中国南方猪-沼-果”能源生态典型模式.pdf

中国南方“猪-沼-果，能源生态典 型模式中国江西赣州市农业局、刖 B中国是研究推广沼气较早的国家，早在十九世纪八十年代，广东 省潮梅地区一带民间就开始人工制取沼气的活动。二十世纪初，台湾 省新竹县竹东镇罗国瑞先生开始对人工制取沼气进行了深入的研究。到1920年，建成了中国第一个比较完备而具有实用推广价值的沼气 池（时称中华国瑞天然瓦斯库），并在潮梅先后建造了十几个，解决 了全家炊事照明问题。1929年在广东汕头市新兴路42号开办了中国 第一个推广沼气的商业机构-汕头市国瑞瓦斯汽灯公司，招聘技术 人员进行建池培训，将沼气池推广到揭阳、清远、兴宁、焦岭、大埔、广州、深圳、香港等地。1931年，公司迁往上海，当时政府工商部 批准了沼气池专利，实业部发给营业执照。到1934年，分公司遍及 14个省、21个市、15个县。直到1942年秋，因抗日战争爆发而停 办。第二次大办沼气是在1958年。原“汉口开然瓦斯库传习所”技 术人员、中南材料学研究所工程师姜子纲同志，响应党中央关于“动 脑筋、想办法，采用多种途径寻找新能源”的号召，提出了生产沼气 替代石油的建议，湖北省委很重视，不久批准了这个方案。姜子纲同 志用了2个月时间建好沼气池，投料发酵正常。湖北省委在武昌召开 了全省推广沼气现场会，人民日报、长江日报头版头条予以报 道，中央农业部于1958年举办了中国第一期培训班。毛泽东主席参 观了沼气的展览后，发出了“这要好好地推广”的指示。但由于当时技术装备、建筑材料等条件制约，没有坚持下来。然而为中国第三次研究推广沼气做好了前期准备。第三次推广沼气是从1979年国家农业部接管推广工作后开始，经历了池型设计、建筑材料、沼气发酵、残余物的利用技术装备等，全方位的研究攻关、试验推广、总结提高，取得阶段性成果，从而走 上了健康的、成熟的、系统的发展路子，在推广应用方面，由单纯推 广沼气解决能源问题括展到创立了新型能源生态模式。即以沼气为纽 带，整合利用可再生能源技术和高效生态农业技术，挖掘农民家庭基 本生活、生产单元内部潜力，拉动养殖业，促进种植业，在农户为单 元生态圈内，形成能流和物流的良性循环，实现生态效益和经济效益 的统一。达到家居温暖清洁化、庭院（园）经济高效化和农业生产无 害化，成为中国广大农村的一项富民工程。目前，我国已形成“北方 四位一体”、西北五配套、“南方猪一沼一果”等三大典型模式，在全 国广大农村推广实施。一、南方“猪一沼一果”能源生态模式简述（一）发展概况南方“猪一沼一果”能源生态模式是近年来，由国家农业部推 出的新型生态农业模式之一。它是以沼气纽带，在传统农业精华的基 础上，与现代农业先进技术有机组合的一种农业生产适用技术体长期 纱。在九.五期间，江西赣南农村能源工作者在实施沼气建设和果业 开发的过程中，不断总结和积累广大农民实践经验，提出了“猪一沼 一果”模式化的农业生业经营方式，并总结了一整套的适用技术，随 之，又逐步创造和发展了猪一沼一稻、菜、烟、蔗、鱼等模式，取得 了很好的经济、社会和生态效益，得到了广大农民的欢迎，形成了规 模发展的态势，在江西赣南发展了 5万户，占总农户的29%,在江西 省发展了 60万户。引起了各级国家和政府的重视和社会关注。九八 年，农业部在江西赣州市召开了全国农业生态环境和农村可再生能源 工作会议，正式定名为南方“猪一沼一果”能源生态模式在全国国推 广，并制定了农业部“户用农村能源生态工程南方模式设计施工与使 用规范”农业行业标准。NY/T46 5-2001（二）南方“猪-沼-果”能源生态模式单元组成和本质“猪-沼-果”能源生态模式是农业部推出的适合中国南方地域的 新型生态农业模式。它是以沼气为纽带，在传统农业精华的基础上，与现代农业先进技术有机组合的一种先进农业生产适用技术体系。定 义地讲，它是以户为单元，以山地、大田、庭院、水面等为依托，以 养殖业动力，建造沼气池、猪舍、厕所三结合工程，并围绕农业各产 业，广泛开展沼气、沼肥、沼液综合利用，按模式化、标准化运作的 综合性农业生产方式。根据生态学原理,其本质是通过农业废弃物的 沼气发酵，强化了在农业生态体系组合中的生产者（绿色植物）、消 费者（动物）以及分解者（微生物）三者之中的微生物的还原功能，成为农业各产业之间，农业与生态环境的链条，在能量转换、物质循 环、废物利用和土壤形成四个方面都具有新的和更积极的意义和作 用。