新疆高寒地区规模化沼气工程利用存在问题及对策
摘要：新疆具有丰富的沼气原材料资源，但气候因素成为制约沼气推广利用的瓶颈。针对新疆的气候特征，阐明了新疆沼气利用过程中的优势及存在的主要问题，对沼气池如何越冬并能平稳产气提出了思路和建议。
关键词：新疆；沼气；气候；越冬
Abstract: Xinjiang has rich biogas raw material resources, but the climate factors
restrict the popularization of the marsh gas utilization of bottleneck. According to the
climate characteristics of Xinjiang, the Xinjiang biogas utilization in the process of
the advantages and main problems of firedamp pool, how to survive the winter and
stable gas production put forward ideas and suggestions.
Key words: Xinjiang; methane; climate; overwintering
沼气是由有机物质如人畜粪便、秸秆、杂草、垃圾、污水、污泥、工业有机废料等在厌氧条件下，通过各类厌氧微生物的分解代谢而产生的一种多组分的混合气体。它的主要成分是甲烷、二氧化碳和少量的一氧化碳、氢、氧、硫化氢、氮等，其中甲烷大约占60%-70%，在标准状态下，1立方沼气的发热值为21.34～27.20兆焦耳，折标准煤0.74公斤。
新疆地处祖国西部边陲，绿洲小城镇大都自然条件十分恶劣，生态环境极为脆弱。实施沼气工程建设项目，把部分畜禽和秸秆所产沼气收集起来并有效地利用，不但能减少向大气中的排放量，有效地减轻大气“温室效应”，还可以改善绿洲小城镇的环境污染问题，经济效益也十分显著，具有能源、环保、生态及经济的多重功能。浓度、接种物、PH值、温度会影响到沼气的产量，但影响沼气产量的关键性因素还是决定于发酵温度。
沼气池的设计
一、 沼气池的设计原理
建造“模式”中的沼气池,首先要做好设计工作。总结多年来科学实验和生产实践的经 验,设计与模式配套的沼气池必须坚持下列原则:
(1)必须坚持“四结合”原则 。 “四结合”是指沼气池与畜圈、厕所、日光温室相连,使人畜粪便不断进入沼气池内,保证正常产气、持续产气,并有利于粪便管理,改善环境卫生,沼液可方便地运送到日光温室蔬菜地里作肥料使用。
(2)坚持“圆、小、浅”的原则 。 “圆、小、浅”是指池型以圆柱形为主,池容6～12立方米 ,池深2米左右,圆形沼气池具有以下优点:第一,根据几何学原理,相同容积的沼气池, 圆形比方形或长方形的表面积小,比较省料。第二,密闭性好,且较牢固。圆形池内部结构 合 理,池壁没有直角,容易解决密闭问题,而且四周受力均匀,池体较牢固。第三,我国北方 气温较低,圆形池置于地下,有利于冬季保温和安全越冬。
(3)坚持直管进料,进料口加箅子、出料口加盖的原则 。 直管进料的目的是使进料流畅,也 便于搅拌。进料口加箅子是防止猪陷入沼气池进料管中。出料口加盖是为了保持环境卫生, 消灭蚊蝇孳生场所和防止人、畜掉进池内。
二、沼气池的设计依据
设计与“模式”配套的沼气池,制定建池施工方案,必须考虑下列因素:
(1)选择池基应考虑土质。建造沼气池,选择地基很重要,这是关系到建池质量和池子寿命 的问题,必须认真对待。由于沼气池是埋在地下的建筑物,因此,与土质的好坏关系很大。土质不同,其密度不同,坚实度也不一样,容许的承载力就有差异。而且同一个地方, 土层也不尽相同。如果土层松软或沙性土或地下水位较高的烂泥土,池基承载力不大,在此 处建池,承受不了,必然引起池体沉降或不均匀沉降,造成池体破裂,漏水漏气。一般自然土层,每平方米容许承载力都超过10吨以上,在这样的自然土层上建造沼气池,是没有 什么问题的。因此,池基应该选择在土质坚实、地下水位较低,土层底部没有地道、地窖、 渗井、泉眼、虚土等隐患之处。
