什么是大型秸秆沼气

主持人：早上好，听众朋友们，这里是“致富早班车”节目，我是田园，欢迎您的收听。沼气既是一种可再生的生态能源，同时也是一种优质的清洁能源。沼气技术在我国农村逐步推广应用，特别是秸秆沼气技术还是得到了国家的大力支持，可以说为解决农村能源问题开辟了新的途径。在以前的节目中，也曾经介绍过关于秸秆利用方面的相关技术，受到很多听众朋友们的喜爱。那么近些年来，随着秸秆沼气技术的不断发展，大型秸秆沼气工程开始在国内逐步建成，这也标志着我国秸秆沼气技术质的飞跃。那么在今天的节目时间里，我们就特别请来了农业部规划设计研究院的高新星老师，请他为听众朋友们介绍大型秸秆沼气这项技术。高老师，您好！

专家：田园你好！听众朋友们大家好！

1.主持人：高老师，通过以前我们做的节目我们也有所了解，秸秆沼气技术也称秸秆生物气化技术，是指利用微生物的厌氧消化作用将秸秆转化成沼气和沼渣的一项处理技术。那么我们今天要介绍大型秸秆沼气技术与以前提到的秸秆沼气技术是如何划分的呢？他们中间是不是存在着一些区别呢？

专家：秸秆沼气技术从大的应用范围来说分为户用秸秆沼气池和大型秸秆沼气工程。户用秸秆沼气在七八十年代有一定发展，这一阶段以农村户用沼气池为重点，所应用的技术也就是平常提到的秸秆沼气技术；随着规模化养殖业的发展，2000年后期开始建设一些以畜禽粪便为原料的大中型沼气工程；由于农村对能源的需求，自2008年开始国家增大了对秸秆沼气的扶持力度，大型秸秆沼气技术近年来得到了一定的推广和应用。

2.主持人：那要达到多大的规模才能称之为大型秸秆沼气工程呢？高老师。

专家：一般工程应用中最重要的厌氧消化反应器，它的容积超过300m3的便可称之为大型秸秆沼气工程。

3.主持人：哦，是要厌氧消化反应器容积超过300m3才能称之为大型秸秆沼气工程，那么目前来说国内已建成的秸秆沼气工程应该还不多吧？

专家：截止2009年底，我国已建成并正常开始的反应器容积大于300m3的秸秆沼气工程约10座，2009年国家在黑龙江、内蒙古、天津、河北、河南、山东、山西、陕西等13个省（市、区）安排了16个试点工程，目前正在建设之中。江苏、广西、浙江等省也在积极进行区域性的秸秆沼气技术及管理模式的探索。应该说我国秸秆沼气技术的发展还是十分迅速的。

4.主持人：大型秸秆沼气在厌氧消化反应器等设备的要求上还是很严格的，而户用沼气池简单便捷、易操作，在农村中应用较广。那么目前从全国应用秸秆沼气技术来看，两者又存在怎么的联系呢？是不是还是以应用较广的户用型秸秆沼气池为主导呢？

专家：其实根据厌氧消化器的容积大小来划分，还可分为户用秸秆沼气、联户秸秆沼气和大型秸秆沼气技术等三种。从不同用户角度来讲，两者其实并不存在什么联系。但是，从宏观上分析，根据我国目前对能源需求和环境污染治理等方面的要求，户用秸秆沼气和联户秸秆沼气虽然简单便捷，但是只是作为大型秸秆沼气的补充，大型秸秆沼气技术仍然是重点。

5.主持人：听众朋友，您现在收听的是中央人民广播电台“致富早班车”节目。我们今天的节目时间里呢，来自农业部规划设计研究院的高新星老师，将为听众朋友们详细的介绍大型秸秆沼气技术。那么，在刚才的节目里，高老师已经介绍了大型秸秆沼气技术与一般秸秆沼气技术的区别，这样我们就了解到了大型秸秆沼气技术虽然在国内刚刚发展起来，但是起着十分重要的作用。好，那么接下来我们就请高老师继续介绍大型秸秆沼气技术其它方面的内容。高老师，前面通过与一般秸秆沼气技术的比较，我们已经了解到了大型秸秆沼气技术的概念，也就是厌氧消化反应器的容积要超过300m3，这样的秸秆沼气工程所应用的技术。那么大型秸秆沼气工程具有哪些特点呢？

专家：具有以下3个特点：

(1)热值高。沼气每立方米产生热量5500大卡左右相当于原煤3.3公斤，而其它秸秆气化产生的大部分都是煤气即一氧化碳，煤气每立方米热值只有1200大卡，远远小于沼气产生的热量。