（三）南方“猪-沼-果”能源生态模式的综合效益首先是经济效益方面这是一条发展农业经济、农民致富的好路 子。一是可以大大促进养殖业生产。通过光办沼气，农民认识到只有 多养猪、牛、羊，沼气池才能多产气，多产气就能节约大量的薪柴和 煤碳、电力，因此砍柴买煤不如多养猪。据调查和验收，建池户一般 比没有建沼气池的农户，户平要多养35头猪，每猪纯利都在120 元以上。与此同时，还大大增加了财税的收入，按每头生猪两税40 元计算，每户每年多提供财税120200元。二是可以提供大理的优 质沼气肥,推动了果业和其他农业的发展。沼肥是优质高效的有机肥,不仅可以促进农作物产量和改良土壤，而且可以增强农作物和果树的 抗旱、抗冻和抗病虫能力。赣南农民称为魔水魔肥，用在脐橙甜柚上,与施化肥相比每公顷减少投入3000元人民币，增产幅度在25%以上。沼肥水稻育秧，单产比常规育秧高出17.524.3%O江西兴国县高兴 镇农民欧阳重淮开展“猪-沼-蔗”经营模式，每公顷甘蔗产量达135 吨，单产高出47吨。“猪-沼-果”模式经营户沼气节能及其综合利用 方面获得直接经济效益户均5280元人民币，人均1040元人民币。其次，在社会效益方面大大促进了精神文明和物质文建设。一是 彻底改善了农村环境条件，农民和城市用天燃液化气一样，用上了电 子沼气灶，结束了烟薰火燎的历史。尤其是实行了沼气池、猪舍、厕 所的三结合布局，人畜粪便进入沼气池，消灭了蚊蝇孽生场所，一些 寄生虫卵和病菌在沼气池内得到杀灭，减少了疾病传染，提高了农民 健康水平，村容村貌大为改观。二是进一步解放了农村生产力，提高 了农民科技意识。南方“猪-沼-果”模式是按照生态原理和系统工作 方法的新技术，农民通过技术培训、学习和实践，掌握了农业生产各 种新技术，认识到必须从传统农业中走出来，采用先进技术，讲究标 准管理，规模经营，从而增强了持续发展意识。再次，实施南方“猪-沼-果”模式具有显著的生态效益，一是兴 力沼气，开发沼气再生能源，大大减少对森林资源消耗，农户建上一 个6立方米的沼气，一年节约柴草2.5吨，相当于0.35公顷林木年生 长量。赣州市从80年开始兴办沼气，到目前为止，已兴建沼气池51 万个，相当年封山育林13.3万公顷，在综合措施治理下，森林覆盖 率从82年的43.6%上升到目前的65.9%,荒山栽植率达97.2%。二是 沼气肥是一种优制有机肥，对改良土壤理化性状及耕作性能有积极的 意义。据调查分析，施用沼气肥的水稻田，三年后，土壤有机质含量 提高16%,微生物十分活跃。土壤已不再是赖以化肥为代换物的简单 介质了，农民施用化肥、农药量大为减少，不仅减少了农业投入，而 且又大大减少了化肥、农药对农产品、土壤和水的污染，从而提高了 农产品的品质，为开发无公害和绿色食品，开辟了一条有效的技术途 径。这样周而复始，使自然界（水、肥、气、热、土壤）和人、动物、植物以及微生物外以一个共生和谐和良性生态环境。综上所述，实施 沼气生态农业建设，是一条投入少、见效快、富县富民的好路子，是 贯彻实施可持续发展战略的好模式。(2)、沼气的产生与主要成份沼气是有机物在厌氧条件下，经过微生物的发酵与分解，而产生 的一种混合性可燃性气体。其主要成份是甲烷(CHQ和二氧化碳(C02)以及少量的(CO、H2S N2。2、H2)o各种气体的含量大 约CH4占50-70%,CO2占30-40%,其余约占10%,可燃烧的部分主 要为CH4o每燃烧1摩尔甲烷(22.4升)可以放出212.6大卡热量，因为沼 气中甲烷含量为50-70%,所以燃烧1立方米沼气可以释放5500-5700 大卡热量。(3)人工制取沼气的必备条件厌氧装置人工制取沼气的厌氧装置通称沼气池，其作用是 存放沼气发酵原料、提供沼气发酵的场所、保证沼气微生物所需要的 严格厌氧环境，收集贮存沼气。沼气微生物沼气发酵的动力源。沼气发酵是一个十分复杂 的微生物过程，在这过程中有机物在沼气微生物的作用下，进行沼气 发酵而产生沼气。沼气微生物分二大类，一类是不产甲烷微生物，它 是由水解细菌，产乙酸菌以及同型乙酸菌、硫酸盐还原菌、反硝化细 菌组成，其作用是分解有机物，将复杂的有机物转化为简单的小分子 化合物，为产甲烷细菌提供营养物质，例如乙酸、甲酸、氢、二氧化 碳。另一类是产甲烷微生物，它是一群十分古老而又特殊的细菌，共 有一个科、4个属、14个种，其功能是利用CO2、H2乙酸、甲酸、甲烷、CO等形成CH.因此说，沼气发酵是不产甲烷微生物和产甲 烷微生物共同作用的结果。