（一）户用秸秆沼气生产技术
沼气是由多种成分组成的混合气体，包括甲烷（CH4）、二氧化碳（CO2）和少量的硫化氢（H2S）、氢气（H2）、一氧化碳（CO）、氮气（N2）等气体，一般情况下，甲烷占50%～70%，二氧化碳占30%～40%，其他气体含量极少。户用秸秆沼气生产技术是一种以现有农村户用沼气池为发酵载体，以农作物秸秆为主要发酵原料的厌氧发酵沼气生产技术。
1. 技术流程
户用秸秆沼气生产技术流程图见图1所示。
2. 适宜区域
适合全国各粮食产区。总的来说，北方地区以玉米秸秆和小麦秸秆为主要发酵原料，南方地区以稻草为主要发酵原料。可根据农作物秸秆的种类和特性，选择不同的发酵工艺。
3. 技术操作要点
（1）秸秆收集与粉碎。户用秸秆沼气的原料主要为玉米秸秆、小麦秸秆和水稻秸秆等。常见户用秸秆沼气的原料量为：6立方米的沼气池，所需干秸秆约为300千克；8立方米的沼气池，所需干秸秆约为400千克；10立方米的沼气池，所需干秸秆约为500千克。将所需秸秆收集后，堆积在开阔区域让其自然晾晒和风干，随后对风干的秸秆进行机械粉碎或铡切，秸秆长度控制在5厘米以下。
（2）润湿与堆沤处理。①润湿：粉碎后的干秸秆，须先进行润湿处理。以8立方米的沼气池为例：400千克秸秆需加水300~400千克（或等量沼液），充分搅拌，湿水程度以用手捏紧秸秆有少量的水滴下为宜。润湿后将秸秆放置1天以上，以确保湿透。②堆沤：通过堆沤可以初步破坏秸秆的纤维—木质结构，有利于后期厌氧发酵过程中被厌氧菌消化分解。以8立方米的沼气池为例，400千克干秸秆，需添加秸秆预处理复合菌剂约1千克，添加碳酸铵5千克。如果采用沼液浸泡秸秆，可不添加复合菌剂。添加菌剂和碳酸铵时需翻堆一次，以保证菌剂和碳酸铵与秸秆充分混匀。堆沤时间一般为夏季3天，春秋季4~5天，冬季6~7天，可根据气温适当进行调整，以秸秆表面长满白色菌丝为宜。
（3）进料准备。为使秸秆沼气池启动更为顺利，原料中可添加适量畜禽粪便（粪便可不用堆沤），将堆沤好的秸秆和畜禽粪便混匀后一起投入池内。以常见的水压式沼气池为例，6立方米的沼气池干秸秆约300千克、牛粪或猪粪约700千克，8立方米的沼气池干秸秆约400千克、牛粪或猪粪约800千克，10立方米的沼气池干秸秆约500千克、牛粪或猪粪约1000千克。
（4）进料。秸秆沼气池进料时，应添加相应的接种物，接种物可以是沼渣或活性污泥。如果没有接种物，也可将畜禽粪便加水浸透后，覆盖薄膜进行堆沤后作为接种物。接种物的总量控制在1000~2000千克，在进料时采取分层加入的方式，即边进料边加入接种物，也可与发酵原料混匀后一起投入到池内。由于秸秆碳氮比较高，为得到合适的碳氮比，需添加氮源。如果添加碳酸铵，添加总量控制在8~10千克（或碳酸氢铵约15千克，均先溶化好再添加）；如果加入人畜粪尿，添加总量为300~500千克。物料装入沼气池后，根据实际情况添加水2000~3000千克，直到发酵料液离天窗下沿500~550毫米为止。户用沼气发酵的适宜温度为15℃以上，因此进料宜选取在气温较高的季节。
（5）启动。密封沼气池池口。连续放气1~3天，当沼气压力表的压力达到2千帕以上时开始试火，直至能点燃且火苗稳定，此时表明沼气池已启动成功，生产的沼气可正常使用。
4. 注意事项
（1）补充氮源
秸秆沼气池运行过程中应补充氮源。氮源通过进料口投入，一般每15天需加1～2千克碳酸按（或碳酸氢按1.5～3千克）。与厕所连通且有粪尿进入的沼气池可不需补充氮源。
（2）添加秸秆
