沼气发酵有机肥

沼气发酵有机肥（精选十篇）

沼气发酵有机肥 篇1

1 材料与方法

1.1 材料

供试作物品种为宝大906番茄。供试基质材料为基础材料包括:泥炭、蛭石、沼气发酵有机肥。沼气发酵有机肥是将发酵池底较粘稠的沼气发酵残渣取出后经2周露天晾晒后(含水量约为35%)带回实验室,粉碎后作为试验材料。试验材料的分析测定参照土壤与植物样品的分析方法[28,29,30]。测得的主要理化性质见表1。

1.2 方法

1.2.1 试验设计

试验于2011年12月15日至2012年1月25日在扬州大学农业部重点实验室塑料大棚中进行。将泥炭与蛭石按体积比为7∶3混合作为对照。在此基础上,设沼气发酵有机肥4个用量比例与对照基质按0∶10(对照CK)、1∶9(处理1)、2∶8(处理2)、3∶7(处理3)、4∶6(处理4)5个不同比例混合,每立方米基质中加尿素1 kg和磷酸二氢钾1 kg,肥料和基质各组分混拌均匀后使用。育苗容器采用72孔穴盘,每个处理3次重复,完全随机排列。齐苗后统计发芽率,收获前,各处理随机取样12株,分别测定其株高、基茎粗、开展度、根长、地上部质量和地下部质量等生长指标。

1.2.2 测定项目及方法

株高和根长用直尺直接测量,起点为茎底部,终点为生长点;根长为最大根长;茎粗采用游标卡尺测量,量取子叶下端位置;地上部鲜质量、地下部鲜质量用精确度为0.001的电子天平称量;将幼苗根部基质洗净后将幼苗的地上部和地下部分别放入烘箱,105℃杀青15 min,然后80℃下烘1～2 h至恒重,用千分之一电子天平称重。所得数据采用Excel 2007办公软件进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 沼气发酵有机肥对番茄发芽率的影响

播种后第7天统计种子萌发情况(见表2)。可以看出,沼气发酵有机肥的不同用量配比对基质育苗番茄种子的发芽率和出芽势均有显著影响。配入10%沼气发酵有机肥的处理最有利于种子番茄发芽,番茄种子发芽率达到94.5%,比对照高1.3个百分比。随着沼气发酵有机肥配入比例的提高,番茄种子发芽率下降,沼气发酵有机肥配入比例达到40%时番茄种子发芽率仅为42.6%,基质中过多配入沼气发酵有机肥不利于番茄种子的萌发生长。沼气发酵有机肥配入比例对番茄种子发芽势的影响表现出相同的趋势。

2.2 沼气发酵有机肥对番茄幼苗株高、茎粗、开展度和最大根长的影响

从表3可以看出,处理1、处理2番茄幼苗的株高、茎粗均高于对照。处理3、处理4幼苗株高、茎粗不及对照。处理1番茄幼苗的开展度高于对照,处理2番茄幼苗的开展度与对照相当,处理3、处理4番茄幼苗的开展度不及对照。处理1、处理2番茄的最大根长明显高于对照及其它处理,其中以处理1最大,处理2次之,但处理1、处理2之间差异不大,根系长的都很好。而处理3、处理4番茄幼苗最大根长明显减小,尤其是处理4番茄幼苗最大根长不足对照的1/3,几乎不长侧根,且根系颜色呈深灰黄色。过多的发酵有机肥可能因养分含量过高,对幼苗根系的正常生长产生了毒害作用。

2.3 沼气发酵有机肥对番茄幼苗生长的影响

由表4中可以看出,处理1、处理2番茄幼苗地上鲜、干质量都在一定程度上高于对照。而处理3、处理4的单株幼苗鲜、干质量都不及对照。从根冠比来看,无论是鲜质量还是干质量计算的结果均以处理1最高,随着沼气发酵有机肥配入比例的提高,番茄幼苗的根冠比逐渐下降。换句话说,在基质中存在过大比例的沼气发酵有机肥对番茄幼苗根系生长的抑制作用大于对番茄幼苗地上部生长的抑制作用。

3 结论与讨论

3.1 结论

基质中沼气发酵有机肥含量的多少对番茄穴盘育苗发芽与生长有一定的影响。基质中沼气发酵有机肥含量过高时,番茄种子发芽率降低,且在幼苗整个生长过程中表现出受到抑制作用,幼苗生长缓慢、矮小,分析原因主要是因为沼气发酵有机肥中养分含量较高,过大比例配入育苗基质中可能产生盐渍危害或肥害,妨碍幼苗的正常生长,尤其是根系的生长。

沼气发酵有机肥添加比例在10%～20%的处理,番茄种子发芽率和发芽势均较高,在整个生长过程中幼苗的株高、茎粗、开展度、最大根长、地上部干鲜质量、地下部干鲜质量等生长指标都在一定程度上优于对照及其它处理,与常鹏等[21]研究结果一致。试验期间未发现幼苗缺肥症状,而对照在试验后期出现明显缺肥症状。

3.2 讨论

沼气发酵产物的综合利用 篇2

沼气发酵产物的综合利用

摘要：随着畜禽养殖业的集约化,畜禽粪便的排放越来越集中,大大超过了当地环境的承载能力,对于当地居民的健康和养殖场本身的可持续发展都带来了巨大的.压力.为此以对浙江省海宁市同仁养殖场和三联养殖场的调查分析为基础,同时引用其他方面的实例,介绍将畜禽粪便的发酵产物包括沼气、沼液和沼渣综合利用的方式:利用沼气作为燃料,利用其来保鲜水果和发电;利用沼液作为有机肥直接灌溉到农田中,或用作叶面肥,还可以利用沼液来浸种;利用沼渣直接作为有机肥,用来栽种蘑菇或将其加上添加剂制作成有机肥出售.总之,通过对畜禽粪便的发酵,以及对于发酵产物的综合利用,实现了物质和能量的多级利用,有利于可持续发展.作 者：朱磊    卢剑波    ZHU Lei    LU Jian-bo  作者单位：浙江大学生命科学学院农业生态研究所,浙江,杭州,310058 期 刊：农业环境科学学报  ISTICPKU  Journal：JOURNAL OF AGRO-ENVIRONMENT SCIENCE 年，卷(期)：, 26(z1) 分类号：X713 关键词：沼气    沼液    沼渣    综合利用    可持续发展   

沼气池发酵管理六法 篇3

“三结合”沼气池从启动开始，可陆续向池内进料，当累计进料量达到池容的85%～95%时，开始出料。添加新料时，切忌加大用水量，以免降低发酵浓度，影响产气效果。

二、注意检查发酵液的酸碱度。配料不当或突然变换添加原料都会影响发酵液的酸碱度，如一次投入大量青草、绿肥或蚕沙，会使发酵液变酸，造成产气量下降或气体中甲烷含量减少。发酵液偏酸时加入适量的草木灰、氨水或石灰水等调节；偏碱时加入适量的青草、蚕沙等原料加以调节。

三、适当搅拌。设有抽吸式出料器的污泥回流沼气池，每天定时抽拉活塞10分钟左右，使池内料液巡回流动。无搅拌装置的沼气池，可用长柄竹木器从进、出料口伸入池内来回搅动，每天一次，每次20～30下。在冬季，无论回流、搅拌，均宜选择晴天进行，以免降低池温，使产气量下降。如果浮料结壳严重，应打开活动盖，破坏结壳层。

四、检查是否漏气。当采用正确的发酵、管理方法后，沼气池的产气量依然明显下降时，应认真检查沼气导气管和池盖连接处、输气管和开关等是否漏气，发现问题要及时修补或更换。

五、大换料。采用人畜粪、尿等流体、半流体原料发酵的沼气池，平时小进小出，3年左右应大换料一次，采用猪牛栏粪（稻草垫料）原料发酵的沼气池，每年一般在春季或秋季用肥时大换料1～2次。换料时注意：

1.在寒冬季节（气温、池温在10℃以下），若无保温设施，不宜大换料，否则启动不好，影响产气效果。

2.要先备料、后出池，不备料、不出池，做到随出随进。

3.“三结合”沼气池在换料前一个月应停止人畜粪便流入池内，为大换料准备原料，也防止寄生虫和病原菌入池。

4.大出料时，要留10%以上的池底活性污泥或30%的发酵液做重新投料启动的接种物。

5.换料后要对池内外结构进行一次检查，若发现裂缝应及时修复；未刷密封涂料的池子，可用20千克左右的浓水泥浆进行一次保护性粉刷。

六、安全发酵。

1.严禁向沼气池投放剧毒农药、各种杀菌剂以及对沼气发酵过程有影响的抑制剂，以免使正常发酵遭到破坏，甚至停止产气。如出现此种情况，应将池内发酵液全部清除，并用清水冲洗干净，重新投料启动。

