万友丽安阳市杜官屯村建大中型沼气池可行性分析Word文档下载推荐.docx

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随着科学技术的不断发展，能源的用途日益广泛，人类的衣、食、住、行、文化娱乐都离不开能源。

但是，随着经济的发展，人口的增加，使得原本利用率就不高的能源消耗剧增，从而引发了能源短缺的危机。

尤其是煤、石油、天然气等这些一次不可再生能源，全世界目前已探明的剩余可开采储量十分有限，石油和天然气仅可以满足人类30～50年的需要，煤炭资源仅目前技术条件能够开采的储量可以满足人类200年的需求[1]。

但是，石油、天然气、煤炭等矿物燃料能源都属于非再生能源，总有一天人们会把他们消耗殆尽。

更何况从生态学的角度去看[2]：

煤开采昂贵，垃圾太多，污染空气严重，电厂增高水温；

石油储量有限，价格昂贵，需经化学前处理，污染空气；

天然气储存于局部地区，比较昂贵，因而只能用管道输送，限制了远距离输送。

所以当务之急便是开源节流（即开发新能源与可再生资源以及提高能源效率和节约使用现有能源）。

而废弃物资源化是解决这些问题的根本途径。

废弃物是相对于某一过程或在某一方面没有使用价值而言的，而并非在一切过程或在一切方面都没有使用价值。

某一过程的废弃物，往往是另一过程的原料，如有机废弃物，包括人畜粪便、厨余物、树叶、杂草等，是生产沼气的上好原料，而且凡是有生物的地方都有可能获取制取沼气的原料。

所以，沼气作为一种取之不尽、用之不竭的可再生资源，其发展前景是广阔的，而且对于解决世界能源短缺问题，也是有很大意义的。

一沼气生产

（一）沼气

沼气，是有机质（如农作物秸杆、人畜粪便、厨余等）在厌氧的环境和一定温度、湿度条件下，经过微生物分解代谢产生的一种可燃烧气体。

其主要成分是甲烷，其他伴生气体还有二氧化碳、氮气、一氧化碳、氢气、硫化氢和极少量的氧气。

一般，气体中甲烷的含量界于50%～60%，二氧化碳在30%左右。

甲烷是一种理想的气体燃料，它无色无味，与适量的空气混合后即可燃烧，而且燃烧后不会产生有害气体污染空气（CH4+2O2=CO2+2H2O），所以沼气能作为能源。

（二）沼气产生的原理

沼气发酵分为中温发酵（30～37℃）和高温发酵（45～55℃），其发酵过程经历两个阶段。

第一阶段是通过厌氧性微生物菌的作用，分解为有机酸、醇、二氧化碳、氨、硫化氢等低脂肪酸；

这一阶段也称为发酵反应阶段（液化反应），在以下过程中，通过厌痒菌群的作用，将第一阶段产生的低脂肪酸等分解为甲烷气体，即沼气。

故把第二阶段也称为气化反应阶段，这一阶段主要产生沼气。

其分解过程如图1所示.[3]

图1沼气产生原理

（三）沼气生产的制约条件[4]

1有机物投入量

在厌氧发酵罐（或称为消化罐）中，从搅拌时液体的流动性与搅拌动力的关系考虑，发酵原料液的固形物浓度的极限为10%～12%，污水处理厂污泥是2%～5%，家畜粪尿是2%～8%，其他有机污水中的固形物浓度极限是8%。

