农广校沼气技术培训讲稿.docx
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农广校沼气技术培训讲稿
沼气技术
1
沼气发酵基础知识
沼气的概念与特性
沼气是人畜粪尿、生活污水和植物茎叶等有机物质在一定的水分、温度和厌氧条件下，经沼气微生物的发酵转换而成的一种方便、清洁、优质、高吕位气体燃料，可以直接炊事和照明，也可以供热、发电、烘干等。
沼气发酵残留物是一种高效有机肥料和养殖辅助营养料。
沼气的来源十分广泛
▪沼气的成分
沼气中主要成分是:
•甲烷（CH4）占50%—70%
•二氧化碳（CO2）占20%—40%
•少量的硫化氢（H2S）占1%—3%
•氢（H2）、一氧化碳（CO）、氮（N2）等气体。
其中：
甲烷、氢气、一氧化碳是可燃气体。
硫化氢是有害气体。
▪甲烷:
可燃烧麻醉人分子小（水泥缝隙的1/4）
是空气的0.94倍（轻）
▪CO2:
不可燃使人窒息是空气的1.53倍（重）
▪H2S:
燃烧后的SO2腐蚀金属
▪沼气的性质
1、热值
20000—29000千焦，最高温度可达1200℃。
2、溶解度
甲烷在水中的溶解度很小，在20℃，一个大气压下，100单位体积的水只能溶解3个单位体积的甲烷，这就是沼气不但在淹水条件下生存，还可用排水法收集的原因。
3、比重
标准沼气的比重为0.94。
沼气比空气轻，在空气中容易扩散，速度比空气快3倍。
当空气中甲烷的含量达25%—30%时，对人畜有一定的麻醉作用。
4、临界温度和压力
标准沼气的临界温度为-37℃，平均临界压力为56.64×105帕（即56.64大气压）。
这是沼气只能以管道输气，不能液化装灌作为商品能源交易的原因。
5、分子尺寸
甲烷分子直径为3.76×10-10米，约为水泥砂浆孔隙的1/4，这是研制复合密封涂料，提高沼气池密封性的重要依据。
6、燃烧特性
一个体积的沼气需要6—7个体积的空气才能充分燃烧。
这是研制沼气用具和正确使用灶具的重要依据。
7、爆炸极限
沼气与空气按1：
10的比例混合，在封闭条件下，遇到火会迅速燃烧爆炸，是用做动力燃料的依据，同时也带来安全危害。
沼气发酵基本原理
一、沼气发酵微生物
▪发酵性细菌
▪产氢产乙酸菌
▪耗氢产乙酸菌
▪食氢产甲烷菌
▪食乙酸产甲烷菌
沼气发酵微生物的作用
在沼气发酵过程中，不产甲烷菌相互依赖，互为对方创造维持生命活动所需的物质基础和适宜的环境条件；同时又相互制约，共同完成沼气发酵过程。
▪不产甲烷菌为产甲烷菌提供营养
▪不产甲烷菌为产甲烷菌创造适宜的厌氧生态环境
▪不产甲烷菌为产甲烷菌清除有毒物质
▪不产甲烷菌为产甲烷菌共同维持环境中适宜的酸碱度
▪不产甲烷菌主要在酸化过程中起作用
▪产甲烷菌在产甲烷过程中起作用
沼气发酵过程
1、水解发酵阶段
粪便各种酶单糖
秸杆多糖
有机质氨基酸
2、产酸阶段
单糖产酸菌乙酸
多糖丙酸
氨基酸醇类
3、产甲烷阶段
乙酸甲烷菌甲烷
丙酸二氧化碳
醇类硫化氢
沼气发酵基本条件
1、碳氮比适宜的发酵原料合适的碳氮比25—30：
1
2、优质足量的菌种
农村沼气池一般加入接种物的量为总投料量的10%—30%。
3、严格的厌氧环境
沼气池要严格密封，不漏水，不漏气。
4、适宜的发酵温度
10—26℃称为常温发酵，28—38℃称为中温发酵，46—60℃称为高温发酵。
5、适宜的酸碱度
沼气发酵的适宜酸碱度为PH=6.5—7.5，最低6最高9。
6、适度的发酵浓度
农村沼气池的负荷通常用发酵原料浓度来体现，适宜的干物质浓度为4%—10%，即发酵原料含水量为90%—96%，发酵浓度随着温度的变化而变化，夏季一般为6%左右，冬季一般为8%—10%。
7、经常性搅拌
沼气发酵工艺
1、连续发酵工艺
沼气池发酵启动后，连续不断地或每天定量的加入新的发酵原料，同时排起相同数量的发酵料液，使发酵过程连续进行下去。