2.禁止将电石（CaC2）入池，以免杀死池内沼气微生物和引起爆炸事故。

3.勿将某些农副产品如菜籽饼（油饼）、棉籽饼、骨粉及过磷酸钙等入池，以免产生有毒气体。

4.严防雨水和地沟水流入沼气池内，防止淹没气箱，冲淡料液浓度，降低池温，影响产气。

（作者联系地址：辽宁省抚顺市新抚区南花园街道湖边社区1委16组53栋2单元303号 邮编：113008）

沼气发酵有机肥 篇4

1 沼气发酵的菌种

沼气发酵菌种的质量、数量以及组成是沼气使用的关键因素。沼气细菌在沼气池生长繁殖需要充足的营养成分, 如氮、碳、水、无机盐、生长素等, 通过发酵反应充分产生沼气。沼气发酵的菌种根据原料的组成成分可以分为富含氮元素的原料以及富含碳元素的原料, 它们都可以产生大量的甲烷菌群[2]。富含氮元素的原料主要包括人、牲畜、家禽的粪便, 此类原料经过肠胃消化系统的处理, 形成分子化合物, 颗粒细小, 含水量较高, 易于形成厌氧发酵, 可以省去预处理, 此类菌种的特点就是发酵时间短, 产气快, 产气持续稳定。富含碳元素的原料主要是来自农作物的剩余物, 如秸秆、秕壳、杂草等, 其中还有丰富的纤维素、半纤维、木质素以及果胶等物质。但是由于这类原料体重轻、质量小, 容易漂浮, 含水分少, 需要进行预处理, 与含氮元素的原料相比产气速度较慢, 发酵时间较长。发酵原料中的氮元素作为细胞质组成的重要元素, 与提供生命活动能量的碳元素相比, 发酵消耗速度慢25倍左右, 为了使沼气池中有合理的氮碳搭配, 使其原料既能够使用较长时间, 同时还能充分发挥原料的作用, 应该使氮与碳的配比在1∶25左右。因此, 沼气发酵的菌种不仅是放置足量的原料, 还要有合适的配比, 才能做到资源的优化使用。除了上述沼气发酵的菌种外, 还有有机垃圾、生活污水、废渣和污泥、水生植物等原料, 水生植物由于繁殖速度较快, 产量高, 易形成厌氧发酵分解, 也是非常好的菌源材料。由于沼气发酵与含水量有非常重要的关系, 因此还可以分为固体原料、浆液态原料、有机废水等[3]。

2 沼气发酵原料浓度

农村沼气池单位面积每天所承受的有机物数量即为沼气池的负荷, 主要由厌氧活性污泥的数量和活性决定, 其体现方式就是发酵原料的浓度, 而沼气发酵浓度则是沼气池产气的根本保证。沼气池发酵原料浓度主要受发酵原料的种类、元素组成、工艺目标、发酵装置以及工艺流程等综合因素的影响, 发酵浓度的改变能够改变沼气池的产气率和使用率以及产气数量等。由于原料的分解发酵需要大量的水, 所以原料的浓度一定要掌握准确。只有沼气池中的原料达到一定浓度后, 才能正常产气。浓度过低, 水分过多, 产气量减少, 沼气池利用率低;浓度过高, 水分过少, 原料不容易发酵分解, 甲烷菌过多, 造成有机酸的大量积累, 阻碍了细菌的产生。实地调研表明, 张庄寨镇海青行政村海青自然村的王明星、王其坤、李世民3户在2012年4月同时建成沼气池。王明星是养殖户, 养殖有种猪、育肥猪、仔猪近200头, 每天冲刷猪舍的污水 (渣) 达800 kg, 其将养猪场的冲刷液 (渣) 投入沼气池中;王其坤养殖5头育肥猪, 按照技术人员的指导, 使用正常料液比例进行投料;李世民购买4 t猪粪全部投入沼气池内。结果发现, 王明星的沼气产气速度快, 只用10 d的时间便能用沼气做饭, 但产气量少, 产气断断续续不能正常使用;王其坤的沼气池投料后14 d开始产气使用, 产气率高而且稳定, 日常使用有较大的结余;李世民的沼气池投料后长时间无法使用, 经过排查发现, 李世民的沼气池发酵原料投放太多, 浓度偏高, 产气速度快但产气量少。经技术人员正确指导后, 其抽出大量料液, 投入了经过发酵的猪粪, 抽出1.5 t猪粪, 又注入1 t水, 使料液浓度在8%左右。经过15 d后, 王明星和李世民2家的沼气池产气趋于稳定, 并可以持续正常地使用。实践证明原料浓度过高或过低都不利于沼气的发酵分解。

沼气发酵原料的浓度除受外部料水影响外, 还受原料自身含水量影响。同时发酵的浓度还受季节、温度等因素的影响, 温度越高所需原料浓度越低, 发酵速度也越快, 因此应随着季节和温度的变化调整投料的数量和种类, 夏季一般保持在5%~7%, 冬季保持在8%~10%较为适宜。由于原料投入沼气池后, 会产生自然沉淀形成分层, 为保证原有的发酵浓度、原料的均匀分布, 应持续搅拌, 从而促进沼气产量的均匀和持久, 促进原料的充分使用[4]。

参考文献

[1]李祥志.沼气发酵菌种与发酵原料浓度[J].安徽农学通报, 2008, 14 (16) :125.

[2]周宪龙, 李强, 黄涛, 等.不同发酵原料对户用沼气产气量的影响[J].农学学报, 2012, 2 (12) :57-61.

[3]傅继宁.沼气发酵影响因素和调控技术[J].中国农业信息, 2012 (21) :116-117.

沼气发酵有机肥 篇5

摘 要 为提高食蟹猴养殖场沼气工程养殖废液的转化率，使其充分发酵，提高沼气工程产气量。本试验通过在自制的小型沼气罐中添加桂沼牌、腐杆剂、绿洁灵3种沼气发酵菌剂进行产气试验，从试验中看出，添加腐杆剂牌沼气发酵促进剂能更好地降解食蟹猴养殖场废液。

关键词 食蟹猴；沼气；发酵剂

中图分类号：X172；S216.4 文献标志码：B 文章编号：1673-890X（2015）24--02

防城港常春生物技术开发有限公司的养殖场存栏食蟹猴1万多只，日冲洗养殖废液总量100～140 t/d。现建有池容为900 m3的CSTR反应器，建有酸化调节池85 m3、沉淀池85 m3、贮液池1 300 m3、贮气柜80 m3、污泥干化场100 m2。

为进一步提高沼气工程对猴场养殖废液的转化率，使其能更充分发酵，降低流出沼液的COD值。同时，提高沼气工程产气量。本试验通过在自制的小型沼气罐中进行添加不同发酵菌剂的食蟹猴养殖废液沼气发酵试验，以期得到较适宜沼气工程的沼气发酵促进剂。

1 试验材料及装置

1.1 发酵原料

试验发酵原料来自防城港常春生物技术开发有限公司食蟹猴养殖场养殖废液（废液通过格栅去除了固体粪块及其它固体杂物）。

1.2 添加发酵菌剂

本试验使用的发酵菌剂3种，分别为：1号菌剂，桂沼牌，广西产；2号菌剂，腐秆剂，佛山金葵子植物营养有限公司；3号菌剂，绿洁灵，北京合百意生态能源科技开发有限公司。

1.发酵罐；2.进料口；3.沼气流量计；4.导气管；5.沼气分析仪

图1 厌氧发酵装置示意图

1.3 沼气发酵罐

采用PVC-U焊接而成的正方体沼气发酵罐。发酵罐规格为长0.5 m×宽0.5 m×高0.8 m，分为发酵区、储气区、水压间，发酵区容积为0.15 m3。共4只。厌氧发酵装置如图1所示。

2 试验方法

以正常发酵的沼液作为接种物，接种量为22.0 L，约占发酵总体积的15%，在每个发酵罐中加入发酵原料127 L，按表1分别在各个处理中加入100 g发酵菌剂，处理1为空白对比，处理2为1号菌剂，处理3为2号菌剂，处理4为3号菌剂，各处理详见表1。

