杨红男，张驭舟，熊 炜，邓良伟＊

1 农业农村部沼气科学研究所，四川成都 610041

2 湖北绿鑫生态科技有限公司，湖北襄阳 441413

0 引言

畜禽养殖业在满足人们对肉、蛋、奶食品需求的同时，也产生了大量畜禽粪污。国家统计局2017年数据显示，全国每年产生约38 亿吨畜禽废弃物，其中牛粪污年产生量约14 亿吨，占总量的37.00%[1]。不当的畜禽粪污管理存在很大的环境污染风险，也造成巨大的资源浪费。2017年6月，国务院办公厅印发了《关于加快推进畜禽养殖废弃物资源化利用的意见》，着力治理畜禽粪污养殖带来的污染问题。厌氧消化（又称沼气发酵）技术因其在有机废弃物处理、可再生能源回收和温室气体减排等方面的有益效果，是实现畜禽粪污资源化利用的首选方法[2～4]。在碳中和目标下，沼气发酵技术的发展也受到高度重视。

以牛粪作为底物的沼气发酵工艺已得到广泛研究[5～9]。然而，这些研究中的大多数证明牛粪厌氧消化的甲烷产率较低，一般在70～249 NmLCH4/gVS范围，并取决于牛的饲养方法和牛粪收集方式等。牛粪最终甲烷产量低于理论甲烷产量（468 ± 6 NmLCH4/gVS）的1/2[10]。据推测，牛饲料（草或青贮）中易降解部分已经被牛瘤胃中的微生物利用，因此，牛粪含有大量（超过总固体的50.00%）未消化的不易降解的有机组分，包括纤维素、半纤维素和木质素[11]。这些成分结构紧密复杂，表现出很强的抗生物降解能力[12]。所以在沼气工程中将牛粪作为单一原料生产沼气，在经济上往往不太可行。此外，还有许多因素影响厌氧消化过程的效率。……