农村户用沼气池安全使用和管理培训ppt课件.ppt

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1、户用沼气池的运行管理和安全使用,第一讲 沼气发酵基础知识,第一节 沼气的概念与特性,一、什么是沼气 二、沼气的来源 三、沼气的成分 四、沼气的性质,一、什么是沼气,沼气是有机物质在厌氧条件下，经过微生物的发酵作用而生成的一种可燃气体。在含腐烂有机质较多的沼泽、池塘、污水沟和粪坑里，经常可以看到有气泡冒出。把这种冒出的气泡收集起来，可以用火点燃。因为这种可燃气体最先是在沼泽中发现的，所以称它为沼气。,二、沼气的成分,沼气是一种混合气体。它的主要成分是甲烷（CH4）、二氧化碳（CO2）和少量的硫化氢（H2S）、氢（H2）、一氧化碳（CO）、氮（N2）等气体。其中甲烷约占50-70%、二氧化碳约占3

2、0-40%，其他成分含量极少。,三、沼气的性质,沼气的主要成分是甲烷，甲烷是一种简单的碳氢化合物。它的化学性质极为稳定，不溶于水，比空气轻一半，是一种无色、无味、无臭、无毒的可燃性气体。 沼气未燃烧时略有蒜味或臭鸡蛋气味，是因为沼气中含有少量硫化氢气体的缘故。甲烷的分子式是CH4，是由一个碳原子和四个氢原子构成的化合物，不含氮、磷、钾等元素，所以在燃烧时不会把发酵原料中的肥分烧掉。,当甲烷完全燃烧时，呈蓝白色火焰，燃烧温度可达1400，能够产生大量的热。每立方米甲烷气体，完全燃烧时，发热量为8717大卡。每立方米人工沼气的发热量为5000大卡左右。相当于1公斤优质煤或0.7公斤汽油的发热量。沼

3、气是一种优质的气体燃料，不仅能用来烧菜、煮饭、点灯，还可以用作动力燃料，开动内燃机。一立方米的人工沼气，能供3-4口之家三餐饭菜的燃料，能使一盏60支光的沼气灯照明6小时，能使一马力的内燃机工作2小时，能发电1.25度。,第二节 沼气发酵基本原理,一、什么是沼气发酵 沼气发酵又称为厌氧消化、厌氧发酵和甲烷发酵，是指有机物质（如人畜家禽粪便、秸秆、杂草等）在一定的水分、温度和厌氧的条件下，通过种类繁多、数量巨大、且功能不同的各类微生物的分解代谢，最终形成甲烷和二氧化碳等混合气体（沼气）的复杂的生物化学过程。,只有了解参加沼气发酵的多种微生物活动规律、生存条件及作用，并按照微生物的生存条件、活动规

4、律去修建沼气池，收集发酵原料，进行日常管理，使参加发酵的各种微生物得到最佳的生长条件，才能获得较多的产气量和沼肥，满足生产、生活的需要。,二、沼气发酵微生物,（一）沼气微生物的种类（细菌） 沼气发酵是一种极其复杂的微生物和化学过程，这一过程的发生和发展是五大类群微生物生命活动的结果。它们是：“发酵性细菌、产氢产乙酸菌、耗氢产乙酸菌、食氢产甲烷菌和食乙酸产甲烷菌” 。这五大类微生物按照各自的营养需要，起着不同的物质转化作用。 各种复杂有机物（无论是固体的或是溶解状态的) ，都可以经过上述五大类群微生物的分工合作和相互作用的发酵活动而最终生成沼气。,在沼气发酵过程中，五大类群微生物（细菌）构成一条

5、食物链，从各类群细菌的主要代谢产物或它们的活动对发酵液酸碱度（PH）的影响来看，沼气发酵过程可分为产酸阶段和产甲烷阶段。前三种细菌（发酵性细菌、产氢产乙酸菌、耗氢产乙酸菌）的活动可使有机物形成各种有机酸，因此，将其统称为不产甲烷菌。后二种细菌（食氢产甲烷菌、食乙酸产甲烷菌）的活动可使各种有机酸转化为甲烷，因此，将其统称为产甲烷菌。,五大菌群：,.发酵性细菌：一些不溶性物质被发酵性细菌所分泌的胞外酶水解为可 溶性的糖、肽、氨基酸和脂酸，再将吸入细胞，发酵为 乙酸、丙酸、丁酸等和醇类及一定量的H2及CO2以纤维素为例，反应过程如下： 发酵性细菌（C6H10O5）n+ nH2O n(C6H12O6)

