复合菌剂预处理秸秆产沼气实用新技术

主持人：听众朋友们，早上好！我是艳红，欢迎您收听“致富早班车”节目。加快农村沼气建设和大力发展沼气生态农业，是新时期农业发展的主题，也是农村全面建设小康社会的有效途径。农村发展沼气，是一项投资少，见效快，一项投资长期受益的好项目，是多层次有效综合利用农业有机物质，实现农业可持续发展战略的一项有效技术；是解决农村沼气原料短缺，提高用能品质，促进农民增收节支的有效途经，是生态保护，改善农村卫生环境的有效措施。在今天的节目时间里，我们请来了北京合百意生态能源科技开发公司的常影工程师，请她为听众朋友们介绍复合菌剂预处理秸秆产沼气实用新技术。现在常老师已经来到了演播室，常老师，您好！

专家：艳红，你好！听众朋友们，大家好！

1.主持人：常老师，在了解复合菌剂预处理秸秆产沼气这项新技术之前，请您先简要的介绍一下什么是沼气？

专家：沼气是人畜粪便、生活污水和植物茎叶等有机物在一定湿度、温度和厌氧条件下，经过种类繁多、数量巨大、功能不同的各类厌氧微生物的分解代谢而产生的一种方便、清洁、优质的气体，因为人们最早是在沼泽地中发现的，因此俗称沼气。沼气可直接用于炊事和照明，也可用于取暖、烘干、灯光诱蛾、储存粮食、水果保鲜等。

2.主持人：沼气有哪些物理性质？

专家：沼气是一种无色的混合气体，里面既有能燃烧的成分，比如甲烷、硫化氢、氢气、一氧化碳等，其中主要成分是甲烷，占总体积的50%～70%，主要是利用这部分气体燃烧来获得能量。也有不能燃烧的成分，比如二氧化碳、氮气、氨气等。甲烷由于它常含有微量的硫化氢气体，所以，脱除硫化氢之前，沼气有一种轻微的臭鸡蛋气味。沼气比空气轻，在空气中极易扩散，扩散速度比空气快三倍。

3.主持人：好，我们了解了什么是沼气以及沼气的物理性质。那么沼气的产生应具备哪些基本条件呢？常老师请您来介绍一下。

专家：沼气发酵的机理极其复杂，是多种微生物协同完成的微生物学过程，需具备以下条件：

（1）碳氮比适宜的发酵原料。主要是人畜粪便、农作物秸秆等适宜微生物生长的原料。各种原料需要有合适的碳氮比，氮素是构成沼气微生物生长作用的重要原料，碳素不仅构成微生物细胞质，而且是提供生命活动的能量。从营养学和代谢作用角度看，沼气发酵细菌消耗碳的速度比消耗氮的速度要快25～30倍，所以一般发酵原料的碳氮比为25～30∶1。另外一些微量元素也是促进沼气产生的重要因素，比如铁、锌、钴、铜等。

（2）质优量足的接种物。接种物，也就是参与沼气发酵每个环节的种类繁多、数量巨大的微生物菌群。接种物的质量、数量是产沼气的关键，一般选择阴沟、池塘、泥塘的冒泡黑色污泥；老沼气池的沼液、牛粪等，接种物的酸碱度一般保证pH值在6.5～8.0之间，用量应保证在总投料量的10%～30%。在换料时沼气池底部的沼渣是好的接种物，应注意适当保留。

（3）严格的厌氧环境。产甲烷菌是一种严格的厌氧细菌，对氧特别敏感，它们不能在有氧的环境中生存，即使有微量的氧存在，生命活动也会受到抑制。故原料入池后应该是严格的厌氧环境。这就要求沼气池本身及其外界管路要经过严格的试压、试漏，以保证产甲烷菌生存活动的厌氧环境。

