秸秆干发酵产沼气技术的概述和展望

秸秆沼气工程技术难点分析及建议詹偶如发布时间：2021-08-08T11:01:37.581Z 来源：《中国科技人才》2021年第12期作者：詹偶如[导读] 中国是一个农业大国，农业秸秆数量多，品种丰富。

随着粮食产量的增加，农作物秸秆年产量也逐年增加。

秸秆有机质含量高，是一种可有效利用的优质资源。

相反，如果没有得到有效的利用或处理，会造成巨大的资源浪费，而大量的秸秆露天焚烧容易造成空气污染、火灾事故等。

因此，“十一五”后，秸秆综合利用的研究引起了国内学者的关注。

詹偶如杭州能源环境工程有限公司浙江杭州 310020摘要：中国是一个农业大国，农业秸秆数量多，品种丰富。

随着粮食产量的增加，农作物秸秆年产量也逐年增加。

秸秆有机质含量高，是一种可有效利用的优质资源。

相反，如果没有得到有效的利用或处理，会造成巨大的资源浪费，而大量的秸秆露天焚烧容易造成空气污染、火灾事故等。

因此，“十一五”后，秸秆综合利用的研究引起了国内学者的关注。

秸秆沼气工程既能解决我国秸秆过剩的问题，又能生产清洁能源，解决能源短缺的问题，因此一直是研究和探讨的重点。

虽然我国已经开展了多年的相关研究和推广，但仍存在许多未解决的问题，导致少数项目实际投入运行。

关键词：秸秆沼气；工程技术；难点；建议1沼气工程技术难点分析1.1秸秆收集运输成本高为了降低单位质量的运输成本，应尽量压实秸秆，提高堆放高度。

在打捆时，应打成高密度的自然捆或大的圆捆。

但是，这种高密度的大捆在使用中又会存在一些问题。

一是包体通风不良，含水率高时易发霉，影响后续贮藏和厌氧发酵。

二是秸秆在使用之前需要被破碎，大型捆包直接放入破碎机是很困难的，需要先进行拆包、打散、筛土，然后再放入破碎机，因此破碎前还需要大型拆包、打散和筛土设备，这无疑增加了秸秆预处理的难度和成本。

1.2秸秆贮存难度大秸秆生产具有季节性，沼气项目需要全年运行，需要长时间储存大量的秸秆。

秸秆含水率变化较大，在10% ~ 50%之间。

世界最新干法（固体）沼气发酵技术简介传统的沼气发酵均采用湿法技术，由于湿法技术发酵耗能高、处理干物质的成本高等一系列缺点，限制了其适应的范围和地域。

由于连续性干法沼气发酵工艺太复杂、成本过高，因此未能得到推广。

从90年代起，德国大量资助了新型的间歇式干法沼气发酵技术的研发。

90年代末，德国间歇式干法沼气工艺和装备通过了中试，2002年，生产出工业级装备并投入实际运行。

新型的间歇式干法沼气发酵技术比起传统的湿法技术有下述优点：1）自身耗能低，冬季仅耗用自身产生的能量10-15%。

而湿法要耗用30%左右的能量，在北方寒冷地区冬季甚至会达到45%，因而大大限制了沼气技术在北方寒冷地区的推广。

2）可以直接处理农作物秸秆和城市垃圾等固体可发酵有机物，大大节省了预处理成本。

3）由于没有搅拌器和管道，发酵不受干扰物质如塑料、木块、沙石等的影响，因而不需花费人力和设备将其在发酵前检出。

4）在发酵罐/室中没有搅拌器等运动部件，因此系统的可靠性很高。

5）沼气质量高（含硫量远远低于湿法沼气，只有50-300ppm，可以不经洗气直接供沼气发动机使用），发酵物出气率高。

6）发酵室为地面车库型不透气混凝土结构，底部管道暖气供热，因而土建费用很低。

7）发酵室为模块化结构，易扩展。

8）建设和运营成本随规模增长很慢，占地省，适于建设年处理可发酵垃圾一万吨以上、年产沼气100万立方米以上的大型沼气工程。

9）进料出料可使用通用的装载机等工程机械，设备效率高，通用性强。

10）因为发酵剩余物无湿法发酵的沼液，所以不用脱水处理，发酵剩余物经简单的过筛和短时间的堆肥即可用作园林肥料或农作物肥料，因而存储和后处理费用低，价值高。

11）耗水量比起湿法大大降低，几乎没有污水排放，大大节省了水费和污水处理费。

12）由于上述的原因，因而新型的间歇式干法沼气发酵工艺的初期投资、运营成本和环境成本都远远低于湿法技术。

间歇式干法沼气发酵技术与湿法沼气技术相比，有两个关键的技术问题需要解决：1）发酵初期与发酵结束时发酵室沼气浓度与空气浓度达到临界点15:85时的防爆安全，需要高度安全可靠的自动控制系统。

