圾的粒徑?；瘜W預處理包括 酸堿浸泡、熱處理等。 Ghosh 等【 24J 研究了用堿預處 理城市固體垃圾后進行高溫 (55℃ )兩相消化處理， 甲烷產(chǎn)量提高 35％。 Zhang Ruihong【 21J 在進行稻草 固體厭氧消化的研究中，對稻草分別進行 60℃， 90 ℃， 110℃的熱處理，結(jié)果是預處理的溫度越高，甲 烷生成量越多。生物預處理主要 是指發(fā)酵原料的好 氧堆漚，鄒元良等 120j 在農(nóng)村沼氣干發(fā)酵的研究中指 出，對發(fā)酵原料進行 3— 5 天的堆漚，有利于控制發(fā) 酵原料的酸堿度，使原料獲得抗酸化的能力，可有效 解決干發(fā)酵中易出現(xiàn)酸化的問題。 4． 3 干物質(zhì)濃度 水分是微生物活動不可缺少的重要因素，在干 發(fā)酵過程中如果干物質(zhì)濃度過高而水分含量過低， 會導致?lián)]發(fā)性酸的積累，引發(fā)酸中毒，從而導致干發(fā) 酵過程的終止。劉曉風等【 25J 對城市有機垃圾進行 干發(fā)酵研究發(fā)現(xiàn)， Is 濃度在 30％～ 40％是比較理想 的干物質(zhì)濃度。冷成?！?23j 在暗河式生活垃圾干發(fā) 酵處理 研究中指出，在控制總 C／ N(為 30： 1 左右 )滿 足厭氧消化順利進行的情況下，對垃圾固體含量從 8％～ 40％進行實驗，認為 25％一 30％是較理想的干 物質(zhì)濃度。孫國朝【 19 J 等以草和糞為發(fā)酵原料，在 rIS 含量為 8％～ 30％時，隨著髑含量的增加，產(chǎn)生 的沼氣中甲烷含量有所下降， c02 含量有所上升，但 產(chǎn)生的總沼氣量相應增加，當， IS 含量為 35％時， pH 為 5． 5。 5． 6，發(fā)生酸積累，沼氣發(fā)酵受抑制。 4． 4 接種物 優(yōu)質(zhì)足量的接種物是沼氣干發(fā)酵順利啟動的重 要保證。鄒元良等【 20J 指出，取產(chǎn)氣正常的沼氣池中 的活性污泥為接種物，以比重 1． 03，波美度 4 作為 一個粗略的指標，可保證接種物質(zhì)量。劉曉風等 [25] 對城市有機垃圾厭氧進行干發(fā)酵研究中，選擇厭氧 消化污泥作為接種物，按試驗原料的總聰量與接種 物量 10： l進行接種，結(jié)果表明發(fā)酵和產(chǎn)氣均正常。 孫國朝等【 19J 指出，加大接種量，是防止干發(fā)酵前期 偏酸、縮短干發(fā)酵啟動時間的關鍵措施，但是干發(fā)酵 接種量達到一定時，分解率就達到了一定極限，接種 劑量在 20％～ 30％范圍內(nèi)為宜。 4． 5 發(fā)酵溫度 根據(jù)發(fā)酵溫度不同，厭氧干發(fā)酵分為常溫發(fā)酵、 中溫發(fā)酵 (30℃一 38℃ )和高溫發(fā)酵 (50℃。 55 ℃ )E27]。常溫發(fā)酵，產(chǎn)氣率低，產(chǎn)氣周期長，受環(huán)境 溫度影響大。中溫發(fā)酵與常溫發(fā)酵相比，分解快、產(chǎn) 氣率高、氣質(zhì)好，有利于規(guī)?；a(chǎn)。高溫發(fā)酵，分 解快、產(chǎn)氣率高、環(huán)保效果好，但氣質(zhì)稍差、耗能較 多。 4． 6 pH 值 厭氧發(fā)酵的適合 pH 值為 6． 8～ 7． 4， 6． 4 以下或 7． 6 以上都對產(chǎn)氣有抑止作用， pH 值在 5． 