候春東　李　巖　那文斌吉林省大安市能源環(huán)保站

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北方發(fā)展沼氣的意義及存在的技術(shù)問題

候春東李巖那文斌
吉林省大安市能源環(huán)保站

大力發(fā)展沼氣產(chǎn)業(yè)，具有十分重要的意義。首先，快速的城市化和工業(yè)化的發(fā)展，使我國面臨著嚴(yán)重的能源短缺問題，沼氣作為清潔可再生能源，發(fā)展沼氣產(chǎn)業(yè)勢在必行。其次，大力發(fā)展沼氣產(chǎn)業(yè)，不僅可以降低碳排放量，促進(jìn)低碳農(nóng)業(yè)發(fā)展，還可以提高森林碳匯量，對(duì)低碳經(jīng)濟(jì)的發(fā)展具有很大的推進(jìn)作用。此外，沼氣是變廢為寶的能源，是發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)的重要手段之一。

一、應(yīng)用中存在的問題及影響因素

1.產(chǎn)氣率低，戶用沼氣無法規(guī)?；茝V

農(nóng)村沼氣能源已經(jīng)在全國范圍內(nèi)進(jìn)行推廣使用，詳細(xì)分析目前沼氣池的使用情況表明，投入使用的沼氣池一般采用常溫方式發(fā)酵，有的地方在低溫時(shí)段沼氣池的產(chǎn)氣率相對(duì)過低，一般情況在每年的9月20 到10月后就難以啟動(dòng)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)無法滿足農(nóng)戶對(duì)沼氣的應(yīng)用需求。由于北方冬季漫長而寒冷，氣溫過低，持續(xù)時(shí)間為5個(gè)月左右，沼氣池因溫度低而產(chǎn)氣量大大降低，甚至無法正常使用，加之使用者管理不當(dāng)導(dǎo)致大部分沼氣池已經(jīng)閑置，一部分不耐低溫的磚混型沼氣池已報(bào)廢停用，嚴(yán)重影響了沼氣技術(shù)的推廣和使用。

2.有效接種物相對(duì)數(shù)量少

專家對(duì)發(fā)酵菌群的分離研究表明，現(xiàn)有的產(chǎn)甲烷菌效率受溫度的影響較為嚴(yán)重。研究結(jié)果表明，在10～20℃區(qū)間因不適合產(chǎn)甲烷菌的生長而影響產(chǎn)氣量；溫度在15℃以下時(shí)不適宜產(chǎn)甲烷菌的生長，這種受溫度影響的現(xiàn)象在北方地區(qū)尤為嚴(yán)重，在沒有很好的保溫和發(fā)熱增溫的狀況下，沼氣池產(chǎn)氣率明顯大幅度降低，同樣量的沼氣發(fā)酵原料的產(chǎn)氣量還不及夏季的1／3，可見，菌群的效率對(duì)產(chǎn)氣率的影響十分明顯。低溫條件下可以使用的高效產(chǎn)甲烷菌群開發(fā)迫在眉睫。

3.人為因素和原材料單一而短缺

北方地區(qū)冬季的主要能源為作物秸稈、煤炭等，農(nóng)民對(duì)沼氣使用的認(rèn)識(shí)較少，因而導(dǎo)致沼氣應(yīng)用推廣受限。在沼氣池的建設(shè)過程中，由于工程質(zhì)量無法受到有效監(jiān)督。農(nóng)村沼氣發(fā)酵的主要原料為秸稈和糞便等廢棄物，農(nóng)戶的養(yǎng)殖數(shù)量不足，隨著農(nóng)村畜牧業(yè)的集約化養(yǎng)殖，糞便等廢棄物被統(tǒng)一收集，多被用于肥料的生產(chǎn)加工，因此原料供給出現(xiàn)嚴(yán)重不足的問題。

二、解決方法

1.做好保溫措施，提高產(chǎn)氣率

在北方地區(qū)建立通過構(gòu)建，沼氣池-溫室大棚-畜舍和廁所等相互結(jié)合起來，“四位一體”的沼氣建設(shè)新模式，即將可以達(dá)到沼液喂畜和沼肥種植施用，并采用沼氣肥技術(shù)，促進(jìn)了養(yǎng)殖業(yè)和種植業(yè)的平衡發(fā)展。由于溫室大棚的溫度相對(duì)外界較高，沼氣池一直處于適宜的溫度中，能夠有效防止沼氣池因低溫被凍壞，并可確保全年產(chǎn)氣得以實(shí)現(xiàn)。同時(shí)充分利用本地資源特別是北方地區(qū)是玉米的主產(chǎn)區(qū)，沒有條件建設(shè)“四位一體”的沼氣建設(shè)模式?？梢岳酶稍镉衩兹~，加大和加厚進(jìn)行對(duì)池體全面覆蓋。通過近幾年的實(shí)踐也取得了很好的效果。

2.添加大量高效鮮活菌種數(shù)量

沼氣發(fā)酵微生物是一個(gè)統(tǒng)稱，包括發(fā)酵性細(xì)菌，產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌，耗氫產(chǎn)乙酸菌，食氫產(chǎn)甲烷菌，食乙酸產(chǎn)甲烷菌等五大類菌群。近年來，較多的科研人員致力于高效穩(wěn)定的沼氣微生物發(fā)酵菌種的研發(fā)工作，以期從根本上解決因溫度低、菌種活性差而無法正常產(chǎn)氣進(jìn)行供給的問題。有針對(duì)性的選取低溫發(fā)酵下的新鮮沼液作為接種物是很好的選擇，在冬季低溫條件下，接種適宜正常生長的微生物菌群是提高冬季沼氣池產(chǎn)氣量的一條極為重要的途徑。

3.使用新型材料沼氣池，增加池體的防寒和氣密性

目前應(yīng)用較多的為室外磚混型沼氣池，其維護(hù)費(fèi)用相對(duì)較高。通過改變建造使用的材質(zhì)，如采用鋼化玻璃等，可以大大減少后期的維護(hù)費(fèi)用，實(shí)現(xiàn)沼氣池工廠化生產(chǎn)，且氣密性與耐腐蝕比較好此方法非常值得采用。多數(shù)投入使用的磚混結(jié)構(gòu)沼氣池，一般不耐低溫，溫度過低時(shí)將會(huì)有池體開裂的現(xiàn)象出現(xiàn)，為解決這一問題，可以采取沼氣池深埋、簡易塑料薄膜和暖棚等技術(shù)對(duì)現(xiàn)有的沼氣池進(jìn)行保溫改造，實(shí)際應(yīng)用中，這3種保溫的措施都非常有效，但是還是不如新型的玻璃鋼沼氣池目前，我國多數(shù)地區(qū)開始高強(qiáng)工業(yè)聚酯纖維紅泥專用沼氣池材料的推廣使用等等，均收到了良好的效果。