、能够被沼气发酵微生物利用的有机物通称发酵原料，它 们是沼气微生物的营养源。在自然界中，能被沼气微生物利用的有机 物十分广泛，它们通常分为二大类，一类是富氮原料，是指人、畜禽 排泄物，其特点是氮素含量高，发酵周期短，产气速度快。另一类是 富碳原料，是指农作物废弃物，其特点是碳素含量高，产气周期长，产气速度慢，在使用前必须予处理。(4)影响人工沼气发酵的技术因子发酵原料：现行农村沼气发酵原料提倡以富氮原料为主，富碳 原料为辅的原则。对富碳原料的使用一般采取二种方法,一是预处理,二是采取粪草二相分离发酵工艺。发酵浓度：沼气发酵浓度有不同的表示方法：总固体浓度(TS),是指在105摄氏度恒温下将发酵料液烘至恒重，其干物质重 量和发酵料液样品重量的百分比；挥发性固体浓度(VS)：是指发酵 料液在550摄氏度灼烧1小时的条件下，挥发性物质与发酵样品重量 的百分比。以工业有机废水作发酵原料时，常用COD和BOD浓度，它们 是指生物耗氧量和化学耗氧量。农村沼气发酵，一般采用TS和VS。发酵浓度对沼气发酵有直接影响。在相同条件下，浓度越高，分 解越慢、浓度较低，分解越快。在农村沼气发酵工艺中，一般采用夏 低冬高的原则，选择612%的百分比浓度。发酵温度：沼气发酵温度是影响沼气池产气率的重要因子。我 国农村沼气池一般是处在常温条件下，因此随着四季温度变化，产气 率变化很大，一般在0.050.3立方米/立方米/天之间。人工制取沼气 在冬季要采取保温措施，可在沼气池地面覆盖稻草或者将沼气池建在 猪舍内。酸碱度（PH值）沼气微生物对发酵液的PH值有一定的要求，农村沼气发酵的最 适PH值为6.77.2之间。在正常的沼气发酵过程中，PH值变化规 律通常是：发酵初期阶段，PH值为77.5之间不会有太大变化，随 后逐步在6.77.5之间波动，说明能自行调节。但在管理不当的情况 下，会出现有机酸大量累积，原因是接种物太少，或投入了过多的酸 性类发酵原料。处理的方法是：加大接种物、增加粪便类原料和适当 的草木灰、澄清的石灰水进行调节。接种物富含沼气微生物的一类物质，通称接种物。在沼气池首次启动发 酵时加入接种物是农村沼气池迅速启动和正常产气的关键。沼气首次 投料的接种物一般要求占总投料量的20%左右。农村中，粪坑污泥、沼气池渣液，池塘、阴沟中的污泥等都可用来作接种物。搅拌搅拌是提高农村沼气池产气率的有效措施，其作用在于打破沼气 池内沼气发酵原料的层次，扩大发酵微生物与发酵原料的接触面，促 进发酵液中CH4、CO2的释放，从而提高产气速度。搅拌方法一般 有二种，一种是简易手动搅拌器，另一种是人工料液回流搅拌，一般 情况下搅拌每天进行一次，每次510分钟。抑制剂沼气发酵过程中能产生抑制作用的某些物质，具有毒性和抑制作 用。一是在沼气发酵过程中，自身的挥发酸和氨态氮积累而浓度过高 时，使沼气发酵受阻；二是各种农药、烟草茎秆、辣蓼等具有毒性，都能抑制沼气发酵；三是使用商品饲料喂养的生猪，其粪便进入沼气 池，因饲料中含有某些驱虫剂而使发酵受阻。(5)池型种类及结构与工艺参数农村户用小型高效沼气池目前有水压式沼气池和浮罩式沼气池 二大类。在池型上有短壁园柱型、球型、椭球型、半珠型等类型。在 结构上，由发酵主池、储气箱、水压箱、活动盖、贮水圈、进料管、出料管、出料搅拌装置、连通管、导气管及其他特定装置组成。工艺参数：池容：即发酵主池容积，一般根据家庭人口、发酵原料来源多 少和当地沼气产气率来确定，常用的标称容积有4、6、8、10立方米。产气率：指单位容积的产气量，是标定沼气池产气能力的一个 指标，通常用0.10.3立方米/立方米/天表示。储气量：指沼气池气箱储存沼气的容量，采用全天产气量的1/2设计。滞留期：指发酵原料在沼气池中的发酵周期。一般粪料60天 计，草料90天计算。气压：达到设计最大储气量时的沼气池内压力，一般以100厘 米水柱差计。发酵浓度：标定TS（总固体浓度）：612%o产气天数：根据当地气温来确定，常用12个月、10个月、8 个月来表述。2、水冲式强回流沼气池的结构及建造（1）、结构与功能：水冲式强回流沼气池池型是根据国家标准设计的一种小型高效沼气 池，由江西赣州市沼气科技人员研制成功。它的结构由水压酸化池（草 池）、发酵主池（粪池）、储气箱、进料管、出料管、活动盖、回流冲 刷管、限压回流管、贮水圈、导气管、出肥间、回流搅拌器组成。图41)0a：半长轴b：半短轴H：矢高p：曲率半径图4T 水冲式强回流沼气池结构示意图水压酸化池：为顶置式半环型设置，容积2-2.5立方米，又称 草料发酵间。