发酵装置不发生意外情况或不检修时，均不进行大出料，一般适用于大中型沼气池。
2、半连续发酵工艺
沼气发酵装置投料发酵启动一次性投入较多的原料，经过一段时间，开始正常发酵产气，随后产气逐渐下降，此时就需每天或定期加入新物料，以维持正常发酵产气，这种工艺就称为半连续沼气发酵。
我国农村的沼气池大多属于此种类型。
3、批量发酵工艺
发酵原料成批量地一次投入沼气池，待其发酵完后，将残留物全部取出，又成批地换上新料，开始第二个发酵周期，如此循环往复。
4、两步发酵工艺
一步发酵二步发酵
沼气池的建设
▪水压沼气池工作原理
▪现浇沼气池
▪预制沼气池
核心是V字坡口接缝和上下圈梁保证质量
预制沼气池的安装
▪有关参数
•425号水泥400kg（不包括水压间）
•中砂0.8m3
•碎石1.2m3（直径小于2cm）
•配比（重量比）
水：
水泥：
中砂：
碎石=0.6：
1：
2：
4
•8号冷拔丝10kg
•开挖尺寸
D=3.0~3.1m，h=1.8~2.0m
安装步骤
第一步现浇池底圈梁，并在上面画出内径2.7m,以便树立安装池墙用
第二步
从出料口开始，依次安装好池墙，并用绳子暂时箍紧，勾好池墙的内外缝隙
第三步
回填四周土致池墙上边缘相差5~8cm止，并夯实土层
第四步
用细砂浆打好池顶与池墙交接处的灰口，安装好进料管
第五步
安装池顶，池顶到池墙上边缘高度为0.54m，由调节顶撑高度确定，一般池顶缝与池墙有一定错开量，对称安装
第六步
现浇上圈梁，使圈梁包住池顶与池墙的接缝各1/2，其截面不小于10×10cm
现浇天窗口，其截面不小于10×10cm
应有标准的内外圈模
第七步
1~2天后,回填池盖土，安装1~2天后拆除顶撑,现浇池底。
砌筑出料减和进料口。
第八步
密封层粉刷（五层作法）
一层纯稠水泥浆刷
二层细沙浆粉10mm（水泥：
砂=1：
3）
三层纯水泥加密封胶加水调成膏状刮2mm
四层细沙浆粉5mm（水泥：
砂=1：
2）
五层纯稠水泥浆刷或刮
▪增加储肥间
专业户沼气池
▪设计参数:
日处理量：
鲜猪、牛粪1.2—1.5吨/100M3
每头猪每天排粪尿量6.8Kg（相当于200头猪建100m3沼气池）
每头牛每天排粪尿量14.8Kg（相当于100头牛建100m3沼气池）
沼气技术
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专业户沼气池
▪设计参数:
日处理量：
鲜猪、牛粪1.2—1.5吨/100M3
每头猪每天排粪尿量6.8Kg（相当于200头猪建100m3沼气池）
每头牛每天排粪尿量14.8Kg（相当于100头牛建100m3沼气池）
气罩重量:
G=S×P
S---截面积（ЛR2M2）
P---压强（米水柱1KPa=0.1m水柱）
湿式储气柜
干式储气柜
小型沼气工程运行
▪化学耗氧量（COD）
水中的有机物与强氧化剂重铬酸钾作用时所销耗的氧的量（毫克/升）一般每千克COD产沼气0.45—0.5立方米
▪生物耗氧量（BOD）
由微生物的活动,将水中的有机物氧化分解消耗的氧气的量（毫克/升）一般以5天的消耗来计算（BOD5）
▪BOD5/COD（最大值为0.58）
可生物降解性
>0.4生物降解性好
0.3~0.4可生物降解
0.2~0.3难生物降解
<0.2不宜生物降解
▪负荷
•容积有机负荷千克（COD·TS）/m3·天
•污泥负荷千克（COD）/千克VSS·天
•水力负荷m3/m3·天
常用水力负荷控制进料量
工程的启动
▪接种物
•厌氧活物污泥
▪要求有微生物种群和产甲烷活物（可用畜禽场,酒精厂,豆制品厂与排水沟里的污泥）10~30%
▪启动方式
接种物数量要得较多,若不能满足启动时间过长8---12周为了缩短启动时间
•连续膨胀法
首批料按接种物:
原料=2:
1
进料（约3m3）,待ph为7后
第二批料为首批料的1/2进料,待ph为7后
第三批料为累计料的1/2进料……..
