王敦賢

糞草分離發(fā)酵是指人畜糞便與農(nóng)作物秸稈和青雜草分別裝在兩個(gè)不同容器內(nèi)（其中裝糞便的容器，簡(jiǎn)稱糞料發(fā)酵池;裝秸稈和靑雜草的容器，簡(jiǎn)稱草料發(fā)酵池），在厭氧（或好氧，或兼性）的條件下，通過(guò)各類微生物分解消化，并產(chǎn)甲烷（或產(chǎn)酸）的過(guò)程。人們知道：一個(gè)先進(jìn)的沼氣發(fā)酵裝置是提高有機(jī)物發(fā)酵產(chǎn)氣（或產(chǎn)酸）的一個(gè)重要條件。然而，目前由于人畜糞便單一發(fā)酵受到農(nóng)戶養(yǎng)豬發(fā)展水平的制約，使沼氣發(fā)酵裝置的生產(chǎn)能力得不到充分顯示，致使單一發(fā)酵沼氣裝置的推廣受到一定的限制。近年來(lái)，隨著人們對(duì)我國(guó)國(guó)情的認(rèn)識(shí)加深，特別是利用秸稈辦沼氣，在恢復(fù)農(nóng)業(yè)生態(tài)良性循環(huán)，建設(shè)有機(jī)農(nóng)業(yè)，保護(hù)林業(yè)及國(guó)土資源，搞好生物質(zhì)綜合利用，提高其效益，為廣大農(nóng)民提供一種自給自足的理想能源等方面的意義和作用有了進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)，從而加快了研究具有新一代中國(guó)特色的秸稈和糞便發(fā)酵沼氣裝置的步伐。

這以前推廣的農(nóng)村家用水壓式規(guī)范化沼氣池，考慮發(fā)酵原料的多樣化及適應(yīng)性，采用秸稈和糞便原料混裝發(fā)酵方式與之相匹配，比“遠(yuǎn)、大、深”沼氣池前進(jìn)了一大步，因而曾一度時(shí)期被人們有所接受，但由于該池型存在的料液短路、沉淀難除、結(jié)殼難消、菌種流失嚴(yán)重、菌種與原料混合不均、不同原料滯留期不同、進(jìn)出料困難、肥氣矛盾突出、加蓋取蓋不方便、氣損較大、用氣壓力不穩(wěn)、池容產(chǎn)氣率和原料產(chǎn)氣率不高等缺點(diǎn)，在推廣使用過(guò)程中逐漸暴露出來(lái)。表明該池型越來(lái)越不適應(yīng)我國(guó)農(nóng)村現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)。因此，廣大農(nóng)民迫切希望有一種具有先進(jìn)性和適用性相統(tǒng)一，并與農(nóng)村實(shí)際相一致的沼氣發(fā)酵裝置。即高效的糞草分離發(fā)酵沼氣生產(chǎn)裝置。由此可見(jiàn)，研究糞草分離式沼氣發(fā)酵裝置既是沼氣發(fā)展本身的需要，也是符合我國(guó)國(guó)情、民情的。現(xiàn)就糞草分離發(fā)酵沼氣裝置系統(tǒng)中的糞料發(fā)酵池、草料發(fā)酵池的基本組合方式進(jìn)行歸納總結(jié)，并提出最優(yōu)組合裝置系統(tǒng)的評(píng)價(jià)條件，以供各地研究參考。

