秸秆沼气工程化对环境的影响及应对措施

第27卷增刊1 农业工程学报 V ol.27 Supp.1 200 2011年5月Transactions of the CSAE May. 2011

秸秆沼气工程化对环境的影响及应对措施

李 刚，岳建芝，郭前辉

（河南农业大学农业部农村可再生能源重点开放实验室，郑州 450002）

摘要：秸秆沼气工程产生的沼液在储存和使用过程中会对周围环境构成污染，其主要表现为沼液储存过程中有害气体释放、沼液直排造成的水体污染、农田长期大量施用造成的重金属沉积和沼液渗滤造成的地下水恶化。完善秸秆沼气工程储液池结构减少有害气体排放、建设配套沼液后处理设施、科学施用沼肥、开发沼液增值产品是解决秸秆沼气工程环境危害和促使其健康发展的重要技术途径。

关键词：秸秆，沼气，环境影响，技术途径

doi：10.3969/j.issn.1002-6819.2011.0×.040

中图分类号：TK91 文献标志码：A 文章编号：1002-6819(2011)-0×-0200-05

李 刚，岳建芝，郭前辉. 秸秆沼气工程化对环境的影响及应对措施[J]. 农业工程学报，2011，27(增刊1)：200－204.

Li Gang, Yue Jianzhi, Guo Qianhui. Environmental effect and treatment measures of straw anaerobic fermentation project [J].

Transactions of the CSAE, 2011, 27(Supp.1): 200－204. (in Chinese with English abstract)

0 引 言

近年来，因大量剩余秸秆不当处理所造成荒烧、河道堵塞和水体污染成为当前农村环境治理的难点。为了提高秸秆资源利用率，解决秸秆荒废造成的环境问题，各类秸秆综合利用技术都得到了快速发展。在各类秸秆利用技术中秸秆沼气工程不但能实现秸秆的能源化转化而且发酵后的固液产物还能作为肥料进行还田，这不仅提高了土壤有机质含量改善了现有农作物肥料结构，在一定程度上对农作物增产、农村节能减排和农业生态环境建设发挥了积极作用[1-3]。沼气发酵是一个复杂体系下的生物反应，除气态产物外发酵产物中固、液部分构成了一个产物和残留物的富集体，其种类和数量直接受到发酵原料的影响[4-5]。当前在沼气工程化产物的技术研究中，人们更多关注于沼气发酵富集物中有机质和P、K、N作为植物生长的营养元素和土壤改良剂的积极影响，虽然富集物中各类重金属尤其是有毒重金属的富集已引起众多研究者的重视[6-7]，但沼气工程对环境的负面影响却没有引起人们足够的重视。沼液、沼渣是发酵原料的除部分C、H、S元素外的全部成份的富集体，其生产及使用过程中不可避免对周围环境产生一定的影响[8-10]，尤其是现阶段秸秆沼气工程建设中将沼液作为肥料和灌溉用水直接施用于农业生产的运行模式下，沼液、沼渣对土壤和粮食安全的影响应该引起更多的重视。文章从秸秆沼气工程的各工艺环节对环境的影响入手，分析了秸秆发酵过程对外界环境的影响，探讨了秸秆厌氧发酵液储存、使用过程中的环境问题，为秸秆沼气工程的良性发展提供参考。

收稿日期：2010-12-21 修订日期：2011-03-01

作者简介：李刚（1975－），男，河南郸城人，博士，讲师，主要从事可再生能源转换技术研究。郑州河南农业大学农业部农村可再生能源重点开放实验室，450002。Email: energy789@https://www.360docs.net/doc/9217571650.html,。

1 秸秆沼气工程的现状

1.1 秸秆厌氧发酵的基本工艺要求

沼气发酵的实质是发酵微生物利用有机质为原料进行生理代谢生成气态产物（CH4、CO2及微量H2、H2S）和可溶于水的次级产物的过程。与多数生化反应相同，秸秆沼气发酵过程除要求一定的温度、pH值、菌体浓度、发酵周期外，其发酵过程还需要注意以下问题：