•浓度递增法
第一批按接种物:
原料=2:
1进料3~5天后;
第二批按接种物:
原料=1:
1进料3~5天后;
第三批按接种物:
原料=1:
2进料;
待接种物投完（10~30%）后开始连续启动运行
▪运行管理
•酸化与甲烷化平衡,ph:
6.8~7.5
•进料浓度控制在6~8%
•控制每天的进料量
•保持发酵温度大于15℃
•排出发酵液后处理
生活污水净化沼气池
▪工艺参数:
污水量100升/人·天
污泥量0.7升/人·天
污泥产气量15m3/m3
滞留期3天以上
污泥清掏周期2年
总池容V=QTN/1000（M3）
Q---污水排量（升/人·天）
T---滞留期（天）
N---总人数
沼气技术
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“一池三改”技术规范
▪ 规范规定了农村沼气“一池三改”的建设原则、总体布局、技术要求和使用管理等内容。
▪目的
•通过以沼气为重点的可再生能源技术和生态农业技术的应用，改变农户传统的生产、生活方式，提高生活质量，增加收入，保护环境，达到家居温暖清洁化，庭院经济高效和农业生产无害化
▪原则
因地制宜，统筹规划逐户设计，同步施工
配套改键，科学美化使用方便，管理方便
“一池三改”设计的总体要求
▪在沼气池上面建设或改建畜禽舍和卫生厕所，使人畜粪便及冲洗水自动流入沼气池
▪洗浴水不得进入沼气池
▪ “一池三改”要求建6~8m3左右的沼气池；改或建猪圈面积不小于12m2；改或建厕所不小于2m2；改或建厨房不小于8m2
▪ “三位一体”设施与厨房间的距离不宜超过25m
总体布局
技术要点
▪厨房
技术要点
▪猪圈、厕所
技术要点
▪现浇沼气池
▪现浇沼气池
技术要点
▪预制沼气池
▪预制沼气池
▪预制沼气池
▪预制沼气池
▪预制沼气池
▪预制沼气池
沼气技术
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沼气技术标准
▪ 标准种类
•国家标准
户用沼气池标准图集（GB/T4750-2002）户用沼气池施工操作规范（GB/T4752-2002）
户用沼气池质量检查验收规范（GB/T4751-2002）
户用沼气池管路施工安装操作规范（GB/T7637-1987）
沼气技术标准
•行业标准
户用农村能源生态工程南方模式设计和使用规范（NY/T467-2001）
沼气压力表（NY/T×××-200×）
家用沼气脱硫器（NY/T×××-200×）
沼气池密封涂料（NY/T×××-200×）
▪户用沼气池标准图集（GB/T4750-2002）
户用沼气池施工操作规范（GB/T4752-2002）
▪要有户用沼气池标准图集
▪材料:
425号水泥,石子直径小于20mm
8m3:
水泥14包、中沙1m3、碎石2.2m3
▪挖坑要标准
▪特殊地基要特殊处理
▪模具可用钢模木模砖模
▪混凝土配比正确搅拌均匀，地表养护到位
▪粉刷五层规范操作
▪按规范适压验收
户用沼气池质量检查验收规范（GB/T4751-2002）
▪材料质量检查验收
▪土方质量检查验收
▪混凝土质量检查验收
▪密封质量检查验收
▪整体工程质量检查验收
户用沼气池管路施工安装操作规范（GB/T7637-1987）
▪管路材质。
