四招确保冬季沼气池产气率

　　——给环保措施增加经济效益

　　沼气发酵技术“叫好不叫座”，除成本这种老大难问题外，还有一个——夏天产气富余，用不完；冬天产气不足，不够用。冬季沼气池产气率成了亟待解决的问题。针对适合南方猪场使用的“常温发酵（10℃-30℃）”，本文梳理了行业惯用且有效的一些辅助手段，让冬季沼气池也嗨起来。

　　沼气是一种很好的清洁燃料，是解决现代农业发展与农业面源污染矛盾的“环保利刃”。然而实际运用中，沼气发酵技术却“叫好不叫座”。

　　除成本这种老大难问题外，最让猪场诟病的是沼气池产气不均的问题。养殖户在使用沼气时普遍有此感受：夏天产气富余，用不完；冬天产气不足，不够用。提升冬天沼气池产气不足的问题已成为了猪场急于攻破的难题。

　　│是谁在冬天动了我们的沼气？

　　“冬天的产气量少了一半都不止！”广东万禾农牧有限公司共和猪场场长张纪康表示。对于共和猪场，300多立方米的沼气池产生的沼气只用于员工洗澡、饭堂煮饭等，夏天基本可以满足，但到了冬天只能是勉强维持。而对于将沼气进行发电的广东德兴种养实业有限公司，即使设备比较先进，冬天的发电时长也要比夏天缩短近三分之一。

　　据了解，沼气发酵效果受多方面因素影响：发酵温度、物料浓度、有机复合物浓度、酸碱度、菌种、厌氧环境等。其中，发酵温度是大家普遍认为冬天制约沼气产气率的头号敌人。

　　沼气发酵温度一般分为三个范围：常温发酵，亦称低温发酵（10℃-30℃）；中温发酵（30℃-45℃）；高温发酵（45℃-60℃）。福州北环环保技术开发有限公司常务副总经理杨树洪表示，不管是哪种沼气反应器，反应器温度相差10℃，反应速率就相差一倍。反应器温度在15℃以下时，厌氧发酵就变得很缓慢，产气自然就少。反应器温度要达到20℃以上，才能有好的产气效果。

　　在南方，特别是广东，由于气温较高，大多数猪场采用的是常温发酵池，受气温的影响比较大。用池容产气率（每立方米发酵池容积一昼夜的产气量）来评价沼气池产气效率，夏天的池容产气率可以达到0.2-0.3m3/（m3·d），而在冬天可能就只有0.05-0.1m3/（m3·d），产气非常缓慢。杨树洪表示，如果采用中温发酵，池容产气率可以达到0.7m3/（m3·d）以上，甚至达到1.0m3/（m3·d），而中温发酵技术也比较成熟了。

　　有如此技术，为何猪场还要为冬天沼气不足头疼呢？杨树洪介绍，中温发酵的技术标准是物料浓度要达到8%以上，发酵余热才能维持中温发酵，而南方养猪有水冲栏的习惯，污水量大，物料浓度降低，一般只有1%-2%。

　　│冬天沼气困局怎么破？

　　针对冬天沼气池产气不足问题，坊间早已盛传着多种解决冬天沼气产气不足的方法，什么方法才适合猪场实际情况的呢？

　　1、加热升温

　　既然温度不够，最直接的方法就是升高反应器温度。广东德兴种养实业有限公司董事长姚辉德介绍，加热一般有两种方式：一是将沼气发电机的冷却水导入沼气池内进行循环加热；二是污水在进入沼气池前就通过发电机增温。温度提升之后，发酵产生沼气的速度也就快了。

　　对于没有投入发电设备的猪场，通过燃烧煤炭或沼气把管道水加热再与沼液进行热量交换也是可行的。但是，加热并不能无限制进行。杨树洪表示，即使通过加热使反应器温度达到中温发酵水平，由于物料浓度太低，停止加热后，反应器也不能维持中温发酵产生更多沼气。而持续消耗能源来换取沼气，投入与产出也不成比例。

　　四会齐振生猪养殖场老板江泽明则提出了地热保温方法。他建议，在南方特别是广东地区，地埋式沼气池可以“一劳永逸”。虽然建造工艺上复杂一点，但利用地热来保温，可以解决冬天发酵温度不足的问题。“地下的温度是很高的，在很冷的时候下到池底做清池工作，很暖很舒服的。”江泽明说。

　　2、提高物液浓度

　　从前文可以看出，物液浓度极大影响了发酵温度，进而牵制了沼气产气率。那么，该如何提高物液浓度呢？

　　农财宝典记者了解到，网络上有很多提高物液浓度的方法，其中添加秸秆的方式倍受推崇，也有大量文献研究。在南方，大量水稻田也能提供充足的秸秆资源。如此“行之有效”的方法，却不被养殖户看好。