（4）适宜的发酵温度。根据温度的不同可将沼气发酵分为高温发酵（50～55℃）、中温发酵（30～35℃）、常温发酵（20～30℃），低温发酵（20℃以下）。温度不同，其产气量也不同，特别是当温度一次性下降5℃时，会停止产气。一般在中温环境较有利于产气。一般户用沼气池都采用常温发酵，，也就是在发酵过程中基本上不进行温度控制，发酵料液的温度随自然温度有规律的进行变化。其优点是设备简单，无需加温，缺点是产期率低，尤其是冬季，经常由于温度过低影响产气，或停止产气。高温和中温发酵，产气量大，原料利用率高，但设备比较复杂，需要消耗大量的能量用于加温和保温。

冬季温度低，对产气影响较大，特别是北方沼气池，应采取相应的保温措施以利于产气。可以在沼气池上覆盖一些未处理的干秸秆和搭建简易塑料棚，为了能连续用气，现在很多沼气池也已经建在了猪舍、大棚内。

（5）适宜的酸碱度。在发酵过程中，由于初期产酸菌的活动，池内产生大量有机酸，导致pH值下降，若由于配料管理不当，使pH值不能恢复正常水平，即出现产酸现象。此时应抽出一部分沼液同时补充等量高质量的接种物，也可用草木灰或澄清的石灰水中和，如果沼液出现偏碱现象，一般是由于原料基本耗尽，补充原料即可。

（6）适宜的料液浓度。料液中干物质含量的百分比就是料液浓度。根据料液浓度的大小，可将沼气发酵分为湿发酵和干发酵：湿发酵的干物质含量4%～10%，干发酵的干物质含量≥20%。沼气池内发酵料液的浓度随季节的变化应有所调整，一般在夏季，料液浓度可以低一些，6%左右即可，冬季可稍高一些，8%左右。

（7）适当的搅拌。适当的搅拌可使原料和微生物分布均匀，增强微生物与发酵原料的接触，使之获取营养物质的机会增加，活性增强，生长繁殖旺盛。

4.主持人：好，常老师详细介绍了沼气产生需具备的7个条件。我们都知道，沼气的传统原料是禽畜粪便，那么把农作物的秸秆用作产沼气的原料有什么必要性呢？

专家：沼气的传统原料是禽畜粪便，但由于现在养殖业也都采取规模化养殖的方式，粮食涨价等各种原因导致农户散养畜禽的积极性受到影响。因原料不足或沼气池缺乏原料，影响了沼气的产量，有的因无发酵原料，沼气池常年不产气，甚至出现弃池现象。

为了使原建和新建的沼气池能常年产气，必须解决沼气发酵原料不足的问题。能够代替畜禽粪便产沼气的原料在农村比较普遍，如农作物秸秆、青草、生活污水、有机垃圾、污泥等都可以作沼气发酵原料。不同种类的发酵原料，其组成的化学成分不同，产气的潜力和消化速度也有很大的差异。农作物秸秆是我国农村主要沼气发酵原料，秸秆来源充足，不受季节影响，解决了种植户在完全没有粪便的条件下产沼气，使用方便，清洁卫生，不污染环境m.mfservicos.com/，发酵时可以产沼气，发酵后的残渣、沼液又是很好的有机肥，而且，秸秆经堆沤和产沼气后，病虫菌源明显下降。使农户庭院经济得到良性循环。

农作物秸秆通常由纤维素、半纤维素、木质素、果胶、蜡质化合物组成，其产气特点是分解速度较慢，产气周期长，有时还会出现发酵物料偏酸等现象，所以利用秸秆产沼气一直得不到广泛的推广。但是，秸秆单位总产气量较高。为了克服分解速度较慢的弊病，原料在入池之前要进行预处理，以提高产气效果。秸秆预处理之后，产气持续时间长，产气率高。同等固体浓度下，以粪便为原料的沼气池产气时间仅为60天，而秸秆为原料的沼气池产气时间至少120天，产气率较传统沼气提高30%。而且，沼气池启动易成功，不易酸化，从入池前秸秆的准备到堆沤后入池用气，只需十天左右，大大提高了沼气生产效率，更方便广大农民朋友用气。