1.1.1 水溶性物质析出

厌氧发酵微生物只能利用水溶性物质进行正常的生理代谢，与畜禽粪便污水中多数物质自身能溶于水或（微）好氧微生物的简单分解既可转化为水溶性物质不同，秸秆原料的木质纤维素结构难以快速破坏的特性决定了其水溶性物质的析出速度较慢，由此造成了秸秆厌氧发酵周期相对较长，原料降解程度不充分[11]。

1.1.2 碳氮比（C/N）

C/N是维持发酵微生物正常生理代谢的基本物质条件，但农作物秸秆一般都是高C物料，原料中N源不足是秸秆沼气发酵不能正常启动或运行的重要原因。虽然外加N源可满足秸秆厌氧发酵需求，但外界N源的适量、适时补充都将影响秸秆厌氧发酵的运行，同时也增加了秸秆厌氧发酵的运行成本，采用富氮原料作为秸秆沼气工程发酵体系C/N平衡是秸秆沼气工程运行不可缺少的环节[12]。畜禽粪便是农村环境污染的重要污染源，但也是秸秆发酵的最廉价氮源，但使用畜禽粪便作氮源会引起重金属和发酵抑制剂的引入。

1.1.3 物料浓度及料液均匀度

沼气发酵作为一个特定水溶相条件下的生物反应，反应器中物料浓度和料液的均匀性分布对沼气发酵构成直接影响。目前即使是固态发酵中最大的物料浓度也仅能保持在45%以下，过多的固体物料存在将影响液态物质的扩散和流动，造成反应器内的局部“酸溺”而抑制

增刊1 李刚等：秸秆沼气工程化对环境的影响及应对措施201

产甲烷菌活性。相对于畜禽粪便污水的易流动性，秸秆吸水膨胀后流动性较差且易产生漂浮、结壳现象，由此造成反应器内料液浓度场差异导致局部原料发酵不充分。

1.2 秸秆沼气发酵固、液产物的主要利用形式

传统户用沼气池所产生的沼液、沼渣由于数量少一般可作为基肥直接施用，部分多余沼液也用作后期追肥使用。但对于沼气工程来说，由于沼液、沼渣产量较大且考虑耕作的季节性影响，沼液、沼渣直接作为基肥的施用量有限，一般工程设计时将沼液作为追肥肥料和灌溉用水双重使用，这样既可以解决农作物用水需求又能补充必要的有机肥料。也有文献关于沼液配制生物农药的报道[13-14]，但一般认为是作物在营养均衡条件下自身抗御能力增强所致，其长期使用后的药效特征还没有后续报道和科学论证，同时由于技术、市场原因以及中国农药生产的特有许可制度，其还未能形成一定的市场规模。

2 秸秆沼气工程的主要环境问题

2.1 沼液露天储存过程中的空气污染

由于当前秸秆沼气工程中对沼液的处理都作为液体肥料和灌溉使用，沼气工程都配套建设一定规模的储液池用于储存发酵后的料液以根据作物不同生育期和天气情况进行调配使用。为降低建设成本和出于安全考虑储液池一般作露天设计，由于秸秆厌氧发酵液中存在有大量的代谢有机质和残存的秸秆，其在储存过程中一方面上部沼液和漂浮物与空气接触进行好氧降解，另一方面在储液池底部由于上部的耗氧作用而成一定深度的厌氧区域进行发酵残余物的厌氧分解。由此发酵液中残留的有机质在厌氧、好氧的共同作用下转化为CH4、CO2、NH3、H2S、NO x而直接释放到周围环境中，造成周围的大气污染，这种局部环境恶化在温度较高的夏季尤其突出[15]。