6、 (纤维素) （水解酶类） (葡萄糖） 发酵性细菌 2C6H12O6 CH3COOH + CH3CH2COOH + CH3CH2CH2COOH +3CO2 +3H2 (乙酸) (丙酸）) (丁酸) .产氢产乙酸菌：除甲酸、乙酸和甲醇外的物质均不能被产甲烷菌所 利用，所以必须由产氢产乙酸菌将其分解转化为乙 酸、氢和二氧化碳 反应过程如下： 丙酸 CH3CH2COOH + 2H2O CH3COOH (乙酸) + CO2 + 3H2 丁酸 CH3CH2CH2COOH + 2H2O 2CH3COOH (乙酸) + 2H2,五大菌群：,.耗氢产乙酸菌：它们既能利用H2+ CO2 生成乙酸，也能代谢糖类生

7、 成乙酸。 2CO2 + 4H2 CH3COOH（乙酸） + 2H2O 直接代谢 C6H12O6（糖类） 3CH3COOH （乙酸）.产甲烷菌（食氢、食乙酸）：它们在厌氧条件下将前三群细菌代谢的 终产物，在没有外源受氢体的情况下，把乙酸 和H2/CO2转化成气体产物CH4/ CO2。产甲烷菌广泛存 在于水底沉积物和动物消化道等极端厌氧的环境中。 生成CH4的主要反应如下： 食氢产甲烷菌 H2/ CO2： 4H2 + CO2 CH4 + 2H2O 食乙酸产甲烷菌 乙酸： CH3COOH CH4 + CO2 食乙酸产甲烷菌 甲酸： 4HCOOH CH4 +3CO2 + 2H2O食乙酸产甲烷 食乙酸

8、产甲烷菌 乙醇： 4CH3OH 3CH4+ CO2 + 2H2O,五大菌群：,各种发酵性细菌,玉米秸发酵时的发酵性细菌,五大菌群：,食氢产甲烷菌,甲烷八叠球菌,甲烷丝菌,（二）沼气发酵微生物的作用,1、不产甲烷菌为产甲烷菌提供营养； 2、不产甲烷菌为产甲烷菌创造适宜的厌氧环境； 3、不产甲烷菌为产甲烷菌清除有毒物质； 4、不产甲烷菌与产甲烷菌共同维持环境中适宜的酸碱度。,（三）沼气发酵微生物的特点,1、分布广，种类多 上至1.2万米的高空，下至2千米的地层深处都有微生物的踪迹；沼气微生物在自然界分布也很广，特别是在沼泽、粪池、污水池以及阴沟污泥中存在有各种各样的沼气发酵微生物，种类达200-3

9、00种。 2、繁殖快，代谢强 产酸菌在生长旺盛时，20分钟或更短的时间内就可以繁殖一代，产甲烷菌繁殖速度较慢，约为产酸菌的1/15。 3、适应性强，容易培养 与高等生物相比，多种微生物适应性较强，并且容易培养。例如，沼气池里的微生物在10-60C条件下，都能进行沼气发酵。,三、沼气发酵过程,目前公认的沼气发酵过程,发酵性细菌产氢产乙酸菌耗氢产乙酸菌食氢产甲烷菌食乙酸产甲烷菌,沼气发酵过程，实质上是微生物的物质代谢和能量转换过程，在分解代谢过程中沼气微生物获得能量和物质，已满足自身生长繁殖，同时大部分物质转化为甲烷（CH4)和二氧化碳（CO2)。这样各种各样的有机物质不断地被分解代谢，就构成了自

10、然界物质和能量循环的重要环节。科学测定分析表明：有机物约有90%被转化为沼气，10%被沼气微生物用于自身的消耗。所以说，发酵原料生成沼气是通过一系列复杂的生物化学反应来实现的。一般认为这个过程大体上分为水解发酵、产酸和产甲烷三个阶段。,（一）水解发酵阶段（液化阶段）,复杂有机物大多数在水中不能溶解，必须首先被发酵性细菌群所分泌的胞外酶、表面酶（纤维素酶、蛋白酶、脂肪酶）等进行体外酶解，也就是把畜禽粪便、作物秸秆、豆制品加工后的废水等大分子有机物分解成可溶于水的单糖、氨基酸、甘油和脂肪酸等小分子化合物。这个阶段叫水解发酵阶段，也叫液化阶段。,（二）产酸阶段,这个阶段是三个细菌群体的联合作用，先由

