[01372174]寒冷地区多元原料高效稳定协同发酵技术

一、成果简介 1.课题来源与背景 本课题来源于农业领域2015年国家科技支撑计划课题研究任务“寒冷地区多元原料高效稳定协同发酵技术”,所属课题“城镇化分散原料集中供气模式研究与应用示范（2015BAD21B03）”。 目前实际的沼气工程仍然采用单一的畜禽粪便作为原料,不仅营养物质匮乏,缺少碳源,且对于高寒地区冬季畜禽粪便量急剧减少,冬季畜禽粪便易结冰、原料收集困难,严重影响沼气工程的持续稳定运行。秸秆中含有丰富的碳源,是理想的发酵原料,但由于其氮含量不足,且在发酵过程中易产生浮渣、结壳的现象,作为单一原料进行厌氧发酵时存在困难。因此急需扩大厌氧发酵的原料范围,从根本上解决营养物质的匹配问题,为微生物提供充足的营养,促进厌氧发酵高效稳定运行。 2.研究目的与意义 本项目从多元物料的混合共发酵技术出发,使原料间相互促进,避免单一原料发酵的某些不利因素,以推进高效稳定的厌氧发酵运行为目标,经过三年潜心的研究,在混合物料营养调控计算上取得突破进展,有效地弥补单一原料发酵的弊端,同时还可解决沼气原料短缺的问题,具有重要的理论研究和工程实际意义。 3.主要论点与论据 农作物秸秆及畜禽粪便都是由元素组成的,微生物在进行自身的营养繁殖过程中,需要碳源和氮源,且最佳的C/N比有一定的合适范围。不同原料的C/N不同,如秸秆的碳氮比较高,属于富碳少氮原料,而畜禽粪便如鸡粪、猪粪等的C/N相对较低,因此可以通过原料的调配使原料发酵的C/N比在微生物需要的范围内,从理论上可行。 4.创见与创新 （1）理论上的创新 首创基于有效碳氮比的混合原料底物负荷匹配计算方法,使多元物料混合营养调配更为科学合理。 （2）技术上的创新 利用多元物料的共发酵技术,解决单一原料发酵的运行不稳定问题,扩大原料范围,增强冬季原料适应性,实现全年稳定持续运行。 （3）模式的创新 研发基于混合原料的好氧-厌氧联合两段厌氧共发酵技术,实现寒冷地区全年沼气工程持续稳定运行。 5.社会经济效益 通过本成果的广泛应用,使项目建设地及周边的环境得到综合整治,改良土壤生态,提升土壤地力,解决村镇供能问题,同时极大的减少秸秆的焚烧及畜禽粪便的随意丢弃问题,实现农业的可持续发展。应用成国建成的沼气工程新增税收累计150.32万元。 6.历年获奖情况 无