•导气管采用内径16mm的PE工程塑料管；室内、外输气管采用内径16mm的PVC或PE工程塑料管，局部软管采用内径10mm聚氯乙烯软塑料管
▪管路安装。
•导气管浇筑在池顶最高点或池盖上，室外管路埋在地下，以百分之五的坡度向最低点，在最低点处安装集水装置，在室外安装集水装置要考虑冬季防冻；室内管路设计要合理，横平竖直，尽量缩短输气距离，保证灶前压力，提高供气质量。
服务体系建设与施工队伍管理
服务体系建设
▪服务体系的层次
▪·各层的职责
农业部：
制定行业政策,争取支持经费
对沼气产品进行招投标
对沼气产品的质量进行抽查检验
省服务总站：
政务省财政经费支持
监督是不是使用的招标产品
组建行业协会
举办新技术培训班
编印新技术资料
▪村服务点：
服务半径500户左右
服务必备条件
沼气产品另配件脱硫剂储备
出料设备、秸秆处理设备
搅拌设备
▪·运行方式（关键是村服务点）
屋业管理（管理费），协会会员
（会费）以协议方式定收费标准，定
免费服务内容——保障体系
选择性收费服务项目
另配件供应（合理利润）
宣传、示范综合利用技术。
施工队伍管理
▪施工队的组建——高效组合
关键是队长人选
▪质量监督
把好验收关
质量与工资、建设任务挂钩
农户监督全过程——县市媒体宣传建设
中易出问题的环节
▪国债补助差额（建池部分）
集中收费实行工程承包制（包点火）
谢谢！
沼气技术
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生态家园
生态家园
▪生态家园富民计划是以沼气为纽带,整合利用可再生能源技术和高效生态农业技术,建设以农村户用沼气为纽带的各类能源生态模式工程
▪目的是达到提高农民生活质量,发展生态农业、生产无公害农产品的效果，实现家居温暖清洁化、庭院经济化和农业生产无害化的目标
生态家园的特征
▪以人为本
▪从农民最关心的国家建设入手，重视改变他们的最基本的生产生活条件，围绕人的需求，为了人的利益，实现人的发展
▪强化综合
▪通过对农村家园沼气池、畜禽舍、日光温室等多项农村能源技术和种植、养殖技术的优化组合，综合开发，实现集约化发展
生态家园的特征
▪循环再生
▪通过以沼气为纽带的能源生态模式的推广，形成种植生产、养殖消费、微生物分解的生态循环，实现生态与富民的协调
▪注重实效
▪大力推广适用技术、成熟技术、通过典型带动、效益吸引，增强农建设的主动性
生态家园的特征
▪着眼大局
▪大处着手，以微观系统的生态良性循环来促进宏观系统的生态环境改善，兼顾国家生态利益和农民长久生计
生态家园典型模式
沼气的功能和效应
▪能源功能和效应
▪环境卫生功能和效应
▪生态功能和效应
▪经济功能和效应
▪社会功能和效应
•为社会提供丰富、优质的农产品
•既能推动农业发展，又能引导农民增收
•优化农村劳动力结构
•促进农村精神文明建设
沼气与沼肥综合利用
（二）
一、沼气的热能利用
▪沼气炊事
▪沼气照明
一、沼气的热能利用
▪沼气升温育秧
•温室育秧是解决水稻提早栽秧，处进水稻早熟高产的一项技术措施，沼气可用以点沼气炉或灯使得室温达到适合水稻生长的一系列温度。
一、沼气的热能利用
▪沼气供热孵鸡
•沼气孵鸡是以燃烧沼气作为热源的一种孵化方法。
它具有投资少、节约能源、减轻劳动、管理方便、出雏率高等特点
1~5天6~10天11~18天18~21天
40℃39℃38℃37℃
一、沼气的热能利用
▪沼气灯升温育雏鸡