适宜的有机物投入量取决与发酵系统中微生物的生理化特性和发酵温度了。

2原料碳氮比（C/N）

厌氧发酵原料的C/N值以（20—30）：

1为宜，C/N值为35：

1时产气量明显下降。

表1[5]为九种制作沼气的原料的C/N值。

在发酵过程中，可通过混合控制适宜的C/N值。

表1各种沼气原料的C/N值

Tab1TheC/Nratioofdifferentmarshgasrawmaterial

名称

C/N值

C/N值

落叶

锯木屑

秸杆

垃圾

人粪

41

300-1000

70-100

50-80

6-10

牛粪

猪粪

鸡粪

活性污泥

下水道污泥

8-26

7-5

5-10

5-8

5-15

3PH值和酸碱度

在厌氧发酵系统中，产甲烷细菌对环境的PH值变化非常敏感，适应范围为6.8～7.5。

有机物产酸发酵产生的大量溶解性有机酸，会使发酵系统的PH值降到最低水平，此时产甲烷菌的活性受到抑制。

另外，硫化氢浓度相对提高，也会抑制产甲烷细菌的生长。

为使厌氧发酵池内PH值保持最佳范围，可加石灰调节，也可通过调整原料碳氮比进行调节。

4温度

温度是影响厌氧发酵产气量的主要因素。

在一定温度范围内，温度越高，产气量越高，因为温度高时，原料中的细菌活跃，有机物分解速度快，使得产气量增加。

表2列出了不同温度对沼气池产气量的影响状况[6]。

表2不同温度的产气量

Tab2Thequantityofgasindifferenttemperature

原料

温度/℃

单位反应器的产气量/[m3/（m3.d）]

稻草+猪粪+青草

29-31

24-26

16-20

12-15

8以下

1.55

1.21

1.10

1.07

微量

5搅拌

在厌氧发酵过程中，必须对发酵罐内的混合液进行搅拌，搅拌方式有泵循环、机械搅拌、浮渣破碎机搅拌和气体搅拌等，其目的是使池内各处温度均匀，进入的原料与池内的熟料完全混合，底质与微生物密切接触，防止底部物料出现酸积累，并且使反应产物（Ｈ2Ｓ、ＮＨ3、ＣＨ4）迅速排除。

