張才志 吳俊 湯立斌

摘要：制約戶用沼氣池使用和推廣的主要瓶頸是缺少發(fā)酵原料和出料難。筆者經(jīng)過研究和實(shí)踐，總結(jié)出了解決這兩個(gè)瓶頸問題的新池型，即兩步發(fā)酵式戶用沼氣池。通過試驗(yàn)，這種池型可利用各種農(nóng)作物秸稈發(fā)酵產(chǎn)氣，出料非常方便，還可根據(jù)用氣需求，進(jìn)行人為控制。

關(guān)鍵詞：戶用沼氣池；瓶頸；兩步發(fā)酵

1 沼氣發(fā)酵原理

沼氣是有機(jī)物在一定條件下，由微生物發(fā)酵而產(chǎn)生的一種可燃性混合氣體。從其定義上可以看出，幾乎一切有機(jī)物都可以厭氧降解生成沼氣。

科學(xué)研究證明，有機(jī)物變成沼氣的過程分為二個(gè)階段：

第一階段水解酸化。固體有機(jī)物在水解酶的作用之下進(jìn)行水解，分解為單糖、脂肪酸、甘油等。再由產(chǎn)酸菌分解成乙酸，甲酸、氫、二氧化碳等。

第二階段是產(chǎn)甲烷階段。甲烷菌將乙酸、甲酸、氫、二氧化碳等變?yōu)榧淄椤?/p>

從上述理論概述中可以看出，在中國農(nóng)村，各種農(nóng)作物秸稈和人畜糞便都是沼氣發(fā)酵的好原料。沼氣發(fā)酵的過程是兩個(gè)階段，即水解酸化階段和產(chǎn)甲烷階段。

中國目前推廣的戶用沼氣池的發(fā)酵過程是在同一個(gè)發(fā)酵單元內(nèi)完成的，也就是所謂的混合發(fā)酵模式。水解酸化階段主要由好氧微生物完成。產(chǎn)甲烷階段主要由厭氧微生物完成。在這個(gè)單元內(nèi)，好氧微生物的生存主要是靠進(jìn)料時(shí)帶入的氧元素和生化反應(yīng)過程中不斷產(chǎn)生的氧元素維持生存，這樣的環(huán)境會直接影響分解的步伐；同樣在這個(gè)單元中，厭氧微生物也會受到好氧菌的干擾而影響分解速度。因此，將沼氣發(fā)酵的兩個(gè)階段分開進(jìn)行，有利于提高產(chǎn)氣率。

2 池型介紹和操作步驟

在常規(guī)水壓式戶用沼氣池的基礎(chǔ)上，增加一個(gè)2m3左右的秸稈池。如圖：

秸稈池為一級發(fā)酵池，發(fā)酵池為二級發(fā)酵。

使用步驟：當(dāng)新建的沼氣投料正常產(chǎn)氣后，即可向稈池中加滿秸稈，采實(shí)并加水漚制。加水量如圖所示。當(dāng)沼氣用戶感覺產(chǎn)氣量明顯下降時(shí)，打開秸稈池中的排水開關(guān)，通過沼氣池的進(jìn)料口向發(fā)酵池注入秸稈漚制液。從水壓間抽取沼液到秸稈池，以保持發(fā)酵池內(nèi)沼液的固定。同時(shí)，讓秸稈進(jìn)行二次浸泡。適時(shí)揀出已經(jīng)腐爛的秸稈，并加入新秸稈。這樣周而復(fù)始。

3 試驗(yàn)與數(shù)據(jù)對比

試驗(yàn)組和對比組第一次加料的發(fā)酵原料均為同一豬場的鮮豬糞，接種物來源于同一大型沼氣池的沼液。

從上述圖表中可以看出，在相同發(fā)酵環(huán)境條件下，試驗(yàn)組的產(chǎn)氣量要明顯高于對照組。

4 結(jié)論

這種兩步發(fā)酵式戶用沼氣池，可以解決農(nóng)村發(fā)酵原料不廣泛和進(jìn)出料困難的難題。有利于戶用沼氣池的推廣與應(yīng)用。

該技術(shù)已經(jīng)拓展到當(dāng)?shù)卮笮宛B(yǎng)殖場沼氣工程之中，經(jīng)濟(jì)效益亦十分顯著。