其酸化液和主池内发酵液通过限压回流管在产气、用气 过程中循环回流，兼好氧、厌氧发酵工艺于一体，加速了草料原料的 分解，又解决了草料入池出料难的问题，也利于解决农村粪便类发酵 原料不足问题。同时，保存了常规沼气池水压间贮水压气、维持沼气 气压的功能。回流冲刷管，还可抽出其中的澄清沼液冲洗厕所。发酵主池：是沼气发酵的主体部件，可分为发酵和储气两部分。装料液面以上的空间部份称为贮气箱，其作用是贮存沼气。装料液面 以下称发酵池，其作用是装料发酵，其容积大小可根据农户的实际情 况，分别是选用6立方米、8立方米、10立方米池容。农村养殖专业 户可根据饲养规模确定池容。发酵池和贮气箱容积在沼气发酵过程 中，通常是动态变化，因此无一明确的界定。进料管、出料管：是进料口、出料口与主池的连接通道。采取 直管斜插方式，进出料管分别是呈60度、75度角安装在对称位置上,做到施工简易，进出料顺畅，搅拌方便。出料管与出肥间连通，进料 口与猪舍、厕所的人畜粪沟连通，做到发酵料液自流入池。进出料管 可以采用混凝土预制管或PVC管，以PVC管为好。活动盖：设置在池顶，起着封闭活动盖口的作用。活动盖口是 修池、建池和清渣时的通道，在施工操作时起采光通风和排除残存有 害气体的作用。回流冲刷管：在靠近厕所的水压酸化池处安装。管的一端紧靠 水压酸化池底部，另一端与厕所的粪槽或大便器连通，以抽取水压酸 化池清液冲洗厕所，改传统旱厕为水冲式厕所。贮水圈：设置在池顶活动盖外圈，圈内贮水以使活动盖密封胶 泥处于水封状态，以保持密封性能。0回流搅拌器：是用10-12钢筋和胶皮制成的活动单向伐，其 作用是在出料管和回流冲刷管内抽取沼液和沼渣，达到出料搅拌、回 流冲刷的目的。限压回流管：是连接主池与水压酸化池的通道，通过产气、用 气、酸化液和发酵液通过限压回流管回流，以补充酸化液和维持沼气 池气压。安装高度以管下端离地面1米，以控制沼气最大气压。强回流沼气池发酵工艺设计为粪草两相分离和连续式发酵工艺，其工艺流程见图424-2水冲式强回流沼气池发酵工艺流程图(2)、主要特点：产气稳定均衡。一是水压酸化池内的秸秆类发酵原料，由于随 产气用气，酸化池内沼液液面上升或下降，从而使秸秆类发酵原料不 断地处于好氧和厌氧相互交替的环境中，因此分解快。在用气过程中，其酸化液不断通过限压回流管进入发酵池，为沼气微生物直接提供有 机酸类营养；二是在出料过程中，一方面进料口处的新鲜发酵原料即 自动进入沼气池，另一方面，随着搅拌出料器的提位，对池内的发酵 料液起到强力的脉冲式搅拌，改善了池内微生物和发酵原料的均布状 况，同时也打破池内浮壳；三是在利用酸化池内酸化液冲洗厕所过程 中，一天之内多次向池内补充新鲜发酵原料。因此，维持了沼气池良 好的动行状态，不仅提高了产气率，而且全年产气相对均衡。据为时 一年的定点测定，日均池容气率达0.29立方米/立方米 天，全年产气 量可达680立方米。管理方便。使用搅拌出料器出料，可以将池底沉渣抽出，由此 免除了大换料程序，彻底解决了换料难的问题。美观卫生。使用搅拌出料器抽出酸化池沼液，冲洗厕所陶瓷粪 槽和便器既方便、美观、又杜绝了厕所和进料口处臭气逸散和蚊蝇滋 生的现象。省工省料。与同容积的圆柱式沼气池相比，节约材料30%,减 少劳动用工25%。(3)、沼气池的规划：沼气池应和庭院建设统一规划，兴建的沼气池 与猪栏、厕所统一布局，实行“三结合”。具体要求是：厕所在进料 口位置建造，厕所蹲位高出沼气池平面40-50厘米，猪舍溢流口高出 沼气池平面10厘米以上。猪舍地面采用水泥砂浆粉刷，向沼气池进 料口方向倾斜，使人畜粪便自流入池。同时，沼气池还要选择背风向 阳，地下水位低，土质坚实与住房不超过25米的地方建池，与农房 建设、庭院经济开发和沼肥综合利用统筹安排，讲究布局合理，整洁 大方。(4)、施工准备和池坑开挖：首先，根据选定的池体容积，按设计图 纸的要求算出所需的各种材料用量。备齐材料，就近堆放，并按要求 预制好进、出料管、活动盖等构件。备料：强回流沼气池采用200#混凝土结构。一个8立方米的 沼气池建筑材料用量为：425#硅酸盐水泥700千克，中砂1.5立方米,碎石(2-4厘米)1.5立方米，6 6.5钢筋5千克，红砖300块。6立 方米、10立方米的沼气池各种材料用量分别在8立方米沼气池的材 料用量的基础上减少和增加10%左右。池坑开挖：在池坑开挖前，先平整施工现场，搞好排水措施。