農(nóng)村沼氣快速發(fā)展十多年,取得了令人矚目的成效,但是也暴露出“使用效率低、使用效果差”的軟肋,也是農(nóng)村沼氣的“兩個(gè)痛點(diǎn)”。
業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為,出現(xiàn)這個(gè)現(xiàn)象的原因,在于豬糞的原料生產(chǎn)特點(diǎn)和產(chǎn)氣性能特點(diǎn),并不是沼氣發(fā)酵的最佳方式,于是紛紛支招發(fā)展秸稈沼氣,試圖破解豬糞沼氣的困局。
一、秸稈PK糞便
總固體含量(TS)不同,決定了生產(chǎn)能力的顯著區(qū)別。人畜糞便TS 20%左右,農(nóng)作物秸稈80%以上。因此在同等質(zhì)量條件下,農(nóng)作物秸稈理論產(chǎn)氣量是人畜糞便的4倍以上。
碳氮比(C/N)不同,生產(chǎn)性能迥然而異。人畜糞便糖類、蛋白質(zhì)、脂肪含量較高,碳氮比(C/N)30以內(nèi),容易分解;農(nóng)作物秸稈纖維素、半纖維素和木質(zhì)素含量高, 碳氮比80~90,分解難度大。
生產(chǎn)特點(diǎn)不同。人畜糞便的產(chǎn)量與分布,受畜牧業(yè)生產(chǎn)的市場(chǎng)波動(dòng)影響大,穩(wěn)定性差;農(nóng)作物秸稈的布局與產(chǎn)量宏觀性強(qiáng),更加穩(wěn)定。
因此,農(nóng)作物秸稈優(yōu)勢(shì)在于量大穩(wěn)定。但是它的缺點(diǎn)也是顯而易見(jiàn)的。
二、邁不過(guò)的坎
上浮結(jié)殼是秸稈沼氣的主要問(wèn)題,影響正常厭氧發(fā)酵。
秸稈比重小,同時(shí)纖維素的水解乙酸化速度小于乙酸分解速度,加劇了秸稈上浮液面的程度。長(zhǎng)時(shí)間難以分解漂浮液面,慢慢脫水干縮,形成浮渣,一年后厚度25~35㎝,自上而下依次是浮渣層、清夜層、發(fā)酵層、污泥層。
浮渣對(duì)秸稈發(fā)酵產(chǎn)生了五個(gè)負(fù)面影響:一是堵塞沼氣池,沼氣無(wú)法進(jìn)入貯氣室,加大浮渣浮力,嚴(yán)重者堵塞導(dǎo)氣管口或反應(yīng)器爆裂;二是抑制CH?生產(chǎn),增加了沼液內(nèi)的沼氣分壓,阻抑乙酸分解;三是破壞厭氧發(fā)酵環(huán)境,大量CO?溶解于沼液中,降低了PH值;四是分解效率低,浮渣無(wú)法與甲烷菌接觸,無(wú)法分解;五是占用貯氣室容積。所以沼氣池的產(chǎn)氣效率和穩(wěn)定性受到很大影響。
因此,與豬糞發(fā)酵相比,秸稈發(fā)酵具有工藝復(fù)雜、工序多、產(chǎn)氣難度大的特點(diǎn)。
二、干秸稈沼氣的難題
干秸稈沼氣在我國(guó)是一個(gè)“禁區(qū)”,即便到了技術(shù)設(shè)備大有改進(jìn)的今天,仍舊是個(gè)新課題:飄浮結(jié)殼,進(jìn)出料困難易堵塞,原料滯留期過(guò)長(zhǎng)、產(chǎn)氣率低下等等,成為難以逾越的障礙。實(shí)驗(yàn)室比較證明,即便用盡所有辦法進(jìn)行物理、化學(xué)預(yù)處理,干秸稈產(chǎn)氣率與青秸稈相比,至少會(huì)下降30%~40%。而對(duì)實(shí)際的工程轉(zhuǎn)化而言,用干秸稈作原料還需要特別的預(yù)處理。
而青秸稈具有較高的蛋白質(zhì)含量,C/N比50左右,親水性強(qiáng),生產(chǎn)性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于干秸稈。
從原料保障性角度出發(fā),沼氣發(fā)酵的最佳方式是以產(chǎn)氣率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于糞便的青秸稈為主,與脂肪與產(chǎn)氣率較高的垃圾、剩余污泥、畜禽糞便共同發(fā)酵。但是,孝感市每年農(nóng)作物秸稈總量252萬(wàn)噸,其中青秸稈僅2萬(wàn)噸,占0.8%,干秸稈占農(nóng)作物秸稈總量的99.2%。
探索出一條高效利用干秸稈作為原料的獨(dú)特途徑,勢(shì)在必行。同時(shí),在目前技術(shù)條件,投資干秸稈沼氣必須慎重、再慎重。