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農業農村廢棄物固態物料分離式兩相厭氧發酵技術針對農業農村廢棄物沼氣工程原料處理量低、發酵過程不穩定、運行效果不佳等問題，突破固相物料微好氧同步預升溫水解酸化、全混式厭氧發酵系統調控、變頻噴淋協同強化產酸產甲烷等關鍵技術，優化產酸-產甲烷兩相反應器聯結方式，集成開發農業農村廢棄物固態物料分離式兩相厭氧發酵技術。

一、技術名稱

農業農村廢棄物固態物料分離式兩相厭氧發酵技術

二、技術概述

（一）研發背景

針對農業農村廢棄物沼氣工程原料處理量低、發酵過程不穩定、運行效果不佳等問題，突破固相物料微好氧同步預升溫水解酸化、全混式厭氧發酵系統調控、變頻噴淋協同強化產酸產甲烷等關鍵技術，優化產酸-產甲烷兩相反應器聯結方式，集成開發農業農村廢棄物固態物料分離式兩相厭氧發酵技術。創新固態物料微好氧同步預升溫水解酸化技術，通過微量曝氣、營造微好氧發酵環境，實現固態物料自發熱和強化產酸，降低發酵增溫能耗；創新全混式厭氧發酵全系統調控優化技術，調控停留時間、進出料頻率、攪拌方式、沼液回流等，提升酸化液厭氧發酵產甲烷轉化效率；建立沼液回流噴淋和噴淋滲濾液補充進料平衡機制，研發變頻噴淋協同強化產酸產甲烷技術。工程採用自主研發的序批式干發酵裝置並聯，與全混式攪拌發酵裝置串聯，運行高效、占地面積小、操作性簡便；產沼氣效率較高，容積產氣率可達到2.2 m3/m3/d以上；沼渣含固率高，有機肥製備成本低；沼液排放量少，環境負擔較小。

（二）技術要點及參數

1.本技術由微好氧同步預升溫干發酵裝置並聯組成產酸相，由全混式厭氧發酵裝置作為產甲烷相，兩相串聯。酸化相序批干發酵裝置並聯個數為8~12個。

2.產酸相固體停留時間為24天，含固率25%~35%、溶氧0.2g/L~1g/L、發酵溫度不低於42℃。噴淋頻率依據物料組分不同設定在2次/天~8次/天。

3.產甲烷相水力停留時間為20~30天，採用間歇攪拌方式，最大回流量為80%。

（三）技術示範推廣情況

農業農村廢棄物固態物料分離式兩相厭氧發酵技術曾獲得2019年度可再生能源學會科技進步獎一等獎、2019年度農業機械科學技術獎一等獎等獎項，在天津靜海、河北宣化等地開展示範應用。具體應用情況如下：

天津市靜海縣農場沼氣工程。利用固態物料分離式兩相厭氧發酵技術裝備實現固相產酸、液相產甲烷兩相分區，優化產酸和產甲烷菌系的生長環境。發酵過程幾乎沒有沼液產生，解決了大量沼液難以消納的難題，實現了多次連續進料，具有產氣率高，能耗低，操作簡單，運行穩定的優點。工程以青貯秸稈為主要原料，配有青貯池1000m3，發酵裝置容積為1200m3，年產沼氣54萬m3，供氣1000戶。

河北省宣化縣農場沼氣工程。以農業農村廢棄物為原料，序批干發酵產酸裝置1600m3、全混式厭氧發酵產甲烷裝置1500m3。工程日處理牛類300t，玉米稈60t，日產沼氣約3000m3。沼液循環噴淋，緩解酸抑制，幾乎不外排沼液。工程通過專業化運營和企業化運作，具備市場化運行能力，具有良好的可持續、可複製和可推廣性。

以上兩項工程形成了以分離式兩相厭氧發酵技術裝備為核心的「零碳」技術模式，運行年經濟效益達40餘萬元，增加周邊地區人均收入0.3萬元/人，減排降碳效果顯著。

三、適宜區域

本技術利用農業農村廢棄物生產沼氣/生物天然氣和有機肥，實現資源化利用。適合在全國範圍內農業農村廢棄物資源集中區域推廣應用。特別是在我國糧食主產區和畜禽養殖大縣等區域，具有明顯優勢。

四、注意事項

工程運行應嚴格遵守沼氣工程運行安全管理規範，做好防火、防爆、防漏、防滲等安全檢查。