5.主持人：常老师，您刚才介绍了秸秆原料在入池之前要进行预处理，以提高产气效果。那么如何对秸秆进行预处理呢？

专家：秸秆近几年被广泛利用在青贮饲料、气化等方面，但如果想用来作为产沼气的原料，还必须经过复合菌剂的预处理这一环节，否则很难被产甲烷菌利用，而且还存在着出料、换料难等问题。

当前预处理秸秆的方法主要有物理法、化学法、生物法。用物理法预处理秸秆成本较高并需耗能，且只能固定在一个地方处理；化学法预处理存在二次污染；生物法预处理成本较低，农家院、沼气池旁或池内都可以处理。生物法可分为自然预处理和人为加入微生物处理。自然法靠环境中的微生物对产沼气的秸秆进行作用，靠自然环境中起主要功能的微生物数量少，预处理时间较长，效果较差。

“绿秸灵”秸秆预处理复合菌剂利用生物发酵技术和现代化生产设备研制开发的新型利用秸秆产沼气的实用技术。人为加入分解纤维素、木质素等多种微生物组成的复合菌剂预处理秸秆，增加了处理秸秆的主要功能菌的数量，其处理时间短，效果好，预处理后的秸秆作为产沼气的原料，沼气池启动快、产气量高。

6.主持人：秸秆预处理复合菌剂---绿秸灵有哪些特点？

专家：（1）复合菌剂利用现代生物分离技术，选育出多株纤维、木质素高效分解菌与辅助功能菌，通过优化配伍研制出处理秸秆的生物复合菌剂，可使秸秆的内部结构经过预处理变柔软、疏松，以便于厌氧微生物分解利用，并且安全、无毒、无害。

（2）该技术从根本上解决了沼气发酵原料不足，又从源头上解决了秸秆焚烧的问题，厌氧消化后的秸秆渣还是优质固体有机肥料。整套技术具有沼气发酵启动快、产气量高、进出料容易，使用方便,秸秆降解速率高.成功解决了以前农村沼气池利用秸秆产沼气所造成的启动慢、分解率低、结壳严重和出料困难等问题。拓展了沼气发酵原料的来源，为农村沼气建设的可持续发展提供了强有力的科技支持。

（3）适用于多种发酵工艺：既适用于完全无粪便的全秸秆发酵，又适用于有部分粪便的补充秸秆发酵；既适用于传统的湿发酵，又适用于纯秸秆或秸秆加粪的干发酵；

（4）适用于多种农作物原料：如玉米秆、麦秆、稻秆等。

（5）产气多、产气时间长：经南北方农村的试验示范：用绿秸灵处理的秸秆和不用绿秸灵处理的秸秆进行对比试验，绿秸灵处理过的秸秆发酵，初始产气时间提前4～8天，沼气总产气量提高了40%。以8m3沼气池为例，原料全部采用秸秆后，每年最多需投料两次，养猪户无需补料，无猪户适当补加料，每次产气时间可持续6～8个月，完全可以替代粪便产沼气，满足了农户“多产气，用好气”的基本要求。该复合菌剂还可用于垃圾等有机废弃物的快速堆肥处理,应用范围广，实用性强。

（6）秸秆经绿秸灵处理后，秸秆含水量增加，相对密度增加，入池后很快沉底，不容易上浮，另外，秸秆处理后体积缩小，原料中大部分空气被排出，有利于厌氧发酵。

（7）绿秸灵预处理秸秆可以产生70℃以上的高温，可以杀死原料中的大部分病菌及虫卵。

7.主持人：用绿秸灵预处理秸秆分为几个阶段？不同阶段有哪些具体要求？

专家：第一步：原料的选择：

秸秆：应选用本色、未腐黑的秸秆，刚收割和风干的秸秆均可，一般选择玉米杆、麦秆、稻杆。农作物秸秆收获后，应及时收集、堆存起来，防止霉变，一口8m3沼气池，每年至少应留出500kg以上的秸秆作为发酵原料。