表1 原料预处理表

序号原料干物质含量/%添加物添加量/g

处理1食蟹猴养殖废液6.000

处理2食蟹猴养殖废液6.01号菌剂100

处理3食蟹猴养殖废液6.02号菌剂100

处理4食蟹猴养殖废液6.03号菌剂100

3 记录方法

3.1 沼气启动速度

通过沼气检测仪测出所产气体浓度达到28%所需天数，或者通过对气体进行点燃，可以燃烧的起始日数。

3.2 沼气产量

采用沼气专用流量计测定。沼气的总产量可直接从沼气流量计读出，沼气的日产量从当日流量计读数减去前1 d读数得出，每天08：00记录。

3.3 CH4含量

采用沼气分析仪测定，每天08：00测定1次。

3.4 连续试验时间

2013年8月16日开始装罐，连续监测60 d。

4 结果与分析

4.1 启动时间

通过检测沼气CH4含量得知，处理1、处理2、处理3、处理4在原料装罐后启动时间分别约为第3天、第2天、第2天和第1天。试验表明，添加不同的复合菌剂，沼气启动时间不同。添加复合菌剂的处理2、处理3和处理4分别比处理1启动快1 d、1 d和2 d。启动最快的是处理4，2号菌剂和3号菌剂在启动速度方面没有明显差别。

从结果可以看出，添加3号菌剂后，原料前期可能消化速度快，缩短了原料水解产酸阶段的时间，提高了产气速率。

4.2 不同菌剂对产沼气量的影响

各处理日累积产气量变化情况如图2所示。从图2可以看出，在试验时间、环境温度条件相同的情况下，各处理在厌氧发酵60 d后，处理1、处理2、处理3、处理4累积沼气产量分别为1.71、2.071、2.086、1.942 m3。处理2、处理3和处理4总产气量分别比处理1提高21.10%、21.98%和13.6%。这说明原料中添加发酵菌剂后，食蟹猴养殖废液中的如纤维素等结构复杂大分子物质能更容易被菌剂中的微生物菌群分解，原料消化速率较快，转化率提高。同时，从图2中也可以看出，在添加菌剂的各处理中，产气效果也不一样，处理2和处理3累积产气量相差不大，但比处理4高。

图2 不同添加菌剂累积产气量变化情况

图3 不同添加菌剂日产气量的变化情况

各处理日产气量。由图3可以看出，处理4启动最快，前9 d产气量比处理1、处理2、处理3都大。这说明添加3号菌剂，可有效缩短水解酸化阶段，有利沼气启动和提高发酵前期沼气量。4个处理产气量峰值大约都在第8～22天，处理1、处理2、处理3、处理4最大日产沼气量分别为0.214、0.267、0.260、0.252 m3。添加1号菌剂的处理2在峰值时产气量最大，达到0.267 m3而未添加复合菌剂的处理1最大日产气量只有0.214 m3。这说明，添加菌剂可有效提高沼气量。另外，处理4在产气后3～35 d内产气相对比较平稳。在前35 d，4个处理所产沼气量分别占60 d总产气量的78.78%、81.81%、78.61%和77.07%。36 d后日产沼气量回落明显，36～60 d各处理日产气量很小，回落曲线也比较平缓。这说明养殖场废液厌氧发酵35 d后，大部分原料已被消化。因此，要想提高沼气工程效率，可以加快原料转换时间。

4.3 不同菌剂对产气甲烷含量的影响

不同菌剂对甲烷含量的影响。由图4可以看出，4个处理甲烷含量变化趋势基本一致。前12 d，甲烷含量与发酵时间呈线性递增关系。7 d后，甲烷含量比较稳定。从试验结果看，处理2、处理3、处理4比处理1甲烷含量都稍有提高。从第16天开始至试验结束，处理2的甲烷含量比处理1高出近6%。这说明添加菌剂可有效提高甲烷含量。

图4 不同预处理CH4含量的变化情况

5 结论

在食蟹猴养殖废液沼气发酵中添加发酵菌剂，都能不同程度提高沼气产量、产气速度、甲烷浓度。添加桂沼复合菌剂处理前15 d产气量最高，产气速度最快。整个试验产气阶段，添加桂沼及腐秆剂菌剂累计产气量比添加绿秸灵菌剂的高。

在食蟹猴养殖废液原料中添加几种发酵菌剂后，各菌剂对厌氧发酵产生的甲烷含量变化趋势基本一致。产气稳定后，甲烷含量都高于60%，差别不大。

综合上述数据，在此沼气工程中添加腐秆剂复合菌剂能更好增加沼气发酵速率，提高养殖废弃物的降解速度。

参考文献

[1]边炳鑫，赵由才.农业固体废物的处理与综合利用[M].北京：化学工业出版社，2005：6-7.

[2]冯宏，李华兴.菌剂对堆肥的作用及其应用[J].生态环境，2004，13（3）：439-441.

[3]薛智勇，王卫平.复合菌剂和不同调理剂对猪粪发酵温度及腐熟度的影响[J].浙江农业学报，2005，17（6）：354-358.

[4]王艳芹，刘英，张昌爱，等.菌剂对秸秆原料户用沼气池产气量的影响试验研究[J].可再生能源，2010（6）：91-94.

[5]袁长波，刘英，姚利，等.微生物菌剂促进秸秆发酵产沼气试验研究[J].中国沼气，2009，27（6）：15-16.

干竹叶沼气发酵潜力的研究 篇6

1 材料与方法

1.1 供试材料和沼液

试验材料为干竹叶,干竹叶在云南师范大学呈贡校区校园内收集。原材料经粉碎后,用于沼气发酵试验。经测定,TS为95.23%,VS为87.04%。

接种物取自实验室以猪粪为原料富集的接种物,TS为11.91%,VS为65.01%,p H为7。详见表1。

1.2 试验预处理

试验装置为自制排水集气法简易发酵装置[1],安装控温仪。试验设置试验组和空白对照组。试验组和空白对照组的发酵总体积均为400m L,其中接种物占30%,干物含量占6%(经计算相当于加入干竹叶约10g),p H值为7;空白对照组不加干竹叶,用于测定接种物自身的沼气产量以修正干竹叶日产气量。试验各组的环境温度均维持在中温条件(35±2)℃。从试验启动的第2天起,每天定时记录日产气量。

1.3 方法

1.3.1 发酵液的配制

将干竹叶粉碎,用天平称取适量,放入发酵装置进行发酵。

本实验设1个实验组和1个对照组,重复设3个平行。

实验组1:120m L接种物,10.1932g原料,加水至400m L刻度线;

实验组2:120m L接种物,10.1862g原料,加水至400m L刻度线;

实验组3:120m L接种物,10.2002g原料,加水至400m L刻度线;

对照组1:120m L接种物,加水至400m L刻度线。

对照组2:120m L接种物,加水至400m L刻度线。

对照组3:120m L接种物,加水至400m L刻度线。

各组的试验处理详见表2。

1.3.2 测定项目及方法

TS、VS:采用常规分析法[2],测定原料、接种物以及发酵前后料液的TS、VS。

发酵温度:控温仪调至33~37℃。

p H值:采用p H试纸测定原料、接种物以及发酵前后料液的p H值。

产气量:本实验采用水压式法收集沼气,从实验启动的第2天起,每天定时记录各套装置的产气量。

干竹叶的日产沼气量=干竹叶试验组日产沼气量-空白对照组日产沼气量。

2 结果与讨论

2.1 发酵料液发酵前后相关指标的测定

发酵料液前后的TS、VS和p H变化结果见表3。

从表3可以看出,发酵前后实验组、对照组的原料中的TS、VS含量都降低了,这表明在发酵过程中,原料都被消耗了。从实验组来看,其发酵前后TS、VS的变化说明,干竹叶是可以发酵产气的,它的TS利用率16.52%,VS利用率为1.74%;从对照组来看,发酵前后TS、VS的变化不是太大,可以产生少量沼气。

2.2 产气量

本实验发酵持续时间为70d,其中第5~65天所产沼气燃烧状况良好,但从第65天开始至发酵结束每天虽产生很少量气体,但不能持续燃烧,甲烷含量较低。在发酵产甲烷的过程中,日产气量变化见图1。

由图1可知,干竹叶发酵启动时间较短,所以,干竹叶在一定条件下适宜作为发酵原料。

2.3 结果

本实验发酵持续时间为70d,其中第5~65天所产沼气燃烧状况良好,但从第65天开始至发酵结束每天虽产生很少量气体,但不能持续燃烧,甲烷含量较低。在发酵产甲烷的过程中,累积产气量统计见表4。

