理論上，絕大(da)部分有機(ji)物(wu)都可以作為(wei)沼氣發(fa)酵(jiao)(jiao)(jiao)原(yuan)(yuan)料(liao)(liao)，沼氣發(fa)酵(jiao)(jiao)(jiao)原(yuan)(yuan)料(liao)(liao)一般可分為(wei)四(si)大(da)類：農(nong)業類發(fa)酵(jiao)(jiao)(jiao)原(yuan)(yuan)料(liao)(liao)、工業類發(fa)酵(jiao)(jiao)(jiao)原(yuan)(yuan)料(liao)(liao)、市政廢棄(qi)物(wu)類發(fa)酵(jiao)(jiao)(jiao)原(yuan)(yuan)料(liao)(liao)和水(shui)生植(zhi)物(wu)廢棄(qi)物(wu)發(fa)酵(jiao)(jiao)(jiao)原(yuan)(yuan)料(liao)(liao)。本(ben)期對這(zhe)四(si)大(da)類沼氣發(fa)酵(jiao)(jiao)(jiao)原(yuan)(yuan)料(liao)(liao)產氣特性(xing)及原(yuan)(yuan)料(liao)(liao)產氣率進(jin)行了(le)整表匯總，方便大(da)家隨時(shi)對照查看，歡迎收(shou)藏~

（注：FM：鮮重；TS：總固體；VS：揮發(fa)性固體）

畜禽糞污

表1、畜禽糞污原料特性及(ji)原料產氣率(lv)

數據(ju)來源(yuan)：《沼氣工程(cheng)》

畜禽糞便作為沼氣發酵的原料有許多優勢：

①　碳(tan)氮比一般在15:1~30:1，十分適合(he)厭氧微(wei)生(sheng)物的生(sheng)長。

②　具有較高的(de)緩(huan)沖能力，能應對不嚴重的(de)酸化現象(xiang)。

③　一(yi)些(xie)畜禽糞便(如牛糞、鹿糞)中含有瘤胃(wei)微生物，可(ke)以為沼(zhao)(zhao)氣發酵(jiao)體系補(bu)充沼(zhao)(zhao)氣發酵(jiao)菌(jun)種。 

然而，畜禽糞污作為沼氣發酵原料也有一些限制因素：

①　畜禽糞污體積(ji)(ji)大、干物質含量比較低，鮮糞一般小于30%，沖洗污水低于3%，所以單位體積(ji)(ji)原料的沼氣產(chan)量比較低，原料或(huo)沼液的運輸成本較高。

②　飼(si)料中重金屬和抗(kang)生素(su)的添加(jia)(jia)量(liang)日趨加(jia)(jia)大(da)，重金屬和抗(kang)生素(su)會影響沼(zhao)氣(qi)發(fa)酵過程以及沼(zhao)渣、沼(zhao)液的處理(li)和還田(tian)利用。

③　畜禽糞(fen)污中氮(dan)的含量較高，容易造成沼氣發(fa)酵體系氨抑制。

 為(wei)解決上述問題(ti)，通常將畜禽糞(fen)污(wu)和易降(jiang)解種植業廢棄物混合(he)發酵(jiao)，畜禽沖洗(xi)污(wu)水可以用于稀釋其他發酵(jiao)原料，相對于畜禽糞(fen)污(wu)原料單一發酵(jiao)，混合(he)發酵(jiao)體系更加穩定。

不同種類的畜禽糞便，具有不同的理化特性，會影響沼氣工程的效率和穩定性。在沼氣工程設計時，需要特別注意：

①　牛(niu)糞中草較多(duo)，沉(chen)淀物較少，浮(fu)渣(zha)量多(duo)于沉(chen)渣(zha)量。奶牛(niu)糞含砂(sha)量還比較高，要注意除砂(sha)。

②　豬糞中草和沉淀物都比較(jiao)多，沉渣量多于浮(fu)渣量，由(you)于沖洗(xi)污(wu)水量較(jiao)大，所以豬場糞污(wu)水量大，濃度低，升溫困(kun)難，冬(dong)季產氣少。

