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低成本加温
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用于干式发酵的秸秆预处理技术
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湿式发酵用的是人畜粪便,它的干物质占了整个发酵物里面的只有6%。
那秸秆干式发酵是不是就不需要水了呢?那倒不是,只是干物质的比例比湿式发酵高。
秸秆干式发酵的干物质,指的是干稻草、干玉米秆,它的干物质是20%。
我们知道,沼气的主要成分是甲烷,沼气发酵离不开甲烷菌。和粪便相比,秸秆并不是甲烷菌最好的营养源。不经过预处理的话,甲烷菌是很难利用秸秆进行发酵产生沼气的。
秸秆进沼气池之前必须有一个预处理的过程,需要对秸秆进行堆沤。堆沤前先把秸秆粉碎好。 要把它铡成一段一段的,越小越短越好,铡碎秸秆主要是破坏它的粗纤维。
粉碎秸秆的同时,还要加水湿润,搅拌均匀,让秸秆充分吸水。加水加到手抓了以后能滴水为宜,不能多也不能少,含水量大约为60%。加好水,把秸秆封严、堆沤。一天以后,接着在料堆上添加石灰水。
因为稻草或玉米秆的木质纤维素含量比较高,而且表面有一层蜡质不容易分解,所以我们前期必须用生石灰水来进行预处理,石灰的用量应为秸秆质量的5%,此项措施的目的在于破坏秸秆的木质纤维结构,并中和发酵过程中产生的酸,以防止pH值下降,让它容易尽快地分解。
另外,石灰水是碱性的,可以用来调节料堆的酸碱度。原来秸秆堆沤的过程中很容易酸化,因为沼气发酵的主角是甲烷菌,甲烷菌不喜欢酸性环境,也就是在酸性的环境是产气量下降。甲烷菌在发酵过程中,最适宜的酸碱度是7,低于6.5以下,它就抑制住了,不能发酵了。
根据以往的经验,在入池之前把秸秆的酸碱度调整到7.5左右,这样,入池以后秸秆因为发酵酸度还会再降低一些,正好适合甲烷菌的生长。
调整好了秸秆的酸碱度,甲烷菌有了合适的酸碱度环境,这还不够,甲烷菌还得吃好。甲烷菌的繁殖需要一个有一个合适的碳氮比例。一般20~30:1比较好。但是,像稻草这些秸秆碳氮营养不平衡,氮素明显不足。甲烷菌如果光吃秸秆,肯定会营养不良。为了平衡甲烷菌的营养,在对秸秆进行堆沤的时候还要增加氮源。我们就用尿素,尿素就是含氮的,可以补充一定量的氮。但由于干式发酵的水分含量较少,太多的氮易造成发酵抑制。所以加碳酸氢铵时用量为秸秆用量的2%,加尿素时为秸秆用量的1%。
准备好了甲烷菌的吃喝,秸秆也不能自动产气,因为自然状态下,秸秆里没有甲烷菌,所以在秸秆堆沤的时候要提前进行接种。那菌种从哪里来呢?
当然在现成的老沼气池里面,把它抽起来浇就最好。万一没有那又怎么办呢?其实也很简单。烂泥塘里面,泥沟里面底层的烂泥,或者是夏天适当的猪粪,把它堆放一段时间也可以。
把接种的液体均匀地泼洒在秸秆堆里,搅拌均匀,堆放、封好。堆沤的时间,夏天一般需要2~3天,冬天时间要长一些,一周左右。
对于新启动的沼气池,进料的时候还要再次加入菌种。一般菌液的总量占发酵物总量的30%。足够量的菌种是新沼气池启动所不可缺少的。沼气发酵的主角甲烷菌在密闭条件下能够迅速生长、繁殖,产生沼气。