2.2 秸秆储存过程的腐烂造成的气体污染

由于农业生产带有典型的季节性，为了及时对土地进行耕作，秸秆在还未充分晾干之前已被收集和储存，加上露天储料场储存过程中降雨或外部水分的加入将引起秸秆垛底部和顶部秸秆的腐烂降解，生成的CO2、CH4等气体释放到周围环境中，造成额外的温室气体排放。

2.3 发酵液直接排放造成的水体富营养化

2.3.1 季节性用水造成的发酵液外排

目前中国农作物种植结构中还是以适应自然气候条件的农业生产模式为主，复种指数较小的农业种植基本额外用水主要集中在春季和初秋季，由此造成秸秆沼气工程冬季大量发酵液的剩余，在考虑占地和建设成本的情况下储液池建设容积受到限制，在冬季农田用水量减少的情况下一部分沼液不得不直接排放，由此造成地表径流的富营养化，形成了水体污染源。

2.3.2 降雨引起的发酵液外排

夏秋是中国典型的多雨季节，自然降水基本能满足农作物生长对水分的要求，此时由秸秆沼气工程产生的发酵液无法再进行施用，储液池在达到一定积累量后不得不进行排放减容以保持反应器的正常运行，这种发酵液的直接排放也将对水体环境产生严重污染。

沼液作为有机肥料对作物生长的促进作用已为大家所共识，其对作物的促进作用主要还在于其所含的铵态氮和腐植酸成份，当秸秆发酵产物直接排放到水体中也必然造成水体的富营养化。

2.4 沼液长期直接施用对土壤性质的影响

2.4.1 土壤中重金属的沉积污染

秸秆厌氧发酵液中的重金属主要由农药喷施、土壤迁移以及调整C/N比时添加畜禽粪便等途径引入。高红莉、钟攀等分别以农田灌溉水标准和中国绿色食品发展中心推荐的单项污染指数法与内梅罗综合污染指数法对秸秆+畜禽粪便、畜禽粪便为原料厌氧发酵液中重金属含量进行的对比研究表明上述厌氧发酵液中毒性重金属含量均存在一定程度的超标现象[16-17]。因此，长期大量使用沼液对农作物进行灌溉追肥时，由于土壤吸附沉积作用导致毒性重金属污染是秸秆沼气化工程应用中应该重视的事情。

2.4.2 肥力过剩

当前中国土壤肥力的基本特征是“缺钾少磷富氮”，秸秆沼气发酵尤其是添加部分畜禽粪便的秸秆沼气发酵在一定程度上可以将秸秆、粪便中的磷钾回用，弥补土壤磷、钾缺失的问题。虽然有机氮更易为植物所吸收，但由于秸秆厌氧发酵液中存在较多的有机碳，大量有机碳的存在直接影响农作物对有机氮的吸收，导致氮素的剩余[18]。因此，当长期大量使用沼液作为灌溉用水及有机肥料时会造成土壤中部分养分供应不均衡，不利于作物的高产，沼肥与其它肥料的联合施用才能达到最优的增产效果[19-21]。

2.5 供水问题及地下水水质恶化

2.5.1 淡水供应

与畜禽粪便污水不同，秸秆作为一种天然大分子聚合物其自然形态下含水率少，当将秸秆沼气工程与畜禽养殖粪便废水处理相结合时可解决发酵过程对额外淡水的需求。但当前秸秆沼气工程发展的现实情况是秸秆沼气工程都是为了解决秸秆利用问题而兴建，与畜禽养殖场的衔接存在一定的问题。即使部分以秸秆和畜禽粪便污水为混合原料的沼气工程中，由于秸秆完全降解发酵的速度较慢而无法满足养殖场大量污水处理的需要，其在实际运行过程中逐步放弃使用秸秆原料而失去了对秸秆处理的工程建设目标。同时，养殖业的集约化发展也使养殖场远离了种植业而无法提供必要秸秆沼气发酵水源。因此，水源问题是建设以秸秆处理为主的沼气工程的基本前提，以500 m3/d的秸秆沼气工程（池容产气率：1 m3/(m3d)，发酵周期：40 d，料液浓度：30%，年运行时间：360 d）为例，其日需要处理秸秆3 750 kg，工程覆盖面积为90 hm2，工程日耗水量为8.75 m3。当前中国农村地区的用水多为直抽地下水，8.75 m3/d的用水负荷相当于农村17户的日常用水量。

