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北方沼气池冬季产气技术研究与应用

文献类型： 获奖成果

作者：

获奖名称： 科技进步奖

获奖等级： 二等奖

关键词： 沼气池;冬季;技术;研究与应用;产气;研究;技术研究;沼气;北方

第一完成单位： 山东省农业科学院农业资源与环境研究所

获奖时间： 2011

摘要： 　　1、课题来源与背景： 　　本成果来源于山东省农业重大应用技术课题“户用沼气冬季产气关键技术研究”和山东省农业科学院自主创新课题“耐低温沼气发酵技术研究”。 　　项目背景：截至到2009年年底，全国农村户用沼气池(12m3以下)累计保有量达到3507.03万户。可见沼气池在农村的推广已呈燎原之势并有巨大的发展潜力。但目前我国沼气池的发展中还有2个瓶颈问题没有解决。第一就是北方沼气池冬季产气问题。我国推广的户用沼气池几乎全部采用的是常温发酵模式，产气情况受温度变化的影响很大。在每年的深秋、冬季及初春季节许多户用沼气池都不能正常使用，这严重的限制了北方地区沼气池的普及和应用。低温条件下沼气发酵微生物的活性是制约沼气安全过冬的重要因素。第二就是秸秆的利用问题，我国现在推广的沼气池主要是以动物的粪便为主要原料，以秸秆为主要原料的很少。而秸秆中含有大量的微量元素及有机质，完全可以作为沼气池的发酵原料加以利用。但是，由于秸秆中的纤维素多，比重轻，容易结壳和堵塞，加之进出料难等问题，秸秆沼气发酵一直是摆在广大建池户和基层沼气工作者面前的难题。如能解决好沼气池的冬季保温问题，筛选制备可分解秸秆的耐低温菌剂，促进池内微生物发酵，则可大大提高沼气池的效率，促进沼气事业又快又好发展。 　　2、技术原理及性能指标： 　　研发出分解秸秆和低温下提高产气率的双功能沼气微生物菌剂。该菌剂高效、低廉、使用方便。粪便为主要原料的沼气池每年秋季使用一次，秸秆为主要原料的沼气池每年春季和秋季大换料时各使用一次。可提高低温下沼气池产气量60% 以上，可提高秸秆为原料的沼气池产气量50% 以上。 　　研发出新型耐低温沼气池及新型建池技术，首次从结构上对户用沼气池进行结构优化，发酵主池采用“夹芯”层结构，添加保温材料，大大提高了户用沼气池的保温效果及密闭性。该技术可显著改善发酵微生物的环境温度，确保冬季沼气池内料液最低温度在12 ℃以上，冬季平均温度14 ℃以上。形成了一套切实可行的北方冬季沼气池运行管理技术，通过量化冬季沼气池内的工作温度，建立了冬季沼气池内料液温度的管理目标，提出了“原料配比、覆盖保温、添加菌剂、进出料管理”等一系列的沼气池冬季运行管理对策。配合沼气发酵菌剂使用，可确保沼气池全年正常使用。该技术建池投资仅增加100元。 　　研发出沼渣沼液高效综合利用技术。针对沼液滴灌和作叶面肥喷施容易堵塞及沼液应用麻烦，造成二次污染的问题，研发出沼液沙系统过滤技术，研究形成了沼液预处理技术和用于蔬菜、果树、大田作物的沼液滴灌技术，该技术解决了沼液滴灌易于堵塞的问题，便于沼液大面积施用，可提高作物或蔬果产量13.2%-26.3 %，改善其品质，每个大棚增加经济效益3200-4500元。针对沼渣应用单一的问题，研究形成了沼渣生产鸡腿菇等食用菌的多项技术，利用沼渣替代生产原料，可减少栽培成本40 %，实现高产稳产。 　　3、技术的创造性与先进性 　　该成果进行了高效菌株的筛选与沼气菌剂的研制。主要从秸秆堆腐物和从粪便中分离易培养，具有高蛋白酶活性、高纤维素酶活性，能够迅速降解大分子有机质的细菌。选用多种有益高效菌株科学复配，经多级大规模微生物深层发酵而制成了高科技农用微生物制剂。在大规模工业化生产流程中，采用新型菌种组合的技术，并在载体、剂型、发酵工艺、设备等方面都有独特的技术特色与创新性。 　　从改善户用沼气发酵微生物温度方面，进行了户用沼气池建池技术的改进。首次从结构上对户用沼气池进行结构优化，采用“夹芯”层结构，添加保温材料，研究出了一种新型耐低温沼气池。针对现有建池技术，在沼气池的建设中探索了一套行之有效的方法。在选用水压式沼气池的基础上，通过试验研究，探讨出一些使用效果好、简便易行、管理方便的防寒保温措施，以提高沼气池冬季池温，达到沼气池正常产气的目的。 　　4、技术的成熟程度，适用范围和安全性 　　技术的成熟程度：研发了双功能高效微生物菌剂，菌剂的规模化生产技术已经成熟，对菌剂生产配方、设备配伍、生产工艺、生产线建设、产品质量控制等综合技术进行了熟化。新型耐低温沼气池和三沼利用技术均已成熟，并在山东省部分地区进行了示范和推广，取得了良好的经济效益和生态效益。 　　适用范围：该技术适用于北方地区以秸秆为原料的沼气池，以及各种原料沼气池的冬季运行，可明显提高沼气生产效率。 　　安全性：该成果的主要产品为微生物菌剂，菌剂中各种微生物均为安全无毒菌种。沼气池建池及应用技术安全可靠，可提高沼气池运行效果及使用寿命。 　　

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