5 以下，產(chǎn) 甲烷菌的活動則完全受到抑止 [28]。在沼氣干發(fā)酵 過程中，如果水解發(fā)酵階段與產(chǎn)酸階段的反應速度 超過產(chǎn)甲烷階段，則 pH 值會降低，影響甲烷菌的生 活環(huán)境。在沼氣干 發(fā)酵啟動過程中，時常有這種現(xiàn) 象發(fā)生，即酸中毒。對發(fā)酵原料進行 1～ 3 天的好氧 堆漚，可減少揮發(fā)性脂肪酸，從而有利于沼氣干發(fā)酵 啟動時的 pH 值處于正常范圍內(nèi) [15]。在發(fā)酵過程 中，對發(fā)酵原料的 pH 值進行監(jiān)控，當 pH 值低于 6． 4 時，可加入石灰水或者氨水調(diào)節(jié)，可保證沼氣干發(fā)酵 過程的順利進行【 29J。 4． 7 攪拌 對發(fā)酵物進行適當?shù)臄嚢?，可使微生物與發(fā)酵 原料充分接觸，增加原料的分解速度，擴大活性層， 使得所產(chǎn)生的沼氣容易分離而逸出，提高產(chǎn)氣 率【 30J。常用的攪拌方法有液流攪拌和機械攪拌。 液流攪拌即從外部 將發(fā)酵液從反應器底部抽出，再 從反應器頂部以一定角度噴回。車庫型干發(fā)酵系 統(tǒng)、滲濾液儲存桶型干發(fā)酵系統(tǒng)都采用了液流攪拌。 機械攪拌是指在反應器內(nèi)安裝葉輪等進行的攪拌。 目前，已有對沼氣干發(fā)酵機械攪拌進行的試驗研究， 如甘如?！?13J 對畜禽糞便厭氧干發(fā)酵處理攪拌反應 器的試驗研究。 5 沼氣干發(fā)酵的產(chǎn)氣和造肥效果 5． 1 產(chǎn)氣效果 國內(nèi)外大量的研究結(jié)果表明，沼氣干發(fā)酵產(chǎn)氣 效果良好。 M． kottner[15J 采用車庫型沼氣干發(fā)酵系 統(tǒng)，以牛糞和 50％的接種物進行中溫 (35 oC)發(fā)酵， 在沼氣干發(fā)酵開始后的 2～ 5 天后產(chǎn)氣趨于穩(wěn)定，甲 烷含量保持在 60％～ 65％之間，產(chǎn)氣高峰在 10～ 28 天內(nèi)。 F． Kaiser 等【 31J 采用德國 Bioferm 公司的車庫 型干發(fā)酵系統(tǒng)進行中溫發(fā)酵，飼草的產(chǎn)氣率為 191． 38 L kg1 干物質(zhì)，綠化廢棄物的產(chǎn)氣率為 188． 64L kg。 1 干物質(zhì)，牛糞產(chǎn)氣率為 218． 48 L kg1 萬方數(shù)據(jù) 26 中國沼氣 ChinaB 婦∞ 2020， 24(4) 干物質(zhì)，產(chǎn)氣高峰都在前 30 天內(nèi)。 T KBhattacharya 等 [31]對未稀釋的牛糞和稀釋后的牛糞 (糞水比為 l： 1)在 35℃進行 60 天的厭氧干發(fā)酵，實驗結(jié)果表明 未稀釋的牛糞的生物可降解性為 30． 7％，稀釋后的 牛糞的生物可降解性為 32． 5％，認為 35℃時厭氧干 發(fā)酵的產(chǎn)氣效果與傳統(tǒng)濕發(fā)酵的產(chǎn)氣效果基本一 樣。曲靜霞等【 32]的研究結(jié)果表明：當發(fā)酵溫度為 (35177。 1)℃，偈含量為 20％，原料滯留期為 60 天，平 均池容產(chǎn)氣率為 2 L L1d_。，甲烷含量達 65％以 上。 5． 