同时，作为主要发酵产物的沼液并不易直接作为肥料施用，沼液稀释施用才能获得理想的增产效果[22-24]。一般沼液施用时，淡水∶沼液>1∶1且与无机肥配合使用

农业工程学报2011年202

才具有更好的相互促进作用。按淡水∶沼液=1∶1稀释施用的比率，500 m3/d秸秆沼气工程日产沼液11 m3，如所产沼液直接作为农田施用还应补充11 m3淡水。由此500 m3/d秸秆沼气工程如果沼液全面稀释后用于农田追肥和灌溉，则年需要消耗淡水7 400 m3。

2.5.2 地下水水质恶化

适量使用沼液作为有机肥可以有效促进作物增产，但实际生产中一般不能直接将以灌溉形式进行使用而采用水稀释后再施用的方法。但大量的试验表明当大量沼液直接施用于土壤后，大量的N通过渗透液进入周围环境中，其中相当一部分以硝态氮形式渗透到地下水，造成地下水水质污染[25]。

3 秸秆沼气工程环境问题的主要应对措施

3.1 沼液储存池的配套建设和结构改进设计

沼液直排的环境污染已为大家所共识，虽然沼液可以用作作物肥料，但受农作物不同生长周期对水肥需要的季节性限制，对于连续运行的秸秆沼气工程来说需要配套建设相应规模的沼液储存装置来平衡沼液的生产和使用[26-27]。沼液储存装置目前主要有露天的敞口池型和半封闭的罐型两种形式，由于建设资金有限，前者在中国沼气工程中多为常见，但其自然储存过程中由于沼液中有机质的降解必然伴随着有害气体的释放，仍存在一定的环境污染。而欧美发达国家由于对空气质量有较为严格的限制，为减少沼液储存过程气体挥发对空气质量的影响，其沼气工程的储液装置一般设计为半封闭式储液罐形式，且多数储液罐直接建设于农场，从发酵罐中排出的沼液通过密封罐车运送至储液罐，其一方面可以方便沼液使用同时也通过沼液的分散处理避免了有害气体在一个地点的高浓度富集[28]。

3.2 储液池挥发性气体的吸收和减量处理

无论是以秸秆还是以畜禽粪便为原料，厌氧发酵都不能将原料中的有机质彻底降解，厌氧处理后的沼液中仍会存在大量的有机质，这些有机质在后期储存时降解生成挥发性气体释放到环境中，为减少这部分气体污染，需对这部分释放气体进行必要的吸收和减量化处理。德国部分秸秆沼气工程的储液装置一般采用具有有防护性外壳的半封闭式储液罐，且在罐顶排气孔设置木屑吸收层，利用粉碎木屑大的比表面对释放气体进行吸附减少储液罐的气体析出量，而吸附气体后的木屑在一段时间后被新料置换作为发酵原料进入发酵池进行发酵处理。丹麦为减少沼液的环境影响除采用必要的储存装置外，更是从操作细节上减少挥发性气体析出，其操作规程不仅规定了沼液的施用环境条件（温度、风速、湿度等），还规定沼液从发酵罐进入储液罐时必须由罐底部注入防止注入的搅拌作用引起的气体析出；同时部分沼气工程在沼液储存和使用过程还向沼液中添加适量酸以降低溶液pH值减少氨的挥发，且在向田间输送时使用水带以减少使用水渠造成的挥发性气体析出[29]。