实用技术·种植技术·新农村2018.91．技术原理概述该技术是利用沼气设备，以秸秆和畜禽粪便为发酵原料，在严格的厌氧环境和一定的温度、水分、酸碱度等条件下，经过厌氧发酵获得沼气、沼液等产品的一种秸秆利用技术。

2．技术流程秸秆沼气生产技术通过采用秸秆粉碎堆肥、残液厌氧发酵、沼液肥水同灌、沼渣制作基质、沼气脱硫发电这五大工艺，实现秸秆、残菜的无害化处理和资源化利用，消除环境污染，保持和提高耕地的土壤质量，解决农村的能源短缺，促进农业的可持续发展。

秸秆沼气生产技术操作流程图3．技术要点（1）沼渣制作基质将生产过程中产生的秸秆、残菜等废弃物粉碎，用移动式输送带输送至太阳能发酵房进行厌氧堆沤发酵，产生的有机质可加工制成育苗基质。

（2）残液厌氧发酵发酵过程中产生的渗滤液进入渗滤液池，然后自流进入匀浆池。

把附近养殖场收集的猪粪倒入匀浆池，与渗滤液混合后搅拌均匀，调配成TS=10%的混合料液后泵至一体化厌氧罐（沼气池）进行厌氧发酵。

（3）沼气脱硫发电厌氧产生的沼气经脱硫净化后通过沼气发电机发电为企业提供电能，沼气发电机余热可用于匀浆池和厌氧罐的增温。

（4）沼液肥水同灌厌氧发酵后产生的沼液流入沼液池内沉淀储存，用于蔬菜基地肥水喷灌或用封闭式运输车拉至田间沼液池作灌溉用。

（5）污泥接种菌种一体化厌氧罐（沼气池）和沼液池产生的污泥回流进入菌种池，用于太阳能发酵房厌氧菌接种。

4．适宜范围该技术适用于浙江省大部分粮食产区和蔬菜生产基地，即农作物秸秆量大、尾菜就地利用压力大的区域。

可根据收集的农作物秸秆种类和特性，选择适宜的沼气工程发酵工艺。

5．应用效果例举浙江省杭州市萧山舒兰农业有限公司以秸秆沼气为核心的农业废弃物循环利用示范工程，建有一体化厌氧罐300m 3、双膜贮气柜120m 3、沼液池200m 3、秸秆残菜堆棚150m 2，并配有沼气发电机、沼液输送管网等设备。

年处理秸秆废弃物910吨，年产沼气3．3万m 3，沼液用于800亩蔬菜基地。

干发酵——秸秆资源化利用的最佳途径齐　岳农业部规划设计研究院摘　要：秸秆利用在我国已经呈现出多元化的趋势。

本文介绍了我国在秸秆还田、用作饲料、建筑材料和 燃料等方面的应用，比较其各自优缺点，指出利用秸秆进行干发酵制备沼气是资源化利用的有效 途径，并讨论秸秆干发酵相关工艺条件对产气量的影响。

关键词：秸秆;干发酵;沼气 1 引言 秸秆作为农业生产的主要废弃物，我国每年约产生6.4亿吨[1]。

目前主要以焚烧的手段进行处理。

大量秸秆的露天燃烧, 不仅不能有效利用这部分资源, 还导致CO2, SO2等气体的排放, 污染了空气, 加重了全球气候变暖。

因此，研究适用的方法处理利用秸秆，实现其资源化，既是农业可持续发展的需要，也是缓解当今中国面临的资源、能源、环境危机的重要途径。

2 秸秆的组成和特点 尽管秸秆是农业废弃物，但其也是一种物质和能量的载体，是一种特殊形态的农业资源。

他们不仅具有较高的热值和粗纤维含量，且含有丰富的有机质、氮、磷、钾等营养元素，以及镁、钙、硫和其它重要的微量元素。

根据其化学组成和营养成分的不同特点，可以适当的开发研究其在燃料、有机肥、建材、饲料、工业原料等方面的应用[2]。

3 我国秸秆资源化利用现状及存在问题 近年来, 我国秸秆资源化利用取得了一定的成就，主要表现在以下几个方面。

3.1 秸秆还田利用 将秸秆直接或加工后还田，不仅可增加土壤有机质和速效养分含量，培肥地力，缓解氮、磷、钾肥比例失调的矛盾；调节土壤物理性能，改造中低产田；形成土壤有机质覆盖，抗旱保墒；还可以增加农作物产量，优化农田生态环境。

