沼气池建池技术x样本

沼气技术培训资料

一、沼气的基本知识

1、沼气及其产生过程

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, 经过微生物发酵作用, 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, 因此人们叫它沼气。沼气含有多种气体, 主要成分是甲烷)。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(CH

4

程中各类细菌的作用, 沼气细菌能够分为两大类。第一类细菌叫做分解菌, 它的

)等。第二类细菌叫作用是将复杂的有机物分解成简单的有机物和二氧化碳(CO

2

含甲烷细菌, 一般叫甲烷菌, 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。

2、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S)、氮气及其它一些成分。沼气的组成中, 可燃成分包括甲烷、硫化氢、一

(H

2

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%。

3、沼气的理化性质

沼气是一种无色、有味、有毒、有臭的气体, 它的主要成分甲烷在常温

, 是一个碳原下是一种无色、无味、无臭、无毒的气体。甲烷分子式是CH

4

子与四个氢原子所结合的简单碳氢化合物。甲烷对空气的重量比是0.54, 比空气约轻一半。甲烷溶解度很少, 在20℃、 0.1千帕时, 100单位体积的水, 只

能溶解3个单位体积的甲烷。

甲烷是简单的有机化合物, 是优质的气体燃料。燃烧时呈蓝色火焰, 最高温度可达1400 ℃左右。纯甲烷每立方米发热量为36.8千焦。沼气每立方米的发

热量约23.4千焦, 相当于 0.55千克柴油或0.8千克煤炭充分燃烧后放出的热量。从热效率分析, 每立方米沼气所能利用的热量, 相当于燃烧3.03千克煤所能利用的热量。

二、家用沼气池的类型

随着中国沼气科学技术的发展和农村家用沼气的推广, 根据当地使用要求

和气温、地质等条件, 家用沼气池类型归总起来大致由水压式沼气池、浮罩式沼气池、半塑式沼气池和罐式沼气池四种基本类型变化形成的。

图2 8米3圆筒形水压式沼气池型(单位: 毫米)

水压式沼气池型有以下几个优点:

(1)池体结构受力性能良好, 而且充分利用土壤的承载能力, 因此省工省料, 成本比较低。

(2)适于装填多种发酵原料, 特别是大量的作物秸秆, 对农村积肥十分有

利。

(3)为便于经常进料, 厕所、猪圈能够建在沼气池上面, 粪便随时都能打扫进池。

(4)沼气池周围都与土壤接触, 对池体保温有一定的作用。

水压式沼气池型也存在一些缺点, 主要是:

(1)由于气压重复变化, 而且一般在4～16千帕(即40～160厘米水柱)压力之间变化。这对池体强度和灯具、灶具燃烧效率的稳定与提高都有不利的影响。

(2)由于没有搅拌装置, 池内浮渣容易结壳, 又难于破碎, 因此发酵原料的利用率不高, 池容产气率(即每立方米池容积一昼夜的产气量)偏低, 一般产气率每天仅为0.15米3/米3左右。

沼气池的使用及管理

沼气池生产运行管理是指从发酵原料的筹集、配比到启动、产气、应用、日常管理等周而复始的运转过程, 要使沼气池产气多, 持续均衡产气、供肥, 必须从开始投料起就认真抓好管理工作。

一、沼气发酵原料的配备

农村中能够用来作沼气发酵原料的有很多, 最常见的是人、畜(猪、牛、马、羊、鸡、鸭)粪便, 各种作物秸秆(稻草、麦草、玉米秸)、青杂草、烂菜叶、水葫芦、废渣废水(酒糟、制豆腐的废渣水、屠宰场废水)等都是很好的沼气发酵原料。

( 一) 、沼气发酵原料的类型及特性

根据沼气发酵原料的化学性质和来源, 能够分为以下几类:

(1)富氮原料富氮原料在农村主要指人、畜和家禽粪便, 这类原料颗粒较细, 含有较多的低分子化合物, 氮素的含量也较高, 其原料的碳、氮比一般都

小于25∶1。因此不必进行预处理, 分解和产气速度较快。这种原料是当前农村沼气发酵的主要原料。这类原料的特点是发酵周期较短, 产气速度快。

(2)其它类型的发酵原料

有机废物: 包括各种废渣、废水, 如酒糟、制豆腐的废渣水、屠宰场下水、废皮渣、生活污水和有机垃圾等。

青草及水生植物: 主要包括各种青草、水葫芦、水草。由于它们的组织鲜嫩, 易被微生物分解利用, 因此也是沼气发酵的好原料。

( 二) 、沼气池常见的原料产气特性

原料的产气特性是沼气发酵的一个重要技术参数。沼气发酵原料种类很多, 由于各自的化学成分不同, 每种原料都有自己的产气特性, 包括原料的产气率和产气速度。

(1)原料产气率原料产气率是指原料中单位总固体(TS)或挥发性固体(VS)在发酵过程中的产气量。在实际生产中, 原料产气率用米3沼气/千克·总固体(m3/kg·TS)来表示。

表1 常见发酵原料在不同温度条件下的产气率

原料名称中温(35℃) 常温(8℃~25℃)

猪粪牛粪人粪青草0.45

0.30

0.43

0.44

0.25~0.30

0.20~0.25

0.25~0.30

0.20~0.25

(2)产气速率所谓产气速率是指在适合的发酵条件下, 原料产生沼气的速度, 一般以某段时间内的沼气产量占总产量的百分数来表示。产气速率的大小与原料自身的成分、性质等内因有关, 同时也受发酵条件、发酵工艺、沼气池类型等外因的影响。常见发酵原料的产气速率见表2 所示。

表2 常见发酵原料的产气速率(占总气量的%)