細談農(nóng)村戶用沼氣池技術(shù)

龍江 王宗艷

[中圖分類號] S216.4 [文獻標識碼] A [文章編號] 1003-1650 （2015）08-0003-03

農(nóng)村戶用沼氣，就是在廣大農(nóng)村以戶為單位建設的沼氣池。在我國，利用推廣沼氣的歷史悠久，最早源于二十世紀三十年代初羅國瑞等人創(chuàng)造發(fā)明并獲得專利的水壓式沼氣池。歷經(jīng)幾十年的反復實踐，沼氣池實用技術(shù)得以提高和不斷擴大，特別是近些年來，小型高效沼氣池的研制與推廣，使我國農(nóng)村沼氣技術(shù)水平和發(fā)展速度均居于世界領先地位。憑著節(jié)約能源、適用衛(wèi)生、綜合利用效益等幾大優(yōu)勢，沼氣池建設在我省廣大農(nóng)村呈現(xiàn)了蓬勃發(fā)展的良好態(tài)勢，給千家萬戶帶來了實實在在的好處。

廣大群眾通過修建沼氣池，部分農(nóng)戶同時實施了“一池三改”配套建設工程，改變了農(nóng)村“人無廁所、畜無圈”的現(xiàn)狀，一方面促進養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展，增加農(nóng)民經(jīng)濟收入，另一方面大大改善了農(nóng)民群眾的生產(chǎn)生活條件，在使用沼氣的過程中，大量秸桿等農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的剩余物，人畜糞便和雜草、樹葉等廢棄物得到充分利用，實現(xiàn)開源與節(jié)流雙贏，減少了農(nóng)民生活支出，解決了農(nóng)村生活燃料緊缺的問題。據(jù)對農(nóng)戶的走訪調(diào)查得知，沼氣用戶年節(jié)約煤2.1噸，按250元每噸計算，每年節(jié)約525元；節(jié)約電60度按每度0.45元計算，折合人民幣27元；節(jié)柴5噸，折合1000元；節(jié)約勞動力38個，按18元每工天計算折合684元。每戶累計年節(jié)約2236元。用沼氣池的推廣使用速度不斷加快，群眾對沼氣池帶來的經(jīng)濟、生態(tài)和社會“三大效益”的認識不斷提高，建設沼氣池的積極性高漲，但缺乏技術(shù)成了擺在廣大農(nóng)民朋友面前的一大難題，使他人們感到困惑，甚至放棄修建沼氣池的想法，從而影響了全縣農(nóng)村沼氣事業(yè)的發(fā)展，因此，使農(nóng)民掌握農(nóng)村戶用沼氣池實用技術(shù)，成了農(nóng)民群眾的廹切需要和發(fā)展農(nóng)村沼氣事業(yè)的突破口。

1 農(nóng)村戶用沼氣池的修建

沼氣池質(zhì)量好壞，直接關(guān)系到產(chǎn)氣的多少和產(chǎn)氣質(zhì)量的好壞。因此，修建沼氣池一定要做到選址恰當，池型設計合理、便于施工，保證質(zhì)量，不得漏水、漏氣。