新能源产业17 但秸秆还田不当会引来不良后果。

由于我国人均耕地少，机械化程度较低，耕地复种指数高，倒茬时间短，而且秸秆碳氮比高，给秸秆还田带来困难。

常因翻压量过大、土壤水分不够、施氮肥不够、翻压质量不好等原因，出现妨碍耕作、影响出苗、烧苗、病虫害增加等现象，严重的还会造成减产[3]。

秸秆沼气技术流程秸秆沼气技术是利用秸秆作为原料进行沼气发酵，将秸秆转化为沼气，从而实现能源的利用和环境保护的双重目的。

具体的技术流程如下：1. 秸秆收集清洗与切碎秸秆收集后需要进行清洗和切碎。

清洗是为了去除秸秆表面的杂质和污染物质。

切碎是为了增加秸秆的表面积，加速菌群的附着和沼气发酵速度。

2. 秸秆预处理秸秆预处理是为了提高秸秆的易发性和降低沼气发酵过程中的酸度。

常用的预处理方法包括碱处理和水热处理。

碱处理时将秸秆浸泡在碱液中，使秸秆表面水分和碱液反应形成碱化层，从而使秸秆易于分解和发酵。

水热处理是将秸秆加水或蒸汽处理，快速升温到高温，然后迅速冷却，使秸秆中的纤维素、半纤维素等糖类部分降解，从而提高秸秆产气量和减轻沼气发酵过程中的酸蚀。

3. 沼气发酵发酵系统一般采用连续式厌氧消化系统。

秸秆经预处理后，进入发酵罐内，加入菌剂进行发酵。

菌剂一般是从其他成熟的沼气池中分离出来的，也可以使用活性污泥和其他量合适的微生物。

发酵反应主要包括两个阶段，即酸化阶段和甲烷发酵阶段。

酸化阶段主要是由厌氧消化菌将秸秆中的有机物分解为短链化合物，包括氨基酸、酸、丙酮酸等一系列有机物。

甲烷发酵阶段则是由甲基化菌和硫醇化菌等菌群将短链化合物进一步转化为甲烷和CO2等气体，并释放出能量。

4. 沼气处理发酵产生的沼气需要进行处理才能达到要求。

沼气处理主要包括除硫、除水、除杂和压缩四个过程。

除硫是将沼气中的H2S通过氧化还原反应转化为硫酸盐和硫酸等水溶性物质，从而降低了沼气中H2S含量和气味。

除水是消除沼气中的水分，避免水与其他成分反应，使沼气体系出现气液两相。

除杂是消除沼气中的杂质，如颗粒、灰尘等，提高沼气的纯度。

压缩则是将处理后的沼气进行压缩，方便运输和储存。

5. 沼渣利用沼渣是发酵过程中秸秆未能转化的残留物，含有较多的有机质和营养物质。

沼渣可以用作肥料或动物饲料等，在环境保护和农业生产方面发挥作用。

同时沼渣还可以作为土壤改良剂、燃料和造纸原料等。

秸秆生产沼气利用现状和预处理建议摘要：利用秸秆生产沼气是实现秸秆生物转化的有效途径，也是秸秆能源利用中最接近工业化应用的技术之一。

目前要实现工业化产沼气仍然存在着很多问题，如成本高、发酵效率低、沼气纯度较低等。

但如果对秸秆进行预处理，将其中难以水解的纤维素、半纤维素转化为可溶性发酵糖，则秸秆的厌氧发酵率及利用率均大幅提高。

本文建议利用铁盐催化乙酸对秸秆进行水解。

关键词：玉米秸秆；Fe（NO3）3；乙酸；预处理1 绪论能源短缺与环境危机已成为人类社会可持续发展的主要障碍，寻找可再生资源和能源，降低对化石能源的依赖，保护生态环境，已经成为人类发展的共识[1]。

生物质是世界上最广泛存在的一种持续性资源[2]。

目前生物质能的主要形式有燃料乙醇、生物柴油、沼气和制氢。

其中乙醇以一定比例掺入汽油作为汽车的燃料可替代部分汽油；生物柴油可供内燃机使用，是优质的石油柴油代用品；而沼气是以甲烷为主体的混合可燃气体，燃烧后生成CO2和H2O，沼气还具有很高的热值，1 m3的沼气大约相当于1.2 kg的煤或者0.7 kg的汽油；氢气燃烧时只生成水，不产生任何污染物，是一种清洁能源[3]。

