秸秆厌氧干发酵产沼气的研究

方案设计、项目可行性研究和评估决策等理论与方法。同时．还列举了大量的
实际案例以供参考和借鉴。由于农业产业发展战略谋划和项目设计涉及的知识
比较广泛，该书按照不同的内容分篇、分章编写，以供读者系统阅读或有选择地
阅读。因此，该书不仅适合于从事农业计划与管理的人士、涉农企业负责人、
银行信贷人员、农业建设项目承担人员、国家注册咨询工程师（投资）参考使
１００００
２５０００ｉｉ
２００００（
１５０００七 １００００－
５Ⅻ
时ＩＪ＇ｌ／天
蜘撕啪咖啪伽撕ｏ
图４秸秆日产气量及累计产气量 新能源产业 ２５
科学研究
３．结论 经试验测定，在温度３８℃、没有经过预处理高浓 度发酵的条件下，玉米秸、稻草、烟叶杆及木薯杆的 ＴＳ产气率分别为４１３ｍｌ／ｇ、３３６ｍＩ／ｇ、３３３ｍＩ／ｇ、２２２ｍｌ／ ｇ，而ＶＳ产气率分别为４７０ｍＩ／ｇ、３８７ｍＩ／ｇ、４２６ｍＩ／ｇ、 ２４１ｍＩ／ｇ；玉米秸、稻草、烟叶杆和木薯杆都是高浓度
万方数据
３∞０
１ ２５００ ■２０００
【１５００
Ⅲｌ∞０
５００
●∞ＯＯ
３∞００
３０。ｏｏ｛
２５０００． ２∞００｛Ｌ
１５０００二
０１１，３／王
１８００
４０啪
１６００ １４００ ｛１２００
３５０００
３００００名 ２５ＣＯＯ■
ｌ １｜萋
２。。ｏ。。。ｏｏｏ叁ｒ＇
４０。
１００００■
２０。
５０∞
Ｏ
Ｏ
０ ５ １０１５ ２０ ２５ ３０ ３５ ４０蚯５０铬∞西７０ ７５ ８０ ８５∞时ｔｉｔｌ／天
业部中青年有突出贡献专家、中国投资协会理事李笑光研究员在０４年出版的
《投资项目策划战略与实务》一书基础上又深入研究撰写了《农业产业发展战
略谋划与项目设计》一书，该书将管理决策科学与产业发展和项目设计的科学
方法相结合．以新的理念和表述方式全面系统地介绍了农业产业区域发展战略
谋划的理论思维方Biblioteka Baidu和战略构思过程。并介绍了产业发展规划编制、项目建设
１．材料与方法 １．１材料与试验装置 玉米秸和稻草取自杭州郊区某农场，烟叶杆与木薯 杆分别取自云南昆明郊区某卷烟厂和某农场，经切碎后 （２～３ｃｍ）左右待用。污泥则取自杭州市种猪试验场 的沼气站。原料的ＴＳ与ＶＳ见表１。厌氧装置采用自制的 １．５Ｌ发酵装置。采用排水法计量气体，试验装置见图１。
表１原料的ＴＳ与ＶＳ
项目 ＴＳ（％） ＶＳ（％）
玉米秸
８４．４２ ７３．９６
稻草 ８６．３３ ７５．０２
烟叶杆
８７．９６ ６８．６８
木薯杆
２３．９０ ２２．００
污泥 １１．６４ ７．３２
１、止水夹２、胶管３、盖子４、发酵瓶５、胶管 ６、集气瓶７、集水瓶 图１反应装置示意图
１．２试验设计 试验设４个试验组和１个为空白组．每组３个平行， 在３８℃的恒温间内发酵。将１００９ｔ－米秸、稻草、烟叶杆 分别和８００９污泥混合均匀后加入发酵瓶中，将１００９木 薯杆与６００９污泥混合均匀后也加入发酵瓶中，空白则将 １ ０００９污泥加入发酵瓶中。 １．３分析项目及方法 ＴＳ测定是将待测混合物置于已烘干、称重的硬 质玻璃杯中，（１ ０５±２）℃烘干至恒重，称重计算，而 ＶＳ测定是将待测混合物置于已烘干、称重的坩埚中． （５５０－Ｉ－１ ０）℃灼烧至恒重，称重计算【６】。Ｐ Ｈ值采用精密试 纸法。 每天定时测定发酵产气量，即测定集水瓶中水的体 积量为日产气量。利用沼气分析仪（武汉四方沼气分析 仪）及根据沼气燃烧的火焰颜色参照ＣＨ。含量标准卡联 合检测ＣＨ。浓度｜７Ｊ。