“四 位一体’’ 堕．堑． 沼气池 Ｉｉ 日常管理Ｉｉ
辽宁省农村能源办公室王 莹 ２０世纪９Ｏ年代初，为解决北 方寒冷地区户用沼气池越冬问 题，促进沼气综台利用，辽宁省 创造了集ｒ 用沼气池、畜｛禽１ 舍、厕所和日光温室于一体的 北方农村能源生态模式”（ 四 位一体”）＝如今，“四位一体” 已经在我国北纬３２。以北地区和低 纬度高寒山区大面积发展。其 中，辽宁省已推广２５．３万户。据 调查 经营“四位一体 的农 户，通过生产优质、无污染反季 蔬菜、水果和畜（禽），年均增加 纯收＾５０００元，收人多的在万元 以上；年生产优质能源沼气３００ 立方米．可满足日常炊事用能； 人畜粪便直接流人 气池，进行 无害化处理，可改善环境卫生条 件；变淡季为旺季．可充分利用 农村闲散劳力。固此，农民称 四位一体”沼气池是“聚宝 池” 纷纷“靠‘四位一体’， 盖新房，娶新娘．奔小康 。 “四位一体 能否实现良性循 环，沼气池的日常管理是关键。 藿圈 彗理好沼气池，必颓注意 下 ｌ １．控崩好发酵料液的总■和 肘ｌ谁度 ・・四位一体”沼气池的发 董ｆ酵原料 人畜粪便为主，发酵料 曩ｌ液总量一般为池容积的８０％～ ８５％ 最小容积应超过进、出料 管下口上沿０ １５水 封闭发酵 问 适宜的发酵浓度（即干物质质 量占料液总量的百分比）是６％～ Ｉ１％。夏秋季温度高，发酵浓度 可取６％～８％ 冬春季温度低， 发酵浓度应为８％～Ｉ１％。 普遍 采用的猪粪为例，其干物质含量 为１８％．即１００公斤猪粪中有干 物质Ｊ８公斤、水８２公斤。如果 发酵浓度为１０％．则１ ８公斤干物 质对应的发酵料液总量即为１８０ 公斤。用１８０公斤减去猪粪量】ｏ０ 公斤，就是需要额外加人的水 量。也就是说，１００公斤猪粪外加 ８０公斤水，料液浓度就是１０％。 一般情况，８立方米沼气池上 建２０平方米畜（禽）舍，每次可养 猪５～ｌ５头。猪存栏量达４～５头 或牛１～２头．再加人粪尿＾池发 酵就呵 满足需要．但要结合冲 刷畜（禽）舍补充沼气池中的水 量，以便保持发酵原料的浓度： ２．保持发酵料液适宜的酸、 碱度 沼气发酵微生物适宜在中 性或微碱性环境条件下生长繁 殖，过酸或过碱都不利。正常情 况下，沼气发酵料液的ｐＨ值有一 个自然平衡过程，一般不用人工 调节，但是在启动初斯或大量使
０≥ 经验讲坛Ｉ Ｅｘｐｅ ｌ 髓瓣 Ｆｏ 浅谈沼气池的日常管理 夏娥儿 晋中市太谷县农业局 目前，我县已建沼气池近万座，有部分沼气池出现了不能正 常产气等问题，纠其原因主要是管理不善。常言道“三分建池， 七分管理”，可见沼气池使用的好坏管理是关键，为此，加强沼 气池科学的日常管理是确保沼气池正常产气的重要保证。现将沼 气池的日常管理总结并介绍给沼气农户，请大家参考并进行严格 管理。 一首先要注意沼气池的保养。天气炎热的季节，新建沼气 池要用水连续养护２０天以上，在混凝土达到设计强度后才能进 料。大换料前，必须先收集大量发酵原料后方可进行，并留下足 够的发酵接种物，以保证沼气池能够迅速重新投入正常运转，切 忌空池暴晒、风干，以防沼气池产生干裂。沼气池活动盖破损 后，必须及时维修或更换。 二新建沼气池。第一次投料量应为池子容积￣９８０％～８５％， 以鲜猪、牛粪便为主要原料，一个１０立方米沼气池投量应为：温 度在２０。Ｃ以上投猪、牛粪便１５００公斤为宜；温度在１０～２０。Ｃ投 猪、牛粪便２０００公斤为宜，再加污水至出料间上口下沿８５厘米 左右，也就是应超过进、出料管下口上沿１５厘米。 三勤加料、勤出料。为保证沼气细菌有充足的食物和进行 正常的新陈代谢，使产气正常而持久，就要不断地补充新鲜的发 酵原料、更换部分旧料，做到勤加料、勤出料。