水：酸碱度在6.0～8.0之间，选用水的顺序依次为坑塘水、河水、自来水、井水，pH值6.5～7.5，且未受毒害物质污染。过于偏酸或过于偏碱的水应调节好酸碱度后在使用。调节方法：偏酸应加入草木灰或澄清的石灰水溶液，偏碱的情况不多见，加醋酸可以调节。

碳铵：农用级碳酸氢氨，含氮量≥17.1%。

1.4接种物：接种物采用含水率82%～85%的牛粪或正常产气的沼气池的沼渣或沼液，冒泡的黑色阴沟污泥。如果采集的接种物是正常产气沼气池的沼渣或沼液，可不作处理m.mfservicos.com/，直接加入沼气池用于启动。如果采用的接种物是牛粪，需将牛粪堆沤7天，堆沤时用塑料薄膜覆盖。接种物的酸碱度一般保证在6.5～8.0之间。

第二步：秸秆铡短：用铡草机、揉搓粉碎机将秸秆铡成3～6厘米的段，麦秆用粉碎机粉碎，较粗的玉米类秸秆最好用秸秆揉搓机处理，稻草可人工铡短，也可小型铡草机机械铡短。

第三步：加水润湿：将铡好的秸秆加水进行润湿，操作时边加水边翻料，最好用粪水，润湿要均匀，润湿时间为24小时。

第四步：拌料：取碳铵5千克加水适量使溶解，水为地下水，水温20℃，泼洒在稻草上，将复合菌剂1千克均匀撒在约400千克已粉碎至6厘米左右的稻草上。翻动稻草，补加水，翻动稻草，使稻草与水、绿秸灵混合均匀，补加水量320～400千克保证秸秆含水率在65%～70%。根据经验，用手握紧秸秆，指缝有水含着，或有少量的水滴落，就说明含水率比较合适了。

第五步：收堆：将拌匀的秸秆收堆，堆宽1.2～1.5米，按照季节不同，夏天宜矮，冬天宜高。堆高一般夏季不应超过0.6米，并在堆垛的四周及顶部每隔30～50厘米打一个孔，以利通气。

第六步：覆盖：用塑料布覆盖，防止水分蒸发和下雨淋湿，塑料布和地面接合处要留有空隙，以便透气、通风。

第七步：堆沤：堆沤时间夏季3～4天，春秋季4～5天，冬季6天以上。冬天宜在料堆上加盖稻草进行保温，并适当踩实。

第八步：加接种物：最适接种物的量为池容的20%～30%，8m3沼气池的接种物为2000千克，加入9千克的碳铵。

第九步：秸秆入池：一般情况下，秸秆上长有白色菌丝，秸秆变成黑褐色，即可入池。入池后，补加水，使其料液的容积在6m3左右。

第十步：封池盖并试运行，放气2～3天，开始试火，若点不着，继续放气，直至点着。

8.主持人：常老师，利用秸秆产沼气存在哪些常见的问题？又有哪些好的解决方法呢？请您再介绍以下。

专家：秸秆产沼气常存在以下问题：

（1）秸秆问题。应选择本色有营养价值的秸秆作为发酵原料，避免选择已经腐黑变色的秸秆。秸秆未经铡碎处理直接入池，会造成秸秆分解困难，不易产气。秸秆铡切或揉搓后，不仅能使秸秆表面积增大，有利于微生物的接触分解，而且在机械外力的作用下，还可以破坏秸秆表面蜡质，有利于微生物发挥作用，因此，秸秆铡切或揉搓质量差也会影响使用效果，无特殊困难不要手工铡切。秸秆不能受农药、消毒液等化学物质的污染。秸秆的投池量要达到或略超过批量投料量，一般每立方米沼气池需秸秆45～50千克，剩余堆沤好的秸秆可摊晒晾干后收藏，今后用于补料。沼气池运行中产气量出现较大波动时，应进行液体循环搅拌。产气量不能维持每天正常用气又不方便大换料时可采用补料的方式，一般一次从水压间扒出或抽出150千克料液后，补加150千克已用菌剂堆沤好的秸秆。