3.3 发酵液后处理设施的配套建设

由于单位土地面积对沼液的容纳能力有限，沼液的长距离运输成本又较高，加上气候变化及农作物复种情况影响，秸秆沼气工程的所产沼液无法完全利用，对多余沼液的净化处理或者对沼液的浓缩减容处理是秸秆沼气工程的必要措施[8]。沼液的固液分离是多数沼气工程采用的沼液后处理工艺的基本步骤，其不仅可以将固态物质分离出来作为肥料备用，还有效减少沼液体积降低沼液中有机质含量，降低储液池规模和沼液的净化成本[29]。

希腊一些沼气工程的沼气在进行固液分离处理后，对于不直接进行田间施肥部分的液态物质一部分进行蒸发浓缩，提高液态物质中非有机质的含量，另一部分则进行净化处理后排放[30]。

3.4 科学施用沼肥，减少不当施用造成的环境污染

配方施肥、按需施肥、按季节施肥是提高沼肥肥效减少沼肥施用对环境影响的重要措施。不同地区的土壤性质、降雨特性不同，土壤中肥料成份也不尽相同，对于不同的土壤应根据土壤中肥料组分构成确定沼肥的施用量，过少施用沼肥则不能满足作物生长的影响需要，过多则引起地下水、地表水的污染。同时，农作物不同的生长周期对营养成份的需求也不相同，沼气施用时应选择在作物的适宜生长期以提高作物对肥料的吸收，提高肥料利用率[29]。

3.5 加强沼液增值产品开发，减少沼液过度施用对土壤和地下水的污染

目前对沼液使用形式的单一性是造成沼液大量储存和剩余的根本问题，加大沼液的增值产品开发可提高沼液的利用途径，从根源上解决沼液富余和过量施用所造成的环境污染。

以沼液为原料经浓缩、净化处理制取富含N、P、K 营养元素的缓释肥和沼液提纯后制取植物抗病杀虫剂是目前沼液增值利用的最典型代表[13-14, 31-32]。利用沼液作为营养物进行高能饲料和生物蛋白生产也是沼液增值利用的重要形式[33-34]。

4 结 论

1）秸秆沼气工程虽然可以有效对秸秆进行必要处理，但其发酵过程及发酵产物对环境的危害客观存在。

2）秸秆沼气工程的环境危害主要表现为沼液排放和大量使用对地表径流、土壤和地下水的污染以及发酵液储存过程中有害气体的释放。

3）改善储液池结构减少气体排放、配套发酵液净化处理、合理施用沼肥、提高沼液利用层次是减少秸秆沼气工程环境危害的主要技术途径。

[参 考 文 献]

[1] 张培栋，李新荣，杨艳丽，等. 中国大中型沼气工程温室

气体减排效益分析[J]. 农业工程学报，2008，24(9)：239

－243.

Zhang Peidong, Li Xinrong, Yang Yanli, et al. Greenhouse gas mitigation benefits of large and middle-scale biogas project in China[J]. Transactions of the CSAE, 2008, 24(9): 239－243. (in Chinese with English abstract)

增刊1 李刚等：秸秆沼气工程化对环境的影响及应对措施203

[2] 沈连峰，王谦，轩辗，等. 户用沼气池建设的节能减排和

农民增收效果[J]. 农业工程学报，2009，25(10)：220－224.

Shen Lianfeng, Wang Qian, Xuan Zhan, et al. Effects of

household biogas pond construction on energy-saving, emission-reducing and increase in armers’income[J]. Transactions

of the CSAE, 2009, 25(10): 220－224. (in Chinese with

English abstract)

[3] 沈连峰，陈景玲，马巧丽，等. 沼气建设对改善农村生态

环境的研究[J]. 中国沼气，2009，27(5)：21－24.