如遇地下水，应采用集水坑方法处理，放样开挖土方程序如下：(a)确定池体中心位置，钉好中心桩，以此为中心，放好十字 水平桩线，并打好水平十字桩。水平十字桩桩面标高 0+100(即沼气池建成后的池面高度)。见图4 图4-3 土方开挖放样示意图(单位:毫米)(b)以中心桩为圆心，以R为半径(R为a+300毫米)其中a为 长半轴，300毫米为施工蹬脚，放出土方开挖圆线，并开挖至离十字 水平桩面H+46 0毫米，其中H为矢高，并挖成水平。(c)以中心桩为圆心，以长半轴a+6 0为半径在坑内放了下半球开 挖线。(d)取一模杆AA,长为2a+120,根据公式C=J a?，在AA杆 上找到椭圆的两焦点F、F1,将样线(长为2a+120两端固定在焦点 上，将AA杆水平旋转，校正一方后，再转动校正另一方，直到全 部样线能贴住坑壁见图4-4o挖出的土方要堆放在离池坑50-80厘米 以外，同时禁止在池坑四周附近堆放重物。以免发生塌方事故。常见 沼气池几何尺寸参考见表4-1 o图4-4下半球开挖放样示意图（单位;毫米）09M-H表4-1 6、8、10米3强回流沼气池尺寸表项目池容（米3）长半轴a（毫米）短半轴b（毫米）矢高（毫米）曲率半径p（毫米）6135011005601907815001200600217510162013006502344上半球砖模放样。用十字水平桩找好中心点，固定中心桩，再 取样线（曲率半径绳）一根，一端系在中心桩圆钉上，另一端用来校 核上半球削球体的尺寸。依此尺寸，砌好砖模。（5）、沼气池的混凝土工程；混凝土的拌制：建沼气池的混凝土由水泥、砂、石子等材料拌合而成，应严格掌握配合比。其重量比为：（水泥：砂：碎石=1：3：3或1：2.7：3.2),并严格控制用水量，一般控制在1：0.6 4二水泥：水左右，确保强度达到200#以上。拌制混凝土应在木板、铁板或清 洁平整的水泥地面上进行，直至拌合均匀，颜色一致为止。拌和后应 在45分钟内使用完毕。在使用过程中，混凝土板结，则应重新拌和 几遍再行使用。混凝土的浇注技术要求：混凝土的浇注工序必须连续进行，间 歇时间不得超过一小时。浇注时，必须振捣密实，平整均匀，不允许 出现蜂窝麻面现象。每道工序一次完成，构件连接处留施工缝。再次 施工浇注时，在施工缝处铺上一层1：2水泥砂浆，方可继续浇注混 凝土。混凝土浇注工艺：沼气池混凝土先行浇注下半球，浇注下半球 应一次浇注成型，浇注程序应从池底开始分层呈螺旋式上升进行，并 经常用样线进行检查。浇注完毕后即可采用原浆抹平，并粉刷0.5厘 米厚的1：3水泥砂浆，压实抹光。在离圈梁10厘米处不予粉刷，留 待与上半球粉刷一起进行。在浇注上半球之前，必须制作内模。模具 一般采用砖模、玻璃钢模等。无论何种模具，必须符合设计尺寸，安 放平整，部位准确。(a)砖模施工：当下半球混凝土强度达到50%以上时，可进行砌 模工序，砖砌拱模采用悬砌卷拱法进行，砌筑时，采用胶泥砌筑，先 在拱脚下1/4砖处用胶泥环状水平砌座砖，座砖面与壳轴线垂直，砖 之间用坚硬扁型卵石嵌紧。然后在座砖上，根据半径线环状砌筑。砌 砖时，砖应淋少许水，底灰和碰头灰要饱满，砖位以保证池盖环向圆度和径向斜度为准，内口顶紧，灰缝错位，与混凝土的接触面要保持平整。为防止掉砖，砌完每口砖后，用6钢筋制成的“m”形卡,将新砌的砖和已砌好的上一圈砖临时卡住，或用吊绳挂牢。每砌完一 圈后一定要用扁卵石在灰缝处楔紧，楔时顺序应对称进行。同时用半 径绳检查校正，然后再砌筑第二圈。(b)玻璃钢模施工：为了提高混凝土的施工质量，应极力推广玻 璃钢模施工。钢模组装应先在平地进行，然后抬至池内，或在池内按 对称组装成型。安装时，应保持模具水平处于正确位置，表面盖一层 塑料薄膜后，方可浇注混凝土。(c)浇注：浇注上半球前，拱脚接头部位和模具应清洗干净。在拱 脚接头部位铺设一层厚为2厘米的1：1.5水泥接头砂浆，并按设计 要求安放进出料管。混凝土应从拱脚部位起螺旋状浇注，不许留施工 缝，务必一次浇注成型。浇注完毕后，充分利用原浆或1：2.5水泥 砂浆抹面压实磨光。混凝土的养护与拆模：混凝土的养护是保证混凝土强度增长的 重要条件，因此养护工作好坏，直接影响沼气池的质量。在平均气温 大于5摄氏度时，应在浇注完毕后连续湿润养护七昼夜以上，严防爆 晒或冰冻。