现代农业２（）１４年３期 生态建设 农村沼气应用技术 王爱国 赤峰市阿鲁科尔沁旗农业局能源站 沼气是各种有机物质在一定的温度、水分和厌氧 条件下，通过沼气微生物的发酵作用而转换成的混合 气体。农村沼气是指以农业生产生活垃圾和农作物秸 秆为主要原料生产出清洁的沼气能源和优质的沼肥 （沼液、沼渣），使农业生产的废弃物和人畜粪便能够 及时处理，得到最大程度地循环利用。沼气工程是指 集粪污处理、沼气生产、资源化利用为一体的系统工 程。一般由前处理、厌氧处理、沼气输配利用和综合利 用等四部分组成 农村户用沼气指建一个８立方米地下水压式沼 气池，上建猪舍和厕所，人畜粪尿流人沼气池厌氧发 酵，产生沼气、沼液和沼渣。沼气用于炊用和照明，沼 液、沼渣是高效有机肥，可用于蔬菜生产．生产无公害 农产品。沼液上清液还可做为猪饲料添加剂，提高饲 料利用率，促进生猪增重。 一、适应范围 该项技术适宜在全省的农村推广应用。建一个８ 立方米地下水压式沼气池需投资３０００元左右。农户 修建一个沼气池每年可生产３５０～４５０立方米的沼 气，可以满足３～５口之家农户的炊事用能，每个农户 每年使用沼气可节约生活用能开支６００元左右，所生 产出的沼肥（沼液、沼渣）是优质的有机肥，用于农业 生产每年可节省农药、化肥开支５００元左右。 二、技术要点 国家已颁布了农村户用沼气池标准，因此在建设 农村户用沼气池要按照国家标准进行设计与施工，建 ８立方米沼气池，池深１．６米（池口至池底），内直径 ２．６米，池底水泥浇筑厚度１０厘米，池墙６厘米，池拱 ８厘米，水压间宽１．２米，长１．５米，深同池深。沼气池 内部作“二素三灰”防水处理，并用沼气池密封胶处理 池体内壁， 正常运行时，池容产气率为Ｏ．１５～０．２５立 方米／天。 三、沼气池的日常运行管理及注意事项 １．农村户用沼气池的日常运行管理 勤进料、勤出料，出料量与进料量均等即可；保持 适当的水分。沼气池中的水分因蒸发渗透和出沼液而 减少．易造成池内料液的浓度发生变化，所以进料时 应适当加入清水；注意调节池内料液的ｐＨ值。一般 新池投料后，会有偏酸现象，可用石灰水进行调节．并 用ｐＨ试纸进行测试，使ｐＨ值控制在中性；常搅拌， 只有经常搅拌才能使发酵原料和水、甲烷菌充分混 合，达到最佳产气效果，同时，搅拌还能防止浮渣结壳 影响产气。 ２．农村户用沼气池的越冬管理 冬季气温低，产气相对减少，但只要精心管理，也 能保证用气。大换料，入冬前进行一次大换料，使池内 有充足的发酵原料：保温，可在池顶及进出料口上方 堆放柴草保温，有条件的农户选址时，最好把主池设 计在畜禽舍地下，这样有利于冬季保温。 ３．农村户用沼气池的安全管理 新池产气使用前。严禁在导气管上点火试气，以 免发生回火爆炸：出料间加盖，每次出料后应及时盖 好出料间，以免人、畜掉入；进池防中毒，大换料或维 修沼气池时。必须打开活动盖、进料１５、出料口通风几 天，排出池内残余气体，人池人员绝不允许使用明火 进行照明，也不允许在池内和池口处吸烟。 灌结合的措施，春天勤灌勤排，为避免返盐。排水后晒 田时间不宜过长，从夏季开始，以排为主，为减低地下 水位，淋洗土壤盐分，加强土壤通气，必须深挖排水 沟。