因此，发展利用生物质能源是解决目前能源短缺和环境问题的最有效途径之一。

我国是农业大国，也是秸秆资源最为丰富的国家之一，每年可收集的各种农作物秸秆量约为6.87亿吨[4]。

因此，如果能将秸秆有效处理并进行资源或能源化利用，则能有效避免二次污染，还能缓解目前能源短缺问题。

2 秸秆的化学组成及结构特性秸秆是由大量有机物、水及少量无机物组成，其有机物主要成分为纤维素类的碳水化合物和木质素，此外还有少量的可溶性糖、粗蛋白质和粗脂肪。

纤维素、半纤维素及木质素一起构成植物细胞壁的支持骨架。

常见农作物秸秆中，这三种组分占总质量分数的70%~85%，它们所占的比例因秸秆种类不同而各异 [5、6，7]。

3 木质纤维素类生物质的利用现状及存在的问题随着生产力的发展，人类对能源的需求越来越大，而严峻的能源形势日益成为全世界关注的焦点。

秸秆发酵的发展趋势秸秆是指作物收割后剩余的茎秆部分，如稻秆、麦秸等。

一直以来，秸秆的处理一直是农业生产过程中的难题之一。

随着环境保护意识的增强和可再生能源的重要性的认识加深，秸秆发酵作为秸秆处理的一种有效方式，逐渐受到人们关注。

而秸秆发酵的发展趋势主要体现在以下几个方面。

首先，秸秆发酵技术的不断改进。

传统的秸秆处理方式主要是露天焚烧，这种方式不仅污染环境，还造成资源的浪费。

而发酵技术能够将秸秆转化为有机肥料或生物质能源，提高资源利用效率和环境效益。

目前，国内外已经涌现出许多秸秆发酵技术，如高温腐熟发酵、厌氧发酵、静态堆肥等。

这些技术在提高发酵效率、减少臭味、杀灭害虫等方面取得了显著的成果，为秸秆发酵的开展提供了技术保障。

其次，政策和法律法规的支持。

随着环境问题的日益严重，各国政府纷纷加大了对环境保护的力度。

秸秆发酵作为解决农业废弃物处理难题和推动农业可持续发展的重要措施，得到了政府的重视和支持。

许多国家都出台了相关的政策和法律法规，鼓励农民发展秸秆发酵产业，给予补贴和税收优惠等政策支持。

这无疑将进一步推动秸秆发酵行业的发展。

再次，市场需求的增长。

随着人们环保意识的增强和可再生能源的需求不断增加，秸秆发酵产业正逐渐从政府的补贴支持中走向市场经济化。

有机肥料和生物质能源作为秸秆发酵的重要产品，受到了广大农民和企业的青睐。

有机肥料的施用可以提高土壤肥力，改善土壤环境；生物质能源的利用则可以替代传统能源，减少对化石能源的依赖。

这些都为秸秆发酵产业的发展提供了广阔的市场空间和机遇。

最后，科技创新的推动。

科技创新是推动秸秆发酵产业发展的重要驱动力。

通过利用生物技术、工程技术等手段，优化发酵工艺，提高发酵效率和产品质量，降低生产成本，是发展秸秆发酵产业的关键。

目前，国内外的科研机构和企业已经在秸秆发酵技术上取得了重要突破，如利用特殊微生物进行酶解发酵，改良物料处理设备，推动发酵技术的自动化等。

这些创新成果的应用将进一步推动秸秆发酵产业的发展。

秸秆生物气化（沼气化）利用工程建设技术指南（试行）一、概述农作物秸秆是一种重要的生物资源，千百年来一直是农村主要燃料用于炊事。

随着农村经济的发展，农民生活条件极大地改善，秸秆已不再作为主要燃料，秸秆成了废弃物。

目前浙江省作物秸秆年产生量约为960万吨，其中稻秆约产生600万吨，玉米秆、油菜秆和其它约为360万吨。

秸秆除1/3～1/2用作还田、氨化饲料和工业原料外，其余全部被废弃或焚烧，造成部分河道堵塞和水体污染，每到收获季节，出现“处处点火，村村冒烟”的现象，严重污染了大气。

这些现象不仅浪费了宝贵的资源，同时也污染了农村环境。

如何将秸秆变废为宝，走农业可持续发展的道路，实现农业转型升级，是摆在农村能源部门面前的重大课题。

农作物秸秆生物气化（沼气化）技术，是根据沼气工艺学和微生物学等技术原理，以厌氧发酵为核心技术并集成其它技术形成的秸秆综合利用与处理系统。

该技术采用“粉碎—堆沤—厌氧—利用”工艺，系统的工艺特点是方便、安全、易管理，并可根据不同原料特点，选择具体秸秆利用与处理工艺进行综合利用。

本技术指南主要适用于户用秸秆生物气化(沼气化) 、小型集中秸秆沼气供气工程。

秸秆沼气化工程具有可利用原有沼气池、改动少、投资省、管理方便、一次投料长期可用、回收能源（沼气）、提供有机肥等特点，对改善农民用能结构、改善农村环境状况和促进农业生态建设具有广阔的发展前景。