(2)效益高，无污染。秸秆通过发酵后一方面产生沼气作为燃料，同时还产生沼液、沼渣作为肥料，使秸秆得到更有效的资源化利用；而秸秆热解后气化会产生焦油，处理不好会造成二次污染。

(3)相对使用安全。沼气成分主要是甲烷，无毒，而且甲烷密度小易扩散；而其它秸秆气化产生主要成分是一氧化碳，有毒，而且密度和空气相当，出现泄漏问题不易扩散，容易造成事故。

同时，农作物秸秆资源的收集、存储和运输过程，增加了当地农户直接就业机会，秸秆的出售增加了农民收入，实现了变废为宝，做到源于农民还于农民。

因此，大型秸秆沼气技术的研究和推广，可以达到能源回收、物质循环、环境保护和促进农民增收等多重效果。

6.主持人：也就是说它具备热值高、效益高、相对使用安全这样三个特点，看来大型秸秆沼气技术的推广确实能给农村农业发展带来益处，能为农民朋友带来实惠。高老师，前面您提到，我国已建成并正常运行秸秆沼气工程大约有10座，同时，还有16个试点工程目前正在建设之中。那么在这些目前运行成功和在建的大型秸秆沼气工程里，它们都采用了哪些工艺呢？请您来介绍一下，高老师。

专家：从运行成功和正在建设的秸秆沼气示范工程看，我国大型秸秆沼气工艺类型多样。根据秸秆物料在反应器中的形态，大致可分为液态消化、固态消化和固液两相消化工艺。液态消化包括完全混合式和自载体生物膜等厌氧消化工艺，我国已经建立了以液态消化工艺为核心技术的秸秆沼气工程多处。

7.主持人：那高老师，您提到了根据秸秆物料在反应器中的形态，大致可分为液态消化、固态消化和固液两相消化工艺，而且我国的大型秸秆沼气工艺类型也是比较多样的。那么在这么多工艺中，哪种最适合我国农村地区应用呢？

专家：目前，我国对大型秸秆沼气技术的研究正处于起步阶段，已建成的以各种工艺为核心的秸秆沼气工程运行还不足3年，而且不同工艺技术类型还存在着一些技术、经济及管理方面的问题，且不同工艺对不同秸秆原料的适用性也不太一样，因此，现在很难说哪种工艺更适合我国农村地区。就现阶段而言，应用较广、农民反映较好的工艺是一体化两相厌氧消化工艺。

8.主持人：听众朋友，您现在收听的是中央人民广播电台致富早班车节目，今天为您介绍秸秆沼气方面的技术，和我们以往介绍的不一样，今天说的是大型秸秆沼气技术，做客我们节目的专家是来自农业部规划设计研究院的高新星老师。在刚才的节目时间里，高老师已经为我们介绍了大型秸秆沼气技术的特点，有这样三个，就是热值高、效益高、相对使用安全，除了这个特点呢，还为我们介绍了我国目前大型秸秆沼气技术的基本情况。高老师，刚才您提到一体化两相厌氧消化工艺是目前在我国农村地区应用较广而且反映比较好的一种秸秆沼气应用技术。那么一体化两相厌氧消化工艺是怎样一种工艺流程，又具有哪些优点呢？请您接着介绍一下。

专家：为解决实际工程中存在的进出料困难、消化率低等问题，农业部规划设计研究院以十一五科技支撑计划项目为依托，在国内现有秸秆沼气发酵技术的基础上，通过对发酵原料和发酵工艺的多次试验，最终开发了在同一反应器内实现固相和液相分区消化的一体化两相连续厌氧消化技术。并于2009年通过了农业部科技成果鉴定，专家组一致认为，该项技术创新点突出，达到国内领先水平。

9.主持人：那么高老师，这项工艺的流程是怎么样的呢？

专家：首先将玉米秸秆、稻草等物料粉碎后放入青贮池存储，运行时取适量秸秆投入集料匀浆池，进料前通过厌氧消化器底部料液回流与原料混合均匀，然后通过泵输送至两相厌氧消化器中进行中温发酵。产生的沼液经固液分离后自流入太阳能干化场，其渗滤液自流回至集料池，沼渣干化后经过计量封装施用于农田或直接销售。产生的沼气经脱硫、脱水等设备净化后存储于气柜，通过沼气输配管网供周边村民使用，剩余部分沼气为锅炉加热，锅炉主要用于秸秆集中供气工程自身加热。