③　雞糞中(zhong)(zhong)(zhong)含有羽毛、砂(sha)(sha)(sha)石(shi)，發酵過程中(zhong)(zhong)(zhong)沉渣較為(wei)結實(shi)。另外，不同于(yu)(yu)奶牛糞中(zhong)(zhong)(zhong)的砂(sha)(sha)(sha)，雞糞中(zhong)(zhong)(zhong)的砂(sha)(sha)(sha)石(shi)包裹于(yu)(yu)有機物中(zhong)(zhong)(zhong)，所以對砂(sha)(sha)(sha)的去除更為(wei)困(kun)難。

④　羊糞和兔糞中含草較多，呈顆粒狀，需(xu)要在預處(chu)理階段設置(zhi)泡糞池(chi)，使其(qi)中的(de)有(you)機(ji)物(wu)盡可能溶(rong)于料液中。

農作物秸稈(gan)

表2、農作物(wu)秸稈原料特性及原料產(chan)氣率

數據(ju)來(lai)源：《沼氣工(gong)程》

相對(dui)(dui)于畜禽糞(fen)便(bian)，農(nong)作(zuo)物秸(jie)(jie)(jie)稈(gan)(gan)干物質含(han)(han)量高，單位鮮(xian)重(zhong)的(de)(de)沼(zhao)(zhao)氣(qi)產氣(qi)率高，對(dui)(dui)原(yuan)(yuan)料(liao)和沼(zhao)(zhao)渣的(de)(de)運輸也較(jiao)(jiao)為容易(yi)。根據秸(jie)(jie)(jie)稈(gan)(gan)的(de)(de)貯藏方式不同(tong)，秸(jie)(jie)(jie)稈(gan)(gan)可分(fen)為青貯秸(jie)(jie)(jie)稈(gan)(gan)和黃(huang)(huang)貯秸(jie)(jie)(jie)稈(gan)(gan)。青貯是將收獲的(de)(de)作(zuo)物秸(jie)(jie)(jie)稈(gan)(gan)切碎(sui)，在(zai)無氧條件(jian)下，通過(guo)微生物的(de)(de)發酵(jiao)產酸作(zuo)用(yong)降低pH而(er)使秸(jie)(jie)(jie)稈(gan)(gan)得以保(bao)存的(de)(de)方法。青貯秸(jie)(jie)(jie)稈(gan)(gan)含(han)(han)水率較(jiao)(jiao)高，通常在(zai)65%~75%，有機物損失較(jiao)(jiao)小。黃(huang)(huang)貯是將收獲的(de)(de)作(zuo)物自然(ran)風(feng)干而(er)貯藏秸(jie)(jie)(jie)稈(gan)(gan)的(de)(de)方法，黃(huang)(huang)貯秸(jie)(jie)(jie)稈(gan)(gan)含(han)(han)水率低，是我(wo)國(guo)秸(jie)(jie)(jie)稈(gan)(gan)主(zhu)要的(de)(de)貯藏方式。目前我(wo)國(guo)大部分(fen)秸(jie)(jie)(jie)稈(gan)(gan)沼(zhao)(zhao)氣(qi)工(gong)程采用(yong)黃(huang)(huang)貯秸(jie)(jie)(jie)稈(gan)(gan)作(zuo)為沼(zhao)(zhao)氣(qi)發酵(jiao)的(de)(de)原(yuan)(yuan)料(liao)，而(er)歐洲(zhou)的(de)(de)沼(zhao)(zhao)氣(qi)工(gong)程則基本采用(yong)青貯秸(jie)(jie)(jie)稈(gan)(gan)或青貯秸(jie)(jie)(jie)稈(gan)(gan)與其他(ta)原(yuan)(yuan)料(liao)混合作(zuo)為沼(zhao)(zhao)氣(qi)發酵(jiao)的(de)(de)原(yuan)(yuan)料(liao)。

但是，農作物秸稈直接作為沼氣發酵原料也有一些缺點：

①　秸稈(gan)中含有大量的纖維素(su)、半纖維素(su)和木(mu)質(zhi)素(su)，在沼氣(qi)酵體系中，纖維素(su)和半纖維素(su)的降解(jie)需(xu)(xu)要(yao)較長時間，木(mu)質(zhi)素(su)基本(ben)不降解(jie)，所以(yi)，通常(chang)需(xu)(xu)要(yao)對(dui)秸稈(gan)發酵原料(liao)采用物理、化(hua)學(xue)或(huo)生(sheng)物的方法進行(xing)(xing)預處理，這樣就會增加沼氣(qi)工(gong)程(cheng)的建設和運行(xing)(xing)成本(ben)。