二、秸秆生物气化（沼气化）工程技术指南准则1、指导思想本技术指南以普及农村沼气、促进秸秆综合利用为指导思想，按生态理念为指导，注重资源综合开发利用，利用现代科学技术，通过人工设计生态利用系统工程，协调发展与环境之间、资源利用与保护之间的关系，形成生态经济的良性循环。

本指南以厌氧技术为核心，因地制宜采用适合当地不同原料与工艺的秸秆利用与处理模式。

2、适用范围本技术指南适合于容积在100M3以下或TS浓度在5％以下的中小型秸秆生物气化（沼气化）利用工程。

秸秆沼气发酵工艺流程
《秸秆沼气发酵工艺流程》
秸秆沼气发酵是一种利用秸秆等农作物废弃物进行发酵产生沼气的工艺。

该工艺可以有效地利用农作物废弃物，减少环境污染，并且产生的沼气可以作为清洁能源供应家庭和农业生产所需。

秸秆沼气发酵工艺的流程大致包括原料处理、发酵、气体生产和利用几个主要步骤。

首先是原料处理，农作物秸秆需要经过切碎或压碎处理，使其更易于发酵。

处理后的秸秆要进行浸泡和糊化，使得其中的纤维素和半纤维素更易于被微生物分解，从而提高沼气产率。

接下来是发酵过程，处理后的秸秆与发酵菌及适量水分混合，在发酵罐中进行发酵。

在发酵罐内，发酵菌会分解秸秆中的有机物质产生沼气。

发酵过程中需要控制好温度、通风和pH值
等参数，以保证发酵效果。

经过一段时间的发酵，原料中的有机物质会被充分分解产生沼气。

随着沼气的生成，需要进行气体的生产和储存。

通常会将产生的沼气储存起来，并根据需要进行净化和压缩处理，以便于后续的利用。

最后是沼气的利用。

储存好的沼气可以通过管道输送到需要的地方，用于取暖和烹饪，也可以用于农业生产中的灌溉和发电。

总的来说，秸秆沼气发酵工艺是一种利用农作物秸秆进行沼气产生的环保技术。

通过适当的处理和控制，可以高效地利用秸秆产生清洁的沼气能源，为农村地区提供清洁能源，促进可持续发展。

中国沼气产业发展的回顾与展望中国沼气产业发展的回顾与展望随着中国城市化的加速和农村能源消费需求的增加，沼气作为一种可再生能源具有广阔的市场前景。

从我国改革开放以来，沼气产业在政策引导和市场推动下不断壮大发展。

在沼气产业的三十多年发展历程中，我国沼气产业取得了显著成就，但也面临着一些问题和挑战。

本文将就中国沼气产业发展的历史和现状进行梳理，同时分析未来沼气产业发展的趋势和机遇。

一、中国沼气产业的发展历程中国沼气产业起源于上世纪六十年代，当时全国仅有少量的沼气项目。

1978年，我国开展了全国沼气综合利用试点，标志着沼气产业的起步。

1980年，政府相继出台了相关政策，将沼气产业定性为“重点补助”、“重点推广”、“重点发展”的领域。

随着国家经济的发展和政策的推动，我国沼气产业得到全面发展。

2003年，中国沼气数量已达到10.36亿立方米，沼气利用家庭数为2.58万户。

2012年，中国沼气数量达到26.5亿立方米，沼气利用家庭数为773.2万户。

通过多年的努力，我国的沼气产业已经从最初的试验阶段，迅速发展成为世界上沼气产业最盛的国家之一。

二、中国沼气产业的现状1、沼渣利用方面沼渣分为干沼渣和湿沼渣两种类型。

其中，湿沼渣常用于土地改良和农作物生产，而干沼渣则用于生产焦炭和炼钢等领域。

干沼渣的利用还有很大的提升空间。

2019年，共有32个省份实现了沼渣资源化利用，沼渣化肥产量超过100万吨的省份有16个，其中最高的产量为763万吨。

2、沼气的利用方面随着农业污染监管的加强和人们环境保护意识的提升，农村污泥、食品废弃物和农业废弃物等资源已成为沼气产业重要的替代原料。

而利用天然气和沼气混气发电技术已经逐渐成为一种趋势，沼气作为一种新型能源，已成为燃气发电的重要来源。

同时，城乡一体化的发展也将加速沼气产业的普及与推广。

3、沼气互联网+时代的发展近年来，我国沼气产业也开始整合信息化技术，实现沼气产业的互联网+化，打破了传统的设备销售方式，为生产经营管理提供了智能化解决方案，也促进了沼气产业向服务型产业转型升级。