沟距适当缩小，以利于根系下扎和有机质进行好 气性分解，提高土壤肥力。有条件的地区最好引洪淤 灌，增加肥土层。 ３．地势不平苇田的灌溉管理 为了兼顾低地和高地芦苇的正常生长采用早春 不灌水，促进洼地地温回升，待洼地芦苇苗高０．５米 以上后，深水淹灌，使高地地表建立水层。即能防止洼 地苇芽被闷住，又可防止高滩苇田大量的旱生性杂草 发生，排水时要排净，高地要排到地表半米以下。洼地 达到地表无积水，可防止水生杂草的大发生。 ４．草塘苇田的灌排管理 苇田杂草有水生性的，如大蒲草、水葱、三棱草 等。湿生性的，如小蒲草、苔草，藤草等。旱生性的，如 蒿子白草、碱草等。有高秆的亦有矮秆的，草塘苇田的 灌溉管理，要根据杂草的特性，采用人工破坏杂草生 长的环境，抑制杂草生长。如水生性的蒲草塘。采取多 排少灌．增加晒田时间控制，也可在蒲草发芽期淹灌 ２个月１０％ｃ的夹氯水，控制蒲草生长繁殖。对湿生性 矮秆杂草如老蔗草和旱生杂草，可在芦苇苗高０．５米 以后淹灌深水使矮秆杂草全部淹没，适当增加泡水天 数，淹灭杂草，杂草死亡后，排水晒田，以水压草的灌 溉方法。 总之。我们要根据芦苇生物学特性需水规律进行 合理的灌排水，既利于提高芦苇的生长质量和单位面 积的芦苇产量，又增加了苇场工人的经济收入。 ・６９・
３４ Ｉ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉ科学研究
沼气的综合利用技术和发展前景
刘振波，高林朝，王滨杰 （河南省科学院能源研究所有限公司，郑州，４５０００８）
摘要：沼气是具有较高热值的可燃气体，抗爆性能较好，是一种 很好的清洁燃料，传统上大多利用沼气进行取暖、炊事 和照明，随养殖业的发展，大型沼气工程建立和沼气产 量的不断增加，如何更高效地利用沼气，成为摆在我们 面前的一项课题。本文介绍了沼气的多种利用方式以及 提出了各项利用技术需要解决的关键性问题。 关键词：沼气；发电，燃料电池
０引言
沼气是牲畜粪便厌氧发酵的副产品，由５０％～８０％甲 烷（ＣＨ４）、２０％～４０％二氧化碳（ＣＯ２）、０％～５％氮气（Ｎ２）、小 于１％的氢气（Ｈ２）、小于０．４％的氧气（Ｏ２）与０．１％～３％硫化氢 （Ｈ２Ｓ）等气体组成。沼气的主要成分甲烷是一种理想的气体 燃料，它无色无味，与适量空气混合后即可燃烧。沼气是一种 具有较高热值的可燃气体，其热值约为２０－－２５ＭＴ／ｍ ，Ｉｍ０沼 气的热值相当于０．８ｋｇ标准煤。与其它燃气相比，其抗爆性 能较好，是一种很好的清洁燃料，传统上大多利用沼气进行 取暖、炊事和照明。在当今油价飞涨 全球变暖、环境污染等 背景下，全球范围内的政府及公司正在寻求新的方法以支持 经济发展，使沼气这种充足、价廉、安全的能源得到更加有 效的使用方式，沼气发电和沼气燃料电池是前景良好的沼气 有效利用方式。 对于以农业为主的中国，沼气技术在农业领域正发 挥着很大的作用，目前，全国各地都在大力推动大中型沼 气工程建设，并且进一步提高设计、工艺和自动控制技术 水平。预计￣２０１５年，处理工业有机废水的大中型沼气工 程达￣１ｊ２５００座，形成年生产沼气能力４０亿立方米，相当于 ３４３万吨标准煤，年处理工业有机废水３７５００万立方米。农 业废弃物沼气工程￣Ｕ２０１５年累计建成近４１００个，形成年生 产沼气能力４．５亿立方米，相当于５８万吨标准煤，年处理 粪便量１．２３亿吨，从而解决全国集约化养殖场的污染治 理问题，使粪便得到资源化利用。随着沼气发电技术和沼 气燃料电池技术的发展，沼气在未来能源供应中更具有最 大最广泛的潜力。 １沼气传统利用和综合利用技术