②　秸(jie)稈(gan)原料的(de)碳氮比(bi)較高(gao)，一(yi)般在50以上，不適宜沼氣發(fa)酵微生物的(de)正常生長，所以純秸(jie)稈(gan)沼氣工程的(de)啟動時間(jian)較長。

③　規模(mo)較大的(de)沼氣工程，需要原(yuan)料多，秸(jie)稈(gan)收(shou)集半徑(jing)大，收(shou)貯的(de)成(cheng)本高。

④　由(you)于長(chang)纖(xian)維和木(mu)質素的(de)存在(zai)，在(zai)沼氣(qi)發酵過程(cheng)中容易(yi)產生(sheng)浮渣，進料和出料比較困難。

能源作物

河南恒天久大實業有限(xian)公(gong)司致力于提供農業廢棄物秸稈的資源化利用整體解決方案，高濃度有機固體廢棄物厭氧處理規模化沼氣工程及生物天然氣工程的投資、建設及運營。依托規劃設計和咨詢方案制定，依托技術、產品和裝備的研發和集成，依托工程設計和建設運營，打造全產業鏈，在國內和國際市場為客戶提供集成技術和高端服務。竭誠歡迎新老客戶及技術大咖參與交流合作和參觀考察！咨詢熱線：0371-86561186 15617916515

表3、能源(yuan)作物原料特(te)性及(ji)原料產(chan)氣率

數據來源：《沼氣工程》

沼(zhao)氣(qi)工程運(yun)行(xing)實踐證明，大部分(fen)能源作物(wu)都適合作為(wei)沼(zhao)氣(qi)發酵原料，能源作物(wu)的沼(zhao)氣(qi)利用(yong)方(fang)式主要是與畜禽(qin)糞便(bian)混(hun)(hun)合發酵，優點是混(hun)(hun)合后原料碳氮比更(geng)利于沼(zhao)氣(qi)發酵微生(sheng)物(wu)的生(sheng)長，而且(qie)產氣(qi)率也有(you)提高。其(qi)中包括玉(yu)米、青草、谷物(wu)、甜菜(cai)、馬鈴薯(shu)和向日葵(kui)等(deng)。

將能(neng)(neng)源(yuan)作(zuo)(zuo)物作(zuo)(zuo)為(wei)沼(zhao)氣發(fa)酵(jiao)原料，也需(xu)要其他一些技(ji)(ji)(ji)術(shu)支撐，例(li)如，作(zuo)(zuo)物收集(ji)技(ji)(ji)(ji)術(shu)、預處理技(ji)(ji)(ji)術(shu)和貯藏技(ji)(ji)(ji)術(shu)等。草本能(neng)(neng)源(yuan)作(zuo)(zuo)物，例(li)如，牧草、向日(ri)葵、玉米、甜菜等通常直接(jie)切(qie)碎(sui)或青貯來作(zuo)(zuo)為(wei)沼(zhao)氣發(fa)酵(jiao)原料。能(neng)(neng)源(yuan)作(zuo)(zuo)物的(de)組分以及(ji)作(zuo)(zuo)為(wei)沼(zhao)氣發(fa)酵(jiao)原料的(de)適應性與其生長時間有(you)關(guan)。總(zong)的(de)來說，纖維(wei)素含量隨著(zhu)作(zuo)(zuo)物的(de)成熟(shu)越(yue)來越(yue)高，對作(zuo)(zuo)物的(de)降解和產甲烷過(guo)程越(yue)不利。但(dan)是，不成熟(shu)的(de)作(zuo)(zuo)物含水率較高，會(hui)使原料的(de)貯藏變得較為(wei)困(kun)難。