现代农业科技2021年第6期农业工程学中国秸秆沼气工程技术难点分析及建议靳红燕1颜廷山1李黎杰1李钰飞2如1中国城市建设研究院有限公司，北京100120；2北京市农林科学院植物营养与资源研究所，北京100097）摘要本文总结和分析了秸秆沼气工程在收集和储运环节、预处理环节、厌氧环节的主要制约因素和技术难点，并结合笔者自身的从业经验给出了几点综合性的应对建议，旨在为相关技术人员和决策者提供启示和思考，共同探索出一条适合我国国情的秸秆处理路线，推动我国秸秆沼气工程的发展。

关键词秸秆；厌氧发酵；沼气工程；难点；建议中图分类号S216.4文献标识码A文章编号1007-5739（2021）06-0163-03DOI：10.3969/j.issn.1007-5739.2021.06.070开放科学（资源服务）标识码（OSID）:中国作为一个农业大国，农业秸秆数量庞大、种类丰富。

随着粮食产量的增加，农作物秸秆年产量也逐年增加。

秸秆中的有机质含量较高,可以作为一种优质资源进行有效利用;相反,如不能有效利用或处理会造成极大的资源浪费,而且大量秸秆露天焚烧易引起大气污染、火灾事故等。

因此，“十一五”之后，秸秆综合利用研究引起了国内学者的高度关注叫秸秆沼气工程既可以解决我国秸秆过剩问题，又可以产生清洁能源，解决能源日益短缺的问题，因而一直是研究和讨论的热点。

虽然国内已经开始相关研究和推广多年，但目前仍存在很多未解决的难题，导致真正投产运行的项目不多。

厌氧发酵产沼气是一种集有机废物处理和产能于一体的技术，其主要包括收集、储运、预处理、厌氧发酵、沼气处理等环节（图1）。

该技术具有平和稳定、能耗低、无污染等特点,并且生态效益和经济效益良好，因而在不同区域受到广泛欢迎,众多相关项目开始中试，甚至已投入生产。

在实际生产中，该技术的应用存在很多瓶颈,例如秸秆不易收集、储运、发酵时间长、产气率低、利用率低、秸秆预处理难等宀」遥这些问题阻碍了秸秆沼气工程的发展,导致投资者积极性不高，行业发展缓慢。

摘要：随着科学技术的迅速发展，我国农业也进入了迅速发展时期，综合实力不断加强，但是由于化肥、农药的过量投入和农业自然资源的不合理使用，导致农业生态环境被严重破坏。

生态农业就在此大背景下应运而生。

本文结合生态农业的大背景，从沼气发酵的微生物原理、沼气发酵的阶段、原料、条件等对沼气发酵的发展前景进行了分析。

关键词：生态农业；沼气发酵；微生物中图分类号：S216.4 文献标识码：A生态农业是按照生态学原理和经济学原理，运用现代科学技术成果和现代管理手段，以及传统农业的有效经验建立起来的，能获得较高的经济效益、生态效益和社会效益的现代化农业。

它是利用传统农业精华和现代科技成果，通过人工设计生态、协调发展与环境之间、资源利用与保护之间的矛盾，形成生态上与经济上良性循环，经济、生态、社会效益的统一。

推广沼气发酵技术是发展生态农业的新举措。

这一新举措不仅能起到保护生态有效利用能源的作用并且有利于增肥土地，使农业得到可持续发展。

目前我国生态农业有非常好的发展前景。

1 沼气发酵的微生物原理沼气发酵又叫厌氧消化，是指各种有机物在一定的水分、温度、厌氧条件下，被各类沼气发酵微生物分解转化，最终生成沼气的过程。

微生物是沼气发酵过程中最活跃的因素，它们把各种固体或是溶解状态的复杂有机物，按照各自的营养需要，进行分解转化，最终生成沼气。

它的主要成分及构成比例为甲烷占55%～70%左右，二氧化碳占25%～40%左右，此外还有少量氢气、硫化氢、一氧化碳、氮和氨等。

2 沼气发酵的3个阶段沼气发酵微生物在沼气发酵过程中，有发酵性细菌，产氢产乙酸菌，耗氧产乙酸菌、食氢产甲烷菌、食乙酸产甲烷菌等5大类微生物参加沼气发酵，它们在发酵过程中的作用及对生存条件的要求，有以下3个阶段。