秸秆沼气池正常启动并运行约60天后，需定期添加秸秆。每7天左右向池内补充粉碎并经过堆沤处理的秸秆15～25千克，同时视水压间水位的高低补充水量或排出一定量的沼液、沼渣。
（3）搅拌
每次添加氮源、秸秆时必须用手动泵强回流搅拌，搅拌时间约为30分钟；与厕所连通的沼气池也需每7天用手动泵强回流搅拌1次，每次30分钟。
（4）大换料
秸秆沼气池运行一年左右必须进行大换料，大换料的时间应选在每年的10月或4月，低温季节不宜进行大换料。大换料前10天应停止进料，同时准备好足够的新料，待出料后可立即重新启动。出料时先抽出大部分沼液，留约10%～30%活性污泥为主的料液作为接种物，然后从出料间用耙扒出秸秆渣。池内结壳严重的应打开活动盖进行出料。
（二）大中型秸秆沼气生产技术
大中型秸秆沼气生产技术是指以农作物秸秆（玉米秸秆、小麦秸秆、水稻秸秆等）为主要发酵原料，单个厌氧发酵装置容积在300立方米以上的沼气生产技术。
1. 技术流程
大中型秸秆沼气生产技术流程图见图2所示。
2. 适宜区域
适合全国广大农村地区。可根据收集的农作物秸秆种类和特性，选择适宜的发酵工艺。
3. 技术操作要点
（1）秸秆贮存。农作物秸秆贮存设施的容积应根据秸秆特性、收获次数、消耗量等因素确定，通常以秸秆收获周期内需要消耗的秸秆量进行设计和贮存，以保证原料供应。秸秆沼气工程场区内或附近应设置秸秆短期堆放场所，可根据需要设置长期堆放场所，以满足工程长期连续运行的原料需求。自然堆放秸秆水分含量应小于18%，青贮秸秆水分含量控制在65%~75%。
（2）秸秆预处理。秸秆原料的预处理有物理、化学和生物等方法。其中：
① 物理预处理，主要是利用机械、热等方法来改变秸秆的外部形态或内部组织结构，如机械剪切或破碎处理、蒸汽爆破、膨化等。
② 化学预处理，使用酸、碱、有机溶剂等作用于秸秆，破坏细胞壁中半纤维素与木质素形成的共价键，破坏纤维素的结晶结构，打破木素与纤维素的连接，达到提高秸秆消化率的目的，如酸处理、碱处理、氨处理和氧化还原试剂处理等。
③ 生物预处理，在人工控制下，利用一些细菌、真菌等微生物的发酵作用来处理秸秆，如青贮、白腐菌处理等。
（3）沼气生产。大中型秸秆沼气工程选用的工艺需根据原料特性及工艺特点，经技术经济分析比较后确定，要能适应两种或以上秸秆的物料特性及发酵要求。
（4）日常运行维护。定期监测厌氧发酵装置内料液pH值、总碱度、温度，沼气成分，产气量，物料高度，罐内压力等参数，并根据监测数据及时调整发酵装置运行工况或采取相应措施。主要参数应满足沼气中CH4含量大于50%，pH为6.8～7.5，总碱度（以重碳酸盐计算）大于2000mg/L，厌氧发酵装置内每天的温度变化应控制在设计范围以内。
（5）出料。按工艺设计要求定期排出沼液沼渣。厌氧发酵装置放空清理时，需停止进料，并打开厌氧发酵装置顶部检修人孔，强制通风24h；人员进入厌氧发酵装置清理前，应先进行气体成分检测和活动物试验，测试合格后方可进入，且宜佩戴防毒面具；同时发酵装置外部必须有人进行安全保护，防止意外发生。
（6）发酵剩余物处理利用。大中型秸秆沼气工程的发酵剩余物宜先固液分离，沼液尽量回流利用，沼渣可加工成固体有机肥或作为有机基质。场区内发酵剩余物贮存调节设施的有效容积应不小于5天平均出料量。
4. 注意事项
大中型秸秆沼气生产技术以生产沼气为核心，由于沼气为易燃易爆气体，所以在生产过程中的首要问题是安全问题。主要包括消防系统、危险物料的安全控制、电气防火、建构筑物防火、建构筑物防雷、应急疏散与火灾报警等。
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