當前位置：北方冬季寒冷漫長，氣溫、地溫較低，沼氣的生產存在產氣率低、使用率低、原料分解率低、甚至不產氣等問題，冬季會出現凍裂沼氣池的現象。要達到全年生產沼氣的目的，只能靠加熱料液、提高發酵溫度并采取增溫、保溫措施來實現。
北方的太陽日照時間相對較長，所以利用太陽能加熱增溫，利用生物質能增溫、保溫，可以提高沼氣的產氣率，實現沼氣在嚴寒地區的全年生產，促進嚴寒地區農村生態農業的可持續發展。另外，水壓式水泥沼氣池的濕發酵原料的利用率低，產氣率低，易結殼。而干發酵則大大提高了原料的利用率、提高產氣率。
下文將介紹嚴寒地區利用太陽能和生物質能相結合進行秸稈干發酵制取沼氣的技術。
發展秸稈沼氣必要性
1沼氣生產主料畜禽糞便短缺
去年以來，我國多地區養殖場拆遷嚴重，搞養殖業的農戶大量減少，作為沼氣的發酵原料，糞便已成為沼氣事業發展的重大障礙，不少農戶的沼氣池因缺乏糞便原料而無法充分使用。
2我國秸稈資源豐富
我國是世界上較大的農業生產國，種植業在農業生產中占據著十分重要的位置。種植業每年產生各類作物秸稈約7億t，其中有約50％未有效的處理和利用。這不但浪費了資源，而且由于大量秸稈的露天焚燒，導致嚴重的大氣污染，并引發火災和影響高速公路與民航的運行。
發展秸稈沼氣的優勢
以秸稈為原料生產沼氣，原料來源充足、分布廣泛，不受時間和空間限制，不產生沼液、焦油、廢水和廢氣等污染物，可實現秸稈的完全生態循環和有效利用。它不僅可以解決我國大量秸稈的環境污染問題，還可為我國的沼氣生產開辟新的大宗原料來源，為在更大規模和更大范圍推廣沼氣提供原料保障，具有十分廣闊的推廣應用前景。
干發酵裝置
圓柱型發酵罐，用6mm厚鋼板焊接而成。上有進料口，出氣孔，溫度測試孔，在一端有排料口，罐外涂有防腐劑保護層。
發酵罐
采用全封閉、滿裝料、連續進料、自動排料及干發酵技術，采用秸稈生物預處理技術，對秸稈進行厭氧發酵處理，結合生物質反應堆技術及太陽能利用技術，對罐體增溫、保溫。
其技術實質是研究解決了高濃度發酵產氣量佳干物質濃度和自動排料的適宜濃度；全封閉滿裝料后，靠罐體內壓力實現連續發酵、增溫保溫，使其冬季正常產氣供氣。對厭氧發酵裝置進行增保溫處理，達到所需的中高溫發酵溫度(35℃～40℃)。
(2)發酵罐的技術創新
1)突破了我國北方冬季沼氣“三低”(池溫低、產氣率低、效率低)“兩難”(進料難、排料難)的技術難關。
2)太陽能和生物質能的有機結合為冬季罐體增溫保溫。
3)突破了我國北方冬季沼氣發酵干物質濃度調整比例。
4)產氣量效率提高一倍(與水泥池沼氣比)且常年均衡產氣供氣。
5)臥式鐵制沼氣發酵罐體裝置雖然一次性投資略高，但使用壽命可達20年。
(3)厭氧干發酵的機制
厭氧干發酵和厭氧濕發酵在生化反應本質上是相同的，主要是厭氧和兼性厭氧微生物在厭氧環境下分解有機物產生沼氣的過程，包括水解、酸化、乙酰化和甲烷化等反應階段。
(4)厭氧干發酵的優點
1)自身耗能低，冬季僅耗用自身產生的能量10～15％。而濕法要耗用30％左右的能量，在北方寒冷地區冬季甚至會達到45％。
2)可以直接處理農作物秸稈和城市垃圾等固體可發酵有機物，大大節省了預處理成本。
3)沒有攪拌器。發酵過程不需要攪拌，不結殼。
4)沼氣質量高，含硫量遠遠低于濕法沼氣，只有50～300ppm，可以不經洗氣直接使用，發酵物出氣率高。
5)因為發酵剩余物無濕法發酵的沼液，所以不用脫水處理，發酵剩余物經簡單的過篩和短時間的堆肥即可用作園林肥料或農作物肥料，因而存儲和后處理費用低，價值高。
