嘉祥县秸秆沼气利用技术与探讨
2014-08-15曾海明
曾海明
（山东省嘉祥县科技局，嘉祥 272400）
秸秆做沼气发酵原料主要是采用麦秸、玉米、花生、大豆等作物秸秆做沼气发酵原料，通过添加秸秆发酵菌剂，制取沼气的方法。农村常用的秸秆沼气主要分为全秸秆沼气发酵和秸秆与人畜粪便混合沼气发酵。各种不同的发酵工艺，投料时原料的搭配比例和补料量不同。
1 采用全秸秆进行沼气发酵
在投料时可一次性将原料备齐，并采用浓度较高的发酵方法。一口8m3沼气池，需秸秆400kg、1 kg秸秆发酵菌剂、15 kg左右碳铵、4 000kg左右水，10%～30%的接种物，产气可持续8～10个月。
该技术具体工艺流程：秸秆预处理—堆沤—投料—加水封池—点火试气。
1.1 秸秆预处理
农作物秸秆通常是由木质素、纤维素、半纤维素、果胶和蜡质等化合物组成，其产气特点是分解速度较慢，产气周期较长。使用这种原料在入池前需进行预处理，以提高产气效果。首先将秸杆铡成3cm（1寸长）左右。将秸秆铡短或粉碎到3cm以下，玉米秸秆用揉搓机粉碎，稻草和麦秸用铡草机粉碎，每立方米沼气池需秸秆50kg以上。按每100kg秸秆加100kg水的比例混合均匀，润湿15～24小时。翻动秸秆，使秸秆于水混合均匀，最终使秸秆含水率达到65%～70%。
1.2 堆沤
气温低时，宜采用坑式堆沤：把秸秆踩紧堆成30cm（一尺）厚左右，泼2%的石灰澄清液并加10%的粪水（即100kg秸秆，用2kg石灰澄清液，10 kg粪水）或把秸秆发酵剂均匀的掺入秸秆中，把碳铵用水稀释均匀的泼到秸秆发酵原料上。照此方法铺3～4层，堆好后用塑料薄膜覆盖，将秸秆堆成垛 （1.2～1.5m宽、1.0～1.5m高）,并在堆垛的周围及顶部每隔30～50cm打一个孔,以利通气。用薄膜或秸秆将堆垛的四周及顶部盖上，底部留缝隙通气。待堆垛内温度达到50℃以上后，维持3天，当堆垛能看到一层白色菌丝时，便可做发酵原料。
1.3 投料
先将碳铵溶于水，与接种物和堆沤好的秸秆一起混合均匀加入沼气池内，入池的发酵原料不要压实，以松散为好，池内进料口下口，直径1m的地方不要堆沤发酵原料，以便以后畅通进料。然后盖住活动盖和进出料口上口，最后补水至要求的正常水位池内堆沤发酵夏天2～5天，冬天5～7天，堆沤期间每天观察池内的料温，当料温升高40～50℃，在维持1～3天即可倒入晒好的水。补水至要求的正常水位。池内堆沤期间启动时的料液干物质含水量控制在6%～8%。农村沼气发酵的适宜温度为15～25℃。因而，在投料时宜选取气温较高的时候进行，宜在3月份准备原料，4月份投料，等到7～8月份温度升高后，有利于沼气发酵的完全进行，充分利用原料。在具体某一天什么时间投料，则宜选取中午进行投料。
1.4 加水封池
原料和接种物入池后，要及时加水,要控制好发酵料液的浓度。夏季发酵料液浓度以6%左右为好；冬季发酵料液浓度以8%～10%为宜。以料液量约占沼气池总容量积的80%～85%为宜。然后将盖密封。
1.5 放气试火
沼气发酵启动初期，通常不能点燃。因此，当沼气压表压力达到2kg以上时，排放1～2天废气后进行放气试火。所产沼气可正常燃烧使用时。
2 采用农作物秸秆与人畜粪便混合发酵
一口8m3沼气池，需粪便 （牛、马、羊、鸭等，猪粪 0.7m3即可） 1m3，秸秆 300kg、0、5～1kg秸秆发酵菌剂、5kg左右碳铵、4 000kg左右水，10%～30%的接种物，产气可持续8～10个月。
该技术具体工艺流程：秸秆处理与粪便混合—堆沤—投料—加水封池—点火试气。
2.1 秸秆处理与粪便混合
首先将秸秆铡成3cm（1寸长）左右，然后与粪便混合。要注意含碳素原料和含氮素原料的合理搭配，鲜粪和作物秸秆的重量比为2∶1左右，以使碳氮比为20～30∶1为宜。
2.2 堆沤
把秸秆和粪便混合均匀，如果人畜粪便的数量不够，可添加适量的碳酸氢铵等氮肥，以补充氮素。混合原料太干，要加足水，然后用薄膜覆盖，堆沤7天左右，便可作发酵原料。
2.3 投料
将预处理的原料和准备好的接种物混合在一起投入池内，池内堆沤期间料液干物质含水量控制在6%～8%。入池的发酵原料不要压实，以松散为好，池内进料口下口，直径1m的地方不要堆沤发酵原料，以便以后畅通进料。然后盖住活动盖和进出料口上口，池内堆沤发酵夏天 1～2天，冬天 3～5天。
2.4 加水封池
当发酵原料料温升高40～50℃，在维持1～2天，即可倒入稀人粪尿、晒好的水和接种物入池，沼气发酵浓度控制在6%～10%。夏季发酵料液浓度以6%左右为好；冬季发酵料液浓度以8%～10%为宜。以料液量约占沼气池总容量积的80%～85%为宜。加水搅拌均匀后，要及时将池密封。
2.5 放气试火
沼气发酵启动初期，通常不能点燃。因此，当沼气压表压力达到2Kp以上时，应进行放气试火。所产沼气可正常燃烧使用时，沼气发酵的启动阶段即告完成。
注意事项
（1）不是所有的植物都可作为沼气发酵原料，例如，桃叶、百部、马钱子果、元江金光菊、元江黄芩、植物生物碱、地衣和木本枝条。刚打过农药的农作物秸秆和青草不能投入沼气池内。
（2）酸金属化合物、盐类和刚消过毒的禽畜粪便、洗衣粉水、废农药、废电池等，都不能进入沼气池。它们对沼气发酵有较大的抑制作用，故不能作为沼气发酵原料。