Shen Lianfeng, Chen Jingling, Ma Qiaoli,et al. Research on

the biogas construction improving rural ecological environment[J]. China Biogas, 2009, 27(5): 21－24. (in

Chinese with English abstract)

[4] 张昌爱，王艳芹，袁长波，等. 不同原料沼气池沼渣沼液

中养分含量的差异分析[J].现代农业科学. 2009，16(1)：44

－46.

Zhang Chang’ai,Wang Yanqin, Yuan Changbo, et al.

Analysis on the difference of nutrition Contents between

different anaerobic fermentation residue from different raw

materials[J]. Modern Agricultural Sciences, 2009, 16(1): 44

－46. (in Chinese with English abstract)

[5] 李健，郑时选. 沼肥中重金属含量初步研究[J]. 可再生能

源，2009，27(1)：62－64.

Li Jian, Zheng Shixuan. Preliminary study on the heavy metal

content in biogas manure[J]. Renewable Energy Resources,

2009, 27(1): 62－64. (in Chinese with English abstract)

[6] 张进，张妙仙，单胜道，等. 沼液对水稻生长产量及其重

金属含量的影响[J]. 农业环境科学学报，2009，28(10)：

2005－2009.

Zhang Jin, Zhang Miaoxian, Shan Shengdao, et al. Growth

status grain yield and heavy metals content of rice (Oryza

sativa L.) as affected by biogas slurry application[J]. Journal

of Agro-Environment Science, 2009, 28(10): 2005－2009.

(in Chinese with English abstract)

[7] 叶美锋，吴飞龙，林代炎. 规模化养猪场粪污重金属动态

流向分析研究[J]. 能源与环境，2010，(4)：15－16.

[8] 陈玉成，杨志敏，陈庆华，等. 大中型沼气工程厌氧发酵

液的后处置技术[J]. 中国沼气，2009，28(1)：14－20.

Chen Yucheng, Yang Zhimin, Chen Qinghua, et al. An

overview on disposal of anaerobic digestate for large scale

biogas engineering[J]. China Biogas, 2009, 28(1): 14－20.

(in Chinese with English abstract)

[9] Ma Lin, Tang Yunchuan, Zhang Weifen, et al. The present

and prospect of environmental impact analysis for biogas in

China based on LCA[C]. //International Forum on Bioenvironmental

and Bioenergy Engineering, Beijing, China, 2008.

[10] Maria Berglund, Pal Borjesson. Assessment of energy

performance in the life·cycle of biogas production[J].

Biomass and Bioenergy, 2006, 30(3): 254－266.

[11] Shiguan Yang, Jihong Li, Zheng Zheng, Zhuo Meng.

Lignocellulosic structural changes of Spartina alterniflora

after anaerobic mono- and co-digestion[J]. International Biodeterioration and Biodegradation, 2009, 63(5): 569－575.

[12] Straka F, Jenicek P, Zabranska J, et al. Anaerobic fermentation

of biomass and wastes with respectto sulfur and nitrogen

contents in treated materials[C]//. Eleventh International Waste Management And Landfill Symposium. Cagliari, Italy;

2007.

[13] 李改莲. 畜禽粪便厌氧发酵液产品的开发及其防虫特性试

验研究[D]. 郑州：河南农业大学，2004.

Li Gailian. Product Development of Anaerobic Fermentation

Slurry From Swine Manure and Experimental Study on

Insect Prevention Characteristic of the Product[D].

Zhengzhou: Henan Agricultural Universtiy, 2004.

[14] 张全国，周雪花，李鹏鹏，等. 沼液复合型杀虫剂的有效

期和生态环保性能[J]. 农业工程学报，2008，24(8)：219

－222.

Zhang Quanguo, Zhou Xuehua, Li Pengpeng, et al. Periods of

validity and eco-friendly characteristics of compound pesticide composed by the anaerobic fermentation slurry and

additives[J]. Transactions of the CSAE, 2008, 24(8): 219－

222. (in Chinese with English abstract)

[15] Sebastian Wulf, Peter Ja¨ger Helmut Dohler. Balancing of

greenhouse gas emissions and economic efficiency for biogas-production through anaerobic co-fermentation of slurry with organic waste[J]. Agriculture, Ecosystems and

Environment, 2006, 112: 178－185.