２６ ｗ 万唧．方ｅｈ数ｏｍ据ｅ．ｇｏｖ．ｃｎ
玉米秸、稻草、烟叶杆及木薯杆在发酵启动１５天的 累计产气量占总产气量分别为６０．９％、４２．４％、５１．８％ 和７３％：在发酵３０天时累计产气量占总产气量的７８．１％、 ６５．８％、６９．１％和８３．２％；而在发酵６０天时累计产气量 占总产气量的９２．６％、８５．９％、９０．６％和９５．５％；表明四 种秸秆在发酵进行６０天时，原料中的能够发酵的物质大 部分转化为沼气。１０００９污泥空白在整个试验过程中累 计产气量为８９７４ｍＩ；按比例去除污泥空白的产气量， 玉米秸、稻草、烟叶杆及木薯杆的净累计产气量分别为 ３４７８２ｍｌ、２９０５０ｍＩ、２９２６３ｍｌ和５３０５ｍＩ。玉米秸、稻 草、烟叶杆及木薯杆的ＴＳ产气率分别为４１ ３ｍ Ｉ／ｇ、３３６ ｍＩ／ｇ、３３３ ｍＩ／ｇ、２２２ｍＩ／ｇ。而ＶＳ产气率分别为４７０ｍｌ／ ｇ、３８７ｍｌ／ｇ、４２６ｍｌ／ｇ、２４１ ｍｌ／ｇ。
［８］Ｃｈｙｉ ＹＴ，Ｄａｇｕｅ ＲＲ．Ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ ｓｉｚｅ ｉｎ ａｎａｅｒｏｂｉｃ ａｃｉｄｏｇｅｎｅｓｉｓ ｕｓｉｎｇ ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ ａｓ ａ ｓｏｌｅ
农业产业区域发展战略谋划与Ｉ页目设ｉ十
由农业部规划设计研究院常务副总工程师、国务院政府特殊津贴专家、农
用。同时也适合于相关专业的学生和从事农业生产经营管理的人员阅读参考。
该书已由中国农业出版社出版，定价为３０元．邮寄另加１５％邮寄费。
联系人：刘伟 电话：０１０—５９１９４９３３ １３５０１０７８０７８
Ｅ—ｍａｉｌ：ＬＵＷＥＥＢＪ＠１ ６３．ｃｏｍ 地址：北京市朝阳区麦子店街１８号楼中国农业出版社，
邮编：１００１２５
玉米秸、稻草、烟叶杆及木薯杆发酵后的ｐＨ值分别 为８．６、８＿２、８．５、８．１，与发酵前的ＰＨ值【各组都大约 为７．３）相比均略微增大，表明各处理组均未出现酸累积 抑制甲烷生成的现象【８】。
前１ ５天；而烟叶杆和木薯杆都在发酵第２天达到产期高 峰。并且只有一个高峰．这可能与所使用发酵原料含有 半纤维素、纤维素、木质素等比例不同相关。
关键词：秸秆干发酵产气率
农业固体废弃物是指在整个农业生产过程中被丢弃 的有机类物质，主要包括农业生产和加工过程中产生的 植物残余类废弃物、动物残余类废弃物和农村城镇生 活垃圾等…。据孙永明【１１等报道，我国每年产生固体废 弃物高达几十亿吨，而每年产生农作物秸秆总量约７亿 吨，除去用于造纸、饲料及造肥还田外，还有一大部分 未充分利用，大量剩余秸秆的随地堆弃和任意焚烧，造 成了大气污染、土壤污染、火灾事故、堵塞交通等大量 社会、经济和生态问题【２习ｊ。但实际上秸杆可以通过干 发酵工艺得到有效利用，既以固体有机废弃物为原料（总 固体含量在２０％以上），利用厌氧菌将其分解为ＣＨ。、 ＣＯ。、Ｈ。Ｓ等气体的发酵工艺【４ Ｊ。与湿发酵相比，主要优 点是可以适应各种来源的固体有机废弃物、运行费用低 并提高容积产气率、需水量少或不需水、产生沼液少后 续处理费用低等［５】。本文对玉米秸、稻草、烟叶杆及木 薯杆的高浓度厌氧发酵产气潜力进行研究。