1.1 建址選擇

1.1.1最好將沼氣池修建于豬圈、廁所地面下的“三結(jié)合”建池原則。

1.1.2土質(zhì)堅實，地下水位低，背風向陽之處。這樣既有利于施工，保證質(zhì)量，又能吸收太陽能，防寒保濕，不受地水的影響；

1.1.3池址與用氣點的距離控制在25米以內(nèi)，以便輸氣可靠，氣壓穩(wěn)定，節(jié)約輸氣費用，檢查維修方便；

1.1.4離淺表水源（井）15米以外，以免污染水源；

1.1.5避免樹根，以防其竄入破壞池體，如無法避開，應將挖斷的樹根端部涂上熱瀝青進行封閉，或在池體外表面涂刷瀝青；

1.1.6池體周圍，特別是進、出料附近，應留出活動空間，以利于疏通或攪拌進、出料。

1.2 建池原則

盡量堅持將沼氣池修建成于豬圈、廁所下面的“三結(jié)合”建池原則，以人畜糞便為主要原料時，應充分考慮到離畜圈近，光照強的原則。

1.3 池型選擇

根據(jù)我縣農(nóng)民收入情況，應選用操作簡單易學、投入較低、產(chǎn)氣較高的貴州多功能高效A型和貴州多功能高效B型兩種池型。

1.4 材料準備

修建一個8-10立方的沼氣池應準備4-5立方水泥砂，1方碎石，0.5方細砂（剛砂），一套抽糞管、兩斤密封劑，直徑為20-30cm的塑料管或水泥管一根，火磚900塊。同時要注意建池材料的純凈，不能混有雜物。碎石要洗凈后才能使用；砂子不能混有雜物、泥土，用前一定要過篩、沖洗；水泥要防潮，結(jié)塊的一般不能使用。

1.5 建池設計參數(shù)

1、表面蓋板的厚度6-8公分；2、底面厚度6-8公分；3、池墻厚度7-9公分；4、池墻高度1米；5、天窗口高30cm；6、天窗口直徑55-65cm；7、池底面斜度為0.1直徑+tg5×半徑；8、矢高也叫拱高在1/5直徑與1/4直徑之間，以1/5直徑為標準；9、池內(nèi)進、出料口大小設計：進口的高度從底面往上量為50公分左右，寬度為40公分左右。出口的高度從池底往上量為70公分左右，寬為70公分。進、出口孔必須對稱設計。

1.6 施工技術(shù)

定位、放線、挖坑

1、在確定建池的區(qū)域內(nèi)平整好場面；

2、多方丈量尺寸，確定主池的中心點位置，根據(jù)設計平面圖在地面上放線，并確定四邊定位木樁和中心柱，以及地面標高基準點。放線打樁定基準是保證建池質(zhì)量的關(guān)鍵，以便在施工中能隨時正確地檢查尺寸，糾正偏差。

3、池坑開挖土方工程是建池的重要階段，由中間向四周開挖，池壁盡可能采用立壁開挖，不放邊坡，并采用在池中心樁處設置中心桿的方法，或懸吊鋁垂線，墮時修正幾何尺寸；在挖至距地面1.1時，可同時將水壓間與進料間挖好；在開挖池坑時，坑邊1米內(nèi)禁止堆放重物與棄土，以免壓塌。開挖好后，應立即進行池底混凝土施工。

池底施工

1、將池底夯實，鋪墊嵌實一層8公分的石塊，墮既薄薄澆注一層1：5.5的水泥砂漿將縫隙填好。澆筑池底混凝土。

池墻施工建筑規(guī)范要求，池底澆筑一周后，等混凝土強度達到50%以上時，方可進行池墻施工，但在實踐中，只要在混凝土表面加上墊層，不直接踩在上面，一般次日便可施工。池墻的施工要求是不錯位、不裂縫、平整、光潔。

進、出料口施工

進、出料口與發(fā)酵池連通。在建池前，要先準備1-2根長50-60cm、厚3-4cm、內(nèi)空直徑25cm的預制管或1米長的塑料管。預制管的施工方法：以直徑是25公分的塑料管為內(nèi)徑，外圈用磚圍一圈，在塑料管和磚之間留3-4cm的空隙，用1：3的砂漿灌注在空隙中，并用磚刀或小木棒壓實。注意事項：在灌注砂漿的同時要轉(zhuǎn)動塑料管，避免它與砂漿粘連太緊，到最后無法取出。取出時間一般在第二天就可完全取出，同時在內(nèi)圈要用1：3的細漿進行粉糊，要求無砂眼、無裂縫。

一般進、出料口是隨主體墻同時修建，使它們互相連成一個整體。根據(jù)不同的池型進、出料口的建池方法也不相同。

貴州多功能高效A型的進料口預制管采用直插，也可以斜插。直插下口部分與主體池相通，是一個25cm×35 cm×46cm的框體（即長35 cm、寬25 cm、高46 cm），由水泥漿澆筑而成，水泥和水泥砂的比例與主體墻相同?？蝮w的上口部分，形如“漏斗”狀，是預制管和水泥砂澆筑而成。斜插管的上口邊緣與地面距離46cm。其余與直插的上口部分相同。