[16] 高红莉. 施用沼肥对青菜产量品质及土壤质量的影响[J].

农业环境科学学报，2010，29(S1)：43－47.

Gao Hongli. Effects of biogas fertilizer on output and quality

of Brassica chinensis L. and soil quality[J]. Journal of Agro-

Environment science, 2010, 29(S1): 43－47. (in Chinese with

English abstract)

[17] 钟攀，李泽碧，李清荣，等. 重庆沼气肥养分物质和重金属

状况研究[J]. 农业环境科学学报，2007，26(S1)：165－171.

Zhong Pan, Li Zebi, Li Qingrong, et al. Contents of selected

nutrients and heavy metals in biogas slurry[J]. Journal of

Agro-Environment science, 2007, 26(S1): 165－171. (in

Chinese with English abstract)

[18] 焦平金，许迪，程先军. 外加碳源对污水灌溉系统氮素迁

移转化影响的实验研究[J]. 水利学报，2008，39(3)：380

－384.

Jiao Pingjin, Xu Di, Cheng Xianjun. Effect of additional

organic carbon on nitrogen transport in waste water irrigation[J]. Journal of Hydraulic Engineering, 2008, 39(3):

380－384. (in Chinese with English abstract)

[19] 王宗寿. 利用沼液种植黑麦草对土壤环境质量的影响[J].

农业环境科学学报，2007，26(S)：172－175.

Wang Zongshou. Effects of fertilization with biogas slurry on

soil planting Tetragold-Ryegrass[J]. Journal of Agro-Environment

science, 2007, 26(S): 172－175. (in Chinese with English

abstract)

[20] 余海兵，刘正，叶盛兰. 沼肥不同施用方法对糯玉米跟际

突然肥力和微生物数量的影响[J].中国农学通报，2007，

23(8)：399－402.

Yu Haibing, Liu Zheng, Ye Shenglan. Effects of different

applying combination of biogas fertilizer on soil fertility and

the quantity of microbes[J]. Chinese agricultural science

bulletin, 2007, 23(8): 399－402. (in Chinese with English

abstract)

农业工程学报2011年204

[21] 吴飞龙，叶美锋，林代炎，等. 不同沼液施用量下象草养分

利用效率和土壤养分含量的变化研究[C]//. 第三届全国农业

环境科学学术研讨会论文集，天津：2009，10：158－163. [22] 徐卫红，王正银，王旗，等. 不同沼液及用量对莴笋硝酸

盐及营养品质的影响[J]. 中国沼气，2003，21(2)：11－13.

Xu Weihong, Wang Zhengyin, Wang Qi, et al. Effects of

different biogas slurry on nutrient quality and nitrate content

of Lettuce[J]. China biogas, 2003, 21(2): 11－13. (in Chinese

with English abstract)

[23] 陆新苗，王卫平，魏章焕，等. 沼液不同施用量对水稻产

量及土壤环境的影响[J]. 安徽农学通报，2010，16(17)：

76－77.

Lu Xinmiao, Wang Weiping, Wei Zhanghuan, et al. Influenc

of biogas slurry irrigating on the soil environment and

production of rice[J]. Anhui Agricultural Science Bulletin,

2010, 16(17): 76－77. (in Chinese with English abstract) [24] 叶伟宗. 沼液灌溉对梨品质和土壤肥力及环境质量的影响

[J]. 上海农业科技，2007，6：76－77.

[25] 李彦超，廖新，林东教，等. 不同沼液灌溉强度对土壤和

渗滤液的影响[J]. 家畜生态学报，2009，30(4)：52－56.