沼气发酵的好原料，采用批量发酵方式产沼气是可行 的；发酵前后玉米秸和稻草的都的ＴＳ与ＶＳ降解率大于木 薯杆的，两者的干物质产气量也大于木薯杆的，表明秸 秆原料降解程度和产气量存在一定关联；本试验是在使 用畜禽场沼液沼渣作为接种污泥的情况下进行的，为解 决发酵原料不足的问题提供试验的指导。
参考文献： ［１］孙永明，李国学，张夫道，等．中国农业废弃物资源化现状与发展战略［Ｊ］．农业工程学报，２００５，２１（８）：１６９—１７３． ［２］边炳鑫，赵由才．农业固体废弃物的处理综合利用［Ｍ］．北京：化学工业出版社．２００５：２５０－３０５． ［３］董佑福，侯方安．重新认识秸秆发展秸秆循环经济［Ｊ］．当代农机，２００７（９）：１４－１５ ［４］李想，赵立欣，韩捷，等．农业废弃物资源化利用新方向一沼气干发酵技术［Ｊ］．中国沼气，２００６，２４（４）：２３—２７． ［５］曲静霞，姜洋，何光设，等．农业废弃物干法厌氧发酵技术的研究［Ｊ］．可再生能源，２００４（２）：４０—４１． ［６］中科院成都生物研究所．沼气发酵常规分析方法［Ｍ］．１９８１；卜９０． ［７］江蕴华，余晓华．利用火焰颜色判断沼气中甲烷含量［Ｊ］．中国沼气，１９８３（３）：２８．
图２发酵前后的ＴＳ与ＶＳ
７０ 口甲
６５
誉６０
咖
啦５５
—ｎＵ 门㈠Ｈ一 媸
旺５０ ４５ ４０
玉米秸
鲋］ｊ｛ｊ
稻草
烟叶杆
图３各组甲烷含量
２．２产气量的统计及分析 试验持续９０天。各试验组的甲烷含量逐渐升高，都 在启动发酵的第１天迅速产气，并且从第２天所产的沼气 能够连续燃烧，火焰呈晴蓝或云水蓝色，参照比色卡， 甲烷含量较高（５５％～７０％），而空白组则在发酵第１天 就能点燃；从图３可知，各组所产沼气中平均甲烷含量 相差不大，都达到６０％以上，表明各试验组厌氧发酵正 常。 图４是厌氧发酵过程中各秸秆的日产气量及累计产气 量的变化曲线。从图４曲线上看，玉米秸秆组和稻草组 都为两产气高峰（一大－－／Ｊｘ）。两产气高峰都处于发酵
科学研究
秸秆厌萤干发酵 产沼与 的研 皇九℃
陈智远姚建刚 杭州能源环境工程有限公司
摘要：本试验以玉米秸、稻草、烟叶杆、木薯杆为代表的秸秆作为原料，在温度３８＂Ｃ，采用批量发酵 工艺进行高浓度厌氧发酵产气研究。试验结果表明，玉米秸、稻草、烟叶杆及木薯杆的Ｔｓ产气 率分别为４１３ｍｌ／ｇ、３３０ｎ１／ｇ、３３３ｍ］／ｇ、２２２ｍ１／ｇ，而ｖｓ产气率分别为４７０ｍ１／ｇ、３８７ｍｌ／ｇ、４２６Ｔｌｌ／ｇ、２４１ｍ１／ｕ。
２．结果与讨论 ２．１发酵前后的相关测定及分析 从图２可以看出，各试验组发酵前后的ＴＳ及ＶＳ均有 所下降，这说明原料被消耗并生产沼气。图中数据表 明玉米秸、稻草、烟叶杆及木薯杆的ＴＳ降解率分别为
２４ ｗ 万Ⅵ唧方．数ｅｈｏ据ｍｅ．ｇｏｖ．ｅｎ
科学研究
２４．６８％、１７．７１％、２９．８４％、１４．７２％，而ＶＳ降解率为 ２８．５３％、３１．６７％、５０．３２％、２３．０４％。发酵前后。在ＴＳ 和ＶＳ降解率方面．玉米秸和稻草的都大于木薯杆的，两 者的干物质产气量也大于木薯杆的，表明秸秆原料的利 用程度（ＴＳ、ＶＳ降解率）和产气量存在一定关联。但烟 叶杆的降解率大于玉米秸和稻草，干物质产气量小于玉 米秸，基本跟稻草持平，这可能与烟叶杆被烘烤过，而 玉米秸和稻草是风干的有关，也可能是与各发酵原料秸 秆不同相关。