11、发酵性细菌将液化阶段产生的小分子化合物吸收进细胞内，并将其分解为乙酸、丙酸、丁酸、氢和二氧化碳等，再由产氢产乙酸菌把发酵性细菌产生的丙酸、丁酸转化为产甲烷菌可利用的乙酸、氢和二氧化碳。另外还有耗氢产乙酸菌群，这种细菌群体利用氢和二氧化碳生成乙酸，还能代谢糖类产生乙酸，它们能转变多种有机物为乙酸。这个阶段主要的产物是乙酸，约占70%以上。所以称为产酸阶段。,液化阶段和产酸阶段是一个连续过程，统常称之为不产甲烷阶段，它是复杂的有机物转化成沼气的先决条件。在这个过程中，不产甲烷的细菌种类繁多、数量巨大，它们主要的作用是为产甲烷菌提供营养和为产甲烷菌创造适宜的厌氧条件，消除部分毒物。,（三）产甲烷阶段

12、,在此阶段中，产甲烷细菌群，可以分为为食氢产甲烷菌和食乙酸菌两大类群，已研究过的就有70多种产甲烷菌。它们将产酸阶段不产甲烷的三种菌群所分解转化的甲酸、乙酸等简单有机物分解成甲烷和二氧化碳，其中二氧化碳在氢气的作用下还原成甲烷。这一阶段叫产甲烷阶段，或叫产气阶段。,产甲烷菌的共同特征是：,生长缓慢。如甲烷八叠球菌在乙酸上生长其倍增时间为1-2天，甲烷菌丝倍增时间为4-9天。 严格厌氧。对氧气和氧化剂非常敏感，在有空气的条件下就不能生存或死亡。 只能利用少数简单的化合物作为营养。 要求在中性偏碱和适宜温度环境条件。 代谢活动主要终产物是甲烷和二氧化碳为主要成分的沼气。,第三节 沼气发酵基本条件,

13、沼气发酵是由多种细菌群参加完成的，它们在沼气池中进行新陈代谢和生长繁殖过程中，需要一定的生活条件，只有用人工为其创造适宜生长条件，使大量的微生物迅速的繁殖，加快沼气池内的有机物分解。因此，只有满足微生物的生长条件和沼气池正常运行条件才能获得产气率高、沼气和有机沼肥多的效果。,人工制取沼气的基本条件是：,一、碳氮比适宜的发酵原料 二、质优足量的菌种 三、严格的厌氧环境 四、适宜的发酵温度 五、适度的发酵浓度 六、适宜的酸碱度,一、碳氮比适宜的发酵原料,沼气发酵原料是产生沼气的物质基础，又是沼气发酵细菌赖以生存的养料来源。因为沼气细菌在沼气池内正常生长繁殖过程中，必须从发酵原料里吸取充分的营养物质

14、，如水分、碳素、氮素、无机盐类和生长素等，用于生命活动，成倍繁殖细菌和产生沼气。,沼气发酵原料主要有：各种农业剩余物，如猪、牛、羊等家畜及家禽粪便等，各种农作物的秸秆、杂草、树叶等，农产品加工的废物废水等。 沼气发酵原料按其营养成分可分为富氮原料和富碳原料。富氮原料通常指富含氮元素的人、畜和家禽粪便。富碳原料通常指富含碳元素的秸秆和秕壳等农作物的残余物。 发酵原料的碳氮比不同，其发酵产气情况差异很大。从营养学和代谢作用角度看，沼气发酵细菌消耗碳的速度比消耗氮的速度要快2530倍。因此，沼气发酵时，原料不仅需要充足，而且需要适当搭配。保持一定的碳氮比例（最适宜的C/N=2530：1），这样才不会