由表4可知,总产气量=实验组总产气量-空白对照组总产气量=2604m L

TS产气潜力为:268.26m L/g

VS产气潜力为:293.50m L/g

2.4 讨论

由表3可知,发酵前后实验组、对照组的料液的TS、VS含量都降低,这说明原料被消耗产生甲烷,并根据表中的数据可以得出:对于实验组,其原料的TS利用率为16.52%,VS利用率1.74%。通过查阅文献,与其它适宜的发酵原料对比可知,干竹叶在一定适宜条件下作为发酵原料。对于对照组,其TS、VS含量虽发生了变化,但变化量小,产生了少量的气体。由图1可知,干竹叶发酵启动时间较短。所以,同样可得,干竹叶在一定条件下适宜作为发酵原料。

实验使用的接种物,培养时间长,里面富集的厌氧微生物,种类多、数量大,使原料得以彻底发酵,产生大量沼气。而且整个发酵实验都是在室内进行,每组试验都配备了控温仪和加热棒,使温度控制在(35±2)℃,有利于发酵过程顺利进行;在启动发酵后产气,第5~65天所产沼气燃烧状况良好,但是,从第65天开始至发酵结束,每天虽产生很少量气体,但不能持续燃烧,甲烷含量较低。原料的产气率即产气潜力为:268.26m L/g·TS或293.50m L/g·VS。通过查阅文献,与其它适宜的发酵原料对比,可知,干竹叶在一定条件下适宜作为发酵原料。

3 结论

干竹叶作为沼气发酵原料,控制p H为中型或偏酸性,料液浓度为6%,可以发酵产沼气。

干竹叶是一种良好的发酵原料,在温度为(35±2)℃左右时,其产·气率即产气潜力为268.26m L/g·TS或293.50m L/g·VS。不失为一种有开发利用前景的潜在生物质能源,具有可开发性。

摘要：通过对干竹叶沼气发酵潜力的研究,得出其发酵潜力。以干竹叶为原料,在中温(35±2)℃条件下研究干竹叶的沼气发酵潜力。在400m L三角瓶中发酵70d,温度为(35±2)℃左右时,干竹叶的沼气发酵潜力为268.26m L/g·TS或293.50m L/g·VS。干竹叶不失为一种有开发利用前景的潜在生物质能源,具有可开发性。

关键词：干竹叶,沼气发酵,生物质能源

参考文献

[1]张无敌.沼气发酵残留物利用基础[M].昆明:云南科技出版社,2002.

[2]张世敏,尹芳,张无敌,等.小桐子壳发酵产气潜力的试验研究[J].林业实用技术,2009(2).

沼气发酵菌株的分离与性质分析 篇7

关键词：甲烷菌,分离方法,沼气

沼气是生物质能的重要组成部分,开发利用沼气资源对促进可再生能源发展,保持绿色生态环境有着重要作用。沼气发酵是一种多菌种协作发酵过程,由多种产甲烷细菌与非产甲烷细菌混合共同完成。其发酵过程是一个产甲烷细菌和非产甲烷细菌相互作用,相互制约的动态平衡过程。其中重要的功能菌株——甲烷菌是一种厌氧菌群,氧气的存在对其生长繁殖有着重要的危害作用,因此,长期以来在对甲烷菌进行分离纯化的过程中都需要严格的厌氧操作技术和复杂的实验设备,其分离纯化工作长期以来都制约着沼气的开发利用。作者课题组在长期从事沼气相关科研的过程中采用了两种方法,一种为传统的Hungate滚管法,一种为经过反复研究总结的方法,暂且叫包埋产气法。为更多实验室开展对甲烷菌的相关研究提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 菌株

试验菌株分自黑龙江省科学院微生物研究所在研的沼气产气菌群。

1.1.2 培养基

氯化铵0.1%;氯化镁0.01%;磷酸氢二钾0.04%;酵母提取物0.2%;蛋白胨0.2%;半胱氨酸0.05%;甲酸钠0.5%;乙酸钠0.5%;甲醇0.35%。

培养基A:上述培养基中加入琼脂糖1.5%;培养基B:上述培养基中加入琼脂糖0.5%。

1.1.3 仪器

AC2-4S1生物安全柜(ESCO BIOTECH 新加坡);DHP-9162恒温培养箱(上海一恒科技有限公司);JD100厌氧发酵罐(常州三环生物工程成套设备有限公司);TE2000倒置荧光显微镜(尼康);GC-14气相色谱仪;厌氧操作培养箱。

1.2 方法

1.2.1 Hungate滚管分离法

1.2.1.1 滚管接种

取10支盛有4.5ml无氧固体培养基的试管,加热融化后置于50℃水浴内,用无菌注射器取0.2ml样品稀释液接种,缓慢摇匀,避免气泡产生,立即平放入冰水中迅速滚动,使凝固的琼脂培养基均匀地贴附于管壁上。整个过程中要注意防止空气进入滚管,置于35℃培养箱中培养。

1.2.1.2 挑取菌落

首先准备挑菌落所用的弯头毛细管。将普通滴管的细头端在火焰上拉成毛细管,另一端塞上棉花并套上橡胶滴头。高压蒸汽灭菌后待用。挑菌步骤要求严格无氧,因此必须在厌氧操作箱中内进行。毛细管吸取菌落,吹至液体培养基内,盖紧管口。重复2～3遍直至得到纯培养物。

1.2.2 厌氧包埋产气法

1.2.2.1 底层斜面的制备

将培养基A融化后取8mL加入试管中,120℃灭菌20min;摆成长度约6～8cm的斜面,凝固后备用。

1.2.2.2 表层覆盖培养基的制备

将培养基B置于三角瓶中120℃灭菌20min,灭菌后培养基未凝固前使用,若培养基凝固,则使用微波炉加热至完全融化,置于50℃水浴中备用。

1.2.2.3 沼气发酵物的稀释及接种

取中温沼气发酵沼液,置于在厌氧操作箱中用无菌水连续稀释到10-1至10-7数量级,用接种环沾取各浓度稀释液于斜面培养基A上划线。划线结束后,立即将培养基B倒入试管中,使培养基B完全覆盖培养基A斜面,竖直放置,待培养基B凝固,置于培养箱中培养。

1.2.2.4 菌株纯化培养

待各试管中产生气泡后,选取气泡分布均匀、独立的试管,于厌氧操作箱中将气泡上层培养基取出,并迅速用接种环刮取气泡内壁菌落于斜面培养基A上划线,立即将培养基B倒入试管中,使培养基B完全覆盖培养基A斜面,竖直放置,待培养基B凝固,置于培养箱中培养。

1.2.3 分离菌株验证

1.2.3.1 涂片观察

纯产甲烷菌培养物染色结果应该均匀,细胞形态应统一,如果是杆菌,则菌体粗细程度应相等,镜检中不应观察到杂菌。

1.2.3.2 荧光菌体观察

用注射器取对数生长期的菌液,涂布于干净的载玻片上,直接加盖玻片,用落射式荧光显微镜高倍镜1 600×观察。在用420nm波长光照射下,视野中的所有菌体均应发出黄绿色荧光,证明其含有辅酶F420。

1.2.3.3 丰富培养基生长试验

产甲烷菌不能利用复杂有机物作为碳源底物,可依此来检测产甲烷菌中是否含有镜检无法发现的数量极少的杂菌。将少量菌液接种于无菌无氧的细菌液体培养基中,37℃摇床培养3d,如无生长状况出现,则视为纯甲烷菌培养物。

1.2.4 分离菌种性质测定

1.2.4.1 碳源底物测定

配制含有甲烷菌可能利用的不同碳源底物的液体培养基。将待测产甲烷菌对数期菌液以4 %的接种量同时接入各底物利用培养基,置于35℃静置培养1w以上,以色谱法测定生长。

1.2.4.2 最适生长温度试验

将同一种菌相同接种量的液体培养基同时放置于不同培养温度下静置培养,1w后用色谱法同时测定各瓶内的CH4产量。

1.2.4.3 最适生长pH和pH范围测定

在不同pH值的培养基中,通过比较比生长率的测定,以确定pH范围和最适生长pH。在生长过程中或生长后测定pH,以确保pH值保持在有效范围内变化。

1.2.4.4 抗生素敏感试验

选取了有代表性的6种常用抗生素,加至配好的无菌乙酸钠液体培养基中,接种及生长测定同上。

1.2.4.5 生长速率测定

以比浊度法测定产甲烷菌在液体培养基内的生长速率。将菌液以 1 %的接种量接入250ml甲烷菌培养基中。静置培养, 每隔24h取样1ml,用分光光度计在600nm处测量OD值。直至1w后生长速率明显降低。以OD值和菌体生物量的关系求得生长速率。