工業(ye)廢棄物

表4、工業廢水類沼氣(qi)發(fa)酵原料特性(xing)及原料產氣(qi)率

數(shu)據來源：《沼氣(qi)工(gong)程》

表5、工業(ye)廢(fei)渣(zha)類沼氣發酵原料特性(xing)及原料產氣率

數據來源：《沼氣工程(cheng)》

相較于農業(ye)廢(fei)(fei)(fei)(fei)棄物(wu)(wu)，工(gong)(gong)業(ye)廢(fei)(fei)(fei)(fei)棄物(wu)(wu)的產量也(ye)比(bi)較大，大多數有(you)機(ji)工(gong)(gong)業(ye)廢(fei)(fei)(fei)(fei)棄物(wu)(wu)均可(ke)作為沼氣發(fa)酵(jiao)原料。這些廢(fei)(fei)(fei)(fei)棄物(wu)(wu)主要有(you)食品和(he)飲料生(sheng)產廢(fei)(fei)(fei)(fei)棄物(wu)(wu)、飼料加工(gong)(gong)廢(fei)(fei)(fei)(fei)棄物(wu)(wu)、制糖廢(fei)(fei)(fei)(fei)棄物(wu)(wu)、淀粉加工(gong)(gong)廢(fei)(fei)(fei)(fei)棄物(wu)(wu)、造紙廢(fei)(fei)(fei)(fei)水、水果加工(gong)(gong)廢(fei)(fei)(fei)(fei)棄物(wu)(wu)等。

根據廢(fei)(fei)棄物(wu)的(de)(de)來源(yuan)不同，其組成(cheng)成(cheng)分(fen)、干物(wu)質(zhi)(zhi)含量(liang)和產沼(zhao)(zhao)氣(qi)潛(qian)力等(deng)特性有較大(da)的(de)(de)區別。一般來說，大(da)部分(fen)可作(zuo)(zuo)為沼(zhao)(zhao)氣(qi)發(fa)酵原料(liao)的(de)(de)工業廢(fei)(fei)棄物(wu)的(de)(de)懸浮物(wu)都(dou)較低、性質(zhi)(zhi)比較單一，脂類、蛋白質(zhi)(zhi)和糖的(de)(de)含量(liang)都(dou)比較高(gao)，易于(yu)降解(jie)。基于(yu)這些性質(zhi)(zhi)，一些工業廢(fei)(fei)棄物(wu)作(zuo)(zuo)為沼(zhao)(zhao)氣(qi)發(fa)酵原料(liao)，在使用高(gao)效(xiao)的(de)(de)厭氧(yang)反應器(如UASB、IC、EGSB)時，常能(neng)得(de)到相對于(yu)畜(chu)禽糞便和能(neng)源(yuan)作(zuo)(zuo)物(wu)更高(gao)的(de)(de)沼(zhao)(zhao)氣(qi)產量(liang)。

但工業廢(fei)棄物(wu)的(de)來(lai)源十分復雜，加之水量加大，所(suo)以廢(fei)水經沼(zhao)(zhao)氣(qi)(qi)發(fa)(fa)酵后(hou)產生的(de)沼(zhao)(zhao)液還(huan)田利(li)用較為困難。因(yin)此(ci)，以工業廢(fei)棄物(wu)為發(fa)(fa)酵原料的(de)沼(zhao)(zhao)氣(qi)(qi)工程都是以廢(fei)水達標排(pai)放為主要建設(she)目(mu)的(de)，通常在沼(zhao)(zhao)氣(qi)(qi)發(fa)(fa)酵單元的(de)后(hou)端(duan)還(huan)需建設(she)后(hou)處理設(she)施，將(jiang)厭(yan)氧出水進一步處理，達到排(pai)放標準(zhun)。

市(shi)政及水生植(zhi)物廢棄(qi)物

“除(chu)以上(shang)原(yuan)料，市(shi)(shi)政(zheng)廢(fei)(fei)棄(qi)(qi)物(wu)(wu)(wu)以及(ji)水(shui)(shui)生(sheng)植物(wu)(wu)(wu)廢(fei)(fei)棄(qi)(qi)物(wu)(wu)(wu)也是良好的(de)沼氣發(fa)酵(jiao)原(yuan)料。如(ru)市(shi)(shi)政(zheng)廢(fei)(fei)棄(qi)(qi)物(wu)(wu)(wu)中的(de)餐廚垃(la)圾、有機垃(la)圾、市(shi)(shi)政(zheng)污泥等；水(shui)(shui)生(sheng)植物(wu)(wu)(wu)廢(fei)(fei)棄(qi)(qi)物(wu)(wu)(wu)中的(de)水(shui)(shui)葫蘆、水(shui)(shui)花生(sheng)、藻類(lei)等。

表6、餐廚垃圾類(lei)沼氣發酵原料特性及原料產氣率(lv)

