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沼气池的基本知识及应用特点

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发布日期:2018-06-22 浏览次数:626
核心提示:综合利用沼气池就是改变农村环境的一个重要途径,沼气池对于节约能源、改善环境,提高农作物的产量和质量、促进和带动饲养业的发展有着诸多好处,本文主要讲述了沼气池的基本知识、建设意义、应用特点、处理效果、设计原理等内容。

沼气:是有机物质在厌氧环境中,在一定的温度、湿度、酸碱度的条件下,通过微生物发酵作 用,产生的一种可燃气体。由于这种气体最初是在沼泽、湖泊、池塘中发现的,所以人们叫它沼气。农村发展沼气能源可以节约农村生活用能,提供优质沼肥,促进农业增收,保护生态环境,促进农业可持续发展,而且沼气作为可再生的清洁能源有着取之不尽,用之不竭的益处。

基本知识

沼气及其产生过程

沼气含有多种气体成分,主要成分是甲烷(CH4)。沼气细菌分解有机物,产生沼气的 过程,叫沼气发酵。根据沼气发酵过程中各类细菌的作用,沼气细菌可以分为两大类。第一类细菌叫做分解菌,它的作用是将复杂的有机物分解成简单的有机物和二氧化碳(CO2)等。它们当中有专门分解纤维素的,叫纤维分解菌;有专门分解蛋白质的,叫蛋白分解菌;有 专门分解脂肪的,叫脂肪分解菌;第二类细菌叫含甲烷细菌,通常叫甲烷菌,它的作用是把 简单的有机物及二氧化碳氧化或还原成甲烷。因此,有机物变成沼气的过程,就好比工厂 里生产一种产品的两道工序:首先是分解细菌将粪便、秸秆、杂草等复杂的有机物加工成半 成品——结构简单的化合物;再就是在甲烷细菌的作用下,将简单的化合物加工成产品—— 即生成甲烷。

沼气的成分

沼气是一种混合气体,它的主要成分是甲烷,其次有二氧化碳、硫化氢(H2S)、氮 及其他 一些成分。沼气的组成中,可燃成分包括甲烷、硫化氢、一氧化碳和重烃等气体;不可燃成 分 包括二氧化碳、氮和氨等气体。在沼气成分中甲烷含量为55%~70%、二氧化碳含量为28%~44%、硫化氢平均含量为0.034%。

建设意义

随着我国经济的发展、社会的进步,城市居民生活得到进一步的提高,但农村居民生活仍存在很多问题。为全面建设小康社会,社会主义新农村建设显得十分必要。这就要求发展农村生态农业生产方式,改善农村环境,增加农民收入的宏伟目标。其中综合利用沼气池就是改变农村环境的一个重要途径。建设一个沼气池可以使用20年左右,综合利用好沼气池不仅可以节约能源、改善和保护环境,还有节约化肥和农药、提高农作物的产量和质量、促进和带动饲养业的发展等诸多好处。

应用特点

(1)为农村提供廉价优质的燃料 一户3~5口的家庭,建造一个6³~10³的沼气池,只要原料充足,一年可提供9~11个月的做饭和点灯的燃料问题。由于沼液可以做农药、肥料、饲料等来用,同样可以做为资源达到节省的目的。 (2)改变农民旧的生活习惯,改善农村居住环境 将沼气池和厕所、猪圈建在一起,不易滋生蚊虫,没有臭味。在消灭血吸虫病和钩虫病等传染病会起到重要的作用。此外,由于人类活动频繁,大量消耗能源、大量露天堆放秸秆和畜禽粪便等,造成了大量二氧化碳排放,加重了温室效应沼气池的使用,一定程度上能减少以上问题的产生。 (3)促进生态农业和畜牧业的发展 沼气池出来的废弃物是沼液和沼渣,可以作为农药添加剂、肥料、饲料等来使用,大大减少化肥和农药带来的危害,有利于生产绿色产品和无公害产品。 

处理效果

传统的化粪池存在去除有机物能力差、不符合卫生标准,定期抽粪、运输量大,管理不便、易发生沼气爆炸事件相比,沼气池具有以下有优越性:一是有机物去除率高,COD去除率达78%以上,BOD去除率达82%以上:二是阻止污泥上浮,并通过多级过滤,出水呈中性,卫生环保效果好,基本能达标:三是可获一定的优质燃气--沼气。但是沼气池同样存在问题,出水色度普遍偏高,同时NH3-N去除率也不易达标。

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:

“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。

“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,中国北方气温较低,圆形池置于地下,有利于冬季保温和安全越冬。第四,适于推广。无论南方、北 方,建造圆形沼气池都有利于保证建池质量,做到建造一个,成功一个,使用一个,巩固一个,积极稳步地普及推广。小,是指主池容积不宜过大。浅,是为了减少挖土深度,也便于避开地下水,同时发酵液的表面积相对扩大,有利于产气,也便于出肥料。

坚持进出料分开的原则

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。

沼气池的使用有着诸多好处,对农村环境保护也有着重要意义,它可以改变农村传统生活方式,实现农村生活用能高效化、清洁化,能够带动农民生活的文明进步,还有着增加饲料来源,改变传统养殖方式,促进养殖增收的好处。

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