15、因缺碳素或缺氮素营养而影响沼气的产生和细菌正常繁殖。,二、质优足量的沼气菌种（接种物）,制取沼气必须有沼气细菌才行。这和发面需要有酵母一样。如果没有沼气细菌作用，沼气池内的有机物本身是不会转变成沼气的。所以沼气发酵启动时要有足够数量含优良沼气菌种的接种物，这是制取沼气的重要条件。农村户用沼气池的接种物一般来源于老沼气池的沼渣（沼液）、阴沟的污泥、粪坑底部的沉渣等。接种物用量一般占总发酵液的30%左右。,在农村含有优良沼气菌种的接种物，普遍存在于粪坑底污泥、下水污泥、沼气发酵的渣水、沼泽污泥、豆制品作坊下水沟中的污泥，这些含有大量沼气发酵细菌的污泥称为接种物。沼气发酵加入接种物的操作过程称为接种

16、，新建沼气池第一次装料，如果不加入足够数量含有沼气细菌的接种物，常常很难产气或产气率不高，甲烷含量低无法燃烧。另外，加入适量的接种物可以避免沼气池发酵初期产酸过多而导致发酵受阻。农村沼气池一般加入接种物的量为总投料量的1030%。,三、严格的厌氧环境,沼气微生物的核心菌体产甲烷菌是一种厌氧性细菌，对氧特别敏感，他们在生长、繁殖、代谢等生命活动中都不需要空气，在空气中暴露几秒钟就会死亡，就是说空气中的氧气对它们有毒害致死的作用。因此，严格的厌氧环境是沼气发酵的最主要条件之一。我们根据沼气细菌怕空气的特性，修建的沼气池除进出料口外必须严格密闭，达到不漏水、不漏气，保证沼气细菌正常生命代谢活动和贮存

17、沼气。,四、适宜的发酵温度,沼气池内发酵液的温度，对产生沼气的多少有很大影响，这是因为在适宜的温度范围内温度越高，沼气细菌的生长、繁殖越快，产沼气就多；如果温度不适宜，沼气细菌生长发育慢，产气就少或不产气。所以，温度是沼气发酵的重要外因条件。,研究发现，沼气细菌在10-60的范围内，均能正常发酵产气（最适温度为35）。低于10 或高于 60都严重抑制微生物生存、繁殖，影响产气。 人们把不同的发酵温度区分为三个范围，即常温发酵区10-25、中温发酵区25-35、高温发酵区50-60。农村户用沼气池，一般都采用常温发酵，夏天温度高产气多，冬季池温低产气少（池温低于10，产气效果很差）。为了提高沼气

18、池温度使沼气池常年产气，在冬季必须采取越冬措施，使池温增高，提高冬季的产气量，达到常年产气。,五、适度的发酵浓度,沼气池中的料液在发酵过程中需要保持一定的浓度，才能正常产气运行，如果发酵料液中含水量过少、发酵原料过多，发酵液的浓度过大，产甲烷菌又食用不了那么多，就容易造成有机酸的大量积累，结果使发酵受到阻碍。如果水太多，发酵液的浓度过稀，有机物含量少，产气量就少。,农村沼气池的发酵料液浓度一般采用6-10%之间。在这个范围内，沼气的初始启动浓度要低一些便于启动。夏季和初秋池温高，原料分解快，浓度可适当低一些，一般控制在6-8%；冬季、初春池温低，原料分解慢，发酵料液浓度应高些，一般保持在8-1

19、0%为宜。,六、适宜的酸碱度,沼气发酵微生物最适宜的pH为6.8-7.5，一般来说，PH小于6或大于8时，都对产气有抑制作用。如果pH在5.5以下，就是料液酸化的标志，其产甲烷菌的活动完全受到抑制。如沼气池初始启动时，投料浓度过高，接种物中的产甲烷菌数量又不足，或者在沼气池内一次加入大量的鸡粪、薯渣造成发酵料液浓度过高，都会因产酸与产甲烷的速度失调而引起挥发酸(乙酸、丙酸、丁酸)的积累，导致pH下降。这是造成沼气池启动失败或运行失常的主要原因。,在沼气发酵过程中，pH变化规律一般是：在发酵初期，由于产酸细菌的迅速活动产生大量的有机酸，使pH下降；但随着发酵继续进行，一方面氨化细菌产生的氨中和了