2.1 液化阶段所谓液化阶段就是禽畜粪便、作物秸秆、豆制品加工后的废水等大分子有机物分解成能溶于水的单糖、氨基酸、甘油和脂肪酸等小分子化合物。

这个过程也就是发酵性细菌群利用它所分泌的胞外酶，如纤维酶、淀粉酶、蛋白酶和脂肪酶等，对有机物进行体外酶解。

秸秆沼气技术作者：曾海明来源：《农业知识·乡村季风》2012年第12期秸秆做沼气发酵原料主要是采用小麦、玉米、花生、大豆等作物秸秆，通过添加秸秆发酵菌剂制取沼气。

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。

不同的发酵工艺，投料时原料的搭配比例和补料量不同。

一、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。

1口8立方米沼气池，需秸秆400千克、1千克秸秆发酵菌剂、15千克左右碳酸氢铵、4000千克左右水，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.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。

首先将秸秆铡短或粉碎到3厘米长以下，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50千克以上。

按每100千克秸秆加100千克水的比例混合均匀，润湿15～24小时，翻动秸秆，使秸秆与水混合均匀，最终使秸秆含水量达到65%～70%。

2.堆沤：气温低时，宜采用坑式堆沤。

把秸秆踩紧堆成30厘米左右，泼2%的石灰澄清液并加10%的粪水，即100千克秸秆，用2千克石灰澄清液，10千克粪水；或把秸秆发酵剂均匀掺入秸秆中，把碳酸氢铵用水稀释均匀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，垛宽1.2～1.5米，垛高1.0～1.5米，并在堆垛的周围及顶部每隔30～50厘米打1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1层白色菌丝时，便可做发酵原料。

3.投料：先将碳酸氢铵溶于水，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1米的地方不要堆沤发酵原料，以便以后畅通进料。

农业资源与环境NONGYEZIYUANYUHUANJING农作物秸秆的沼气开发利用朱永国1 刘润秋2 刘艳荣3（1.吉林省榆树市农业环境保护与农村能源管理站，吉林榆树 130400；2.吉林省榆树市大岭镇农业技术推广站，吉林榆树 130400； 3.吉林省榆树市农业技术推广服务中心，吉林榆树 130400）摘 要 对吉林省榆树市近年的秸秆综合利用情况进行总结分析，提出利用玉米秸秆进行沼气开发的新途径，分析目前秸秆沼气开发利用存在的问题，以促使榆树市玉米秸秆实现综合利用。

关键词 秸秆；沼气；利用；榆树市榆树市位于吉林省中北部，地处松嫩平原，地势平坦，土壤肥沃，辖区内有松花江、卡岔河、拉林河3大水系，近年粮食作物播种面积在37.33万hm2以上，粮食总产量稳定在32.5亿kg，是吉林省著名的产粮大市，也是全国重点商品粮基地县（市），素有“松辽平原第一粮仓”的美誉，以种植玉米、水稻、大豆等农作物为主，每年秋收季节都会产生约400万t秸秆。

以往，当地秸秆基本是作为燃料用于农户做饭、取暖，但随着经济的发展，农户基本不需要再以秸秆燃料来取暖，因此采取了直接焚烧的方式，对周边环境造成了直接污染，同时也造成了资源浪费。

如何更快更好地开发利用秸秆成为榆林市亟待解决的问题[1-3]。

１　榆树市秸秆综合利用现状一直以来，榆树市对秸秆综合利用工作都比较重视，积极贯彻执行省委省政府文件精神，大力推进秸秆五化利用，近些年来更是加大了对秸秆五化利用在资金和政策方面的支持，秸秆综合利用取得了较快发展。

近年来，榆林市利用丰富的秸秆资源，采取有效措施，因地制宜开展“五化”利用，同时主动探索政府、合作社、农户三方利益联结机制，重点推广了秸秆全覆盖保护性耕作模式和水田秸秆全量还田模式，同时积极鼓励秸秆成型燃料代煤模式好人种养结合秸秆利用”模式，初步形成了“五化”利用产业格局。

（1）秸秆全覆盖保护性耕作模式。

此模式是在保护性耕作的基础上发展起来的，采取宽窄行平作、均匀行平作、等行距垄作等方式，实现了秸秆全量还田、深松、免耕播种、精细施药等农艺、农机技术的有机结合。

干发酵作者：齐岳来源：《农业工程技术·新能源产业》2010年第04期摘要：秸秆利用在我国已经呈现出多元化的趋势。

本文介绍了我国在秸秆还叫、用作饲料、建筑材料和燃料等方面的应用，比较其各自优缺点，指出利用秸秆进行干发酵制备沼气是资源化利用的有效途径，并讨论秸秆干发酵相关工艺条件对产气量的影响。

