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1、沼气池运行管理及安全知识农能办 陈强我国经济和社会发展“十一五”规划和今年中共 中央关于社会主义新农村建设的决定都将农村沼气 建设列为了一项重要内容，作为推动农村经济可持 续发展，解决农村面源污染的重要措施，各级党委 、政府安排了大量资金支持农村沼气建设，农民建 沼气池的积极性也非常高。要充分发挥农村沼气的 作用，除了科学设计，严格施工，为农户提供合格 的沼气池之外，还要科学管理、安全管理，这样才 能实现沼气建设的能源效益、生态效益和社会效益 。为了让广大群众做到科学管理、安全使用，我们 给大家介绍一些相关的知识，供大家在今后沼气建 设和管理工作中应用。一、沼气产生的基本知识 1、什么是沼气？
2、沼气是大自然的产物，是有机物（如粪便、秸 杆等）在厌氧环境下，经多种类群的微生物共同作 用产生的一种可燃性气体，因为最先在沼泽中发现 ，故取名为沼气。沼气可分天然沼气和人工沼气两 大类，人工沼气属于二次能源。农村沼气是一种混合的可燃气体，是沼气微生 物（细菌）在厌氧条件下发酵、分解有机物产生的 。其主要成份是甲烷（CH4）占气体总量的55 70%，二氧化碳（CO2）占气体总量的2540%， 硫化氢（H2S）占气体总量的0.1370.036%，还有 少量的氮气（N2），氢气（H2）一氧化碳（CO） ，有时还有少量的高级炭氢化合物CMHN，如磷化 氢（H3P）剧毒气体。沼气含有多种成份，各种成 份
3、在沼气中受发酵条件、发酵原料种类等因素影响 ，所以沼气无色、有味、有毒，使用中必须注意安 全，以免造成火灾或窒息事故。2、沼气的性质。沼气是一种无色的气体，主要成分是甲烷，约 占5570%，其次是二氧化碳，约占2540%，还 有少量的硫化氢、氮气、氢气、一氧化碳、氧气等 ，由于沼气中有少量的硫化氢，所以有轻微的臭鸡 蛋味，一经燃烧，该气味便消除。 沼气的热值为21520千焦/立方米，燃点814， 爆炸范围（与空气混合体积%）8.824.4。3、一立方米沼气的作用。当沼气中甲烷含量为60%时，其热值为21520千 焦/立方米，当沼气中甲烷含量为70%时，其热值为 25111千焦/立方米。若用它来
4、发电，可产生电力 1.6kw。其有效热值相当于2.18公斤原煤，或3.42公 斤薪柴，或4.50公斤秸杆，基本上可满足一户三口之 家的炊事用能。 农村沼气通常用于日常生活用能，如：做饭、淋 浴、照明等，也可用于升温养殖或动力能源。主要用 具有：沼气灶、沼气饭煲、沼气热水器、沼气灯等。 沼气制取后的残余物称沼肥（沼渣、沼液），是很好 的无公害肥料和浸剂，可用于农作物施肥、浸种、防 治病虫等。什么叫沼气池：沼气池是各种有机物进行厌氧生化反应而转化 为沼气、沼肥的场所。其主要构成有进料间、发酵 池、出料间、溢粪池、抽渣池等。本地区常用的为 农村家用水压式沼气池。 农村沼气有哪些好处？农村沼气是对农村
5、生物质能源资源的再利用。 其好处有：节约能源资源，缓解能源紧张局势；保 护生态环境，巩固退耕还林成果；推动农业结构调 整，发展农村养殖业、种植业和无公害农业，使农 业增效，农民节支增收；改善农村家居环境，提高 农民生活质量；促进农村两个文明建设，实现“村容 整洁”的社会主义新农村建设目标；创建资源节约型 社会和促进循环经济发展，推进社会主义新农村建 设进程。制取沼气需要什么条件？答：制取沼气必须满足以下条件：一是 严格的厌氧环境，因为分解有机物质产生沼 气的微生物都是嫌气性细菌，它们的生命活 动都不需要空气（厌氧）。二是接种物：有 机物质厌氧分解产生甲烷的过程，是由多种 微生物来完成的。在沼气
