秸秆沼气发酵技术的实践与思考

摘要：本文旨在解决以人畜粪便为发酵原料的农村户用沼气粪源不足或部分小足以及采购成水过高的问题，积极探索可以取代或部分取代人畜粪便的沼气原料，即秸秆沼气发酵技术，以降低产成本和提高农作物秸秆资源化利用效率。

阳曲县位于山西省中部，是一个省级贫困县。近年来，阳曲县积极发展农村户用沼气，取得了可喜成就。为解决长期以来沼气依赖人畜粪便为原料的现状，我县积极探索利用农作物秸秆取代或部分取代禽畜粪便的沼气原料，降低生产成本和提高农作物秸秆资源化利用效率的新途径。

1　当前农村户用沼气使用现状、问题及解决途径

近年来，阳曲县农村户用沼气建设取得了可喜成就，农村沼气推广的经济效益、生态效益、社会效益不断显现。截至2009年底，全县已建成沼气池8884座，年产沼气约355万m³，节约燃料支出约1333万元，利用沼渣沼液替代肥料减少农业生产成本约178万元，年减少CQ排放约14303t，减少SO₂排放约120t。农村沼气建设已成为优化农村生态环境、改善农村用能结构、转变农业增长方式、拓宽农民增收渠道、提高农民生活质量的重要途径，在推进社会主义新农村建设中发挥了积极的作用。

但由于受肉类价格市场的影响，引起养殖业的波动，导致部分沼气用户因缺少畜禽粪便而产气不足或停用的现象时有发生。以人畜禽粪便为主要发酵原料的农村户用沼气推广受到一定制约。单纯依靠异地采购粪便成本又过高，农户觉得不合算。为解决沼气原料不足或部分不足以及采购成本过高的问题，我县积极探索使用农作物秸秆取代或部分取代禽畜粪便生产沼气，降低生产成本，取得了明显成效，同时为提高农作物秸秆资源化利用效率，减少环境污染找到了一条新的途径。

2　阳曲县农作物秸秆生产量、利用现状及开发潜力

阳曲县是一个典型的农业县，农作物播种面积23.333hm²。以玉米种植为主，年生产作物秸秆总量约17.000t。秸秆主要利用途径为秸秆还田、牲畜饲料、烧火做饭和冬季烧炕取暖，总利用量约93，000t，利用率为54 7％，其中，用作秸秆还田约39，000t，利用率为22.9％：用作牲畜饲料约29,00Qt.利用率17.1％；烧火做饭约10，000t，利用率为5.9％；冬季烧炕取暖约15，000t，利用率为8 8％。剩余的77.000t，占总量的45.3％的秸秆，大量的在田间地头焚烧，有的随意堆放，而用于烧火做饭和冬季烧炕取暖直接燃烧的秸秆能量热效率也仅为10N30％。从而造成了资源的极大浪费，又污染了环境。剩余秸秆若全部用于沼气发酵利用，可产生沼气约2695万m³，替代3.8万t标煤和减少4.6万t；CO₂的能力。秸秆作为发酵原料不仅解决了沼气发酵原料不足的问题，还开辟了秸秆利用新途径，应用前景十分广阔。

3　秸秆沼气发酵技术的几种模式

长期以来，由于秸秆木质纤维素含量较高、不易厌氧消化、发酵产气量低以及密度小、体积大、易漂浮结壳、不具有流动性等理化性质，秸秆一直都未能大规模用于沼气生产，农村户用沼气一直以人畜粪便为主。为开发秸杆沼气发酵新途径，我们在我县黄寨镇录古咀村、侯村乡赵庄村、泥屯镇的中兵村和高村乡的西南洼村做了一些积极的试验探索。

3.1　人畜粪便加秸秆(青草)混合发酵模式。

该模式适用于以人畜粪便为主的沼气池正常启动后，使用过程中原料不足时补充使用，一般在5月份以后。将15-25kg青草铡成约5-10cm小段，投入沼气池中，一般每20天投入一次，使用效果很好。

优点：操作简单易行，持续产气时间较长。适合因牲畜饲养量减少，正为沼气“断气”而发愁的农户。

3.2　秸秆(干)处理加绿秸灵复合菌剂全秸秆散装发酵模式

该模式适用于无人畜粪便时全秸秆做为原料使用，8m。沼气池用秸秆400kg。玉米秆需用具有揉碎功能的秸秆揉搓机粉碎，将秸秆铡成3～6cm小段。将铡好的秸秆加水进行湿润(最好用沼液或粪水)，操作时边加水边翻料，润湿要均匀，润湿时间为一天。400kg秸秆用1 kg／袋的绿秸灵和5kg碳铵，分层均匀撒到已润湿的秸秆上。边翻边撒边补充水分，将秸秆、绿秸灵和碳铵进行拌和.一般需拌和两次，使之混合均匀。补充加水量320～400kq.以地面无积水，用手捏紧时有少量水滴下，保证秸秆含水率在65～70％。将拌均的秸秆收堆，堆宽1～1.5m，热天宜矮，冬天宜高。用塑料布覆盖，防止水分蒸发和下雨淋湿，塑料布在草堆边上要留有空隙，以便透气、透风。堆沤时间3～6h以上，冬天宜在料堆上加盖草帘进行保温。最适宜的接种物量为料容的20-30％，8m³沼气池的接种物为2000kg，必须保持接种物pH值为6.5-8.0。一般情况下秸秆上长有白色菌丝，秸秆变成黑褐色，即可入池。加水混合，补加水至零压力水位处。