农村沼肥综合利用技术规范
［ 作者：张玉奇 来源：中国乡村发现（作者授权发布） 点击数：1807 时间：2007-7-18 录入：阳光
农村沼气技术的核心是厌氧消化技术，它是应用微生物（产酸细菌和产甲烷细菌）代谢活动过程，对于以人畜粪便为主的有机质（主要含碳、氮）进行生化分解的工艺。它是一个制造能源和生产沼肥及杀灭病菌虫卵的复杂过程。从这个科学意义上来说，那种认为发展沼气是为了“烧水做饭”的认识是十分片面幼稚的。特别在生态农业和生存安全背景下，我们更应注重沼肥的推广利用，把化肥和农药的使用量控制下去。
一、沼肥到底是什么？
人们把有机质厌氧消化后的残留物统称为沼肥，它是沼液和沼渣的混合物。肥料专家把正常产气[或发酵]过程中产生的废物叫优质沼肥；而把酸化池、中毒池产出的废物叫劣质沼肥。沼肥属于速效与迟效兼备，速效多于迟效的有机肥。它不仅保存了植物所需的氮、磷、钾和微量元素，并且含有丰富的氨基酸，B族维生素，各种水解酶，生长素。发酵后生粪中带有的人畜共患疾病病菌和部分植物病虫害生物源大部分已被杀灭。由于产酸菌和甲烷菌也附着在沼肥之中，人们习惯用沼肥作为起动新池的菌种或补充酸化池的菌种，其正确性也在于此。
据测定：人畜粪便入池正常发酵后全氮保存率为114%，氨态氮增加20%以上，磷和钾几乎没有损失。全氮保存率比敞口保氮率68%增加46%。全敞口沤肥形式下，粪便中磷和钾保存率为63.36和66.67%。
一般沼肥浓度为10.8%左右(干物质占沼肥液态重)。沼渣含有机质36—49.9%，腐质酸10.1—24.06%，粗蛋白5—9%，全氮0.8—1.5%，全磷0.4—1.2%，全钾0.6—1.2%。沼液含全氮0.042%全磷0.036%，全钾0.083%左右，同时含有钙、铁元素及赖氨酸、色氨酸和生长素等多种活性物质。最新测定和研究表明：沼液对麦类、豆类、蔬菜蚜虫等14种农作物害虫和甘薯软腐病、小麦全蚀病、赤霉病、玉米大、小斑病等26种病害均有防治效果。沼液可以作为饲养畜禽动物的饲料添加剂，而且具有生物活性。沼渣在改善土壤微生物活性，加速养分释放和转化化肥残留方面具有重大作用。
农村沼气技术 山西省农村可再生能源办公室 ◎在农村沼气发酵菌种来源最广，使用 最方便的接种物是什么？ 使用最方便的接种物是沼渣和沼 液。除此之外，规模化养殖场的发泡粪 污、城市污水处理厂的污泥、池塘底部的 污泥、粪坑底部的沉渣等。 ◎接种物的接种量多少为合适？ 接种物的接种量要视接种物的种类 不同、质量好坏而定。对农村沼气发酵来 说，采用下水道污泥作为接种物时，接种 量一般为发酵料液的１０％～３０％；如采 用老沼气池发酵液作为接种物时，接种 量应占总发酵料液的２０％以上；若以沼 气池底层沉渣作接种物时，接种量应占 总发酵料液的１０％～１５％。