20、一部分有机酸，另一方面甲烷菌群利用有机酸转化成甲烷，这样使pH又恢复到正常值。这样的循环继续下去使沼气池内的pH一直保持在7.0-7.5的范围内，使发酵正常运行。所以沼气池内的料液发酵时，只要保持一定的浓度、接种物和适宜的温度，它就会正常发酵，不需要进行调整。 测定发酵液的酸碱度一般利用酸碱试纸测定：把一张PH试纸伸入近搅拌后的发酵液中，立即取出与PH试纸附带的标准比色板对比，从颜色的变化就知道发酵液的酸碱度。,第四节 沼气池型与结构,一、沼气池类型 农村户用沼气池，一般可按以下五种方式进行分类： 1、按储气方式 有水压式、浮罩式和气袋式三大类，在实际应用中，水压式最为普遍，浮罩式次之。 2、

21、按发酵池几何形状 有圆筒形池、球形池、长方形池、方形池、拱形池、椭球形、池等多种形状，其中，圆筒形池和球形池应用最为普遍。,3、按建池材料 有混凝土结构池、钢筋混凝土结构池、砖结构池、塑料（或橡胶）结构池、玻璃钢结构池、钢丝网水泥结构池、钢结构池等，在实际应用中，最为普遍的是混凝土结构池。 4、按沼气池埋设位置 有地下式、半埋式和地上式，在实际应用中以地下式为主。 5、按发酵温度 有常温发酵池、中温发酵池和高温发酵池。 除上以外，也有按照发酵工艺来分类的。,二、沼气池组成与功能,1、进料口和进料管,进料口位于畜禽舍地面下，由设在地下的进料管与发酵间连通。进料口将厕所、畜禽粪便污水通过进料管流入

22、沼气池发酵间。 进料管内径一般为200-300mm，采取直管斜插于池墙中部或直插于池顶部的方式插于料液中，并与发酵间连通，目的是保持进料顺畅、搅拌方便、施工方便。,2、发酵间和储气室,是沼气池的主体，可分为发酵间和储气室。按一定配料比的发酵原料在发酵间进行发酵，产生的沼气溢出液面进入液面上部的储气室储存。因此，要求发酵间不漏水，储气室不漏气。,3、水压间（出料间）,主要功能是为储存沼气、维持正常气压和便于出料而设置的，其大小与高度由沼气气压和储气量决定，一般水压间容积为沼气池24小时所产沼气的一半。水压间与发酵间的联接，随着出料方式的不同而存在两种方式： 当满足沉降、杀灭寄生虫卵的需要，采取中

23、层出料时，水压间通过安装于发酵间中部的出料管与发酵间连接。 为便于出料、免除一年一度的大换料，采取底层出料时，水压间通过发酵间下部的出料口与发酵间直接相通。,4、活动盖,设计在池盖的顶部，呈瓶塞状，上大下小。活动盖可以按需要开启或关闭，是一个装配式的部件。其功能主要有： （1）在进行沼气池的维修和清除沉渣时，打开活动盖可以排除池内残存有害气体，并利于通风、采光，使操作安全。 （2）当遇到导气管堵塞、气压表失灵等特殊情况，造成池内气压过大时，活动盖即被冲开，从而降低池内气压，使池体得到保护。 （3）当池内发酵表面严重结壳，影响产气时，可以打开活动盖，破碎浮渣层，搅动料液。 (4）在沼气池大换料时

24、，活动盖口可起到吞吐口的作用。,5、导气管,固定在沼气池拱顶最高处或活动盖上的一根内径1.2cm，长25-30cm左右的铜管、钢管或PVC硬塑管等，下端与储气室相通，上端连接输气管道，将沼气输送至农户，用于炊事与照明。,三、沼气池的工作原理,在水压式沼气池中，当发酵产生沼气逐步增多时，气压随之增高（沼气压力的大小可由安装于输气管线路上的压力表或压力计显示），水压间液面和池内液面形成压力差，因而将发酵间内的料液压到水压间，直至内外压力平衡为止。当用户使用沼气时，池内气压下降，水压间中的料液便压向发酵间内，以维持内外压力新的平衡。这样，不断的产气和用气，使发酵间和水压间的液面不断的升降，始终维持压

25、力平衡的状态。,四、户用沼气池的几何尺寸,计算公式:,园柱体容积=3.14RH 拱顶容积(V)=1/63.14f(f+3R) 曲率半径(P)=(R+f)/2f,第二讲 沼气池的运行与日常管理,第一节 沼气池的运行,一、发酵原料的收集和预处理 二、接种物 三、户用沼气池的启动,一、发酵原料的收集和预处理,（一）原料的分类 在自然界中，沼气发酵原料十分广泛和丰富，几乎所有的有机物都可以作为沼气发酵原料，例如农作物秸秆，人、畜和家禽粪便、生活污水，工业和生活有机废物等。根据沼气发酵原料的化学性质和来源，可以分为下几类：1.富氮原料 富氮原料在农村主要是指人、畜和家禽粪便。这类原料颗料较细，含有较多的