一、糞草分離發(fā)酵沼氣裝置系統(tǒng)的組合方式

按其糞料發(fā)酵池和草料發(fā)酵池的相對(duì)位置可分為上下組合和水平組合兩大類。上下組合可分為半密封垂直組合、密封垂直組合和上下錯(cuò)位組合三種。水平組合可分為并聯(lián)組合、同池分隔組合和包含組合三種。各類各種糞草分離發(fā)酵沼氣裝置系統(tǒng)除各自具有優(yōu)缺點(diǎn)外，它們還具有共同的優(yōu)缺點(diǎn)。其共同的優(yōu)點(diǎn)是：制造有機(jī)肥得以實(shí)現(xiàn)有了保證，肥氣矛盾得到了緩和;可采用干濕結(jié)合發(fā)酵工藝提高秸稈消化率和產(chǎn)氣率;草料發(fā)酵池的料液在一定程度上能起到調(diào)節(jié)糞料發(fā)酵池碳氮比的作用;糞料發(fā)酵池能給草料發(fā)酵池補(bǔ)充菌種;糞草分離發(fā)酵能緩解料液分層結(jié)殼，增加菌種與原料的混合;能保證不同原料滯留期，從而充分利用不同原料發(fā)酵產(chǎn)氣;能根據(jù)用戶的實(shí)際情況，分別確定糞料發(fā)酵池、草料發(fā)酵池合理的容積，保證用肥、用氣的需要;糞草分離后草料出池和人畜糞便出池也變得比較方便;糞草分離發(fā)酵沼氣裝置系統(tǒng)還解決了養(yǎng)豬能力不足，但又渴望用沼氣的農(nóng)戶建池，擴(kuò)大了沼氣在農(nóng)村的推廣對(duì)象等。其共同的缺點(diǎn)是：糞料發(fā)酵池仍存在水壓式沼氣池發(fā)酵、儲(chǔ)氣、蓄肥三者功能難于兼顧;池內(nèi)料液壓出越多、池壓氣壓越大，氣損越嚴(yán)重;設(shè)有水壓間，池料溫度受外界氣溫的影響較大，不利于冬季保溫，糞料發(fā)酵池菌種流失嚴(yán)重、沉淀難除沒(méi)緩解，阻止分層結(jié)殼，實(shí)現(xiàn)菌種與原料混合充分未基本解決，發(fā)酵“死區(qū)”和料液“短路”現(xiàn)象（除包含組合裝置的環(huán)形糞料發(fā)酵池外）還存在組合裝置混合輸氣、用氣。使糞料發(fā)酵池壓力損失很大，若草料發(fā)酵池單獨(dú)輸用氣，由于氣壓太小，必須要有低壓燈爐具相配，才能正常使用，草料發(fā)酵池隨著原料發(fā)酵逐漸下落，氣箱逐漸增大，池內(nèi)始終有部分沼氣無(wú)法使用;除分隔組合和半密封垂直組合兩種裝置外，其余裝置結(jié)構(gòu)和施工較復(fù)雜，建造成本較大，管理環(huán)節(jié)多，維修不方便等。以上通過(guò)對(duì)組合方式及組合裝置系統(tǒng)的分析，為進(jìn)一步改進(jìn)和組裝新的糞草分離發(fā)酵裝置奠定了一定的基礎(chǔ)。

二、組合裝置的評(píng)價(jià)

我們認(rèn)為正確地全面地評(píng)價(jià)糞草分離發(fā)酵沼氣裝置系統(tǒng)的最優(yōu)組合方案，應(yīng)把握八個(gè)方面的條件：

1、裝置的組合方式應(yīng)與發(fā)酵工藝相統(tǒng)一。確保有較高的產(chǎn)氣率，滿足一戶生活用能;

2、組合裝置的先進(jìn)性與實(shí)用性應(yīng)相統(tǒng)一。在實(shí)用性方面，達(dá)到省工、省力、省費(fèi)，施工和操作使用方便，管理程序簡(jiǎn)單，以能源效益為主，肥料、環(huán)保等效益統(tǒng)籌兼顧;

3、裝置的組合方式和幾何結(jié)構(gòu)優(yōu)化簡(jiǎn)單。因?yàn)閺?fù)雜的組合方式和內(nèi)部結(jié)構(gòu)，必然增加裝置造價(jià)，增加施工難度，影響建池質(zhì)量，增加維修和管理的困難;

4、組合裝置應(yīng)以“小型、高效、工廠化生產(chǎn)、商品化經(jīng)營(yíng)”為目標(biāo)。一般組合容積6m3左右，其中草料發(fā)酵池3-4m3，糞料發(fā)酵池2-3m3，采用自然溫度發(fā)酵，在有效使用期內(nèi)，在發(fā)酵原料充足穩(wěn)定的情況下，最低池容產(chǎn)氣率不低于0.25m3/m3·日，原料產(chǎn)氣率0.25m3/公斤TS左右;組合裝置的幾何尺寸和加工用料除考慮經(jīng)濟(jì)實(shí)用性和裝置的氣密性、經(jīng)久耐用性，還要能基本適應(yīng)或關(guān)鍵部件適應(yīng)工廠化生產(chǎn)，便于包裝運(yùn)輸，商品化銷售。每套裝置成本不大于當(dāng)?shù)?0m3標(biāo)準(zhǔn)水壓式沼氣池的投資。

5、裝置的組合方式應(yīng)以“互補(bǔ)”為原則，即一個(gè)發(fā)酵池的運(yùn)行對(duì)另一個(gè)發(fā)酵池的運(yùn)行有互相促進(jìn)、互相提高產(chǎn)氣率等功效。同時(shí)保持發(fā)酵間、儲(chǔ)氣間合理的有效容積;

6、管理方便。糞料發(fā)酵池的原料能方便進(jìn)出，草料發(fā)酵池每次大換料用工不大于一個(gè)勞動(dòng)日，大出料時(shí)人不需入池;

7、組合裝置應(yīng)規(guī)范化，配套設(shè)施齊全，建造安裝符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、燃燒穩(wěn)定。并對(duì)復(fù)雜的地形變化具有一定的適應(yīng)性。即組合裝置的平面布局和立體設(shè)計(jì)應(yīng)有利于三結(jié)合;

8、有利于開(kāi)展綜合利用。

（作者單位：643020四川省自貢市貢井區(qū)土壤肥料站）