平时进、出料应 注意的问题： １原则上是出多少进多少、顺序为先出后进；进出料的数 量要根据农村家用池发酵原料的特点，一般每隔５～１０天进、出 料的各５％为宜。也可按每立方米沼气量进干料３～４ｋｇ计算；对 于”三结合”的池子，由于人、畜粪尿每天不断自动流人池内， 平时只需添加堆沤的秸秆发酵原料和适量的水，保持发酵原料在 池内的浓度。同时也要定期小出料，以保持池内一定数量的料 液。 ２．出料时应使剩下的料液液面不低于进料管和出料管的下口 上沿，以免池内沼气从进料管和出料管跑掉。 ３．出料后要及时补充新料，若一次发酵原料不足，可加入一 定数量的水，以保持原有水位，使池内沼气具有一定的压力。 ４．大换料应注意：为满足沼气菌的新陈代谢和农田季节用 肥的需要，一般大换料的时间安排在春季和秋季进行。（１）大换 料前２０～３０天，应停止进料，以免浪费发酵原料。（２）大出料后 应及时加足新料，使沼池能很快重新产气和使用。（３）大出料时 应清除沼气池内的全部残渣和部分料液，要留下１０％～３０％以 活性污泥为主的料液作为接种物，以加快沼气池的启动，做到 产气快。 四经常搅拌。这是提高产气率的一项重要措施，如不经常 搅拌，就会使池内浮渣层形成很厚的结壳，阻止下层产生的沼气 进入气箱，降低产气量。农村家用池一般没有安装搅拌装置， 可用下面两种方法：１从进出口搅拌；２．从出料问掏出数桶发酵 液，再从进料口将此发酵液冲到池内，也起到搅拌池内发酵原料 的作用。旋流布料沼气池可以实现自动回流搅拌。 五勤观察、勤检查。１经常测定和调节发酵液的ｐＨ值。沼气 细菌适宜在中性或微碱性环境条件下生长繁殖（ｐＨ６ ８～７．６），酸碱 性过￣（ｐＨ／Ｊ＼于６．５或大干８）都对沼气细菌活动不利，使产气率下 降，为加速产气可采取以下调整措施： 加入适量的草木灰；② 取出部分发酵原料，补充相等数量或稍多一些的含氮发酵原料和 水； 将人、畜粪尿拌人草木灰，一同加到沼气池内；④加入适 量的石灰水，但不能加入石灰，而是加入石灰水的澄清液。同时 还要把加入池内的澄清液与发酵液混合均匀，避免强碱对沼气细 菌活动的破坏。２经常观察气压表，若发现上下波动时，要及时 检查导气管、活动盖口、输气管道、开关、接头和压力表等处是 否漏气、堵塞、损坏、老化，若发现问题，要找专业人员及时检 修，更换，或排出集水瓶和管道中的积水。 六要经常调节水量。沼气池内水分过多或过少都不利沼气细 菌的活动和产生沼气；若含水量过多，发酵液中干物质含量少， 单位体积的产气量就少；若含水量过少，发酵液太浓，容易积累 大量有机酸发酵原料的上层就容易结成硬壳，使沼气发酵受阻， 影响产气量。 七为保证沼气发酵不致遭到破坏，必须禁止加入各种发酵阻 抑物，不要向池内投入用过农药和刚消过毒的禽畜粪便；严禁投 入农药、电石、肥皂水等对沼气微生物活动有抑制和杀灭作用的 有害物质；要将原料中的砂石、废弃塑料袋膜等易使沼气池进出 料口堵塞的物品清除掉。对因这种原因而遭到破坏的沼气池，需 将池内的发酵原料全部清除，再用清水将沼气池冲洗干净，然后 才能重新投料启动。 八做好沼气池的越冬保温工作。１．要多进料、勤进料、适当 提高料液浓度；２．多进热性发酵原料，如牛粪、鸡鸭粪等，有条 件的地方可进些酒糟水、豆腐水等；３．对太阳能采暖保温畜舍沼 气池，入冬前要及时加盖保温棚膜，冬季，日落前暖棚上要加盖 棉被或草帘。４．对露天沼气池，入冬前备足新料以保证冬季发酵 需要的养料，应适量加入猪、牛粪便原料，一般在公历十月中下 旬进行大换料，先出８００公斤的旧料，再加入８００公斤猪、牛鲜粪 便原料（不需草料）从进料口加入，边加边从水压间抽沼液向进 料口冲入；应在主池上面加厚覆盖物，如堆放稻草等农作物秸杆 或堆沤肥料等增加池温。 九沼气池的进、出料口要加盖，以防人、畜掉进池内造成 伤亡。 十沼气池在进、出料时要关好总开关，以免管路回火导致压 力表爆炸，造成不必要的损失。 ４４ ｖｎｖｗ．ｅｈｏｍｅ．ｇｏｖ．