26、易分解化合物，氮素的含量也较高，其原料的碳氮比（含碳量与含氮量的比，用C/N表示）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。这种原料是我国农村沼气发酵原料的主要来源之一。该原料的特点是发酵周期较短，产气速度快。,2.富碳原料 这类原料在农村主要指各种农作物秸秆。其碳素含量较高，原料的碳氮比一般都在30/1以上。与人、畜粪便一样，农作物秸秆也是我国农村主要沼气发酵原料之一。农作物秸秆通常是由木质素、纤维素、半纤维素、果胶和蜡质等化合物组成，其产气特点是分解速度较慢，产气周期较长。使用这种原料在入池前需进行预处理，以提高产气效果。,3.其他类型的发酵原料（1）城市有机废物：主要包

27、括人粪、生活污水和有机垃圾、有机工业废水、废渣和污泥等。这类原料一般都富含有机物，但由于来源不同，其化学成分和生产沼气的潜力差异很大，所采取的发酵工艺也不尽相同。 （2）水生植物：主要包括水葫芦、水花生、水白菜及其他水草、澡类等。由于它们的繁殖速度快、产量高，加之组织鲜嫩，易于被微生物分解利用，因此也是沼气发酵的好原料。,（二）沼气发酵原料的配比 根据农村沼气原料的来源、数量和种类，采用科学、适用的配料方法是很重要的。一般原则是： 要适当多加些产甲烷多的发酵原料：为达到多产优质沼气的目的，就必须投入产甲烷数量多的发酵原料； 将消化速度快与慢的原料合理搭配进料，其目的为产气均衡和持久。作物秸秆含

28、纤维素多，消化速度慢，产气速度慢，但持续产气时间长（如玉米秸秆产气持续时间可达90天以上）。人的粪便等原料，消化速度快，产气速度快，但持续时间短（只有30天）。因此应做到合理搭配进料； 要注意含碳素原料和含氮素原料的合理搭配；即要有合适的碳氮比。含碳量高的原料，发酵慢；含氮量高的原料，发酵快，因此应合理搭配。鲜粪和作物秸秆的重量比为2：1左右，以使碳氮比为30：1为宜。,1.碳氮比 正常的沼气发酵要求一定的原料碳氮比。实践证明，原料的碳氮比过高（30/1以上），发酵就不易启动，而且影响产气效果。根据我国农村发酵原料是以人畜粪便、农作物秸秆为主的情况，在实际应用中，原料的碳氮比以25-30：1搭

29、配较为适宜。 目前，启动投料以人畜粪便为主，不提倡作物秸秆直接入池，如果首次投料人畜粪便不足，可适当加入一定数量的已经过切碎并经过堆沤的稻麦秆，加快启动。,2.浓度 在沼气发酵中保持适宜的发酵料液浓度，对于提高产气量，维持产气高峰是十分重要的。发酵料液浓度是指原料的总固体（或干物质）重量占发酵料液重量的百分比。 在我国农村，根据原料的来源和数量，沼气发酵通常采用具6%-10%的发酵料液浓度是较适宜的。在这个范围内，夏季由于气温高，原料分解快，发酵料液浓度可适当低一些，一般以6%左右为好；在冬季，由于原料分解较慢，应适当提高发酵料液浓度，通常以10%为佳。 一般8立方米的沼气池投料配比：鲜猪粪1

30、500公斤，接种物800公斤（夏天可少些），水4000公斤。,3粪草比 所谓粪草比，是指投入的发酵原料中，粪草的重量与秸秆类重量之比。在沼气池第一次投料启动时，混合原料中的粪草比是影响产气效果的一个重要因素。考虑到农村目前的实际情况，在生产应用中，粪草比一般应达到2：1以上。这样，发酵启动快，产气效果好，否则差。,（三）原料堆沤刚消过毒的畜禽粪便、酸性或碱性太重的物质及有毒植物等不能进入沼气池。 对消过毒的畜禽粪便应堆沤一段时间后再入池，如果以秸秆作发酵原料时，应切短并作堆讴等预处理，但由于秸秆含碳多、含氮少，所以常与含氮多的畜粪便配合使用。,二、接种物,（一）接种物的作用有机废物厌氧分解产生