數據(ju)來源：《沼氣工程》

相對于其他沼氣發膠原料，餐廚垃圾的油脂含量和鹽含量較高，其來源也比較復雜，不同飲食習慣地區的餐廚垃圾的成分也有很大的區別。針對餐廚垃圾的特性，在沼氣工程設計和運行階段還需注意以下幾點：

①　由于餐廚(chu)垃圾中含有(you)骨頭、刀叉筷子、碗等堅(jian)硬的物(wu)(wu)質(zhi)，這(zhe)些物(wu)(wu)質(zhi)易(yi)損壞泵、管道等工藝設(she)施，所以在預處理階段(duan)應該設(she)置分離裝置將(jiang)這(zhe)些物(wu)(wu)質(zhi)去除。

②　餐(can)廚垃圾中蛋白質含量(liang)較高，所以(yi)在發酵過程(cheng)中容易造成氨的(de)積累，在沼氣工程(cheng)的(de)運(yun)行(xing)中應注意原(yuan)料性質和進料量(liang)的(de)監(jian)測，防止氨抑(yi)制現象(xiang)的(de)發生。

③　餐廚垃圾發酵產生的沼氣中硫化氫含量較(jiao)高，因此硫費用較(jiao)高，制約了(le)能源的有效(xiao)利(li)用。

④　餐廚垃圾中易(yi)降解(jie)有機物比(bi)例高，容(rong)易(yi)酸化。

有(you)(you)機(ji)垃圾(ji)(ji)的VS/TS一般在80%以上(shang)，碳氮比為(wei)(wei)12~20，適合作為(wei)(wei)沼(zhao)氣發酵(jiao)原(yuan)料，其產沼(zhao)氣潛力為(wei)(wei)300~400m3CH4/tVSin。但(dan)有(you)(you)機(ji)垃圾(ji)(ji)通常(chang)還含有(you)(you)一些(xie)病(bing)原(yuan)菌，在利用前后還需采取一些(xie)衛生措施使其利用更(geng)加(jia)安全。

在污(wu)(wu)(wu)水(shui)(shui)處理過(guo)程中，污(wu)(wu)(wu)泥的(de)(de)(de)(de)產(chan)量(liang)(liang)一般為(wei)(wei)污(wu)(wu)(wu)水(shui)(shui)處理量(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)0.23%~0.7%(污(wu)(wu)(wu)泥含水(shui)(shui)率(lv)(lv)為(wei)(wei)96%)平(ping)均值為(wei)(wei)0.359%或者0.14kg干污(wu)(wu)(wu)泥/m3污(wu)(wu)(wu)水(shui)(shui)。初沉池(chi)和二沉池(chi)污(wu)(wu)(wu)泥的(de)(de)(de)(de)產(chan)沼(zhao)(zhao)氣(qi)(qi)潛(qian)力與畜禽糞(fen)污(wu)(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)產(chan)氣(qi)(qi)潛(qian)力相近，當投(tou)入的(de)(de)(de)(de)污(wu)(wu)(wu)泥含水(shui)(shui)率(lv)(lv)為(wei)(wei)96%，產(chan)生的(de)(de)(de)(de)沼(zhao)(zhao)氣(qi)(qi)量(liang)(liang)為(wei)(wei)8~12倍污(wu)(wu)(wu)泥量(liang)(liang)，相當原料產(chan)氣(qi)(qi)率(lv)(lv)0.20~0.30m3沼(zhao)(zhao)氣(qi)(qi)/kgTS。實際工程調查顯示(shi)，單位(wei)體積的(de)(de)(de)(de)污(wu)(wu)(wu)泥產(chan)氣(qi)(qi)率(lv)(lv)為(wei)(wei)4~14m3/m3污(wu)(wu)(wu)泥，平(ping)均污(wu)(wu)(wu)泥產(chan)氣(qi)(qi)率(lv)(lv)為(wei)(wei)7.54m3/m3污(wu)(wu)(wu)泥。通(tong)常(chang)還會(hui)采取一些(xie)預處理措施來增加沼(zhao)(zhao)氣(qi)(qi)產(chan)量(liang)(liang)，例如，化學(xue)分解(jie)、熱(re)解(jie)、酶解(jie)等方法。

表7、水(shui)生生物沼氣發(fa)酵原料特(te)性及原料產氣率

數(shu)據(ju)來源(yuan)：《沼氣工程(cheng)》

文章來源：生物能源圈(quan)