混凝土拆模时间可参照表4-2表42混凝土拆模时间可参考表水泥品种及标号达到设计强平均气温C度(%)0C5C10C15C20C25C30C425#普通硅酸盐 水泥5010天7天6天4天3天3天425#普通硅酸盐 水泥7020天14天11天8天7天6天(6)、沼气池的密封:沼气池的结构层大部分采用混凝土浇筑而成，有大量的毛细孔 隙。因此，必须在沼气池结构层上进行密封处理。一般方法是，首先 拆除内模，清洗干净沼气池壁后，池内壁用水泥净浆、砂浆交替粉刷 7遍，然后用密封剂涂刷一遍。池外壁用水泥净浆和砂浆粉刷一遍，而后回填土压实。在粉刷抹面过程中，要压实磨光平整无砂眼裂纹。具体的层次结构见图4-6。净桨二遍1:2-1:2.5水泥砂浆厚51nmC20 世厚 40mm水泥净浆一遍1:2-1:2.5水泥砂浆厚1。所水泥净浆一遍1:2水泥砂浆厚5丽水泥净浆二遍密封剂涂料一遍图4-6密封层工艺结构示意图(单位:毫米)(7)、沼气池的验收标准和方法：沼气池建成后，应认真进行质量检查与验收，合格后方可使用。其质量检验方法有:直观检查：应先在池内检查池体各部几何尺寸是否符合设计要 求。内表面应无蜂窝、麻面，无裂缝、砂眼和孔隙，无渗水痕迹等肉 眼可见的缺陷。粉刷不得空壳或脱落现象，不符合要求处应进行修补。待混凝土强度达到设计强度的70%以上时，方可进行试压验收。外试 压配套设备，必须安装合理齐全。水试压法：向池内加水至零压水位，待池体湿透后标记水位线,观察12小时，当水位无明显变化时，方可进行试压。试压时先安装好活动盖，并进行密封处理，接上气压表，继续向 池内加水，待气压表水柱上升至设计最大工作气压时，停止加水并记 录水柱高度，观察24小时，当气压表水柱下降在3%以内时，可认为 合格。否则必须认真查找原因，进行修补，再次试压，直至合格。(8)、沼气池地下水处理方法(集水坑处理法)：池坑开挖时发现地下水，则在开挖成型后，池坑壁开挖6 X10厘 米放射盲沟，坑中心挖一集水坑，大小、深度可按渗水量而定，一般 不大于25厘米。盲沟内填以碎石或碎瓦片，直至集水坑，方可浇筑 混凝土，浇灌筑混凝土时，在离集水坑25厘米处予留2厘米大小圆 孔可利用竹管予埋，待混凝土达50%设计强度时取出。施工过程中，利用人力或机械，排除集水坑中集水。待整池施工完毕后，方予处理 集水坑。处理集水坑方法：先将卵石或碎石填入集水坑离池底15厘米左 右，然后快速浇注高标号细石混凝土至池底，其上复盖一张大小能全 部遮没混凝土的塑料薄膜，薄膜四周应立即用胶泥封牢，薄膜上压以 砖块即可，这时地下水即从预留孔中流出淹没薄膜，待细石混凝土强 度达设计强度70%时，可用橡胶塞或松木塞塞紧预留孔，即可进行试 压。3、强回流沼气池的发酵启动及日常管理（1）、沼气池的发酵启动：新建成的沼气池或大换料后的沼气池，从向沼气池内投入发酵原 料和接种物起，到沼气池能正常稳定地产生沼气为止，这个过程称为 沼气池的发酵启动。其步骤和方法是：准备好发酵原料。发酵原料的种类关系到沼气池能否快速启动 和正常产气。因此发酵原料以人畜禽粪便为主，农作物秸杆为辅，但 秸杆类原料不宜直接入池，可以投入水压酸化池内。大叶型、木质素 含量少的新鲜植物，如水浮莲、水花生、西瓜苗等，切短或粉碎后可 直接入池。其次准备好接种物，接种物有，产气正常的沼气池料液、粪坑沉渣积水、污泥等，数量不少于主池积容的20%。投料：首次投料启动时原料浓度不宜过高。一般根据冬浓夏淡 的原则，控制在6%-8%为宜。并且选择晴天投料，以提高池温。投 料时必须做到满装料，即装料总量占主池容积的90%以上，见表4-3,并分次加入接种物。如原料暂时不足，可加水至标定液面线（平水压 酸化池底部）后封盖，待后逐步补料。加入沼气池的水，可采用饮用水，池塘水和河水都可，不能使用含有毒性物质的工业废水。表43 每立方米池容首次投料量参考表（单位：千克）原料名称6%浓度8%浓度10%浓度加料量加水量加料量加水量加料量加水量鲜猪粪333667445555556444鲜牛粪353647471529588412鲜猪粪、人粪311+20-A669422+20558553+20 447放气试火。沼气池发酵原料进料完毕后，立即封盖，进入发酵 启动阶段。初期因大量酸化菌的作用，所产生的气大部分为C02,同 时也存在一部分原残余空气。因此，有一段时间无法点燃，必须排空。经过数次排放后，池内沼气发酵微生物迅速增加，进入正常发酵阶段,这时沼气产量增加，就可以点燃了，一般情况下，只有发酵原料充足,接种物质量好，1-2天即可产气使用。投料不足或未经预讴，未加足 量的接种物，发酵启动缓慢。