規(guī)模化沼氣技術是可再生能源和環(huán)境保護領域關注的重點，但運行成本高、經(jīng)濟效益低使沼氣工程難以應用。農(nóng)業(yè)部規(guī)劃設計研究院韓捷研究員等提出的以覆膜槽生物反應器為核心的干法沼氣工程，打破了現(xiàn)有中溫運行的沼氣工程采用外熱源加熱的常規(guī)做法，成功實現(xiàn)了無熱源條件下的中溫運行，有效降低了運營成本。這項"十一五"國家科技支撐計劃重大項目的最新成果，已在北京、內(nèi)蒙古等地的沼氣集中供氣工程中應用，使沼氣工程真正成為有實用意義的能源工程。

　　此研究報告刊登于《農(nóng)業(yè)工程學報》2009年第9期，題為"干法發(fā)酵沼氣工程無熱源中溫運行及效果"。運行成本高、經(jīng)濟效益低一直是現(xiàn)有沼氣工程未能解決的問題。長期以來，沼氣工程的主要功能在于治理廢水造成的環(huán)境污染，沒有真正的實用意義。

　　近年來，國內(nèi)外研究者均致力于運行成本低、經(jīng)濟效益好的規(guī)�；�干法沼氣技術開發(fā)。干法沼氣技術的原料干物質(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，加強反應器保溫，降低了干法沼氣工程運行的成本。如德國BEKON公司等廠家開發(fā)的車庫型規(guī)�；�干法沼氣技術，冬季為厭氧反應器加溫僅用所產(chǎn)沼氣的10％～15％。

　　本項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，在以我國自主研制的覆膜槽生物反應器（MembraneCoveredTrough，簡稱MCT反應器）為核心的干法沼氣工程中，進行了無熱源條件下的中溫運行試驗及效果測試。MCT反應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，可利用裝載機進出料，槽的上方設有鋼軌，攪拌設備可在鋼軌上移動并翻攪物料，利用移槽機可將攪拌設備移出。

　　本試驗首先使用裝載機將新鮮牛糞和青貯玉米秸稈按一定比例加入反應器槽內(nèi)。再利用攪拌設備翻攪物料，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，即進入沼氣發(fā)酵階段。本試驗沼氣發(fā)酵的初始溫度為40.62℃。在 MCT反應器的底部、槽側(cè)墻外部鋪設保溫材料，反應器覆膜后，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21天的沼氣發(fā)酵期，物料溫度逐漸降低至35.41℃。整個發(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小時內(nèi)物料溫度波動超過±(2－3℃)，會給沼氣發(fā)酵帶來不利影響。本試驗沼氣發(fā)酵期內(nèi)，物料小時溫度波動遠遠小于±(2－3℃)。21天沼氣發(fā)酵期內(nèi)，單體MCT反應器日均產(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。

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

來源：新華網(wǎng)-農(nóng)業(yè)工程學報