出料口底部至1.01cm高處與發(fā)酵池相通，上部分與水壓間相連。空度70cm×70cm。水泥砂漿比例與主體墻相同。

貴州多功能高效B型的進、出料口要準備2根預制管長度最好是60cm或兩根60㎝塑料管，均采取斜插方式，它與水平線成一定角度，一般要求成65度角。

上圈梁施工

就貴州多功能高效A型、B型池而言。B型池子不設計圈梁。A型池子的圈梁只起到支撐磚模的作用。方法是在主體池墻建好后，以1：3的水泥砂漿，要求水泥砂漿的干溫度達到：捏成團，放能散的標準，然后用磚或木條做擋板在主墻的一圈澆筑一層5厘米厚的水泥漿，與砌筑的磚成90度，圈梁須保持在同一水平面上。

拱頂施工

在我縣都是采用無模漂磚砌拱法來進行拱頂施工，其方法是：

1、前期準備工作：一是選準中心點的位置；二是量出內(nèi)空直徑，算出曲率半徑，即內(nèi)空直徑D×0.725，并用竹桿做好量具，比如8立方米沼氣池的曲率半徑是1.96m，那竹桿的長度就是1.96m。它是在砌拱漂磚用來隨時檢查曲率半徑，保證其球面的幾何形狀；三是準備好拉鉤（用8號鐵絲彎成如S形）10個左右和4-5根1.6m長竹桿或木棒；四是準備好6挑左右?guī)д承渣S泥巴土，在拱頂?shù)那耙惶煲獫餐杆?，第二天備用?/p>

2、施工過程（根據(jù)貞豐縣的施工過程敘述）

用黃泥巴土作灰漿，砌筑時要用滿刀口，灰漿要飽滿，擠壓密實、嵌緊、要求灰縫不宜太大。

每砌一塊磚要以竹桿為標尺，隨時檢查它的曲率半徑是否符合。每做好一圈用薄石片或木片加緊，加緊的同時要隨時用標尺檢查曲率半徑。遇到磚與磚之間的空縫大，要用石塊填實，使磚與磚之間互相嵌緊，不能松動。封頂時，一定要加固，不要有松動現(xiàn)象。砌1-4圈時最好用木棒或竹桿撐住磚，避免往下掉，第五圈后才用拉鉤。

按1：4的砂漿比例，拌砂漿時一定要注意水灰比，使拌的砂漿用手捏能從指縫間見有水滴淌出就可以澆注水泥漿。澆注時，一定的要用工具壓緊，壓實，同時完成活動蓋口（天窗口）的設計。最后在凸面上還要用1：3的細漿粉糊、用1：2的細漿清光。要求細漿粉糊時一是地無砂眼，二是無裂痕。

活動蓋口、蓋板的施工

活動蓋口位于拱頂?shù)纳隙耍跐沧⒐绊敃r一同完成，圓口，直徑在55cm-65 cm之間，貞豐縣普遍是60 cm。

活動蓋板、蓄水圈蓋板、進、出料間蓋板等，均要求配制鋼筋，特別是活動蓋口的蓋板（天窗蓋）要求比較嚴格，上設導氣管，是發(fā)酵池與外界聯(lián)系的通道，要求厚度10㎝?，F(xiàn)就其施工方法介紹如下：

1、用鋼卷尺量出封密圈的直徑，然后算出天窗蓋的直徑；

2、找一處平整的水泥地面，用粉筆劃一個與天窗蓋相同直徑的圓；

3、用磚（磚的寬與厚度的一面，尺寸是12cm×6cm）的一面沿粉筆線圍繞一圈，磚與磚的交接處最好擠緊，少留空隙；

4、以1：4的砂漿進行澆注，在澆注時要加5-7根鋼筋，并安裝好導氣管和提手。然后在平面上灑少許凈水泥，待適當收水后進行表面清光，要求無痕、無砂眼、無細石凸出。注意：第二天必須撤掉磚，以防多天后磚與砂漿粘連。到3-4后再翻過來，進行另一面的清光，也要求無裂痕，無砂眼，無細石露出表面。

5、注意事項：導氣客和提手一定要固定好，不能松動，否則會導致漏氣。

其它活動蓋可以用磚來做模子澆注，但提手最好是活動的。

內(nèi)密封層施工

內(nèi)密封有兩層含義：一是指在澆注或砌筑體的表面實施多層“抹灰刷漿”的方法；二是在抹灰表面再一層“密封涂料”的作法。而“抹灰刷漿”是防止沼氣池不滲水、漏氣的主要手段，外刷“密封涂料”僅是一種輔助措施。實踐證明：只要作好抹灰刷漿，就可達到防滲漏的目的。

