农业农村废弃物固态物料分离式两相厌氧发酵技术

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农业农村废弃物固态物料分离式两相厌氧发酵技术针对农业农村废弃物沼气工程原料处理量低、发酵过程不稳定、运行效果不佳等问题，突破固相物料微好氧同步预升温水解酸化、全混式厌氧发酵系统调控、变频喷淋协同强化产酸产甲烷等关键技术，优化产酸-产甲烷两相反应器联结方式，集成开发农业农村废弃物固态物料分离式两相厌氧发酵技术。

目录

一、技术名称

农业农村废弃物固态物料分离式两相厌氧发酵技术

二、技术概述

（一）研发背景

针对农业农村废弃物沼气工程原料处理量低、发酵过程不稳定、运行效果不佳等问题，突破固相物料微好氧同步预升温水解酸化、全混式厌氧发酵系统调控、变频喷淋协同强化产酸产甲烷等关键技术，优化产酸-产甲烷两相反应器联结方式，集成开发农业农村废弃物固态物料分离式两相厌氧发酵技术。创新固态物料微好氧同步预升温水解酸化技术，通过微量曝气、营造微好氧发酵环境，实现固态物料自发热和强化产酸，降低发酵增温能耗；创新全混式厌氧发酵全系统调控优化技术，调控停留时间、进出料频率、搅拌方式、沼液回流等，提升酸化液厌氧发酵产甲烷转化效率；建立沼液回流喷淋和喷淋渗滤液补充进料平衡机制，研发变频喷淋协同强化产酸产甲烷技术。工程采用自主研发的序批式干发酵装置并联，与全混式搅拌发酵装置串联，运行高效、占地面积小、操作性简便；产沼气效率较高，容积产气率可达到2.2 m3/m3/d以上；沼渣含固率高，有机肥制备成本低；沼液排放量少，环境负担较小。

（二）技术要点及参数

1.本技术由微好氧同步预升温干发酵装置并联组成产酸相，由全混式厌氧发酵装置作为产甲烷相，两相串联。酸化相序批干发酵装置并联个数为8~12个。

2.产酸相固体停留时间为24天，含固率25%~35%、溶氧0.2g/L~1g/L、发酵温度不低于42℃。喷淋频率依据物料组分不同设定在2次/天~8次/天。

3.产甲烷相水力停留时间为20~30天，采用间歇搅拌方式，最大回流量为80%。

（三）技术示范推广情况

农业农村废弃物固态物料分离式两相厌氧发酵技术曾获得2019年度可再生能源学会科技进步奖一等奖、2019年度农业机械科学技术奖一等奖等奖项，在天津静海、河北宣化等地开展示范应用。具体应用情况如下：

天津市静海县农场沼气工程。利用固态物料分离式两相厌氧发酵技术装备实现固相产酸、液相产甲烷两相分区，优化产酸和产甲烷菌系的生长环境。发酵过程几乎没有沼液产生，解决了大量沼液难以消纳的难题，实现了多次连续进料，具有产气率高，能耗低，操作简单，运行稳定的优点。工程以青贮秸秆为主要原料，配有青贮池1000m3，发酵装置容积为1200m3，年产沼气54万m3，供气1000户。

河北省宣化县农场沼气工程。以农业农村废弃物为原料，序批干发酵产酸装置1600m3、全混式厌氧发酵产甲烷装置1500m3。工程日处理牛类300t，玉米秆60t，日产沼气约3000m3。沼液循环喷淋，缓解酸抑制，几乎不外排沼液。工程通过专业化运营和企业化运作，具备市场化运行能力，具有良好的可持续、可复制和可推广性。

以上两项工程形成了以分离式两相厌氧发酵技术装备为核心的“零碳”技术模式，运行年经济效益达40余万元，增加周边地区人均收入0.3万元/人，减排降碳效果显著。

三、适宜区域

本技术利用农业农村废弃物生产沼气/生物天然气和有机肥，实现资源化利用。适合在全国范围内农业农村废弃物资源集中区域推广应用。特别是在我国粮食主产区和畜禽养殖大县等区域，具有明显优势。

四、注意事项

工程运行应严格遵守沼气工程运行安全管理规范，做好防火、防爆、防漏、防渗等安全检查。