（2）水的问题。选用水的顺序为沼液、粪水、坑糖水、河水、自来水、井水，pH6.5～7.5，且未受毒害物质污染。秸秆润湿应让秸秆充分吸水，加水过多或不足都会影响微生物的生长繁殖，不管用什么方式加水应坚持少量多次的原则，切忌一次性加入。加水量可根据情况自主掌握，因为秸秆本身的含水量会因季节、地域的不同而存在差异，但应掌握几个原则，即手用力握秸秆时指缝有水含着，有少量的水滴落，地面无积水、秸秆颜色鲜艳。

（3）接种物的问题。接种物不足就不会有足够的产甲烷菌，沼气池就很难启动。加大接种量可增加发酵初期的产气量和甲烷含量，是避免产酸、发酵停顿的重要措施，因此，要坚持接种物只可多投不能少投的基本原则。接种物应选用正常发酵的沼气池中的料液或富含沼气微生物的坑塘污泥、老粪坑底部的粪便液。如果没有，也可用鲜牛粪富集培养，方法是：用塑料薄膜覆盖鲜牛粪，堆沤7天。接种物的酸碱度一般保证在6～8之间。一般新池启动会出现接种物补足和来源等问题，沼气池运行一个周期后，换料时，留存池容的1/3的料液作为接种物，问题就迎刃而解了。复合菌剂和产甲烷菌有着本质的区别。将复合菌剂绿秸灵当作接种物直接入池使用的情况也出现过，但复合菌剂是在有氧条件下对秸秆预处理的专用菌剂，也就是在秸秆堆沤的过程中起作用，堆沤结束复合菌就完成了历史使命，更不要说投入沼气池内了。沼气池内是一个严格的厌氧环境，因此不要把复合菌剂理解成产甲烷菌，也就不会把复合菌剂绿秸灵直接投入池内，企图让它起到接种物的作用。

（4）碳铵的问题。通常，沼气发酵微生物消耗碳的速度是消耗氮的25～30倍。麦秆、稻草和玉米秆都是富碳原料，预处理过程中须添加碳铵以补充氮素。碳氮比为25～30∶1比较适宜，发酵启动快，反之，不仅启动慢，还易造成沼气池酸化。因此加入碳铵十分必要，无碳铵时可用尿素替代。

（5）与粪便共用问题。一池三改农户的沼气池全部投入复合菌剂预处理的秸秆后，厕所和猪圈的粪便仍可正常入池。以复合菌剂预处理的秸秆为主，辅以粪便一并投池的方法也可以。

（6）通风及保温的问题。由于复合菌剂中的微生物属于好氧微生物，秸秆堆沤时要注意通风，堆沤时不要将料堆拍的过实，否则不利于空气的流通，塑料布覆盖时四周及顶部要适当留有缝隙。复合菌剂发挥作用的最佳温度在50℃左右，一般堆沤时，料温升至50℃以上，就适当增加通风，通风既可以增加料堆中空气的含氧量，同时也可以使升温的速度减慢。气温偏低时，可在堆沤拌料的环节加入一些禽畜粪便，以缩短升温的过程，有活动盖的沼气池也可在池内堆沤，在池口采取保温措施；池外堆沤的时候，在料堆上加盖稻草进行保温。当气温过低时，无论是复合菌生物菌群还是产甲烷菌群，生物活性都会降低，代谢减慢，产气降低，不利于新沼气池的启动，因此应尽量停止新池的启动工作。