沉砂池、蓄糞池的施工

沉砂池與蓄糞池是整編個發(fā)酵裝置與發(fā)酵工藝的一個組成部分，不應缺少。沉砂池與蓄糞池可在進料間與水壓間施工時，在同一水平位置同時修建，也可在整個池子建造完工或其它間息時間建造。

水處理

不管是池墻或是池底來水都是采用不同的方法將水引到池子最低處，挖一個25公分以上的深坑，然后用直徑為20公分左右的鐵桶（去底）放下去進行排水，待四周澆筑好后并凝固后，再對排水孔進行處理。

2 沼氣池的管理、使用與維修

發(fā)酵原料的收集與予處理

有機物質(zhì)是沼氣發(fā)酵微生物的主要營養(yǎng)物質(zhì)，是產(chǎn)生沼氣的物質(zhì)基礎，人工制取沼氣，收集并準備好充足的發(fā)酵原料是首要前提。

2.1 發(fā)酵原料

農(nóng)村中可做為沼氣發(fā)酵原料的有機物相當豐富，但不同類的發(fā)酵原料，其化學成分不同，產(chǎn)生沼氣潛力和消化速度也有很大差異，總的說來可以分為兩大類：

2.1.1富碳有機物：既含碳素多的原料，如含纖維素較多的作物秸桿、樹葉等，其分解速度較慢，生產(chǎn)周期長，產(chǎn)氣量較高。

2.1.2富氮有機物：即含氮素營養(yǎng)多的原料：如人，畜糞便、陰溝污泥等，這些原料分解速度快，產(chǎn)氣周期短，單位原料的總產(chǎn)氣量比作物秸桿低。

2.2 預處理

各種糞便作為發(fā)酵原料時，可不進行予處理。

而作物秸桿作為發(fā)酵原料時，為了加速原料的分解，促使早產(chǎn)氣，一般應對其與處理，方法有兩種：

2.2.1鍘短（最好是粉碎）：作物秸桿作沼氣發(fā)酵原料時，必須經(jīng)過鍘短或粉碎等處理，這樣不僅能增大發(fā)酵原料與沼氣微生物的接觸面，加速原料的分解，同時，將方便進料和出料。經(jīng)過鍘短或粉碎的作物秸桿，一般可提高產(chǎn)氣15-20%。

2.2.2堆漚：為了避免發(fā)酵原料進入沼氣池后，出現(xiàn)大量漂浮和結(jié)殼現(xiàn)象，同時利于破壞作物秸桿表面的蠟質(zhì)層，適當降低發(fā)酵原料的碳氮比，以有利于沼氣微生物對碳氮營養(yǎng)的需要，促使早產(chǎn)氣，應對投入沼氣池的作物秸桿等沼氣發(fā)酵原料進行堆漚處理，其方法有：

（1）池外堆漚：將鍘短的作物秸桿，加入適當?shù)募S水（以料堆下不出水為宜），混合拌勻。料堆上覆蓋塑料薄膜。氣溫15度左右時，堆漚4-5天；20度以上時，堆漚2-3天，即可投料入池。

（2）池內(nèi)堆漚：將鍘短或粉碎的作物秸桿，加入適量糞便水或沼液。拌勻后投入池內(nèi)堆漚。堆漚時間根據(jù)氣溫而定，一般1-2天為宜。池內(nèi)堆漚，可利用堆漚時所產(chǎn)生的熱量，提高池溫。

作物秸桿堆漚時，可加入料重的2%的石灰水澄清液，能收到較好的效果。

因堆漚會造成原料中營養(yǎng)份的損失，應嚴格控制堆漚時間，不可過長。

3 沼氣池的管理

3.1 合理配料，綜合進料

要使沼氣池產(chǎn)氣快，產(chǎn)氣多、長期而持續(xù)產(chǎn)氣、就要合理配料，綜合進料。

3.1.1因沼氣多能燃燒的 主要是甲烷，那么沼氣池的產(chǎn)氣量，主要指產(chǎn)生的 沼氣中含甲烷量的多少。為了多產(chǎn)生優(yōu)質(zhì)沼氣，就必須投入含甲烷量多的 發(fā)酵原料。如人畜糞便，秸稈，麥草等。