•沼气灯具有亮度大、升温效果好、调控简单、成本低廉等优点。
用沼气灯升温育雏鸡，能使雏鸡生长发育良好，成活率高
第一周龄第二周龄第三周龄第四周龄
34~35℃32~33℃28~30℃±25℃
一、沼气的热能利用
▪沼气加温养蚕
•基于沼气灯加温用红外线、增温快、无烟、无灰的优点，用沼气加温养蚕与传统方法比可提高产蚕量和蚕茧的等级，增加经济收入
1、2龄5龄以后
26~27℃23~25℃
二、沼肥在种植中的应用
二、沼肥在种植中的应用
▪沼液浸种
•沼液中含有肥料三要素（氮、磷、钾）外，还有种子萌发和发育所需的多种养分和微量元素，大多呈速效状态。
且有微生物分泌出的多种活性物质，使种子具有抗病、抗虫、抗逆能力
•每袋装15~20千克
•用正常产气40天以上的沼液
•常规稻种一次浸24小时
•杂交稻浸8~10小时晾6小时，三浸三晾
二、沼肥在种植中的应用
•用清水漂洗2~3小时，晾干催芽
•小麦浸种
▪浸种前要晒2~3次，提高吸水性
▪用发酵时间长且腐熟好与猪圈、厕所结合的沼气池沼液
▪种前1天浸种，17~20℃浸6~8小时
▪清水洗净，待种子表面水分晾干后播种
•玉米浸种先晾1~2天，浸12小时
•棉花浸种24小时后用清水洗1~2次，晾干后种
二、沼肥在种植中的应用
▪沼液防治植物病虫害
•沼液中有大量营养元素和微生物代谢产物，其中含有抑军菌和提高植物抗逆性的激素、抗菌素等有益物质，对玉米螟幼虫、果树红蜘蛛等都有效
•防蚜虫
▪用沼液:
洗衣粉溶液=28:
1
洗衣粉溶液为洗衣粉:
水=1:
10（重量）
二、沼肥在种植中的应用
•防治果树红蜘蛛
▪沼液原液喷施果树,对红蜘蛛成虫杀灭率为91.5%,虫卵的杀灭率为86%,黄蜘蛛杀灭率为56.5%
•沼液防治西瓜枯萎病
▪每667平方米施沼渣2000~2500千克
▪沼液浸种8小时
▪在生长期叶面喷施稀释10~20倍的沼液3~4次
•沼液防治小麦赤霉病
▪每667平方米喷施沼液50千克
▪盛花期喷一次,隔3~5天再喷一次,防治率达81.53%
二、沼肥在种植中的应用
▪沼液叶面施肥
•沼液中营养成分丰富,是一种速效的水肥,用于果树叶面施肥,收效快利益高.一般施后24小时吸收量达到80%.叶片期喷施沼液,可增强光合作用,有利于花芽的形成与分化.花期喷施可保证所需营养，提高坐感果率；果实生长期喷施，可促使果实涨大，提高产量
•必须用正常产气3个月以上的沼液
•喷施时不要在中午进行，以防灼烧叶片
•喷施尽可能施于叶背，因为叶背布满小气孔，易于吸收
二、沼肥在种植中的应用
▪沼渣栽培食用菌
•用正常产气3个月以上的沼渣
•沼渣（湿）:
秸杆=2:
1（重量）
三、沼气在生产中的应用
▪沼气二氧化碳施肥
•1立方沼气燃烧可产生0.975立方二氧化碳并释放出21520千焦的热量
▪沼气保鲜柑橘
•沼气是一种环境气体调节剂
▪沼气储存粮食
•冲气量为粮堆容积的1.5倍
四、沼肥在养殖中的应用
▪沼肥养鱼
•沼肥作为淡水养殖的饵料，不仅营养丰富，加快浮游生物繁殖，耗氧量减少，水制改善。
且能保持水中PH值
•追肥施用时,在6月中旬7月上、下旬8月中旬4次追肥，每667平方米300千克375千克400千克
▪沼渣养殖黄鳝
▪沼渣养殖泥鳅
▪沼渣养殖蚯蚓
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