沼气池大出 料时要留下１０％～３０％以活性污泥为主 的料液作为接种物。 ◎用什么方法进行接种物的富集培养？ 将所收集的接种物和大于接种物３ 倍的发酵原料均匀混合，进行厌氧富集 培养，每天搅动１次，待正常产气时，就 可以和发酵料混合人池。如第一次扩大 培养不够，还可以继续扩大培养直到满 足需要为止。 ◎在农村使用什么简便方法进行接种物 富集培养？ 简便的方法是：把新鲜猪粪加一些 骡马粪和适当的水，在一起密封堆沤腐 熟发酵７～１０ ｄ作为接种物。 ◎沼气发酵主要用哪些原料？ 主要有：各种农业废弃物如禽畜粪 便、各种秸秆、杂草等；农产品加工的各 种有机废物和废水；城市垃圾及生活污 水等。 ◎什么是沼气发酵原料的碳氮比？ 所谓沼气发酵原料的碳氮比（ｃ：Ｎ）是 指发酵原料中所含的碳素（ｃ）总量和氮素 ｆＮ１总量的比例，常用符号Ｃ／Ｎ表示。 ◎农村沼气发酵原料的碳氮比一般控制 在多少范围内合适？ 农村沼气发酵原料的碳氮比一般在 ２０—３０：１的范围。 ◎沼气发酵原料中哪些是富氮原料？ 富氮原料主要是指人、畜和家禽的 粪便等。这类物质含有较多的低分子化 合物，氮素含量较高，碳氮比一般都小于 ２５：１。 ◎富氮原料产气有什么特点？ 富氮原料的产气特点是分解速度 快、发酵周期短、产气速度快、单位原料 的总产气量比农作物秸秆低。这种原料 是目前农村沼气发酵原料的主要来源之 一０ ◎沼气发酵原料中哪些是富碳原料？ 沼气发酵原料中富碳原料在农村主 要是指各种农作物秸秆，它的碳素含量 较高，碳氮比一般都在３０：１以上。 ◎富碳原料产气有什么特点？ 富碳原料通常是由木质素、纤维素、 半纤维素、果胶和蜡质等化合物组成，其 产气特点是：分解速度较慢、产气周期较 长、单位原料总产气量较高。但由于农作 物秸秆比重小，进入沼气池后大多漂浮 在液面最上层，既不易出料又容易结壳， 影响沼气池的正常运行。使用这种原料 在人池前要进行预处理，以提高产气效 果。 ◎各种发酵原料中富氮原料和富碳原料 哪种产气快？ 各种发酵原料的化学成分不同其产 气速度也存在很大差异，比较而言，富氮 原料的产气速度比富碳原料快。 ◎为什么秸秆不宜作为沼气发酵原料？ 什么条件下可以作为发酵原料？ 因为作物秸秆的纤维多、腊质多、木 质素的含量也较高，常温条件下在沼气 池内不容易消化分解，产气速度慢，在沼 气池中滞留时间长，易形成大量浮渣结 壳，影响产气和用气。使用秸秆复合菌剂 处理后可作为发酵原料。 ◎优质的沼气发酵原料有哪些？ 牛粪、猪粪、羊粪和马粪是优质的沼 气发酵原料，这些粪便原料颗粒细，含有 较多的低分子化合物，氮素的含量高，使 用上述粪便做发酵原料启动快，产气好。 ◎为什么不能单独用鸡粪、人粪启动沼 气池？ 因为这类原料在沼气细菌少的情况 下，料液容易酸化，使发酵不能正常进 行。 ◎沼气发酵原料在什么情况下必须进行 堆沤处理？堆沤处理有什么好处？ 当接种物用量小于１０％或原料为风 干粪、鲜人粪、羊粪、鲜禽粪时，在人池前 必须进行堆沤。在堆沤过程中，可使发酵 细菌大量生长繁殖，减缓酸化作用，还能 防止料液人池后干粪漂浮于上层而结壳 或产酸过多，使发酵受阻。