10.主持人：听了您的介绍，我发现这项工艺的流程是十分专业的，感觉是需要较多的相关设备才能进行操作。高老师，那是不是只有大型的秸秆沼气工程才可以应用呢？

专家：这项技术主要应用于大中型的秸秆沼气工程，各地区、企业都可以参与。

11.主持人：嗯，那么这种工艺具有哪些优点呢？高老师，请您来介绍一下。

专家：优点包括以下四方面：

第一，拓展了厌氧发酵的原料。我国的秸秆资源相当丰富，但利用率低，秸秆的高效厌氧发酵技术一直是研究的热点。该技术以秸秆为主要发酵原料，达到了环境保护和能源利用的双重效果。

第二，优化了消化器内不同菌种的生长环境，提高了产气效率。该技术充分利用秸秆质量轻，在消化器内呈相对静止“填料”状态，促使其在同一消化器内形成“全混厌氧产甲烷和厌氧滤液产酸”的两相反应区，以利于产酸菌和产甲烷菌在各自的反应区内保持适宜的酸碱度等生长环境，增强二者之间的互补、协同作用，提高了产气效率。

12.主持人：确实，这项技术的一个优点是可以优化消化器内不同菌种的生长环境，这样就使秸秆的利用率更高了，产的气也就更多了，提高了生产效率。您说四个优点，刚才介绍了两个，那另外的两个优点又是什么呢？高老师。

专家：第三个优点呢，就是运行稳定，能耗低。该技术为连续干发酵技术范畴，24小时内可多次连续进料，保证了产气和供气的均衡稳定。同时，可根据沼肥施用季节需要，平均3～6个月出料一次，不仅增加了菌种的滞留期，提高了产气效率，而且避免了因经常排液或排渣造成的系统能量损耗，降低了运行能耗。

第四：解决了传统沼气工程产生大量沼液难以消纳的难题。该技术中青贮秸秆的干物质浓度在一般60%左右，运行过程中产生的渗滤液被循环回流，用于调配物料特性和微生物菌种回用，排出的沼渣浓度在20%左右，几乎没有沼液产生，避免了过多沼液难以消纳而造成的二次污染。

13.主持人：一体化两相厌氧消化工艺的应用拓展了厌氧发酵的原料、优化了消化器内不同菌种的生长环境、运行更加稳定，能耗还比较低，同时还解决了传统沼气工程产生大量沼液难以消纳的难题，这是它的四个优点，这些优点确实给大型秸秆沼气的利用带来了更好的效果，起到了节约成本增加效益的这样一个目的，非常的实用。我注意到，高老师，刚才您提到这种工艺应用范围比较广泛，那它都适合哪些原料，目前在哪些地区有过应用呢？

专家：一体化两相厌氧消化工艺适合处理干秸秆、青贮秸秆等物料，在河北青县、天津四党口、四川省双流县、山西省高平市等地的工程均已正常运行1年以上，另外，在浙江上虞、陕西临渭的沼气工程也在建设之中。

14.主持人：高老师，以一体化两相厌氧消化工艺为核心的秸秆沼气工程的设计规模是如何确定的，一般需要设计哪些构建筑物？

专家：沼气工程的规模需要根据周边可利用的秸秆资源量以及收集、运输、存储方式，秸秆资源供应的可持续年限确定，厌氧消化反应器的容积根据发酵周期内可容纳的秸秆体积确定，贮气罐的体积按照每天可产生沼气的量确定。一般主要建筑内容包括青贮池（或储料场）、集料池、厌氧消化器、沼气净化系统、贮气柜、沼气输配管网以及增温系统、安全防护系统等附属设施，有条件的可以配备自动监控系统。

15.主持人：高老师，其中对于这个青贮池，它有哪些功能和建造者又该注意哪些特殊的要求呢？请您来详细介绍一下。

专家：一体化两相厌氧消化工艺需要以青贮秸秆为原料，由于秸秆的收获季节限制，青贮池对于该类沼气工程来说是必不可少的。青贮池除了具有储料场存储秸秆原料的作用外，兼顾预处理的功能。青贮池的容积根据周边秸秆原料作物的收获次数、沼气站的秸秆消耗量、秸秆的物料特性等因素确定，通常以一个秸秆收获周期内需要消耗的秸秆量设计。

16.主持人：那么厌氧消化反应器又有哪些特点呢？

专家：一体化两相厌氧消化反应器多为立式，钢结构或钢筋混凝土结构，外壁设有保温层。反应器容积负荷根据原料种类、特性、接种量及发酵温度等因素确定。反应器顶部布置多根进料管，从顶部均匀进料，从底部依靠自压排泄出料。