6、发酵中，加入足够 的所需要的微生物作为接种物（亦称菌种） 是极为重要的。三是充足的发酵原料：各种 有机物质，如人畜粪便、作物秸秆、生活污 水等都是沼气的发酵原料，即是沼气微生物 所需的营养物质。四是适当的温度：目前农 村沼气池都采用常温发酵，池内温度为10 30，温度过低或过高都不能正常发酵。五是适当的酸碱度：沼气发酵的适宜酸碱度（ PH值），在6.57.5之间（用PH试纸测定），过高 过低都会影响沼气发酵的效果，使沼气不纯，点不 燃。六是原料和水的比例应适度：发酵液太浓，容 易积累大量的有机酸，使发酵作用受阻影响产气。 发酵液太清，单位体积的产气量就少。发酵液的含 水量以9094%较适宜（干
7、物质占610%）。 制取沼气的七个条件 1严格的厌氧环境。沼气发酵微生物包括产 酸菌和产甲烷菌两大类，它们都是厌氧细菌，尤其 是产生甲烷的甲烷菌对氧特别敏感。它们不能在有 氧的环境中生存，哪怕微量的氧存在，也会使发酵 受阻。因此，建造一个不漏气、不漏水的密闭沼气 池，是人工制取沼气的关键。 2足够和优良的接种物。接种物是沼气发酵 所需要的含有大量微生物的厌氧活性污泥，也称菌 种。只有具备足够优良的接种物才能保证沼气发酵 高效运行。农村户用沼气池的接种物一般来源于老 沼气池的沼渣（沼液）、阴沟的污泥、粪坑底部的 沉渣等。接种物用量一般占总发酵液的30左右。 3必要的发酵温度。沼气发酵菌种在8-6
8、0范 围内都能发酵产气，并且温度越高，发酵越活跃， 产沼气越多。因此，作为常温发酵的农村户用沼气 池，应尽量使其发酵温度保持在8以上。 4适宜的酸碱度。在沼气发酵过程中，沼气 菌适宜在中性或微碱性的环境中繁殖。发酵液的ph 值控制在6.8-7.5为宜。如低于或高于此值，沼气发 酵就会缓慢，甚至不能正常进行。5适宜的发酵浓度和碳氢比。作物秸秆、青 草、人畜粪便、生活污水等有机物都可以作为沼气 发酵的原料。但发酵原料需满足(20-30)：1的碳氮比 和满足6%-10%的发酵浓度。当然，碳氮比和发酵 浓度在夏季可适当低些，在冬季可适当高些。 6经常性的搅拌。沼气池在不搅拌的情况下 ，发酵料液明显地分
9、为3层：上层结壳层、中层清 液层、下层沉渣层。发酵液分层不利于产气，所 以，应考虑采取搅拌措施。搅拌的目的是使其不 分层，让原料和接种物均匀分布于池内，增加微 生物与原料的接触面，加快发酵速度，提高产气 量。此外，搅拌也有利于沼气的释放。对有加热 装置的沼气池来讲，搅拌有利于热能的传播。目 前，采用的搅拌方法主要有3种：机械搅拌、液搅 拌、气搅拌。 7严防加入抑制剂。抑制剂主要是一些重金 属离子、农药及一些有毒性物质。这类物质不能 加入沼气池.哪些原料可以进入沼气池？哪些物质不能进入沼气 池？广大农村中发酵原料能进入沼气池的有：人畜 粪便，未被农药污染的农作物秸杆、青草和厨房剩 余物等。其中人
10、畜粪便、堆沤后的青草是速效性发 酵原料，干秸杆、树叶等属于迟效性发酵原料。农 村沼气池要保证产气多、产气快、产气持久，最好 是采用人畜粪便和秸杆的混合原料。农村沼气池发酵产生沼气是一个微生物生命代 谢过程，因此有些物质是不能进入沼气池的，如杀 虫剂、灭菌剂或刚喷洒过农药的粪便或秸杆等，有 些植物有杀菌作用，也不准进入沼气池，如桃叶、 马桑叶、大蒜苗、黄苓、马钱子等。农村中还有些物质，也不要进入沼气池，如油 枯、磷肥、油菜籽壳以及过多地加入鸡粪等，因为 这些物质中含磷丰富，在厌氧条件下，产生磷化氢 ，当磷化氢的含量达到0.560.84mg/L时，只要半 小时就会使人中毒死亡。 沼气池建多大比较合
11、理？根据我县农村普遍的养殖习惯，目前推广的户 用沼气池建设规模为8至10立方米，这对大多数养猪 57头的农户比较适用；养猪较多的应另作设计或 修建成双池较为适宜，沼气池过小过大都会对产气 最佳效果造成影响。建一口沼气池需多大投资？目前，推广的是“砼预制薄壳复合结构”沼气池 ，建一口10立方米户用沼气池按目前用材（水泥、 石粉、钢筋，燃具和输气管材、进出料装置等）现 行价格一般需投资1400元左右；建池技工工资500元 。建一口沼气池总投资大概在1900元左右。 建一口农村户用沼气池应准备些什么材料？数量是 多少？目前，推广的是“砼预制薄壳复合结构”沼气池 ，在一般情况下，应准备的材料和数量是：