碰上这种情况，必须添加发酵原料和接 种物。启动过程中，如果发生酸化现象，要及时用草木灰或石灰水等 调节，当投入有毒原料或料液过酸时，长时间不能启动发酵，这时需 要取出大部分原料或全部原料，重新投入新鲜原料和接种物。(2)、沼气池的日常管理：沼气发酵料液必须在一定的环境条件下，才能保持良好的动作状 态。因此，沼气池启动完成正常产气后，必须加强管理，控制发酵条 件。日常管理工作中应做好以下几点：日常进料管理。为了保证沼气池产气正常，就要不断地补充新 鲜的发酵原料。一是新建成的沼气池要尽快与猪圈、厕所和牛栏连通,使每天都有新鲜原料流进沼气池。否则，花费劳力从远处运输原料进 池，增加了劳动程度，也易造成添加的原料不及时，粪草比例不合理,影响沼气池正常产气。二是电石、农药和刚喷过剧毒农药的作物秸杆,以及辣蓼、烟草杆、夹竹桃、黄荆等腥辣有毒物质，对沼气发酵微生 物的活动有抑制和杀灭作用，不能投入沼气池内。进料时，还要注意 将原料中的沙石、废弃塑料袋膜等容易使沼气池进出料口堵塞或损坏 出料器的物品清除掉。三是日常进料负荷一般控制在1-2公斤/立方米 左右。（即鲜粪10-20公斤/立方米）草料进料量可根据资源多少，发 酵产气情况以及农户用气需要，由农户自行安排进行。勤出料。一般3-5天小出料一次，每次150-250公斤料液，当 气压反映出的产气量明显下降时，说明池内大部分原料发酵完毕，应 每隔7-10天先出250-400公斤料液，再将相同量的猪粪或牛粪缓慢 地冲入池内。猪、牛粪等原料不足时，可以加入水葫芦、水花生等易 发酵的物质。要坚持先出后进，出多少进多少的原则，保证贮气箱的 空间相对稳定，产气均衡。进出料一要始终保持液面达到正常水位，防止沼气因水位低而从进料管、水压酸化池溢出。农忙用肥季节要大 出料时，在出料前20-30天，要备足新的发酵原料，并应停止进料，以免浪费发酵原料。出料时，留下20-30%的池底污泥作接种物，以 便沼气池能够迅速启动正常运转。在出料时要严格按照安全要求进 行，以免造成中毒及其它事故。勤搅拌回流。搅拌回流是提高沼气池产气率的重要措施，不仅 可破除池内的浮壳，而且可改善池内发酵微生物与发酵原料的接触状 态，为微生物及时补充新鲜营养，提高产气量。因此，应经常用出料 器对沼气池进行搅拌，一般每隔3-5天搅拌一次，每次不少于3-5分钟。注意保持料液的酸碱度。沼气微生物适宜在中性或微碱性环境 条件下生长繁殖，酸性过强或碱性过强都对沼气发酵不利，造成产气 减少，甚至停止产气。进杂草类过多而粪便量不足时，易造成料液酸 化，出现偏酸后，可取出部分发酵原料，补充相等数量的接种物，或 将人、畜粪尿拌入草木灰或石灰水澄清液一起加入到沼气池内，出现 偏碱后，可向池内加一些新鲜的牛粪、马粪和青饲料，并加水调节到 适宜的浓度即可。保持适宜发酵浓度。沼气池内的发酵原料，必须含有适量的水 分，才有利于沼气细菌的正常活动。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，也容易形成硬壳，使沼气发酵受阻。根据实践证明,料液的发酵浓度以6-12%为宜，冬浓夏淡，夏季浓度在6%左右，冬 季浓度在12%左右。做好冬季保温。农村户用沼气池属常温发酵，当池温在15摄 氏度以上时，沼气发酵才能较好地进行。池温在10摄氏度以下时，产气量明显下降。因此，在冬季气温较低时，可在沼气池表面覆盖稻 草、塑料薄膜等，以利沼气池的保温。4、沼气池的安全管理知识(1)、安全管理：沼气池的进、出料口要加盖，以防人、畜掉入池内，造成伤害。每口沼气池都要安装压力表，经常检查压力表水柱变化。严禁在沼气池出料口或导气管口点火，避免引起火灾或回火 致使池内沼气爆炸，破坏沼气池，造成人员伤害。经常检查输气管道、开关、接头、压力表是否漏气，如果漏气 要立即更换或修理，以免发生沼气泄漏，引起火灾或中毒。不用气时 要关好开关。在厨房如嗅到臭鸡蛋味，要立即开门开窗并切断气源，不可使用电器或明火，待室内无味时，再检修漏气部位。在输气管道最低的位置安装凝水瓶（集水瓶），防止冷凝水聚 集，堵塞输气管道。入池出料和维修人员进入沼气池前，先把活动盖和进出料口盖 揭开，清除池内料液，敞1-2天，并向池内鼓风排出残存的沼气。再 用鸡、兔等小动物试验。如没有异常现象发生，在池外监护人员监护 下方能入池。入池人员必须系安全带，在入池后有头晕、发闷的感觉,应立即救出池外，禁止单人入池操作。入池操作，可用防爆灯或电筒 照明，不能用油灯、火柴或打火机等照明。