6)耗水量比起濕法大大降低，幾乎沒有污水排放，大大節省了水費和污水處理費。
秸稈沼氣的技術操作規程
1秸稈沼氣發酵原料的配比
(1)碳氮比
原料的碳氮比過高，發酵就不易啟動，而且影響產氣效果。一般以20～30:1為宜。具體有兩種情況：
一是糞便和秸稈混合。糞和秸稈比一般應達到2:1以上，不宜小于1:1。
二是純秸稈。若碳氮比選20:1，每公斤正常含水的干秸稈加入碳銨50g或尿素19g；若碳氮比選25:1，每公斤正常含水的干秸稈加入碳銨40g或尿素15g。例如：一農戶向沼氣池加入200kg干秸稈，若碳氮比選20:1，需加入碳銨10kg。
(2)濃度
發酵料液濃度是指原料的總固體(或干物質)重量占發酵料液重量的百分比。能夠進行沼氣發酵的發酵料液濃度范圍是很寬的，一般在1％～40％，甚至更高的濃度都可以生產沼氣。
在我國農村，根據原料的來源和數量，沼氣濕發酵通常采用1％～10％的發酵料液濃度是較適宜的。在這個范圍內，夏季由于氣溫高，原料分解快，發酵料液濃度可適當低一些，一般以6％左右為好；在冬季，由于原料分解較慢，應適當提高發酵料液濃度，通常以10％為佳。而干發酵濃度在20％～40％之間效果為佳。
2秸稈沼氣發酵操作過程
農作物秸稈——粉碎——濕潤——拌制——堆漚(秸稈加入產甲烷菌劑或人、畜糞便)——進罐發酵——產氣使用
3發酵原料的預處理
(1)秸稈粉碎
利用鍘刀或鍘草(揉搓)機將秸稈鍘碎揉搓，秸稈鍘短后長度應小于6cm(越短越好)。
(2)秸稈浸泡
用1:1的比例加水將鍘碎秸稈潤濕(加水量以料堆下部不出水為宜)，邊加水邊翻秸稈，以**潤濕均勻；潤濕完成后將秸稈放置一天，以利秸稈充分吸水。
(3)原料的拌制
將潤濕后的秸稈邊加菌劑(秸稈發酵菌劑的多少影響堆漚快慢，一般為發酵原料的0.2％～0.4％，發酵原料指干秸稈的重量)、碳氨(一般為發酵原料的1.25％，發酵原料指干秸稈的重量，碳銨可以用尿素替代加入量為秸稈質量的1％)邊翻動拌勻，同時加水。加水量一般控制在秸稈重量的1.8～2倍，以**秸稈含水率在65％～70％(用手握秸稈剛好有水滴下即可)
(4)秸稈堆漚
堆(dui)(dui)漚(ou)時，堆(dui)(dui)成1.2～1.5m寬、1.5m高的長條(tiao)垛(duo)，蓋塑料(liao)薄(bo)膜，地面留(liu)縫、垛(duo)上(shang)扎通(tong)風孔(kong)；觀察菌絲生長，當(dang)秸稈上(shang)普遍(bian)長有白色菌絲為漚(ou)好(hao)。一般氣溫(wen)在(zai)15℃左右時堆(dui)(dui)漚(ou)5～7d，氣溫(wen)在(zai)20℃以(yi)上(shang)時堆(dui)(dui)漚(ou)4～5d。接種物(wu)(wu)充分，糞便(bian)(bian)原料(liao)可不(bu)做(zuo)堆(dui)(dui)漚(ou)處理，如無接種物(wu)(wu)，應將糞便(bian)(bian)原料(liao)加水(shui)浸透(tou)覆蓋薄(bo)膜，并進行堆(dui)(dui)漚(ou)處理。堆(dui)(dui)漚(ou)的目的是(shi)部(bu)分有機(ji)物(wu)(wu)先(xian)在(zai)好(hao)養條(tiao)件下分解，以(yi)加快厭氧(yang)發酵(jiao)的產氣過程。
