規(guī)模化沼氣技術(shù)是可再生能源和環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域關(guān)注的重點(diǎn)，但運(yùn)行成本高、經(jīng)濟(jì)效益低使沼氣工程難以應(yīng)用。農(nóng)業(yè)部規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院韓捷研究員等提出的以覆膜槽生物反應(yīng)器為核心的干法沼氣工程，打破了現(xiàn)有中溫運(yùn)行的沼氣工程采用外熱源加熱的常規(guī)做法，成功實(shí)現(xiàn)了無(wú)熱源條件下的中溫運(yùn)行，有效降低了運(yùn)營(yíng)成本。這項(xiàng)"十一五"國(guó)家科技支撐計(jì)劃重大項(xiàng)目的最新成果，已在北京、內(nèi)蒙古等地的沼氣集中供氣工程中應(yīng)用，使沼氣工程真正成為有實(shí)用意義的能源工程。

　　此研究報(bào)告刊登于《農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)》2009年第9期，題為"干法發(fā)酵沼氣工程無(wú)熱源中溫運(yùn)行及效果"。運(yùn)行成本高、經(jīng)濟(jì)效益低一直是現(xiàn)有沼氣工程未能解決的問(wèn)題。長(zhǎng)期以來(lái)，沼氣工程的主要功能在于治理廢水造成的環(huán)境污染，沒(méi)有真正的實(shí)用意義。

　　近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外研究者均致力于運(yùn)行成本低、經(jīng)濟(jì)效益好的規(guī)�；�干法沼氣技術(shù)開發(fā)。干法沼氣技術(shù)的原料干物質(zhì)含量在20％以上，呈固態(tài)，傳熱傳質(zhì)效果差，但保溫容易。利用這一特點(diǎn)，加強(qiáng)反應(yīng)器保溫，降低了干法沼氣工程運(yùn)行的成本。如德國(guó)BEKON公司等廠家開發(fā)的車庫(kù)型規(guī)模化干法沼氣技術(shù)，冬季為厭氧反應(yīng)器加溫僅用所產(chǎn)沼氣的10％～15％。

　　本項(xiàng)研究利用固體生物質(zhì)物料好氧發(fā)酵可產(chǎn)生大量熱量的特性，在以我國(guó)自主研制的覆膜槽生物反應(yīng)器（MembraneCoveredTrough，簡(jiǎn)稱MCT反應(yīng)器）為核心的干法沼氣工程中，進(jìn)行了無(wú)熱源條件下的中溫運(yùn)行試驗(yàn)及效果測(cè)試。MCT反應(yīng)器為上方和一端敞開的鋼筋混凝土槽，用一種特殊的方法將柔性膜材料緊密地覆蓋在槽的敞開接口上。柔性膜材料覆蓋后即形成嚴(yán)格的厭氧環(huán)境生產(chǎn)沼氣；反之，移除柔性膜材料，轉(zhuǎn)換成好氧環(huán)境。在好氧環(huán)境下，可利用裝載機(jī)進(jìn)出料，槽的上方設(shè)有鋼軌，攪拌設(shè)備可在鋼軌上移動(dòng)并翻攪物料，利用移槽機(jī)可將攪拌設(shè)備移出。

　　本試驗(yàn)首先使用裝載機(jī)將新鮮牛糞和青貯玉米秸稈按一定比例加入反應(yīng)器槽內(nèi)。再利用攪拌設(shè)備翻攪物料，促使其好氧發(fā)酵。利用好氧發(fā)酵的生物能，使物料獲得中溫沼氣發(fā)酵（20－45℃）上限的初始溫度。加入接種物并攪拌均勻后覆膜，即進(jìn)入沼氣發(fā)酵階段。本試驗(yàn)沼氣發(fā)酵的初始溫度為40.62℃。在 MCT反應(yīng)器的底部、槽側(cè)墻外部鋪設(shè)保溫材料，反應(yīng)器覆膜后，依靠產(chǎn)生的沼氣，在物料表面和柔性膜之間形成氣體保溫層。經(jīng)過(guò)21天的沼氣發(fā)酵期，物料溫度逐漸降低至35.41℃。整個(gè)發(fā)酵周期內(nèi)，物料溫度平緩下降，一天內(nèi)溫度下降幅度最大為0.5℃；最小的為0.04℃。已有研究表明，1小時(shí)內(nèi)物料溫度波動(dòng)超過(guò)±(2－3℃)，會(huì)給沼氣發(fā)酵帶來(lái)不利影響。本試驗(yàn)沼氣發(fā)酵期內(nèi)，物料小時(shí)溫度波動(dòng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于±(2－3℃)。21天沼氣發(fā)酵期內(nèi)，單體MCT反應(yīng)器日均產(chǎn)沼氣53.8m3，有效容積產(chǎn)氣率為0.73m3/m3.d，甲烷含量55%～60%，質(zhì)量較好。

　　本項(xiàng)研究比常溫（20℃以下）運(yùn)行的沼氣工程容積產(chǎn)氣率高，相同產(chǎn)氣規(guī)模的反應(yīng)器容積小，投資低。

來(lái)源：新華網(wǎng)-農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)