31、甲烷的过程，是由多种沼气微生物来完成的。因此，在沼气发酵池启动运行时，加入足够的所需微生物特别是产甲烷微生物作为接种物（亦称菌种）是极为重要的。原料以堆沤而又添加活性污泥作接种物，产甲烷速度很大，第六天所产沼气中的甲烷含量可达50%以上。发酵33天，甲烷含量达到72%左右。这说明沼气发酵必须有大量菌种，而且接种量的大小与发酵产气有直接的关系。,（二）接种物的富集培养为了获得足够的质量好的接种物，必须对接种物进行富集培养。 富集培养的主要办法是：选择活性较强的污泥，使其逐渐适应发酵的基质和发酵温度，然后逐步扩大，最后加入沼气池作为接种物。,（三）接种物的来源城市下水污泥、湖泊、池塘底部的污泥、粪

32、坑底部沉渣都含有大量沼气微生物，特别是屠宰场污泥、食品加工厂污泥，由于有机物含量多，适于沼气微生物的生长，因此是良好的接种物。大型沼气池投料时，由于需要量大，通常可用污水处理厂厌氧消化池里的活性污泥作接种物。在农村，来源较广、使用最方便的接种物是沼气池本身的污泥。,（四）接种量新建沼气池第一次投料时，应加入占发酵料液总重量1530%的接种物。采用下水道污泥作为接种物时，接种量一般为发酵料液的15%以上；采用老沼池发酵液作为接种物时，接种数量应占总发酵料液的30%以上，若以底层污泥作接种物时，接种数量应占总发酵料液的10%以上。使用较多的秸秆作为发酵原料时，需加大接种物数量，其接种量一般应大于秸

33、秆重量。,三、户用沼气池的启动,新池或大换料的沼气池，经过一段时间养护，试压后确定不漏气不漏水，即可投料。 （一）准备 发酵原料按要求做好预处理。并准备好接种物，接种物数量，以相当于发酵原料15%-30%为宜。,（二）投料 将准备好的发酵原料和接种物混合在一起，投入池内。所投原料的浓度不宜过高，一般控制在干物质含量6%左右为宜。以粪便为主的原料，浓度可适当低些。（三）加水封池 发酵池中的料液量应占池容积的85%，剩下的15%作为气箱。加水后立即将活动盖密封好。,（四）放气试火 当沼气压力表上的水柱达到40cm以上时，应放气试火。放气1-2次后，由于产甲烷菌数量的增长，所产气体中甲烷含量逐渐增加

34、，所产生的沼气即可点燃使用。（五）启动完成 当池中所产生的沼气量基本稳定，并可点燃使用后，说明沼气池内微生物数量、酸化和甲烷化细菌的活动已趋于平衡，PH值也较适宜，这时沼气发酵的启动阶段结束，进入正常运转 。,第二节 沼气池的日常管理,沼气池启动后，加强日常管理，控制好发酵过程，是提高产气率的重要技术措施。要使沼气系统经久不衰地产气好、产气旺，必须把沼气池当着有生命的生物体看待，不能当着垃圾坑。应按照沼气微生物生长繁殖规律，加强沼气系统的科学管理。,（一）严禁毒物进入沼气池 沼气池内，沼气微生物接触到有害物质时就会中毒，致使沼气池停止产气。因此，不要向池内投入以下有害物质:各种巨毒农药，特别是

35、有机杀菌剂、抗菌素、驱虫剂等；重金属化合物、含有毒物质的工业废水、盐类；刚消过毒的畜禽粪便；喷洒了农药的作物茎叶；能做土农药的各种植物，如苦皮藤、桃树叶、百部、马钱子果；辛辣物，如葱、蒜、辣椒、韭菜、萝卜等；电石、洗衣粉、洗漱污水等。 如果发现沼气池中毒，应该将沼气池发酵料液取出一半，再投入一半新料，加入一定量的接种物，以促进正常产气。,（二）吐故纳新促进新陈代谢 加入沼气池的发酵原料，经沼气细菌发酵产生沼气，原料的营养成分会逐渐被消耗，为保证沼气细菌有充足的食物和进行正常的新陈代谢，使沼气池产气正常而持久，就要不断地补充新鲜的发酵原料、更换部分旧料，做到勤加料、勤出料。沼气池加新料一般要在产