　　江泽明表示，秸秆的有机物含量低，并不能增加多少发酵底物，而且秸秆带来的大量纤维也容易堵塞沼气池。江门广洁环保技术开发有限公司工程师黄锦辉也表示，对于大型猪场而言，从秸秆收集到运输，经济上并不划算。而且，运回来的秸秆不能直接投放使用，秸秆外面有一层保护层，要用碱水先将其破坏，进行预发酵处理，才能投入沼气池中进行发酵。“以前也有搞过秸秆发酵，但没有几个成功的。从秸秆收集、预处理到排渣都是问题，基本要靠国家贴钱才能维持下去。”黄锦辉说。

　　加法行不通，那么就从减法入手。黄锦辉表示，通过减少冲水量，让排出的猪粪干一点，用这样的底物进行发酵，发酵余热能使反应器维持在一个较高的发酵温度，产气率才会高。

　　3、提高搅拌强度

　　在提高物液浓度的同时，通过搅拌提高物料的混合程度也能提高沼气产气率。杨树洪表示，由于沼气池设计工艺不同，搅拌标准也不一样。一般而言，以夏天的搅拌强度做参考，冬天在此基础上增强2-3倍即可。比如夏天两个小时搅拌一次，一次2-3分钟，冬天可以把两小时的频率改为一小时，或者延长搅拌时间，每隔两小时搅拌4分钟。对于早期投建的沼气池若没有搅拌装置，可以添置水泵，一个万头猪场的沼气池配备一台水泵基本可以满足。利用水力回流搅拌，提高发酵速率。

　　江泽明对此也表赞同，他表示，一台1.5KW的水泵，运行一个小时的电费大约是1元钱，但产生的沼气肯定不只1块钱。然而，这种方式似乎并不适用于所有猪场，姚辉德提出了自己的异议。他认为，对于将沼气用于发电的猪场，刻意耗费电力启动搅拌机，等于是做花一块钱赚两毛钱的亏本生意。在广东德兴，只有在启用水泵抽水的时候才会开启搅拌器进行搅拌。

　　4、扩大反应器容积

　　杨树洪表示，在冬天做常温发酵，要想让沼气池发酵产气更正常一点，可以在沼气池设计时就留出足够的空间，让进料更多一点，同时物料置留的时间更长，降解率也有一定提升。排渣时，发酵不完全的沉淀物还可以回池，提高物料浓度。

　　多大的容积才是合理的呢？江泽明给出了自己的标准。他建议猪场做沼气池时以一头猪1m3空间为标准，这样的空间可以保证底物能够发酵完全才排出来，而且解决了沼气池需要不断换料的麻烦。“我的沼气池从08年底建成使用以来，一直能够顺畅使用。”江泽明自豪地说。

　　杨树洪表示，通过加热、搅拌、提高物料浓度等改善后，冬天池容产气率可以达到0.15m3/（m3·d）左右，基本能够满足猪场的正常使用。

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　　叽叽喳喳话沼气

　　夏气冬用

　　多数猪场都有这样的感觉，夏天的气是用不完的。那么，我们是否可以将夏天富余的气贮存起来，留到冬天再用呢？

　　杨树洪对此并不认同，他认为夏气冬用即不经济又不合理。一来贮气囊的投入需要成本，而且大量沼气存放占据空间。再者，南方的夏季很长，产生的沼气要贮存上3-4个月甚至半年，安全问题也着实让人头疼。但这种思维可以借鉴，比如将沼气用来发力，产生的电力用蓄电池储存起来。不过，如果没有形成产业的话，这样操作意义并不大。

　　罐装沼气

　　2009年，江泽明大胆的“中沼气”构想掀起了行业内外的热议。“江氏构想”提出，如果国家抽调技术力量，突破沼气的液化和罐装技术，并把相关设备的成本降到10万元以下，可以形成一个新的产业。甚至可以由国家成立一家或几家沼气公司，把养殖场的沼气罐装收储起来。参照天燃气的价格，国家以2元/m3收购，可以再按3元/m3放到市场上销售。

　　“有人在做，也有一些实际案例，但没有全面推广，最主要是经济的考量”杨树洪表示，沼气液化设备的投入很大，如果没有达到燃气站的规模，效益很难有保障。江泽明也坦言，罐装沼气存在技术短板，需要国家层面来解决，单凭个人或某一个团队是解决不了问题的。

　　记者观察：随着现代农业发展与农业面源污染的矛盾激化，沼气的开发利用越来越受到政府的重视和支持。有资料显示，预计到2015年，农业废弃物沼气工程将累计建成近4100个，形成年生产沼气能力4.5亿m3，相当于58万吨标准煤，年处理粪便量1.23亿吨。然而这还远远不够，江苏省农科院畜牧所所长顾洪如曾透露，我国目前每年牲畜排粪量达25亿吨。沼气作为解决农场粪便污染行之有效的方法还有很大的发展空间。

　　在环保的大义面前，养殖场应该正视沼气建设，而不是拘泥于沼气能够给农场创造多少效益。正如姚辉德董事长所言：“你到底是养猪还是养沼气？作为猪场主要是处理污水，沼气的使用只是处理污水过程产生的附加价值。”

　　《农财宝典》新牧网记者 郭立涛