秸秆沼气预处理技术的研究及应用前景

张自群

摘要：我国的种植业十分发达，农作物的秸秆资源非常丰富，种类繁多，但是对秸秆的利用率十分低下，发展秸秆沼气是可以提高秸秆的利用率的一种方式，但是在秸秆沼气生产中仍存在很多技术问题。目前对秸秆沼气进行预处理是提高沼气的生产力的有效方式。以及在我国沼气工程中的应用情况，对我国秸秆沼气处理情况做出总结，对未来发展确定了方向。

关键词：秸秆曰沼气曰预处理曰厌氧发酵

文章编号：1004-7026（2015）04-0035-01中国图书分类号：S216.4文献标志码：A

我国当前的沼气的原料主要是粪便，但是粪便的获取方式只有在养殖场中，生产原料限制比较大。伴随着我国沼气工程的迅速发展，导致沼气生产原料的不足，而我国的农作物秸秆资源异常丰富，大量的秸秆没有得到合理的处理和利用，秸秆沼气的发展可以解决农作物秸秆的处理问题和沼气发展中原料不足的问题，实现秸秆沼气是当前秸秆生物气化预处理的发展趋势。

1秸秆沼气预处理研究进展

1.1物理粉碎预处理

物理处理方法主要是加压、加热、机械粉碎和超声波预处理等方式。常见的机械粉碎方式有切碎、碾压碎、揉搓碎等。将农作物秸秆变成较为短小的碎块可以有效的破坏植物的细胞壁结构，并且增大秸秆与酶和菌类与有机物的接触面积，使其容易发酵分解。经研究发现粉碎后稻草的沼气生产率比未经处理的稻草的沼气生产率提高了17%。同样也发现对农作物秸秆进行粉碎后生产率比未经处理的农作物秸秆增加了20%。

1.2粉碎预处理和化学预处理的结合

在实际中粉碎预处理的效果十分有限，所以粉碎预处理经常和化学预处理结合使用，来提高整体预处理的效率。将粉碎后的秸秆用稀碱溶液进行预处理使其发生化学反应，用来打开半纤维素的脂键，使其中的部分木质素溶解，以增加生物发酵性能。研究表明经NaOH化学处理的玉米秸秆沼气的生成率得到大幅度提高。

1.3粉碎预处理和生物法的结合

生物法预处理使通过好氧微生物群对秸秆中的木质素进行分解，使秸秆得到更容易与厌氧发酵菌的利用和分解的处理方法，生物处理方法的成本低、易于操作、零污染，已经成为当前形势中秸秆沼气的预处理的主要研究方向。在研究中真菌白腐菌对降解木质素的效率高，白腐菌是一种丝状菌类，能使木质发生白色腐败，拥有特别的生物分解机制，能真正实现对细胞壁的降解和對脂键的切断，提高对秸秆干物质的利用率。

2我国秸秆预处理的应用现状和发展趋势

2.1机械粉碎秸秆沼气预处理的应用现状

因为机械粉碎秸秆沼气预处理比较直接简单，机械粉碎预处理是现秸秆沼气预处理工程中使用最为广泛的预处理方式。在资金和工艺选择的影响下粉碎的小有几厘米大到几十厘米不等，也有单独粉碎发酵和为其他预处理进行粉碎处理。

2.2化学稀碱法预处理的应用现状

稀碱法预处理法的使用量少，成本相对较低，可以明显的提高秸秆沼气的生产率，对环境的污染程度较低，所以在当前形势下使用较为广泛。经从2001年开始实践发展，通过实践方式证明了稀碱法预处理方式的可行处，能够明显提高生产率。

2.3生物复合预处理的应用现状

在不添加其他生物菌制剂的条件下，将农作物秸秆和动物粪便进行混合沼气发酵，这种方式的处理周期时间过长，目前正在建设沼气集中供气工程，并预计使用生物复合预处理方法。

2.4青贮法预处理应用现状

青贮法一般用与秸秆在厌氧发酵处理的过程中，在解决秸秆保存和分解的问题，又可以使秸秆进行厌氧发酵，再者青贮法技术简单易懂可以大规模推行，有具有成本低的特点，因此在我国大部分地区得以广泛运用。

2.5物理粉碎、化学、生物法结合

先将秸秆进行物理粉碎，添加稀碱溶液进行化学处理，再用生物复合菌进行处理，用来提高厌氧反应速率，进而增加生产量。同时好氧菌发酵释放大量热能使反应温度保持稳定，还可以降低冬季的耗能。

2.6物理粉碎、碳氮调节、生物法结合

使用物理方法将秸秆进行粉碎，然后调节碳氮比值起到维持营养调节平衡，并且与动物粪便混合后再添加复合生物菌和厌氧发酵处理，可以加大秸秆的产气量。将反应剩余的残留物进行分离，液体作为下次秸秆发酵的反应物，固体中含有丰富的营养和有机物质可以作为肥料，全面的利于农业发展。

（作者单位：河南省淅川县农业局）

参考文献

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