12、水泥1吨 ，粗石粉6吨，细石粉1.5吨， 毫米细拨丝25公斤， 直径300毫米水泥进料管1根，直径110毫米塑料抽渣 管1根（同时配套弯头1个，直接1个，三通1个）。 灶具、脱硫器、气压表及导气、输气管材一套。沼气池建设标准有哪些要求？目前，我县推广的是“砼预制薄壳复合结构”建 池新技术，沼气池呈圆桶状拱形盖水压式，设置有 进料间，出料间，气压室等。质量标准按照四川 省农村沼气国债项目技术要求执行，要求密封严 实、结构牢固、整体性能好、不漏水、不漏气。 玻璃钢拱盖沼气池是指沼气池气箱部位采用玻璃钢 ，其余部位采用砖混或混凝土结构的沼气池。通过 实践证明，它具有以下优点：一是长期投资成本小。虽建
13、池成本略高于同池 容普通沼气池，但建成后寿命期（20年以上）基本 不需维修维护，而普通沼气池每3-5年必须对气箱部 分进行维护。二是产气效果好。由于高分子玻璃钢材料的孔 隙为110-10m，混凝土的孔隙为510-8 m，甲烷分 子直径为410-9 m，因此在有压力的情况下，甲烷 分子直径决定了沼气容易从混凝土结构中渗漏，因 甲烷分子直径比玻璃钢材料结构孔隙大40倍，甲烷 分子无法通过，故不产生沼气渗漏。据农业部沼气 研究所测试，在同等条件下玻璃钢拱盖沼气池的产 气量较混凝土沼气池多26%，每户年增产气量100立 方米以上，尤其在冬季大部分玻璃钢拱盖沼气池用 户可日煮三餐，而其它材料的沼气池多数
14、日煮1-2餐 。三是操作简便施工快。气箱是沼气池的关键部 位，玻璃钢拱盖既解决了这一关键技术难题，又简 化了传统沼气池“三抹四刷七层作法“的繁杂工序， 不但质量有了可靠保障，而且工期可缩短3-4天，减 少技工2个工日，在建池施工安全上应注意些什么？建池施工，安全第一。施工操作人员应配备必 要的安全帽，手套等劳保用品；在挖沼气池土坑时 ，要根据土质情况，使坑壁有合理的坡度，必要时 应加支撑；在坑壁外0.8米以内不准堆土或放其它重 物，以免塌方；雨天最好不要施工；严禁在盖板顶 部堆放重物或冲击盖板，以免垮塌；施工人员不能 过于集中在盖板局部区域；沼气池结构层施工完毕 后，一定要待混凝土70%的设计
15、强度后，施工人员 方能进池进行密封施工；严禁在池内用焦炭、煤、 木炭、柴草等烘烤内壁，以防缺氧和煤气中毒伤人 ；最好不要夜间施工。什么叫“三集合”：即在沼气池规划布置时，把沼气池与牲畜圈舍 和人用厕所同时结合布置。要求沼气池尽量与牲畜 圈舍靠近布置，并远离饮用水源；要求牲畜圈舍与 人用厕所必须分开设置。“三结合”的好处：一是节 约土地，每口沼气池可节约占地面积10平方米左右 ；二是有利于同时布局和修建卫生厕所；三是方便 圈舍和厕所内的人畜粪便进入沼气池；四是有利于 沼气池增温保暖，提高产气率；五是有利于安装抽 提装置抽提沼渣或沼液，方便沼液循环冲洗圈厕及 开展综合利用，提高沼气综合利用率；六是
16、有利于 改善牲畜饲养环境，缩短育肥周期，降低饲养成本 。二、 沼气施工技术：（一）简单识图：1、常用的符号、线形及标注方式：实线 、虚线、折断线、标注线、标注符号、剖面 符号、索引符号及文字标注。2、常用的建施图：总平面图、平面图、 立面图、剖面图、大样图。（二）简单力学知识：1、常见荷载：动荷载、静荷载、集中荷 载、均布荷载。2、常见的破坏力：拉力、压力、剪力、 弯矩、扭矩。3、常见的结构破坏形式：拉、压、剪、弯、扭 和失稳。4、结构设计原理：通过对模拟结构的计算并增 加一定的安全系数对受力结构进行设计，以抵抗可 能出现的破坏。（三）简单建材知识：1、水泥：是水硬性胶凝材料，在砼中起胶结作 用（品种、标号略）。2、骨料（碎石）：在砼中起承力作用（粒径、 强度要求略）。3、填充料（砂）：在砼中起填充作用（粒径、 强度要求略）。4、混凝土（砼）：是将水泥、碎石、砂和水按 一定比例配合并经过搅拌、振捣和养护而达到要求 强度的一种混合型建筑材料，是一种主用于要