1.2.4.6 产气量的测定

将待测产甲烷菌对数期菌液以1 %的接种量同时接入液体培养基10ml,置于静置培养3d以上,测定沼气产量。

2 结果

2.1 厌氧包埋产气法

由1.2.2中方法接种后,经过中温培养,培养基中产生气泡,后期部分气泡相通后使培养基断裂分层。结果见图1。

2.2 菌株纯度测定

由1.2.3.1中方法对分离菌株的纯培养物进行镜检,结果见图2。

2.3 分离菌株细胞形态及生理生化条件

分离菌种的细胞形态及生理生化条件结果见表1。

2.4 抗生素敏感试验

所得结果如表2所示(+代表对抗生素敏感,-代表对抗生素耐受)。

2.5 分离菌株生长率测定

由1.2.4.5方法对分离菌种进行培养和测定,结果见表3、图2。

2.6 产气量的测定结果

由1.2.4.6方法进行培养和测定,产气结果见表4、图3、4

3 讨论

对于包括甲烷菌在内的厌氧菌分离,目前国内普遍使用的方法是亨盖特滚管系列分离方法。这些方法的优点在于分离步骤严谨、分离菌株特异性强、适用菌种广等,但同时也存在着实验设备要求较高、操作相对繁琐等不足,这样就制约了一些实验设备不足的科研单位开展对甲烷菌的研究工作。在最初尝试使用双层斜面法纯化培养甲烷菌时,双层培养基琼脂使用相同的1.5%用量,随着菌落增长并产气,培养基断裂并分层,不易判断菌株位置。随后更换使用下层1.5%,上层0.5%的琼脂用量,这样既保证了下层培养基的支撑力,又获得了较松软的容纳气泡空间,培养后得到了相互独立且大小比较均一的气泡,便于获取菌株进行纯化。本文中使用的厌氧包埋产气法在对甲烷菌的分离操作中,同样能够达到菌株分离及纯化的目的,为甲烷菌的分离纯化提出了一条新的思路。与此同时,该方法在尝试初期也存在着诸多不足之处,希望专家提出建议以备我们在今后的科研工作中继续完善。

参考文献

[1]中国科学院微生物研究所《菌种保藏手册》编著组.菌种保藏手册[M].北京:科学出版社,1990:238-239.

[2]龚革,王修垣.九株嗜热产甲烷菌的特性[J].微生物学报,1997,37(5):378-384.

[3]陈光胜,东秀珠,苏京军,等.厌氧降解丁酸共培养物中产氢产乙酸细菌与产甲烷细菌的分离与再组合[J].微生物学报,1995,35(6):442-449.

[4]石万良,钟传奇,唐兵,等.极端嗜盐古生菌(Natrinema sp.)R6—5胞外嗜盐蛋白酶的纯化和性质研究[J].微生物学报,2007,47(1):161-163.

[5]刘晓风,徐恒,邓字,等.一株产甲烷菌的生物学特性及系统发育分析[J].四川大学学报,2006,43(3):661-665.

[6]杨秀山,田沈.固定化甲烷八叠球菌研究[J].中国环境科学,1997,17(3):265-271.

[7]刘亭亭,曹靖瑜.产甲烷菌的分离及其生长条件研究[J].黑龙江水专学报,2007,34(4):120-122.

沼气发酵有机肥 篇8

针对目前缺乏沼气工程加热方式对发酵原料温度场影响的基础及应用研究等现状，本试验拟采用自制沼气工程发酵装置，对不同加热方式的发酵原料温度场分布规律及温度场随时间变化的波动情况进行研究，从而得出对沼气发酵较为有利的加热方式。

1 材料与方法

1.1 试验系统装置

沼气工程发酵装置由移动式发酵罐、组合式加热装置、温度场自动检测系统、发酵原料保温恒温自控系统4部分组成，沼气工程发酵装置总体布置如图1所示，发酵装置及试验如图2所示。

1.1.1 发酵罐

发酵罐是沼气工程的关键装置，本试验自制0.75m3全钢制发酵罐，其特点为：(1)发酵罐体设计为圆柱体，高径比H/D=1.1，其内高1 050mm、内径950mm、总高1 760mm，外径1 360mm。(2)发酵罐保温材料采用聚氨酯发泡，保温层厚度不低于200mm，保温性能良好。(3)发酵原料有进、出管。(4)发酵罐外壁有水位计，用于观察罐体内的发酵原料高度。发酵罐的结构如图3所示。

1.1.2 组合式加热装置

组合式加热装置安装在0.75m3发酵罐内，有平面螺旋型电加热管和U型电加热管2种加热管，其中平面螺旋型电加热管外径750mm、U型电加热管长度820mm。本试验采用这2种加热管组合成底部加热、内侧壁加热和底部内侧壁组合加热3种加热方式进行研究，每种加热方式的功率基本一致。

底部加热装置由2支独立平面螺旋型电加热管组成，每支1kW共2kW，组合后外径820mm，距离罐底70mm。内侧壁加热装置在内侧壁纵向布置8支U型电加热管，总功率为2kW，组合后直径820mm, U型电加热管下端距离罐底115mm。底部内侧壁组合加热装置由底部1支平面螺旋型电加热管1kW，内侧壁纵向布置4支U型电加热管1kW组成，共计2kW;底部加热管直径750mm，距离罐底70mm;内壁加热管组合直径820mm，加热管下端距离罐底115mm。

1.1.3 发酵原料温度场测点布置

发酵原料温度场测温点布置：在体积0.75m3、内径950mm、内高1 050mm的发酵罐内安装温度测点，其高度方向分上下两层布点，下层距底面300mm，两层之间距离300mm;同一层面沿三个方向分圈布点，中心布点1个、第一圈距中心270mm布点3个、第二圈距中心470mm布点3个，每层布点7个，两层共布点14个，其布置如图4所示。

1.2 试验地点与方法

试验时间及地点：2010年9月在四川爱特保鲜贮藏技术开发有限公司冷藏库内。

试验条件：采用底部加热、内侧壁加热和底部内侧壁组合加热3种加热方式;高温发酵原料控制温度53±0.5℃、中温发酵原料控制温度33±0.5℃;试验环境温度5±1℃;发酵原料用水替代，原料高度950mm，原料质量675kg。

试验内容：采用单因素试验方法，研究底部加热、内侧壁加热和底部内侧壁组合加热3种加热方式，高温发酵、中温发酵2种发酵工艺，共计6种状态下，发酵原料温度场分布规律。研究同一测点24小时温度的平均值、平均值偏差和极差;同一层面24小时温度的极差;整个温度场24小时温度的极差;整个温度场24小时随时间变化的波动。

试验方法：发酵原料温度达到发酵工艺要求温度后，由自控系统对原料温度进行恒温控制，温度控制精度为±0.5℃，测试不同加热方式、不同发酵工艺条件下发酵原料温度场中各测温点的温度。试验时间为24小时内在线测定，测定时间为每5秒自动测试并记录1次，每1测温点的数据总量为17 281个，每层测温点的数据总量为120 967个，每次试验测出的数据总量为241 934个。

试验数据：平均值为同一测点24小时内17 281个温度数据的算术平均值，平均偏差为该组数据算术平均值的绝对偏差的平均值，极差为最大值与最小值之差。同层极差为同一层面24小时内120 967个温度数据中最大值与最小值之差。整个温度场24小时温度的极差为241 934个数据中最大值与最小值之差。

2 结果与分析

2.1 底部加热方式发酵原料24小时温度场分布规律。

2.1.1 高温发酵同一测点平均偏差≤0.18℃，最大极差0.8℃、最小极差0.4℃;同层极差及整个温度场极差达1.6℃。

2.1.2 中温发酵同一测点平均偏差≤0.19℃，最大极差1.6℃、最小极差0.4℃;同层极差≤1.6℃;整个温度场极差达1.6℃。

2.1.3 高温发酵、中温发酵两种工艺的温度场分布稳定均匀，无显著差异。分析原因，可能是被加热的发酵原料从下到上呈自动上升趋势，而底部加热装置的位置在下面的同一平面上与原料上升趋势无冲突，所以温度场分布稳定均匀。