优点：绿秸灵复合菌剂使秸秆中纤维素结构发生改变，半纤维和木质素对纤维素降解所起的阻碍和屏障作用受到破坏，加快产沼气速度、提高产气量，且不结壳。缺点：秸秆由于散装，导致出料难。适合无养殖条件或停养的沼气用户。

3.3　秸秆(干)处理加编织袋全秸秆集装发酵模式

3.3.1　该模式是我县科技人员从实践中摸索总结出的一种方法，同样适用于无人畜粪便时全秸秆做为发酵原料使用。秸秆用量、铡切揉搓及润湿方式、接种物量及堆沤方法同上。在原料配备上，可以省去绿秸灵复合菌剂，碳铵一次性加入，同时还可加入活性碳2kg、麸皮5～10kg，用5～8kg生石灰调节成石灰水加入池内以调节pH值，待秸秆预发酵结束后装入编织袋扎紧袋口，然后分层交错装入沼气池，再加入接种物和30℃左右的温水至沼气池容量，封池盖，启动。

优点：持续产气时间更长，产气量高，连续产气5-7个月，不结壳，易出料。适合无养殖条件或停养的沼气用户。

4　注意事项：

4.1　不是所有的植物秸秆都可作为沼气发酵原料，例如，桃叶、大蒜、辣椒和木本枝条等。刚打过农药的农作物秸秆、青草和树叶也不能投入沼气池内。

4.2　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.

4.3　无论冬夏，水温必须达到30℃以上方可入池，最好35℃以上。夏天可将水注入塑料膜袋封闭，在太阳下直晒后测温入池，其余季节可用水蒸汽锅炉打压，使水温达到35℃以上。

5　几点思考

秸秆沼气发酵技术具有适用于多种发酵工艺、多种秸秆原料(如玉米秆、蔬菜秸杆)等优点，可以从根本上解决沼气发酵原料不足问题。可以做到不养猪也能建沼气

池，拓展了沼气发酵原料的来源，又从源头上解决了焚烧农作物秸秆和污染农村环境的问题，厌氧消化后的沼渣还是优质有机肥，成功解决了农村沼气池利用秸秆产沼气所造成的沼气启动慢、分解率较低、结壳严重和出料困难等难题。但要把秸秆沼气发酵技术做大做强，笔者认为还需要强化以下工作措施。

5.1　加强领导，形成合力

进一步强化各级领导和广大农民对秸秆沼气的认识.在全社会宣传秸秆沼气和重要性和紧迫性。建议各级政府要把秸秆沼气作为农业节能减排的重要措施，结合各地中心村建设、畜禽养殖、秸秆综合利用等工作结合起来。尽快营造党政高度重视、部门积极配合、农民主动参与的工作氛围。

5.2　典型示范，整村推进

为充分发挥示范引导作用，要选择2～3个核心示范村。做出来让农民看，以实实在在的效果让老百姓接受，各地围绕在核心示范村组织周边村民参观、召开现场会。充分发挥示范村的带动作用，辐射推广，逐步推开。

5.3　政府引导，市场运作

秸秆沼气作为新生事物，属于新技术，操作方法较复杂，且要用专门的机具，不适用于一家一户操作，必须配套专门服务站，为农户提供进出料和日常维护服务。建设政府在秸秆沼气推广阶段，加大财政扶持力度，制定相关激励政策，配套和完善县乡村三级沼气服务网，吸引民间资本，建立市场化、多元化投入机制。

5.4　强化督查，目标考核

为保证秸秆沼气推广工作落到实处，各级必须强化目标考核，细化任务，建立目标考核机制，奖罚兑现。通过督查，针对不足，迅速形成“比、学、赶、超”的工作热潮，工作进度快速推进，确保沼气工作整体水平得到大幅提高。

6　结论

6.1　秸秆可以替代禽畜粪便作为纯发酵原料产生沼气，用秸秆产生沼气不但可以解决沼气池原料投入缺乏的问题，还可以获得优质有机肥；而且还可以从源头上解决焚烧秸秆带来的众多环境问题。

6.2　秸秆除了全部替代禽畜粪便产沼气外，也可以采用粪草相结合的全混式工艺产生沼气，这样既节约了成本又解决了原料不足或部分原料不足的问题。

6.3　闲时收割嫩绿荒草或种植青草，夏季、秋季蔬菜废叶，秋季秸秆青贮发酵等均可作为沼气池发酵原料，可有效降低成本，提高降解率和产气率。

6.4　采用三种不同的模式不仅扩宽了沼气发酵原料，使农户的可选择性增加，而且降低了成本，使沼气物业工有了用武之地。

6.5　秸秆可以替代禽畜粪便作为发酵原料产生沼气的试验研究还处于初步阶段，还需要进一步探索。

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