秸秆厌氧消化的能源转化技术唐微伍钧杨刚李红霞(四川农业大学资源环境学院,四川推安625014)【摘要】秸秆含有丰富的有机质,将其转化为沼气可以实现秸秆能源化。本文着重介绍了秸秆厌氧消化制沼气的影响因素、处理工艺、优缺点及其国内外研究现状,并分析了沼气的能源化利用方式和秸秆厌氧消化的效益,表明其具有广阔的应用前景。【关键词】厌氧消化秸秆沼气TheEnergyConversionTeehnologyofAnaerebieDigestionforStrawsTANGW七i,WUJun,YANGGang,LlHong一xia(COllegeofResoureesandEnvironmentSiehuangAgriculturalUniversity,Ya,anSiehuang625014;China)Abstraet:Strawsareriehinorganiematter,whieheanbeehangedintobiogas50astorealizeutilizingstrawsasenergy.hiflueneingfactors,treatmentProcess,advantagesanddisadvantages,andresearehstatusathomeandabroadwereemPhatieallyintrodueedinthearticle,usingmethodsofbiogasasenergyandeficiencyofanaerobiedigestionforstrawswasalsobeanalysised,whiehshowedthatthereareextensiveaPPlieationProsPectsofanaerobiedigestionforstraws.Keywords:anaerobiedigestion:straw;biogas我国是农业大国,每年产生大量秸秆,若不合理利用将会造成大量的资源浪费,同时,被废弃和焚烧的秸秆可产生污水、浓烟等,对农村生活用水、大气、土壤等均会造成污染,使农村生活环境质量下降,农民居住环境卫生条件恶化,农业环境污染加剧,直接危及广大农民群众身心健康。如果能利用现代技术将作物秸秆转化为高效、洁净、方便的高品位能源,对减少秸秆资源的浪费和减轻环境污染,缓解我国常规能源紧张状况,替代耗竭性资源投入,促进社会经济的可持续发展和生态环境的改善等都具有重要意义。我国秸秆的产生、利用现状及秸秆的成分组成Ll我国秸秆的产生、利用现状我国秸秆的年产量约有7.9x10”t[l]。每年都产生大量的稻草、玉米秆、小麦秸、甘薯蔓、大豆秸、甘蔗秸、高粱秸等。其中有50%以上的秸秆资源集中在四少}l、河南、山东、河北、江苏、湖南、湖北、浙江等9省,西北地区和其它省份秸秆资源分布量较少12,3]。稻草主要在长江以南的诸多省份,而小麦和玉米秸秆分布在黄河与长江流域之间,以及黑龙江和吉林等省份[sJ。我国秸秆的利用方式主要有4种:作燃料、作饲料、作肥料、作工业原料。而作为能源使用的秸秆主要以效率较低的直接燃烧的方式进行利用,甚至是遗弃在田间或直接焚烧【‘,’]。据统计,农作物秸秆中含有大量的碳,约40%l51,直接焚烧不仅污染环境,还造成能源的极大浪费。如果能将其转化为清洁的可再生生物质能源,则既可以达到减少农业固体废弃物的目的,又节约能源,是利国利民的好途径。目前,作物秸秆能源转化技术大体可分为直接燃烧技术、热解气化技术、液化技术、厌氧消化技术、乙醇化技术、固化技术和炭化技术等八种[61。厌氧消化以其技术较成熟、处理相对简单和成本较低等优势而倍受青睐。LZ秸秆的成分组成秸秆主要由成熟植物的茎秆和叶构成,只含有少量易于消化的碳水化合物、粗蛋白、脂肪等,而较多的则是植物的细胞壁物质,因此含有大量的粗纤维和无氮浸出物,也含有粗蛋白、粗脂肪、灰分和少量其它的成分。不同的秸秆,其组成物质的含量也不同[z],如表1所示。植物细胞壁包含的纤维素和半纤维素较易被生物降解,木质素除本身难以分解外,还能阻碍纤维素分解菌的作用,使得秸秆难以被生物分解利用I=J。秸秆中木质素含量越高,其消化能力和代谢能力越低。表1秸秆的成分组成(干物质%)秸秆水分粗蛋白粗脂肪粗纤维无氮浸出物粗灰分钙磷稻草63.80.832.941.814.70.150.18小麦秸13.52.71.13735.99.8玉米秸5.55.71.629.35136石微量微量谷草13.53.11.435.637.98.5大麦秸12.96.41.633.437.87.90.180.02燕麦秸95.33.43139.611.7大豆秸6.88.91.639.834.78.20.870.052.秸秆厌氧俏化的原理厌氧消化是有机物质在厌氧条件下被多种微生物分解转化的过程,一般参与沼气发酵的微生物分为三类:发酵细菌、产氢产乙酸菌、甲烷菌。相应地,将沼气发酵的生化过程分为三个阶段[v,8]:¹水解阶段,由多种厌氧或兼性厌氧的水解性或发酵性细菌把纤维素、淀粉等糖类水解成单糖,并进而形成丙酮酸,...