2.2 内侧壁加热方式发酵原料24小时温度场分布规律。

2.2.1 高温发酵同一测点平均偏差≤0.48℃，最大极差1.9℃、最小极差0.8℃;同层极差≤2.9℃;整个温度场极差达3.9℃。

2.2.2 中温发酵同一测点平均偏差≤0.23℃，最大极差1.2℃、最小极差0.4℃;同层极差≤2.4℃;整个温度场极差达2.8℃。

2.2.3 高温发酵的平均偏差、最大极差、最小极差、同层极差、整个温度场极差及温度场随时间变化的波动均高于中温发酵。分析原因，由于被加热的发酵原料从下到上呈自动上升趋势，而内侧壁加热装置的位置也从下到上布置，造成下部原料聚积的热量低于上部，下部原料的平均温度明显低于上部原料的平均温度，且发酵原料温度越高差异越大。

2.3 底部内侧壁组合加热方式发酵原料24小时温度场分布规律。

2.3.1 高温发酵同一测点平均偏差≤0.18℃，最大极差0.8℃、最小极差0.4℃;同层极差为1.0℃;整个温度场极差达1.0℃。

2.3.2 中温发酵同一测点平均偏差≤0.41℃，最大极差2.4℃、最小极差0.8℃;同层极差≤2.4℃，整个温度场极差达3.2℃。

2.3.3 高温发酵、中温发酵两种工艺的平均偏差、最大极差、最小极差、同层极差、整个温度场极差及温度场随时间变化的波动均高于底部加热方式、低于内侧壁加热方式;且中温发酵的温度极差、温度场波动均高于高温发酵。分析原因，由于发酵原料部分被底部加热装置加热，部分被内侧壁加热装置加热，可能造成被底部加热装置加热的发酵原料在从下到上自动上升的过程中，与被内侧壁加热装置加热的发酵原料短路，并且具有随机性而与发酵温度无对应关系。

3 讨论与小结

3.1 发酵罐内底部加热方式发酵原料整个温度场分布最稳定，在24小时内同一测点的平均偏差、最大极差、最小极差、同层极差、整个温度场极差及温度场随时间变化的波动最小，最大极差达1.6℃，且高温发酵、中温发酵的温度场分布无明显差异。

3.2 发酵罐内侧壁加热方式发酵原料整个温度场波动最大，在24小时内同一测点的平均偏差、最大极差、最小极差、同层极差、整个温度场极差及温度场随时间变化的波动最大，最大极差达3.9℃，且高温发酵的温度极差、温度场波动均高于中温发酵。

3.3 发酵罐内底部内侧壁组合加热方式发酵原料温度场分布、同点极差、同层极差、整个温度场极差及温度场随时间变化的波动界于底部加热和内侧壁加热之间，在24小时内最大极差达3.2℃，且中温发酵的温度极差、温度场波动均高于高温发酵。

综上所述，发酵罐内底部加热是最佳的加热方式，其发酵原料温度场分布最稳定，且随时间变化的波动最小。

摘要：试验采用自制沼气工程发酵装置, 研究发酵罐内的底部加热、内侧壁加热和底部内侧壁组合加热3种加热方式, 在高温发酵、中温发酵2种发酵工艺状态下, 发酵原料温度场分布规律和温度场随时间变化的波动。试验结果表明:发酵罐内的底部加热方式是最佳的加热方式, 其发酵原料温度场分布最稳定, 温度场随时间变化的波动最小, 对沼气发酵最有利。

关键词：沼气工程,发酵装置,发酵原料,加热方式,温度,温度场

参考文献

[1]樊美婷, 刘科, 刘建禹.高寒地区沼气工业化生产配套加热系统的初步设计[J].农机化研究, 2008, (3) :105-30。

农村沼气发酵在生产中的应用及管理 篇9

1 沼肥在生产中的应用

1.1 沼肥在蔬菜上的应用

沼肥种菜, 可提高蔬菜抗病虫害能力, 减少农药和化肥的投资, 且长势旺盛, 从而提高蔬菜产量和品质。经农产品质量安全检测站多次抽样检测, 其合格率均在95%以上;同时, 使用沼肥是发展无公害蔬菜的一条有效途径。技术要求如下:

1) 沼渣作基肥时, 视蔬菜品种每亩用2 000~3 000 kg, 在翻耕时撒入, 也可在移栽前采用条施或穴施, 如对于采用大穴大肥的瓜菜类, 每亩用沼渣3 000 kg, 过磷酸钙35 kg, 草木灰100 kg和适量生活垃圾混合后施入穴内, 盖上一层厚5~10 cm的园土, 定植后立即浇透水, 及时覆盖稻草或秸秆。

2) 沼液作土壤追肥时, 每亩用量为2 000~3 000 kg, 施肥时先在作物旁边开沟或挖穴, 施肥后立即覆土。

3) 沼液作叶面追肥时, 在蔬菜生产期间, 可随时淋施或叶面喷施。淋施每亩用沼液1 000~3 000 kg, 施肥宜在清晨或傍晚进行, 阳光强烈和炎夏中午不宜施肥, 以免肥份散失和灼伤蔬菜叶面及根系。作叶面追肥喷施时, 沼液宜先澄清过滤, 用量以喷至叶面布满细微雾点而不流淌为宜, 要注意炎夏中午不宜喷施, 雨天或快下雨时不宜喷施。喷后24 h内遇雨则需补喷。蔬菜上市前7 d, 一般不追施沼肥。

1.2 沼肥在果树上的应用

沼肥种果, 可提高座果率5%以上, 增产幅度10%~35%, 果实甜度提高0.5~1度, 果型美观, 商品价值高。施用沼肥还可以减轻果树病虫害, 保证果树有良好的长势, 减少大小年差异, 并具有明显的抗低温冻害效果。果树施沼肥方法简便, 可靠性强, 无副作用, 是一项值得推广的技术。

1) 沼渣施肥。一般应结合果树长势确定施肥量和操作技巧, 长势差的应重施, 长势好的轻施;衰老的树重施, 幼壮树轻施;着果多重施, 着果少的轻施。在11月上旬将沼渣与秸秆、麸饼、土混合堆沤腐熟后, 分层埋入树冠滴水线施肥沟内。幼树用量:落叶果每株4~8 kg, 常绿果每株4~6 kg。结果树:每株施入沼渣50 kg或沼液100 kg左右, 另加0.5 kg磷酸二氢钾。

2) 沼液施肥。在果园施用沼液时, 一定要用清水稀释2~3倍后使用, 以防浓度过高而烧伤树根。幼树施肥, 可在生长期 (3~8月) 之间施沼液。其方法是:在树冠滴水线内挖1~2 cm浅沟浇施, 每株5 kg, 取出沼液稀释后浇施或浇施沼液后再用适量清水淋施, 以免烧伤树根。每隔15~30 d浇施1次。成年树催梢施肥, 在果树萌芽抽梢前10 d, 用60%的沼液掺水浇施, 每株2 kg;新梢抽出15 d后, 每株施60%的沼液3 kg。保果施肥, 常绿果树在5月上旬生理落果前施用, 每株施80%的沼液或沼渣2~3 kg;落叶果树在果径1 cm左右施用, 每株施80%的沼液2~3 kg。

3) 沼液叶面追肥。在果树每个生长期前后都可用沼液作叶面追肥。具体方法:从沼气池水压箱或储粪池内取出的沼液停放一会用纱布过滤后, 浓度控制在50%~60%, (即根据沼液浓度, 施用作物及季节、气温而定, 1份沼液加1份清水, 气温较低又是老叶时, 可不必加水, 选择早晨、傍晚或阴天喷施。喷施沼液时要侧重叶背面, 如果果树虫害严重可添加适量农药喷施, 对于结果很多的果树可以在沼液中加0.05%~0.1%的进口尿素进行喷施;对于幼年树或挂果少的果树, 在沼液中加入0.2%~0.5%的磷、钾肥, 以促进下年花芽的形成。果实膨大期, 每亩用沼液100 kg加入0.15%的尿素和0.03%的磷酸二氢钾喷至叶面布满水珠而不滴水为宜。每隔7~10 d喷施1次, 可多次喷施。

4) 沼液防冻害。冬季作防冻害叶面喷施沼液, 其方法是:可在采果后结合冬季清理果园进行喷施, 以后每隔5~7 d喷1次, 连续喷3次, 也可同时在树根部加施沼肥, 这样效果会更好。