17.主持人：高老师，您说在条件允许的情况下可配备自动监控系统，这自动监控系统有什么作用和功能呢？

专家：自动监控系统对料液流量、料液浓度、沼气产量、沼气成分、沼气压力、温度、液位、pH值等主要参数进行监测，可通过数据实时采集，实现对沼气泄露、过压、温度异常等情况及时预警、提前诊断。这对于实现沼气工程的标准化、装备化具有重大意义。

18.主持人：好，听众朋友，您现在收听的是中央人民广播电台致富早班车节目，今天为您介绍的是大型秸秆沼气技术，做客我们节目的是来自农业部规划设计研究院的高新星老师。在前面的节目时间里，高老师已经详细地介绍了一体化两相厌氧消化工艺的流程和建设内容。高老师，那么在进行大型秸秆沼气工程的时候，施工要注意哪些问题呢？

专家：沼气工程施工涉及的专业较多，需要完成的任务包括土建、设备安装、试运行等，因此承建沼气工程施工的单位，必须具有主管部门批准或认可的施工许可证，施工中各专业、各工种应密切配合，互相协调。沼气工程必须按设计要求和施工图纸进行施工，变更设计应有设计单位的修改通知或签证。

19.主持人：高老师，沼气工程建设完成后，运行管理需要注意哪些事项呢？您之前提到秸秆原料的青贮过程是必不可少的，那么青贮对原料有什么要求，该如何进行青贮呢？

专家：大家知道，青贮是畜牧业制造饲料常用的技术，是将切碎的新鲜玉米秸秆，在密闭无氧条件下保存并保证常年均衡供应的有效措施。我们将该技术借鉴过来，是为了便于保存，同时起到预处理的作用。为保证青贮秸秆足够的含水量，要求玉米、小麦等农作物在收获完果实后立即收割。然后用粉碎机将新鲜秸秆粉碎至1厘米左右，然后投入青贮池，边入料，边压实，保证厌氧环境，防止腐烂，在填入的过程中根据秸秆的水分含量，每填入30厘米时，用喷雾器或手工加入适当的清洁水，使青贮秸秆湿度达到60％～75％。最后用整块塑料薄膜封盖，再用厚度为20～30厘米的泥土压实，避光保存。

20.主持人：看来对于青贮对原料的要求还是比较严格的，为了更好的利用沼气，还是要仔细的按相关说明和要求来做，以便达到事半功倍的效果。高老师，那么刚才您介绍了大型秸秆沼气工程生产中的要求及问题，那当沼气生产出来了，它就可以直接利用了吗？主要用途又有哪些呢？

专家：沼气是一种混合气体，它的主要成分是甲烷，其次有二氧化碳、硫化氢(H2S)、水蒸气、氮及其它。沼气燃烧过程中会闻到臭鸡蛋的气味，这就是有毒的硫化氢气体。硫化氢气体不仅对人体健康有危害，而且与水共同作用后能加速管道阀门及设备的腐蚀。同时，二氧化碳的存在减少了沼气的燃烧热值。因此需要根据沼气的应用途径先进行脱水、脱硫、脱碳等处理。

目前，我国建成运行的秸秆沼气工程大部分都以集中供气为主，以自然村为单元，建设厌氧消化装置、储气设备，通过管网把沼气输送到农户家中，解决了农户炊事用能问题。另外，沼气还可以用于农业生产中，如温室保温、烘烤农产品、沼气防蛀、储备粮食、水果保鲜等。经净化后的沼气可用于发电和汽车燃料。

主持人：大型秸秆沼气技术在我国发展迅速，在很多地区推广成功，它的工作原理及操作流程是非常值得广大农民及从业人员所关注的。

结束语：好，听众朋友，我们节目结束的时间到了，我们从三个方面了解了大型秸秆沼气技术：一是大型秸秆沼气技术与普通秸秆沼气技术的区别，二是大型秸秆沼气技术的特点及现状，三是一体化两相厌氧消化工艺的原理、操作方法及注意事项。感谢听众朋友您的收听，感谢高新星老师的介绍，我们也感谢董保成老师提供的技术资料。如果您需要节目的相关资料，可以登录“中国农村远程教育网”，另外，登录“中国广播网”还可以重复收听我们的节目。如果您对节目有什么建议或意见，可以联系我们，写信请您寄到“北京市朝阳区来广营甲一号，中央农业广播电视学校”，邮政编码100012，我们的两部热线电话是010-84903184、84903190。今天的节目是由晓娅编辑、石涛制作。好，听众朋友，明天同一时间我们再见！