Li Yanchao, Liao Xin, Lin Dongjiao, et al. Effects of

irrigation intensity of fermented slurry on soil and leaching

liquid[J]. Acta Ecologiae Animalis Domastici, 2009, 30(4):

52－56. (in Chinese with English abstract)

[26] 邓良伟，陈子爱，袁心飞，等. 规模化猪场粪污处理工程

模式与技术定位[J]. 养猪，2008，(6)：21－24.

[27] Prasa Kaparaju, Lars Ellegaard, Irini Angelidaki.

Optimisation of biogas production from manure through

serial digestion: Lab-scale and pilot-scale studies[J].

bioresource technology, 2009, 100(2): 701－709.

[28] Raven R P J M, Gregersen K H. Biogas plants in denmark:

successes and setbacks[J]. Renewable and sustainable energy

reviews, 2007, 11(1): 116－132. [29] Holm-Nielsen J B, Seadi TAl, Oleskowica-Popiel. The future

of anaerobic digestion and biogas utilization[J]. Bioresource

Technology. 2009, 100(22): 5478－5484.

[30] Sotirios Karellas, Ioannis Boukis, Georgios Kontopoulos.

Development of an investment decision tool for biogas production from agricultural waste[J]. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 2010, 14(4): 1273－1282. [31] 蒋京东，徐远，马三剑，等. 粪石结晶沉淀法氨氮废水[J].

水处理技术，2008，34(2)：45－49.

Jiang Jingdong, Xu Yuan, Ma sanjian, et al. Experimental study of treatment of ammonia-nitrogen wasterwater by struvite precipitation[J]. Technology of Water Treatment, 2008, 34(2): 45－49. (in Chinese with English abstract) [32] 彭剑峰，宋永会，袁鹏，等. SPRR工艺回收养猪废水营养

元素研究[J]. 农业环境科学学报，2007，26(6)：2173－2178.

Peng Jianfeng, Song Yonghui, Yuan Peng, et al. Nutrients

recovery by SPRR process from piggery wastewater[J].

Journal of Agro-Environment Science, 2007, 26(6): 2173－

2178. (in Chinese with English abstract)

[33] 李志勇，郭祀远，李琳，等. 利用有机废水与人畜废物生

产藻类单细胞蛋白饲料[J]. 粮食与饲料工业，1998，(3)：

25－27.

Li Zhiyong, Guo Siyuan, Li Lin, et al. Production of algae

scp feeds from organic sewage and wastes of human and animal[J]. Cereal and Feed Industry, 1998, (3): 25－27. (in

Chinese with English abstract)

[34] 姚爱莉，顾蕴璇，方国渊，等. 鸡粪厌氧消化废液的生物

处理技术研究[J]. 中国沼气，1997，15(3)：16－21.

Yao Aili Gu Yunxuan Fang Guoyuan, et al. A stud y on bio

treatment of anaerobically digested slurry of poultry wastes[J]. China biogas, 1997, 15(3): 16－21. (in Chinese with English abstract)

Environmental effect and treatment measures of straw anaerobic

fermentation project

Li Gang, Yue Jianzhi, Guo Qianhui

(Key Laboratory of Renewable Energy of Ministry of Agriculture, Henan Agricultural University, Zhengzhou 450002, China) Abstract: Harmful gas released from the fermented slurry during storage, water pollution caused by the fermented slurry discharged directly, heavy metal enrichment and groundwater pollution caused by overuse fermented slurry as fertilizer for a long time were the adverse effect of straw anaerobic fermentation project on the environment. Improving the fermented slurry tank to reduce and adsorb the harmful gas, constructing the equipment to decontaminate the excrescent fermented slurry, appyling fermented slurry as fertilizer with scientific guidance, and developing the new production from fermented slurry were important ways to avoid the adverse effect and promote straw anaerobic fermentation project evolution.

Key words: straw, biogas, environmental impact, pathway