2 存在的问题

2.1 建设质量缺乏监管和竣工检验

农村沼气建设量大面广, 遍布千家万户, 建设周期长、环节多、要求高, 需要完成“规划放线、施工准备、土方施工、结构施工、密封施工、管网施工、设备安装、质量检验”等工序, 每个工序都需要有专业技术人员的监督和管理, 建成的沼气工程要满足整体结构强度合格和整体气密性合格的基本要求。部分地区不能按照沼气工程建设规律, 进行严密的技术监督和管理, 缺乏精准的施工工序质量标准和检验措施, 导致部分技工随意施工, 质量无法保证, 建成后无人验收, 投料后漏气不能使用。

2.2 沼气启动缺乏合理配料和指导

沼气发酵是专业性很强的生物工程, 是复杂的微生物应用过程。只有有了大量的沼气微生物, 并使各种类群的微生物得到最佳的生长条件, 各种有机物原料才会在微生物的作用下转化为沼气。沼气工程的正常、快速、高效启动制约和影响着沼气系统的正常运行。只有高度重视科学启动关, 严格按照沼气发酵原理、工艺条件及操作规范进行科学配料和启动, 才能保证沼气系统的正常运行。由于农村沼气建设数量大、时间紧、区域广、人力少, 已建成的户用沼气池普遍存在着缺乏科学的原料配比和正确的启动指导, 导致沼气池不产气或产气点不着, 出现较多的启动故障。由于用户缺乏沼气发酵专业知识, 因此无法处理这些故障, 直接影响到沼气系统的正常运行和使用。

2.3 日常管理缺乏长效的服务机制

“三分建设, 七分管理”是沼气工程科学管理重要性的真实写照。只有构建科学规范、切实可行、操作性强的管理机制, 落实综合素质高、责任心强的专业管理人员, 严格按照沼气系统管理规程科学管理, 才能保证沼气系统永续、高效、均衡运行。农村沼气长效运行需要建立符合农村特点的市场机制。通过研究和制定优惠政策, 采取产品后补助的方法, 扶植沼气专业合作社和沼气专业公司发展壮大, 使其成为农村沼气长效运行的主力军。

3 技术对策

3.1 精确设计, 科学配套

中小型沼气工程是涉及多学科、多技术、多设施、多装备的系统工程。科学规划、精确设计对于发挥农村沼气促进农业增产、农民增收、提高农民生活水平和改善生态环境的作用尤为重要。中小型沼气工程规划设计应根据地域特点, 因地制宜, 精确设计, 配套“原料清杂调质、系统保温增温、发酵传质搅拌、沼气净化贮存、沼肥贮存利用”等沼气工程必不可少的设施和装置, 为工程长效运行奠定坚实的基础。

3.2 吐故纳新, 增强动力

为保证沼气发酵微生物进行正常的新陈代谢, 使沼气工程产气正常持久, 应按照沼气微生物生长繁殖规律, 定时定量、科学合理地补充新鲜原料和营养元素, 及时排出发酵剩余物用做肥料。沼气工程日常管理要避免只进不出, 避免大进大出, 连续均衡进出, 选择适宜发酵负荷。

3.3 动态发酵, 精细管理

静态发酵存在原料分层结壳、有效容积减小、菌料传质能力低、出料困难等技术问题。解决静态发酵的方法有:手动式回流搅拌技术;自动回流搅拌与沼液冲厕 (圈) 技术。该技术利用由潜污泵、微电脑时控开关和回流搅拌管网构成的自动搅拌系统, 将沼气池调压间的沼液定时打到发酵池内, 进行回流搅拌, 消除结壳和分层现象, 提高菌料传质能力和产气效率。通过转换阀门, 还可以实现沼液冲厕 (圈) 和机动出料的目的。

3.4 综合利用, 长效发展

农村沼气的生命力在于综合利用, 要把综合利用作为服务和促进农村经济发展新的增长点, 通过大力开展沼气循环农业, 延长沼气产业链条, 促进农业增产、农民增收。研究制定和公布沼肥施用技术规范, 为开展综合利用奠定基础。充分发挥综合利用在发展有机农业、生态农业方面的重要作用, 发展绿色、无公害农产品, 提升农业发展水平;研究制定鼓励开展沼渣、沼液利用的政策措施, 配肥施用装备和应用技术, 进一步加快综合利用步伐。

总之, 沼气工程是连接养殖和种植的纽带, 是现代循环农业建设的核心, 随着农村沼气事业的发展, 许多急需研究和解决的关键技术问题逐渐显现出来, 需要今后加大科学研究支持力度, 予以重点研究和解决。这些技术包括:前后处理与厌氧消化一体化沼气装置及其工艺技术研究;沼气工程太阳能主动式加热和整体保温装备与技术研究;沼气发酵营养调配机理与高产发酵技术研究;沼气发酵剩余物综合利用装备与施用技术研究;沼肥特性及其对农作物品质和生产特性的影响研究;低温、高产沼气发酵菌株接种及其发酵工艺技术研究。

摘要：就沼气工程建设管理中存在的问题、应对措施以及沼肥在蔬菜、果树种植中的应用进行了阐述和探讨。

关键词：沼气发酵,沼气,应用技术

参考文献

[1]徐立明.农村沼气技术与建设[M].北京:中国农业科学技术出版社, 2008.

[2]刘耕.用放心气:农村沼气利用[M].北京:中国计划出版社, 2007.

[3]邱凌.农村沼气与庭园生态农业[M].陕西:西北农林科技大学出版社, 2007.

沼气发酵有机肥 篇10

摘要：根据目前山西省农村新建沼气池产气难的问题, 提出不同地区发酵原料配比, 如以猪粪为主加作物秸秆、以牛粪为主加猪粪、以玉米秸秆为主的发酵原料, 并着重介绍了新建沼气池快速启动的配套实用技术以及详细的操作步骤。