以防点燃残存沼气发生爆 炸。（二）沼气综合利用1、沼气综合利用技术发展概况沼气综合利用是泛指对人工沼气、沼气发酵残余物（沼液、沼渣）,在日常生活所及的生产领域内，开展多种利用的一种技术。它是中国 广大农民与沼气科研工作者在兴办沼气的长期实践中不断发现、创新，不断应用拓展而总结出来的综合性实用技术体系。它涉及到种植业、养殖业、设施农业、加工业、服务业和仓储业等。早在上世纪七十年代后期，不少沼气科技工作者在实践中发现沼 液、沼渣对农作物产量、品质有着显著的促进作用。并提出了沼气建 设的效益，三分在气、七分在肥的观点。尽管当时沼气建设处于维难 时期，但在农业部组织下，有的科研单位开始了对沼气发酵残余物的 定性、定量研究，各地推广部门在广泛的农业产业内也开展了试验和 应用，结果一致表明，证明了“三分在气、七分在肥”的科学论断。予言积极发展沼气建设、大力开展沼气综合利用在农村中蕴藏着巨大 的生命力。其后，研究与应用不断深入与扩大，随着农村经济体制改革，农 业生产力和生产关系发生了根本变化。市场对农产品提出了富丰而优 质的要求，而农业却面临着产出与投入的困惑。在石油农业与传统农 业相继遭到现实的抨击下，从上世纪九十年代中期，广大沼气工作者 依据沼气综合作用技术的应用成果，在逐步展示出来的经济、社会、生态三大效益的启迪下，又开始了利用沼气技术寻求一种新型的替代 农业的接轨行动。江西省所推出的“猪-沼-果”能源生态农业模式就 是当时率先实践的成功典型之一。二十一世纪，类似的社会实践在中 国如火如荼地开展起来，各地都紧扣当地农业主导产业，创造了诸如 猪-沼-稻、鱼、棉等模式。国家农业部及时地总结了试验成果，提出 了沼气能源生态农业模式概念，推出了“南方猪一沼一果”，“北方四 位一体”，“西北五配套”三大模式，纳入农业部生态家园富民计划，拉开了全面实施沼气科学生态农业工作建设的序幕。沼气建设从此承 载起振兴农村经济，提高农民生活质量，改善农业生态环境的历史重 任，成为农业、农村一种新颖的可持续发展模式。2、沼气综合利用技术的项目简介与原理(1)项目简介沼气综合利用项目几乎涉及到农、林、牧、副、渔所有产业，并 还在向其他领域内拓展。(2)沼气综合利用机理沼气发酵是由众多微生物共同参与的复杂生化过程，在沼气发酵 过程中，沼气发酵原料几乎都被消化而转换成其他不同特性和形态的 物质，一部分物质被转化成沼气，一部分被繁衍成新的微生物菌体和 代谢物，另一部分被残留下来，这部分物质我们通称沼液、沼渣。人 们根据它们的各自不同的特性进行利用。例如根据沼气热值高，每燃 烧一立方米沼气，释放热量约5500千卡，用于炊事、照明、孵化、温度增温、幼禽保温，根据燃烧后释放co 2而用于大棚农作物的气肥,利用沼气含氧量低的特性，用来仓储、除虫、保鲜等。沼渣、沼液利 用的基本原理：一是有效养分保存率高。(见表4-5)二是有效养分水 溶性状态，可直接为农作物根系、叶面吸收。三是在沼气发酵过程中,还派生出众多的新生物质，据测定，沼液中，已经测出各类氨基酸、维 生素、蛋白质、赤霉素、生长素、糖类、核酸以及抗生素等(表4-6,4-7,4-8,4-9),这些物质都是综合利用的物质基础。例如:赤霉素 可使种子提早发芽，打破休眠，某些核酸、单糖能增强作物的抗旱能 力，某些游离氨基酸能增强作物抗冻能力，某些抗生素则能防治某些 作物病虫害，多种氨基酸和微量元素添加到饲料中以弥补其不足，促 进畜禽增产等。表4-5沼气发酵与敞口池讴制氮素转化及保存效果对比发酵原料发酵时间投入氮量（克）回收量（克）回收率（%）钱态氮（克）氨氮占 全氮（）沼气池发酵牛粪、稻草3个月5.51485.258595.350.4358.27敞口池牛粪、稻草3个月5.51484.408779.940.20054.55表4-6 沼液肥分含量全碳（毫克/毫升）全氮（毫克/毫升）全磷（毫克/毫升）全钾（毫克/毫升）钱态氮（毫克/毫 升）速效磷（毫克/毫 升）速效钾（毫克/毫 升）样品数1.351.337475747878最高含量4.820.990.983.909713153900最低含量0.420.090.100.38244.95375平均2.030.390.372.06295.573.321758.3表4-7 沼液中的氨基酸含量必需氨基酸（毫克/升）非必须氨基酸（毫克/升）苏氨酸5。42缀氨酸12o 7蛋氨酸4。05赖氨酸7。10苯丙氨酸12o 03异亮氨酸7。16天门冬氨酸1