食用菌下脚料产沼气技术初探

2021-08-12郭年东林贵富赣州市章贡区农业农村局江西赣州341000

特种经济动植物 2021年8期

●郭年东林贵富（赣州市章贡区农业农村局江西赣州 341000）

食用菌产业是赣州市章贡区为长效巩固脱贫攻坚成果而大力发展的农业产业。随着食用菌规模化生产，大量食用菌下脚料被随意丢弃在田间地头，极易腐烂，不但污染环境，而且易滋生霉菌、蚊蝇等。如何处理食用菌下脚料，成为食用菌产业发展亟需解决的问题之一，章贡区探索和开展食用菌下脚料产沼气技术试验，并取得一定的成果。

1 技术概况

食用菌菌包基质料的主要成分：棉籽壳15%～20%、玉米芯20%、米糠13%、玉米粉4%、木屑10%～15%、麦皮25%和蔗渣5%，结合基质料上生长出的食用菌（下脚料和商品食用菌成分含量一致）的主要成分，得出食用菌下脚料可用作沼气的发酵原料的结论[1]。

基于理论基础，以食用菌下脚料作发酵原料，符合产沼气（20～30）∶1的碳氮比要求，无需添加其他氮素原料，且食用菌下脚料易腐烂，沼渣呈糜烂状，出料容易。

2019年，利用食用菌下脚料在10～20 m3沼气池发酵产气，开展了为期1年的产气技术试验，收集结果发现，每立方米池容日均产气率为0.10～0.15 m3，甲烷含量在50%以上，沼气灶压电开关均能正常点火。2019年7月2日至9月3日，在沙石镇南田村井头组的一个20 m3长拱形沼气池开展食用菌下脚料（以金针菇下脚料为发酵原料）产沼气技术试验，按每周投料2次，投料时记录产气量。试验数据：63 d共投料18次，共计845.5 kg，产沼气167.1 m3，每立方米池容日均产气率为0.147 m3、每百千克食用菌下脚料可产沼气19.8 m3，具体投料量、产沼气量，见表1。

表1 投料、产沼气记录

试验证明，食用菌下脚料产沼气技术有效、可行，但存在进料难的问题，主要原因是由于食用菌下脚料长度均在3～5 cm，菌柄细长、中空、密度小，浮在进料口，易堵塞进料口，需人工不断用器材辅助送入才能进料，并且每次进料都需配水，才能促使沼气发酵原料流入发酵池。经过多年的试验、改进，研发了一整套食用菌下脚料产沼气技术的有效模式，提升了食用菌下脚料可再生利用水平，减少了面源污染，保护了农业生态环境。技术试验中进一步总结经验和模式，在条件成熟的情况下逐步向其他地方推广，为美丽乡村创建和农业的可持续发展找到一条适宜发展途径。

2 技术方案

2.1 工艺路线

食用菌下脚料产沼气工艺路线，见图1。

2.2 沼液循环冲压自动进料技术

常规沼气池的进料口与沼气池顶部相平，均埋于地表下，进料时直接通过进料管将原料送入到发酵池中，这种沼气池适用于液态发酵原料，当发酵原料密度小或为固态时，由于沼气压力的影响，原料无法自流进入发酵池中。利用沼液循环冲压自动进料技术，可以解决这一问题。进料时，先往进料口倒入食用菌下脚料等发酵原料，直到原料填满进料池为止。然后，打开污水泵开关，将发酵主池中的沼液抽入进料池，随着沼液不断冲进进料池，进料液面压力大于发酵池内压力时，发酵原料将会与沼液混合物自动进入发酵主池。进料完成后，关闭污水泵。

2.3 拱型沼气工程的建造技术

该技术工程主要由100 m3拱形厌氧发酵主池、2 m3进料池、10 m3贮气柜和输配系统组成。其核心设施为厌氧发酵主池，主要由加粗进料管、酸化池、活动盖、自动溢流出料管、沼液循环冲压自动进料装置等组成。主要技术原理：沼气发酵的主要化学成分为多糖、蛋白质和脂类。其中，多糖类物质是发酵原料的主要成分，包括淀粉、纤维素、半纤维素等。食用菌下脚料的主要成分蛋白质约占30%、糖类占60%、粗纤维3%及其他无机盐、矿物质等7%。食用菌下脚料进入密闭的沼气发酵主池后，在厌氧的条件下，通过产甲烷菌等一系列细菌的生物、化学反应，可产生沼气和沼肥，通过导气管输导沼气并将其贮存在贮气柜中，为食堂、锅炉提供燃料。发酵后产生的沼肥，不仅保留了原有食用菌中的营养成分，而且使难以消化吸收的粗纤维变成易于被作物吸收的成分，并衍生出激素、酶等一系列活性物质，可重新应用于食用菌的菇包基质料的培植。该沼气工程主要的技术关键有三点。

2.3.1 气压稳定且贮气量大所产沼气输送到贮气柜，压力恒定在6～7 kPa，可解决大量用气和远距离输送气的问题。

2.3.2 进料方便采用沼液循环冲压自动进料装置，解决了食用菌下脚料因密度小、重量轻、体积膨大、难以进料及难以混匀的问题。

2.3.3 安装溢流出料管可实现自动出料，长期无需大出料，方便管理。

2.4 科学启动发酵技术

第一次投料的发酵原料需用猪、牛粪等易于产气的原料，料液占总池容的50%，正常产气后才可投放食用菌下脚料，投料封盖的时间选择在温度较高的时期。

3 经济效益和社会效益

3.1 经济效益

每新建沼气池1000 m3，年产沼气4万立方米，按每立方米沼气1元计算，计4万元，年产沼肥1000万千克，计20万元。

3.2 改善人居环境

改善了农村居住环境，缩小城乡差别，促进精神文明建设。通过本技术的推广，企业食堂和部分农民用上了清洁的可再生能源，生活水平得到提高。农村厨房的卫生得到了改善，改变了千百年来农村烧水做饭“烟熏火燎，一把柴草一把灰，厨房灶台黑漆漆”的状况[2]。农村炊事简单，节省了时间和劳力，劳动力可集中到农业生产上来。