关键词：沼气池,发酵原料配比,快速启动

“九五”、“十五”以来, 山西省以建设农村户用沼气池为主要内容的农村能源建设, 紧紧围绕改善生态环境、退耕还林还草、农民增收和脱贫致富奔小康、发展农村经济等方面做了大量的工作, 取得了显著成绩, 受到社会各方面的关注和肯定。山西省人民政府已把农村沼气建设列为“省长工程”, 这大大加快了全省农村沼气建设的步伐。到目前为止, 全省农村户用沼气池已发展到20万余户, 各种能源生态模式10万余户, 由南向北发展到全省40个县、市。在新的形势下, 各级政府对加强农村沼气建设、加快发展步伐又提出了新的要求。一个以沼气为纽带的农村能源建设新高潮正在山西省掀起。这是发展的主流, 但同时也要清醒地看到, 从发展沼气的深层次考虑、长远发展观点上看, 还存在不少问题, 需要认真思考, 并下大力气认真解决好影响山西省农村沼气发展的普遍问题。如不能即时加以解决, “十一五”期间, 从外表上看, 到处都有沼气池, 但管理使用情况不理想, 并没有取得相应的综合效益, 和上级政府、广大群众的要求差距较远。山西省各级政府在发展农村户用沼气池, 普遍推行的都是政府行为, 难免出现重数量轻质量, 重建设轻管理, 重业绩轻效益, 重建池轻发酵等现象, 根据在临县、怀仁、应县的调查研究发现, 约有40%新建沼气池因忽视发酵技术导致不产气或很少产气等现象, 在一定程度上影响农村沼气事业的发展。为此, 现就山西省农村户用新建沼气池, 主要发酵原料配比和快速启动发酵技术提出几点看法。1主要发酵原料配比山西省目前农村沼气池主要发酵原料有猪粪、奶牛粪、肉牛粪、骡马粪、作物秸秆等。根据各地原料资源对上述发酵原料进行合理的科学配比, 是充分利用发酵原料达到沼气池产气快、产气率高、维持产气高峰时间长的重要技术措施。沼气池发酵原料的配比主要是根据各种原料中所含碳氮比 (C/N) 来决定的, 碳素是沼气细菌活动的能量来源, 例如各种作物秸秆、杂草、树叶等, 而氮素是合成细菌原生质的主要成分, 例如人畜粪便等, 这2种原料要进行合理的搭配, 混合进料, 才能获得较好的产气量, 现介绍适合山西省使用的几种发酵原料配比。1.1以猪粪为主加玉米秸秆猪粪C/N为13∶1, 含氮较多, 玉米秸秆C/N为53∶1, 含碳素较多, 一个10m3的沼气池, 按沼气池发酵容积的80%计, 各原料的配比应为猪粪4m3, 玉米秸秆400kg, 接种物3m3, 粪草比基本为2∶1。用稀人粪尿代替自来水。如没有人粪尿可加0.3%～0.5%的碳酸氢铵或0.1%～0.3%尿素的水溶液, 另加5kg石灰的水溶液。1.2以牛粪为主加猪粪鲜牛粪的C/N为25∶1, 一个10m3沼气池各原料配比应为牛粪3～4m3, 猪粪2m3, 接种物3m3, 加人粪尿和少量石灰水溶液, 若用牛粪加玉米秸秆作为发酵原料, 要加5～10kg尿素和5kg石灰的水溶液, 最好用人粪尿代替自来水, 效果更佳。1.3以玉米秸秆为主要发酵原料用玉米秸秆作为沼气主要发酵原料虽然还没有推广, 但有些用户一直在利用作物秸秆、杂草发酵, 而且积累了不少经验, 相信在不久的将来玉米秸秆会在沼气建设中发挥作用。我国有5×108t左右的农作物秸秆, 1t秸秆能产250～300m3沼气。秸秆不仅数量大, 随用随取, 还能生产大量的有机肥料。用作物秸秆作为沼气主要发酵原料益处很多, 许多农民还是乐于应用, 但必须注意以下几点。1.3.1沼气池要小而浅活动盖口要大, 直径不能小于1m, 这样便于出料。结合农时用肥, 1年要大出料2～3次。1.3.2防止结壳沼气池装完发酵原料后, 在料液上面放置5～7个用竹或槐条编制的篮框, 在篮框内放置1～2块整砖, 稍加压, 让篮框一半沉于料液下, 一半露在气箱中, 让篮框不上浮也不下沉。篮框内只有料液没有秸秆结壳, 这样便于加快沼气释放速度。1.3.3秸秆粉碎或拉丝将秸秆粉碎或拉丝成2～3cm, 使其使用更加方便。秸秆粉碎或铡碎, 从目前来讲耗电量不算太大, 平均每铡碎100kg秸秆, 耗电量为0.5kW·h, 在经济上已经很合算, 农户完全能接受。1.3.4秸秆必须进行预处理秸秆铡碎以后可以大量地直接喂牛羊, 一方面秸秆过腹产生粪便, 一方面把大量的吃不完的秸秆通过牛羊的粪尿混合后进行踩踏、酸化。也可以直接把秸秆垫入猪圈内酸化, 可以天天加料入圈, 不受时间限制, 操作也方便。通过上述入圈预处理后的秸秆入池后可以加快发酵速度和提高利用率。1.3.5勤进料出料每年的4月—11月, 除大出料外, 还要勤出料, 勤进料, 每加到50kg秸秆后, 必须要出料了, 进料的多少要按用气量和温度来决定。一般料温在15℃～30℃时, 每加1kg秸秆可产气0.35m3/kg以上, 可满足做一顿饭的燃料需要。进料时尽量从水压间取出发酵后的料液或水进行冲刷、搅拌, 使秸秆和料液尽量混合。1个10m3沼气池, 每天进秸秆3kg, 一年可利用作物秸秆1100kg以上, 可产沼气400m3左右。用人粪尿代替自来水沼气池产气又快又多。1.3.6充足的高质量接种物一般用旧沼气池内的沉淀物, 或旧沼气池水溶液作为接种物, 附近没有旧沼气池, 必须进行接种密集培养。全秸秆发酵产酸较多, 用5～8kg石灰的水溶液调节发酵物的pH值, 同时加入5～10kg尿素水溶液来调节发酵物的碳氮比。进料前都要进行原料的预处理。2快速启动技术2.1足够的接种物新建沼气池一般都没有沼气发酵微生物, 只能通过自己富集培养来达到足够的接种物, 一般接种物不能少于总发酵料的1/3。新建沼气池完工后, 立即着手收集发酵原料, 一个10m3沼气池需要2m3新鲜猪粪和1m3新鲜牛粪或猪牛粪各1.5m3, 把2种原料均匀混合拍碎, 不加水或少加水, 堆成堆, 用铁锹稍加压实, 用塑料布密封覆盖, 堆中插1支酒精温度计, 经常观察堆温。堆温最高不能超过60℃, 维持1d时间后进行里外翻堆, 降低堆温后再行压实密封堆沤, 一般春秋堆沤5～7d, 夏天3～4d。接种物富集培养结束时间要和发酵原料预处理的结束时间一致, 接种物培养结束后就进行池外堆沤。2.2适宜的发酵浓度北方气温较南方低, 产气率也低, 发酵原料大部分是猪牛粪, 含水量都在80%左右, 在发酵池内原料不太容易流动, 所以发酵浓度都比南方高, 一年四季发酵液浓度都可以控制在10%～13%。如发酵原料不足时, 可降低到夏天8%～10%, 冬季10%～12%。2.3合理的碳氮比沼气细菌是有生命的微生物, 一定要按照沼气发酵过程中微生物活动所需要消耗的碳素、氮素比来确定入池的原料碳氮比, 一般为20～30∶1为宜, 如按照前述的几种原料发酵配比, 一般都能达到这一比例。2.4适宜的酸碱度沼气池发酵料液酸碱度一般应保持在中性, 即pH值为7左右为宜。沼气微生物发酵第一、第二阶段为分解产酸阶段, 主要产生乙酸、丙酸、丁酸等, 使发酵液变酸, 所以在进料时加上石灰的水溶液来调节pH值。沼气池启动以后的发酵过程, 沼气微生物自己能调节pH值在适当的范围内。2.5稳定的发酵温度沼气发酵产气随气温升高而增加, 根据多年试验证明, 在我国北方一般要求夏季池温稳定在18℃以上, 冬季13℃以上, 都能达到长时间的产气高峰。每年4月上旬到11月底, 山西省各地的气温都能保证沼气池的正常产气, 气温低于零度, 池温低于9℃～11℃, 沼气微生物停止生命活动。一般要求春季建池夏秋季进料, 尽量做到入冬以后不要进料, 如要冬季进料, 一定要做好保温增温措施。沼气启动时, 原料在池内堆沤时稍长一些, 5～10d, 让池内温度达到50℃以上, 然后加40℃的温水, 直至加满到指定位置, 立即封口;利用塑料暖棚增温保温;在发酵池外侧50cm处挖防寒沟, 深1.5m, 宽0.5m, 内垫塑料布, 内堆保温材料或满沟用玉米秸秆进行高温堆肥, 防寒沟顶部覆盖好塑料布后堆土压实。同时, 在沼气池上方堆2m厚的干草压实, 上盖塑料布, 或堆1.3m高的干土压实保温;在沼气池北、西、东方向, 防寒沟外侧用玉米秸秆搭建简易挡风墙, 高2m, 厚10cm, 外用泥土抹实, 不能透风, 这种土办法同样能起到防风保温作用。2.6预处理入池发酵原料无论采用何种原料配比, 都要进行预处理, 预处理主要把入池原料进行池外池内堆沤。2.6.1池外堆沤以猪粪为发酵原料, 先把发酵原料摊开暴晒1～2d, 经常翻动, 拍碎, 来提高原料的温度, 选择一个炎热的中下午, 把接种物、石灰水溶液和发酵原料充分混均, 水分要适中, 如水不够, 可加一些河水, 或晒过1d的井水, 不要用凉井水。堆成堆稍加压实, 并用塑料布覆盖密封发酵, 夏天2～3d, 冬天3～5d, 堆中插一温度计, 温度上升到50～60℃, 再维持0.5～1d (不能让发酵原料因温度过高而变白) , 立即入池进行池内堆沤。2.6.2池内堆沤当日趁堆温较高时, 立即把池外堆沤的发酵原料入池进行池内堆沤, 池外堆沤时间不能太长, 时间长了, 虽然能加速产气速度, 但消耗多, 影响池内产气率。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, 池内发酵夏天3～5d, 冬天5～7d。堆沤期间每天观察池内的料温, 当料温升高40℃～50℃, 再维持1～2d即可大量倒入稀人粪尿和河水或已经晒过1d的井水。并用直径10～15cm粗的木棒在池内捣20多个料洞, 插到池底, 并把木棒在料洞中上下抽动, 左右摇摆, 把事先扎好的直径10cm粗的1m长的小竹捆或小树条捆或葵花秆捆插入料液洞中, 露出液面20cm即可。大换料时可以取出再用, 这种方法既便于操作, 破壳效果又好, 产气速度快。也可在料液表面放置篮框。