6平均滞留时间

厌氧发酵的基质需要一定的平均滞留时间。

如果平均滞留时间小于发酵微生物的最小世代时间，微生物就难以在发酵罐内进行有效地生长和增殖，发酵过程也就难以维持。

7其他因素

沼气的生产除了受到上述因素影响以外，还要考虑技术以及建池的土壤基质条件,防止漏气、漏水和管道腐蚀。

二沼气的综合利用

沼气是一种可以不断再生、就地生产、就地消费、干净卫生的新能源。

它可以代替汽油、柴油开动内燃机发电，驱动农机具加工农副产品，也可以代替其它燃料煮饭照明。

沼气还是一种重要的化工原料，利用沼气可以产生氮肥等产品。

而制作沼气的副产品沼渣、沼液、沼肥等，也可作他用。

总之，其应用领域在日渐拓宽，已经跳出了为了沼气发展沼气的圈子，其有如下几项综合利用方式。

（一）沼液养猪

它是在常规饲养的情况下，利用沼液作添加剂，促进生猪生长的一项技术措施。

具体做法如下：

（1）在正常使用的家用沼气池中，从出料间取出适量的中层沼液放入饲料中拌匀即可；

（2）仔猪断奶，按常规进行防疫、驱虫、健胃、去势后，前10天在饲料中添加少量沼液，以锻炼其适口性，然后，每日4次，每次0.3千克饲喂。

架子猪，每日3－4次，每次沼液0.6千克饲喂。

育肥猪阶段，每日3次，每次1千克；

（3）沼液从水压间取出后，应让氨气挥发，一般要放置半小时左右；

（4）新建已投料或大换料的沼气池，正常产气使用1个月后，才能用沼液喂猪。

病态的、不产气的或投入了有毒物质的沼气池中的沼液，禁止喂猪；

（5）当猪出现腹泻时，应及时停喂，并请兽医诊断沼液。

这方面做得比较好的有淇县的“沼气+养猪”，孟州市的“猪+沼+果”。

（二）沼气在大棚蔬菜上的应用技术

沼气在大棚蔬菜上的应用机理一是沼气燃烧产生二氧化碳，释放热量，增加棚温，缩短了作物的生长周期。

二是沼气燃烧产生二氧化碳，促进了作物的光合作用，增加了干物质的积累。

具体作法：

⑴按每亩六盏沼气灯的比例在已定植的大棚内安装沼气灯，点燃后加温；

⑵沼气点燃时间不能过长，棚内温度不能过高，点燃沼气释放二氧化碳要在凌晨气温较低时进行，棚内温度超过30℃时应立即停止；

⑶在栽黄瓜、番茄的大棚内，二氧化碳浓度控制在1100－1300ppm，共施气肥7周，棚内温度不要超过30℃，棚内湿度50－60％。

（三）沼渣地床培育磨菇技术

1配料

沼渣沥干，播种前半个月开始堆料，每100公斤沼渣加石膏粉1.5公斤，尿素0.8公斤，堆成一长堆，龟背形，7天后翻堆，翻堆时，每100公斤沼渣加磷肥3公斤，并用1%敌敌畏消毒，5天后翻第二次堆，准备做床。

2做床

床长约15米，宽1.5米，中间挖一条16厘米深23厘米宽的沟，使之成畦面，畦宽0.4米，畦四周挖排水沟，堆起15厘米宽10厘米高的土埂（以便畦面铺入培养料），再在地床两边挖0.3米深,0.4米宽的畦沟作人行道，挖好后，用农药喷洒床面、消毒。

沼渣地床栽培蘑菇，菌丝早出2天，出菇早4天，产量略低一点，但一级菇高5%，原料费降低36%，绿霉菌、白霉菌少，杂菇少。

（四）沼气在果树上的应用

1花前施催芽肥

施肥时间为2月上旬至3月下旬（根据不同果树、不同品种的花期而定），施肥量占全年施用量的25％。

每株施入沼渣25千克或沼液50千克左右，另加硼砂0.3千克，施后迅速覆土（若沼肥不足，应补足氮、磷、钾肥）。

同时用经双层纱布过滤的澄清沼液，对树冠进行喷施，每10天左右喷施一次。

2花期饱施壮果肥

每年果树的开花和花后果实的生长，均需要较多的养分。

此时的施肥量应占全年施用量的50％。

每株施入沼渣50千克或沼液100千克左右，另加0.5千克磷酸二氢钾（树势弱，沼肥又不足的，需用化肥补足）。

同时还要对树冠叶面喷施沼液，每隔10天喷施一次，效果更佳。

3重施采后“还阳肥”

“还阳肥”应选择在果实采收后，一般在10月底前进行，用量占全年施用量的25％。

每株施沼渣25千克或沼液50千克（可根据当年果实数量和树冠大小适当增减），另可将硼砂按常量与沼渣混合施入。

施肥后应覆土。

4喷施沼液防治病害虫

沼液50千克，过滤（放置2～3天），直接喷施，10天一次，在果树黄蜘蛛、红蜘蛛、蚜虫等害虫的发生高峰期，连喷2～3次。

若气温在25℃以下，全天什么时间都可喷；

若气温超过25℃，应在下午5时以后进行。

如果在沼液中加入1/1000～1/3000的灭扫利，灭虫卵效果更佳，且药效持续时间达20天以上。

一般情况下，红、黄蜘蛛3～4小时失活，5～6小时死亡98.5％。

注意事项：

（1）用沼液喷施果树叶面时，必须采用正常产气3个月以上的沼气池出料间里的沼液，且需澄清过滤后放置2～3天。

（2）叶面喷施需选择在无风的晴天或阴天进行，并最好选择在湿度较大的早晨或傍晚，不可在雨天或晴天中午气温较高时喷施。

喷施叶面时应侧重于树叶背面。

（3）结合果树长势确定施肥量和操作技巧。

长势差的应重施，长势好的轻施；

衰老的树重施，幼壮树轻施；

着果多的重施，着果少的轻施。

（4）沼液可采用根部撒施，也可抽槽深施；

沼渣应采用抽槽深施。

抽槽深