3.1.2合理搭配消化速度快與慢的原料：

為了達到產(chǎn)氣持久和均衡產(chǎn)氣的 目的，在進料時，應將消化速度快的和消化速度慢的原料合理搭配。例如：作物秸稈等含纖維多的原料，消化速度慢。產(chǎn)氣速度也慢，但持續(xù)時間長：而人、畜、禽等糞便，消化速度快，產(chǎn)氣速度也快，但持續(xù)時間短（約30天）。

3.1.3含碳、氮原料的合理搭配：

碳元素、氮元素是沼氣微生物生存、繁殖所需要的主要營養(yǎng)物質(zhì)，但各種沼氣發(fā)酵原料中的碳、氮含量是不同的，故應合理搭配。

農(nóng)村沼氣的發(fā)酵原料，一般禾木料作物的秸稈占多數(shù)，而這類原料的碳氮都比較高。因此在投入料時，就盡量多加些人糞尿來降低碳氮比值。在缺少人糞尿的地方，可能加鮮豬糞或加入占發(fā)酵原料量0.3%的碳酸銨或0.1%以下的尿素，也能有效地提高產(chǎn)氣率。

3.2 沼氣發(fā)酵的啟動

其步驟和方法為：首先，準備好各類充足的發(fā)酵原料；第二是將予處理過的原料與接種物混合，并按一定的濃度投料入池；第三是加水（一是調(diào)整濃度，二是使總投料量達80%-90%）封池；然后觀察放氣試火，點燃正常使用，啟動完成。

3.3 每年大換料

大換料時應注意：

3.3.1換料前20-30天，應停止進料，以免浪費原料。

3.3.2換料前應準備好充足的發(fā)酵原料，使大出料后能及時加足新料，保證沼氣池很快重新產(chǎn)氣。

3.3.3大出料時，應將池內(nèi)中下部的活性污泥（含有大量菌種）取出并保留約15%-30%作為新投入的接種物。

3.3.4清除干凈池內(nèi)的全部殘渣，保證池容利用率。

3.4 日常管理

“三分建池，七分管理”，實質(zhì)上就是指沼氣池的日常管理，它是科學管理沼氣池的關(guān)鍵，也是沼氣池建、管、用的中心環(huán)節(jié)。是提高產(chǎn)氣率的重要技術(shù)手段：

3.4.1勤加料，常出料；

加入沼氣池的發(fā)酵原料，經(jīng)沼氣微生物的分解消化，逐漸被消耗或轉(zhuǎn)化，如果不補充新的發(fā)酵原料，沼氣微生物就會“吃不飽，吃不好”，產(chǎn)沼氣量就會下降。為了保證沼氣數(shù)微生物有充足的養(yǎng)料進行正常的新陳代謝，使產(chǎn)氣正常而持久，就要不斷地補充新鮮原料，更換部分舊料，做到勤加料、常出料。

3.4.2常攪拌：

每日攪拌沼氣池，將使沼氣的產(chǎn)氣量提高15%-30%，目前我省農(nóng)村沼氣池一般均未安裝攪拌裝置，針對此情況，可采用以下兩種方法：

一是用長棍或其它長把器具，從出料口或進料口伸入發(fā)酵間，用力來回拉動攪拌；另一種是從出料間取出料液，再從進料口將其沖入池內(nèi)起到攪拌的作用。

3.5 沼氣燃具常見故障與排除方法

3.5.1壓力表指示壓力雖高，可一使用壓力急降，灶具火力很弱，甚至點不著火?？申P(guān)上開關(guān)，壓力又升高。其原因為導氣管三通等接頭、輸氣管受壓或拐彎過急過多等，使沼氣流動不暢通。應檢查輸配管道，及時疏通。

3.5.2打開用氣開關(guān)后，壓力表指示跳動。為輸氣管內(nèi)冷凝水積存太多，產(chǎn)生水阻。應及時排除積水，并檢查管道是否按規(guī)定坡度安裝等。

