2024年1月31日，河南省農業工程學會組織專家對中國沼氣學會原副理事長單位河南農業大學承擔的國家重點研發計劃劃戰略性國際合作重點專項“基于廢棄物的生物氫氣和生物甲烷及緩釋營養劑聯產技術研究與示范”（2018YFE0206600）項目進行了現場核查認證，專家組由中國可再生能源學會生物質能專業委員會副主任兼秘書長、常州大學雷廷宙教授，中國沼氣學會原副理事長、陜西省農業綠色低碳產業技術體系首席科學家、西北農林科技大學邱凌教授，中國沼氣學會常務理事、中國可再生能源學會生物質能專業委員會副主任、中國科學院成都生物研究所劉曉風研究員，河南省農村能源環境保護總站呂書凡研究員，鄭州輕工業大學程傳曉副教授等專家組成，河南省西峽縣農業農村局局長袁占偉，國家重點研發計劃項目負責人張全國教授以及項目骨干成員參加會議，會議由河南省農業工程學會副理事長胡建軍教授主持。

“基于廢棄物的生物氫氣和生物甲烷及緩釋營養劑聯產技術研究與示范”項目自2019年12月立項，由河南農業大學牽頭，聯合意大利國家研究委員會大氣污染研究所、東北農業大學、安陽利浦筒倉工程有限公司等共同承擔。項目執行期間，各項目承擔單位間緊密合作，圍繞廢棄物氫-烷-肥聯產過程中的關鍵科學問題和關鍵技術問題開展了協同攻關，取得了一系列國際領先的原創性成果，并建設了溫熱帶（河南西峽）和寒帶（黑龍江林甸）2座千噸級示范工程，提高了農業廢棄物資源化利用水平。以雷廷宙教授為組長的專家們聽取了“廢棄物高值化多聯產裝備研發及應用示范”任務的研究進展和示范工程建設運行情況匯報，并在河南省南陽市西峽縣察看了基于廢棄物的生物氫烷及緩釋營養劑多聯產示范工程現場，專家們認真查驗了示范工程建設和運行期間的相關圖紙和運行記錄以及示范工程的相關檢測報告，對示范工程的建設和運行情況給與了高度認定。專家們一致認為項目創建的廢棄物氫-烷-肥聯產模式新穎，技術體系創新，裝備可靠，相關技術集成和工程推廣為國內首例，工程的建設質量和運行情況都達到了項目的既定任務指標，且已實現6個月以上的穩定運行，為廢棄物高值化利用技術的產業化推廣奠定了基礎，可為一帶一路沿線國家提供可復制推廣的農業廢棄物資源生態安全利用新途徑和新方法。

項 目 簡 介

項目名稱：基于廢棄物的生物氫氣和生物甲烷及緩釋營養劑聯產技術研究與示范（2018YFE0206600）

項目類型：國家重點研發計劃戰略性國際科技創新合作重點專項

牽頭單位：河南農業大學

合作單位：意大利國家研究委員會大氣污染研究所、東北農業大學、安陽利浦筒倉工程有限公司

項目概要：

中意兩國農業廢棄物量大面廣，中國每年產生秸稈類廢棄物約 9 億噸，意大利果蔬類廢棄物的年產量約1億噸。大量廢棄物的產生不僅會造成環境污染也會造成資源浪費，因此，雙方就農業廢棄物資源化多聯產關鍵技術及裝備研發和示范工程的建設進行合作，旨在實現農業廢棄物高值化利用和環境保護。本項目將通過開展秸稈類廢棄物太陽能光催化解聚預處理技術研究，提高秸稈類廢棄物的轉化效率；完成生物氫氣-生物甲烷-緩釋營養劑多聯產技術的研發，獲取多聯產耦合調控工藝和系統穩定控制技術，提高系統的?效率；完成生物氫氣-生物甲烷-緩釋營養劑多聯產設備的研發及生產線建立，并建設其應用示范工程。

擬解決的重大科學問題：(1) 基于太陽能全光譜的光催化特性及廢棄物定向解聚機制；(2) 廢棄物生物氫烷多聯產能質傳遞規律及耦合特性；(3) 速率可控型緩釋營養劑養分釋放及遷移機理。擬解決的關鍵技術問題：(1) 太陽能光催化清潔預處理工藝技術；(2) 生物氫烷聯產耦合調控技術；(3) 速率可控型緩釋營養劑制備技術；(4) 廢棄物高值化多聯產裝備及應用模式開發。

經過四年期建設，取得了如下研究成果：

1. 設計并研制了廢棄物高值化多聯產裝備，在安陽利浦筒倉工程有限公司建成了1條年產50套多聯產設備的生產線，建成了溫熱帶（河南省西峽縣）和寒帶（黑龍江省林甸縣）2個廢棄物高值化多聯產示范工程，實現年處理秸稈千噸級以上，且已穩定運行6個月。

2. 開發了生物氫氣-生物甲烷-緩釋營養劑多聯產技術， 經第三方檢測，光能轉化效率10.5%，秸稈纖維素解聚率92.2%，單位COD甲烷轉化量371.4 L/kg，單位COD氫氣轉化量74.6 L/kg，炭基、沸石基、凝膠態三種緩釋營養劑緩釋可實現養分釋放速率可控，養分釋放量超95%，技術體系廢棄物轉化率96%，系統?效率達47%。

3. 河南省南陽市西峽縣多聯產示范工程以當地秸稈為原料，沼氣發酵裝置有效容積500 m3，生物制氫裝置有效容積15 m3，年處理秸稈1000噸；黑龍江省大慶市林甸縣多聯產示范工程以畜禽糞污與秸稈為原料，沼氣發酵裝置有效容積5400 m3，生物制氫裝置有效容積15 m3，年處理畜禽糞污10萬噸、秸稈5萬噸，示范工程系統耐低溫極限達零下30℃。