低温季节在沼气池中添加双宝冰菌后产气量的变化

低温季节在沼气池中添加双宝冰菌后产气量的变化

（鑫双宝生物科技（厦门）有限公司）

摘要：沼气是一种可再生的洁净生物能源，可用于生产、生活的中的发电、取暖、保温、做饭、烧水等诸多方面，减少对煤炭、石油、天然气等不可再生资源的依赖，对缓解能源及环境污染问题具有重要意义。但沼气的产生与自然界的温度密切相关，在低温环境下，沼气池的产气量受到严重的抑制，导致工厂化开发与牧场综合利用上均出现较大的推广难度。双宝冰菌是鑫双宝生物科技（厦门）有限公司历时7年研发，能使沼气池在低温季节能够产生大量沼气。

关键词：沼气池；沼气；环保

2016年将继续大力推进农村沼气转型升级。发改委将会同有关部门研究创新政府投入方式，在政府投资补助方式之外，研究通过采取贷款贴息、设立产业投资基金、开展特许经营、股权合作、政府购买服务等多种形式，鼓励社会资本积极开展大型农村沼气工程建设运营，不断健全政府和社会资本合作机制，放大政府投资效应。

发改委还表示，未来将编制农村沼气工程“十三五”发展建设规划，明确农村沼气转型升级发展的总体思路、方向目标、建设原则、区域布局、重点任务、保障措施等。

2016年5月畜禽养殖禁养区划定《土壤污染防治行动计划》印发。新《环保法》、“水十条”、《畜禽规模养殖污染防治条例》等环保政策的出台，必将给传统畜牧业带来无法估测的巨大影响。但有一点可以确定：未来，环评无法达标的养殖场将无生存空间。如何应对严法，成为影响规模化养殖场生存之路的当务之急。

目前国家相关部门就环境保护——禽养殖排污问题在全国范围内实施相关措施，各省均给出相应的实施计划时间表，促使各畜禽养殖场进行环保设施的增建与改建。通过干湿分离、沼气发酵等方式进行处理，达到养殖场排污达标，同时所产生的沼气还可以进行综合利用（烧水、做饭、保暖、发电等），降低养殖场的生活、生产成本。

沼气池发酵方式处理目前面临一个最大的问题——低温季节沼气池不产气（不发酵），特别是自然温度易低于0℃的区域长达4-6个月无气可产，即代表4-6个月时间污水排放均可能不达标，也无法使用沼气，这给养殖场排污环保问题和沼气池综合利用均带来了巨大的压力，解决低温季节沼气池产气已是刻不容缓。

双宝冰菌是鑫双宝生物科技（厦门）有限公司历时7年研究的最新科研成果，主要致力于低温季节时沼气池产气的问题。双宝冰菌取用极寒地带的古菌样本，结合公司自主研发的离子活化剂AIA及挪威超低温发酵技术，使双宝冰菌的有效临界水温低至4℃，保证了中国东北及西北最严寒地区的沼气池能够产生大量沼气。本实验与黑龙江某大型牧场合作进行，进行了2年的数据监测，旨在探讨双宝冰菌在低温季节对沼气池产气量的变化。

1 材料与方法

1.1  试验材料

双宝冰菌是低温季节时沼气池使用的一种复合菌。

1.2  试验设计

在黑龙江与某大型牧场合作，2014年进行常规数据的采集，2015年春、秋、冬季沼气池中添加双宝冰菌，再进行数据的采集。

2 结果与分析

冰宝冰菌在沼气池使用对沼气产量的影响如表1

表1  黑龙江某大型牧场日沼气产气量

由表1可以看出，春季未添加双宝冰菌时，牧场的沼气日产气量为100m³，添加双宝冰菌后，产气量为450 m³，日产气量提高350%；夏季未添加双宝冰菌时，牧场的沼气日产气量为550m³，添加双宝冰菌后，产气量为620m³，日产气量提高12.7%；秋季未添加双宝冰菌时，牧场的沼气日产气量为120m³，添加双宝冰菌后，产气量为500m³，日产气量提高317%；冬季未添加双宝冰菌时，牧场的沼气日产气量为15m³，添加双宝冰菌后，产气量为350m³，日产气量提高2233%。

冬季在日污水量140吨条件下，产生350 m³沼气，与夏季对比，经换算，夏季140吨污水量可产气385 m³，冬季添加双宝冰菌后，产气量在相同污水量的条件下，可达夏季产气量的91%。

3 讨论

3.1 沼气产生流程

图1 双宝冰菌产沼气（CH₄）原理图

1、复杂的有机物通过水解、发酵降解成简单的有机物（单糖、氨基酸等）

2、单糖、氨基酸等简单有机物再通过双宝冰菌降解成挥发酸（丙酸、丁酸、戊酸等）

3、双宝冰菌再将挥发酸降解成氢气、二氧化碳和乙酸等

4、双宝冰菌再利用氢气、二氧化碳和乙酸等物质合成甲烷

3.2 沼气的组成

沼气的主要成分是甲烷。沼气由50%～80%甲烷(CH4)、20%～40%二氧化碳(CO₂)、0%～5%氮气(N2)、小于1%的氢气(H2)、小于0.4%的氧气(O2)与0.1%～3%硫化氢(H2S)等气体组成。

3.3 沼气生产的条件

在沼气池发酵过程中，温度是影响沼气发酵速度的关键。发酵温度通常划分为三个范围：39-60℃称为高温发酵，28-38℃称为中温发酵，16-27℃称为常温发酵。

由于目前国内均采用自然温度发酵，在自然环境温度下降后，导致厌氧发酵过程中沼气微生物菌群的活性急速下降，无法正常降解有机物导致冬季极低的产气率，在温度低于16℃时，甲烷菌几乎停止甲烷代谢，即停止产气。

沼气生产过程中，提高足量的有机物质，提供合适的温度，是产气的关键。

3.4 双宝冰菌在低温季节产气

双宝冰菌是通过在中国极寒地带的东北和西北提取的沼气菌古菌菌种，通过多次的菌种筛选和扩繁培育，利用鑫双宝自主研发的AIA活化剂处理低温条件下的惰性水及有机物，

利用挪威引入的超低温发酵技术扩繁菌群及保种，有效确保双宝冰菌地低温条件的活力。通过特殊菌株及核心活化技术，使双宝冰菌在低温条件下能够正常的运作，使沼气池能够产生大量沼气。

4 结论

双宝冰菌在自然界零下30度的地区能够使沼气池（水温8-12℃）产生大量沼气，提高冬季产气量22倍，达到夏季产气量的91%。

双宝冰菌在低温季节沼气池中使用，可明显提高沼气池的产气量。