3.5.3未用氣時，壓力表指示波動。輸氣管或三通、開關(guān)等漏氣。應分段檢查，找出泄漏處解決。

3.5.4燃燒時，突發(fā)性產(chǎn)生紅火。燈、灶具內(nèi)有灰塵，應時常清理干凈。

3.5.5壓力指示雖高，但燈、爐具燃燒不好，無力。輸送距離較遠，輸氣系統(tǒng)內(nèi)徑較小或有阻塞，使壓力損失太大，達不到燃具灶前壓力。應縮短送氣距離，加大管徑等，減少壓力損失。

3.5.6壓力表指示呈負壓。表明池體漏水，應檢查修補。

3.5.7沼氣燈光一亮一暗。輸氣管內(nèi)積水，輸氣不暢、噴嘴阻塞等。對癥處理。

3.5.8沼氣燈紗罩處出現(xiàn)火苗。為一次空氣不足，或噴嘴位置、噴孔不正，壓力過大沼氣過多，煙氣排除不暢或廢氣倒流。旋大一次空氣口，調(diào)整噴嘴位置或更換噴嘴，關(guān)小開關(guān)調(diào)整壓力，排除廢氣影響。

3.5.9沼氣燈光變?nèi)?。為沼氣不足，噴嘴阻塞，吸入廢氣。升高沼氣壓力，疏通噴嘴，排除廢氣。

3.5.10燈光發(fā)紅。為沼氣不足，或空氣太多，對癥解決。

3.5.11不發(fā)白光。為紗罩質(zhì)量差，或調(diào)整不當，沼氣與空氣混合不好，或沼氣太少。選用優(yōu)質(zhì)紗罩，反復調(diào)試，增大沼氣壓力與流量。

第四節(jié) 沼氣池的保養(yǎng)與維修

沼氣池的保養(yǎng)與維修，是科學管理沼氣池的重要部分。它可以防止或減少病態(tài)池的產(chǎn)生，并能延長沼氣池的使用年限，可達20年左右，或甚至更長，有利于鞏固和發(fā)展沼氣建設的成果。

3.6 沼氣池的保養(yǎng)

3.6.1潮濕養(yǎng)護：目前我省推廣建造地 農(nóng)村沼氣池，絕大多數(shù)為水泥結(jié)構(gòu)。而水泥是一種多孔性建材，過于干燥會使毛孔裂開，逐漸發(fā)展成沼氣池滲漏，所以必須對沼氣池進行潮濕養(yǎng)護，使其常年保持潮濕狀態(tài)。

3.6.2防止空池暴曬：新建成地 或大出料的沼氣池，經(jīng)檢查驗收合格后，應立即裝料、裝水、不要空池晾曬。或遲遲不能完工的 沼氣池也不能暴曬，一定要遮蓋并保持潮濕。干旱季節(jié)不宜大換料。換料時應盡量縮短空池時間，原料不足或其他原因，應立即加水灌滿，加蓋養(yǎng)護，否則沼氣池的內(nèi)外壓力將失去平衡，損壞沼氣池或產(chǎn)生隱患。

3.6.3防腐蝕：正常產(chǎn)起的 發(fā)酵原料雖總的說來是呈中性，但在發(fā)酵過程中有產(chǎn)酸階段等，故沼氣池常年受到料液的侵蝕，當使用幾年后，可能有部分水泥材料喝密封層脫落，會產(chǎn)生漏氣現(xiàn)象，因此，每次大換料時，應將池壁洗刷干凈，檢查有無問題，加以補修。

3.7 常見故障及處理方法

3.7.1壓力表水柱上升時快、時慢，當水柱升到一定高度后就不再上升——漏氣量與沼氣壓力成正比，即壓力低時，漏氣少，壓力高時，漏氣增加，當漏氣與產(chǎn)氣平衡時停止。或者是沼氣池的發(fā)酵間與貯氣間結(jié)合部有裂縫，當料液淹沒時，不漏氣：而料液下降后，裂縫露出，漏氣。應及時檢查，判明漏水還是漏氣，進行修補。

3.7.2開始產(chǎn)氣正常，以后明顯下降，或壓力表上的水柱不動——沼氣池或活動蓋、及壓力表前漏氣。應分段檢查進行處理。

3.7.3壓力表水柱雖高，但氣很快用完——水壓間容積太小。應按設計要求修建水壓間。