玉柴沼气发电机组秸秆沼气生产关键技术
通过厌氧消化可以把秸秆转化成沼气。厌氧消化本身并不是什么新技术,它已被广泛地用于多种有机废弃物的厌氧消化。常用的厌氧消化原料是人畜粪便、生活垃圾、活性污泥等易降解有机物。作物秸秆作为厌氧消化的配料使用,一般都不以作物秸秆为主要原料进行厌氧消化生产沼气。 主要原因是:做作物秸秆的木质纤维素含量高,不易被厌氧菌消化,并且由于木质素在植物细胞壁中常与纤维素等成分包裹在一起,导致物料整体消化率不高、产气量低,投入产出效率差;此外,缺乏适合作物秸秆物料特性并能高效运行的厌氧消化反应器也是一个重要原因。
发达 一般都是以工业生产为主,对农业废弃物秸秆的利用技术方面的研究较少。瑞典在利用秸秆生产沼气方面有所研究,但也没有工程化的实际应用。近年来,我国对秸秆生物气化技术开展了一些研究,例如,北京合百意公司研究出来的秸秆发酵菌种,成都沼科所研究出的堆沤预处理、生物预处理和现有厌氧消化反应器的改进两个这方面;并且单项技术研究的多,系统化的研究很少。由于作物秸秆的理化性质和难以生物消化的特性,只靠某个单项技术的改进很难达到显著提高秸秆厌氧消化效率的目的,因此,需要解决
三个关键技术问题。
秸秆高效厌氧消化生产沼气需要解决三个关键技术问题
(1)秸秆预处理技术
秸秆的木质纤维素含量较高,不易被厌氧菌消化,厌氧发酵产气量低,经济效益差,这是导致秸秆不能被大规模用于沼气生产的主要原因。一个简单有效的解决方法就是在厌氧发酵前,对秸秆进行物理、化学或生物等预处理,把秸秆预先转化 成易于 消化的食料,以显著提高秸秆的生物消化性能、产气率和经济性。常用的预处理方法有物理、化学与生物方法等等。物理方法主要有切碎、粉碎、汽爆等。从实验报告可知,经粉碎的的稻草比未经处理的稻草产气量多可提高17%,可见效果是有限的。
生物法的研究主要集中在菌种的筛选和发酵条件优化方面。目前研究多的微生物是白腐真菌。研究发现,经 P.Florida 降解后的麦秸的产气量比未处理的麦秸提高了约一倍,稻草的为8倍。经过 P.Sajor-caju 处理过的玉米秸的产气量比未处理的提高了57.5%。
生物方法具有环境友好、处理效率高等优点,但需要无菌操作条件和专门的培养设施,目前有关研究较多,实际应用很少。
化学法主要利用酸和碱等化学物质对秸秆进行预处理,通过化学作用破坏秸秆的内部结构,从而提高秸秆的厌氧消化性能。
Coueran等对经化学处理的麦秸进行厌氧消化试验,发现经NaOH和氨水 处理后,产气量可提高约50%。在常温下,经过 8%NaOH 对玉米秸进行化学处理后,玉米秸的可生物降解性能得到了明显提高,产气率提高了约48.3%。化学法具有处理方法简单、时间短、效果好等优点,但化学处理剂有可能产生二次污染。