2 造肥效果 營養(yǎng)成分是評價沼氣干發(fā)酵造肥效果的一個重 要方面。國內(nèi)學者對沼氣干發(fā)酵過程的營養(yǎng)物質(zhì)損 失隋況進行了研究，研究結(jié)果表明沼氣干發(fā)酵過程 營養(yǎng)成分損失少 。孫國朝等【 33J 的研究指出，沼氣干 發(fā)酵的全氮損失率為 1． 2％～ 2． 5％。王天光 [34J 的 研究指出，沼氣干發(fā)酵、水壓式沼氣發(fā)酵、敞口漚肥、 堆肥的全氮保存率分別為 91． 7％， 88． 8％， 74． 9％和 69． 5％。何麗紅【 26]指出，在發(fā)酵溫度為 55℃， C／ N 比為 12． 5，沒有攪拌操作的工藝條件下，全氮損失 率為 1． 1804％。 衛(wèi)生指標是評價沼氣干發(fā)酵造肥效果的另一個 重要依據(jù)。國外學者對沼氣干發(fā)酵沼渣的衛(wèi)生情況 進行了研究，研究結(jié)果表明沼氣干發(fā)酵的殺卵滅菌 效果好。 Ten Brummeler[33J 的實驗結(jié)果表明：在經(jīng)過 2l天的發(fā)酵后，沼氣干發(fā)酵對腸細菌、沙門氏菌、假 單細胞菌、鐮刀菌的去除率都大于 99． 99％。 6 結(jié)語 沼氣干發(fā)酵技術(shù)，能夠保證畜禽糞便和作物秸 稈在干物質(zhì)濃度較高的情況下正常發(fā)酵，產(chǎn)生清潔 能源 (沼氣 )和優(yōu)質(zhì)有機肥，基本上達到零排放，符合 我國廣大農(nóng)村地區(qū)對優(yōu)良環(huán)境、清潔能源和優(yōu)質(zhì)有 機肥的需求。目前我國已經(jīng)開展了戶用沼氣干發(fā)酵 技術(shù)示范，但是隨著農(nóng)村城鎮(zhèn)化以及養(yǎng)殖的集約化 發(fā)展，對秸稈氣化集中供氣及畜禽養(yǎng)殖場能環(huán)工程 的需求將不斷加大，大型沼氣干發(fā)酵將成為農(nóng)業(yè)廢 棄物利用的重要選 擇。 參考文獻： [1]張承龍．物資源化利用技術(shù)現(xiàn)狀及前景 [J]．環(huán)境保 護， 2020(1)： 22— 23． [2] 中國農(nóng)業(yè)年鑒編輯委員會．中國農(nóng)業(yè)年鑒 2020 卷 [M]． 北京：中國農(nóng)業(yè)出版社， 2020． [3]李秀金．固體廢物工程 [M]．北京：高等教育出版社， 2020． [4]陳通．畜牧家禽糞便處理利用現(xiàn)狀、問題與展望 [A]． 全國農(nóng)業(yè)面源污染與綜治學術(shù)研討會論文集 [C]．北 京：中國農(nóng)學會， 2020： 120— 122． [5]孔源．農(nóng)業(yè)廢棄物綜合利用提上議事日程 [N]．中國環(huán) 境報， 2020— 07— 28． [6]胡敏秀．農(nóng)業(yè)廢棄物資源化綜合利用途徑探討 [J]．安 徽農(nóng)業(yè)科學， 2020， 32(4)57— 759． [7]方芳．農(nóng)業(yè)廢棄物綜合利用產(chǎn)業(yè)化漸成勢 [EB／ OL]． ：／／ ． my． gov． ／ MYGOV／ 15065Cr7281410293 76／ 20202029／ 51958． html， 2020— 10— 25． [8] 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