关键词：秸秆；干发酵；沼气1引言秸秆作为农业生产的主要废弃物，我国每年约产生6.4亿吨。

目前主要以焚烧的手段进行处理。

大量秸秆的露天燃烧，不仅不能有效利用这部分资源，还导致CO2，SO2等气体的排放，污染了空气，加重了全球气候变暖。

因此，研究适用的方法处理利用秸秆，实现其资源化，既是农业可持续发展的需要，也是缓解当今中国面临的资源、能源、环境危机的重要途径。

2秸秆的组成和特点尽管秸秆是农业废弃物，但其也是一种物质和能量的载体，是一种特殊形态的农业资源。

他们不仅具有较高的热值和粗纤维含量，且含有丰富的有机质、氮、磷、钾等营养元素，以及镁、钙、硫和其它重要的微量元素。

根据其化学组成和营养成分的不同特点，可以适当的开发研究其在燃料、有机肥、建材、饲料、工业原料等方面的应用。

3我国秸秆资源化利用现状及存在问题近年来，我国秸秆资源化利用取得了一定的成就，主要表现在以下几个方面。

3，1秸秆还田利用将秸秆直接或加工后还田，不仅可增加土壤有机质和速效养分含量，培肥地力，缓解氮、磷、钾肥比例失调的矛盾；调节土壤物理性能，改造中低产田；形成土壤有机质覆盖，抗旱保墒；还可以增加农作物产量，优化农田生态环境。

但秸秆还田不当会引来不良后果。

由于我国人均耕地少，机械化程度较低，耕地复种指数高，倒茬时间短，而且秸秆碳氮比高。

给秸秆还田带来困难。

常因翻压量过大、土壤水分不够、施氮肥不够、翻压质量不好等原因，出现妨碍耕作、影响出苗、烧苗、病虫害增加等现象，严重的还会造成减产。

3，2秸秆饲料利用秸秆饲料是家畜粗饲料的主要来源。

但是秸秆饲料一般质地较差，营养成分较低，并且秸秆中含量较高的粗纤维限制了瘤胃中的微生物和消化酶对细胞壁内容物的消化作用，导致秸秆适口性和营养性差，无法被动物高效的吸收利用，必须合理加工调制后才能提高其适口性和营养价值。

科技成果——秸秆沼气技术技术类别秸秆燃料化利用技术技术内容秸秆沼气技术是在厌氧环境和一定的温度、水分、酸碱度等条件下，秸秆经过微生物的厌氧发酵产生沼气的技术。

目前我国常用的规模化秸秆沼气工程工艺主要有全混式厌氧消化工艺、全混合自载体生物膜厌氧消化工艺、竖向推流式厌氧消化工艺、一体两相式厌氧消化工艺、车库式干发酵工艺、覆膜槽式干发酵工艺。

秸秆沼气关键技术包括秸秆预处理技术、与其它有机废弃物混合同步协同发酵技术、高浓度或干式发酵技术、沼气净化与生物天然气提纯技术、提纯CO2再利用技术、沼渣沼液多级利用技术等。

技术特征秸秆沼气是高品位的清洁能源，可用于居民供气，可为工业锅炉和居民小区锅炉提供燃气，也可发电上网。

沼气净化提纯成生物天然气，可作为车用燃气或并入城镇天然气管网。

沼渣沼液可直接施肥，也可用于制备栽培基质或有机肥料。

技术实施注意事项一是科学进出料，实现稳定动态发酵管理。

二是科学调配原料营养，与畜禽粪便等有机废弃物进行多原料混合发酵，提高原料产气率。

三是合理调控发酵负荷，保障工程健康运行。

四是注重发酵系统增温保温，提高工程效率。

适用范围适用的秸秆主要有豆秸、花生秧、甘蔗叶梢、薯类茎秆、蔬菜藤蔓和尾菜、玉米秸、油菜秸秆、麦秸、稻草等。

秸秆碳氮比越低，越适宜于秸秆沼气发酵。

技术标准与规范《GB/T30393-2013制取沼气秸秆预处理复合菌剂》《NY/T2141-2012秸秆沼气工程施工操作规程》《NY/T2142-2012秸秆沼气工程工艺设计规范》《NY/T2372-2013秸秆沼气工程运行管理规范》《NY/T2373-2013秸秆沼气工程质量验收规范》《NY/T3612-2020序批式厌氧干发酵沼气工程设计规范》《DB34/T3018-2017秸秆生物燃气（沼气）工程技术规范》《DB51/T2524-2018秸秆原料厌氧消化产沼气预处理技术规范》。