36、气量高峰没有下降以前进行，即在启动后20天，最迟不得超过30天。,1.进出料的数量 根据农村家用池发酵原料的特点，一般每隔5-10天进、出料的各5%为宜。也可按每立方米沼气量进干料3-4kg计算。对于畜禽舍和厕所与沼气池“三结合”的池子，人、畜粪尿可每天不断自动流入池内，其他类型的可每隔数天进一次料 。2.平时进、出料应注意的问题 原则上是出多少、进多少，以便保持气箱容积； 顺序为先出后进； 出料时应使剩下的料液液面不低于进料管和出料管的上沿，以免池内沼气从进料管和出料管跑掉；出料后要及时补充新料，若一次发酵原料不足，可加入一定数量的水，以保持原有水位，使池内沼气具有一定的压力。,（三）适时搅

37、拌破壳均质 沼气池在不搅拌的情况下（静态发酵），发酵料液按其比重和自然沉降规律，从上到下明显的逐步分成浮渣层、清夜层、活性层和沉渣层。这样的分层分布，对微生物以及产气是很不利的。为了改变这种不利状况，就需要采取搅拌措施，变静态发酵为动态发酵。,搅拌沼气池内的发酵料液有三个好处： 一是能使沼气池内的发酵原料与沼气微生物分布均匀，并充分接触。这样沼气微生物的营养好，使其迅速生长繁殖，有利于提高产气率； 二是可以打破浮渣结壳层，提高发酵原料的分解利用率，使中、下层所产生的附着在发酵原料上的沼气，由小气泡聚积成大气泡，并上升到气箱内； 三是可以改善沼气微生物的生活环境，使它不断的获得新的养料，也使沼气

38、池内的温度均衡提高池内温度。,常用的搅拌方法有三种： 发酵液回流搅拌：是从沼气池的出料间将发酵液取出（抽出），然后从进料口冲入沼气池内，产生较强的液体回流，达到搅拌的目的。 沼气回流搅拌：是将沼气从池底部冲进去，产生较强的气体回流，达到搅拌的目的。 机械搅拌：是通过机械装置运转（如小型电动污物泵），将出料间的料液抽出，再回流进进料口，进行电动液体搅拌。 一般每隔57天搅拌一次 。,（四）保持沼气池内发酵原料适宜的浓度 根据多年的实践，户用沼气池适宜的发酵浓度应该控制在6-10%之间。 夏季和初秋池温高，原料分解快，浓度可适当低一些，一般控制在6-8%； 冬季、初春池温低，原料分解慢，发酵料液浓

39、度应提高到8-10%为宜。,（五）监控沼气发酵料液酸碱度变化 沼气微生物适宜在中性或微碱性的环境条件下生长繁殖,过酸或过碱，对沼气微生物活动都不利。酸碱度一般控制在6.87.5为好。每周检查一次即可。 沼气池如果不按照沼气发酵工艺条件调控，一般出现偏酸的情况较多，特别是发酵初期，由于投入的纤维类原料多，而接种物不足，常会使酸化速度加快，大大超过甲烷化速度，造成挥发酸大量积累，使酸碱度下降到6.5以下，抑制沼气细菌活动，使产气率下降。,发酵原料是否过酸，可用酸碱度试纸测定。确定原料过酸后，可用三种方法调节。1.取出部分发酸原料，补充相等数量或稍多一些含氮多的发酵原料和水；2.将人、畜粪尿拌入草木

40、灰，一同加到沼气池内，不但可以调节酸碱度，而且还能提高产气率；3.加入适量的石灰澄清液，并与发酸液混合均匀，避免强碱对沼气细菌活性的破坏。,（六）保温增温安全过冬 冬季气温低，沼气池内的温度下降，沼气产量受到一定影响，为了使冬季产气好，必须加强越冬管理。采取的主要措施是： 1、多加豆腐坊、酒坊、粉坊、屠宰场下脚料、废水、牛尿、蚕沙等热性发酵原料，提高池内发酵温度。同时在沼气池顶盖板上用塑料薄膜覆盖，再铺上厚厚的稻草保温。 2、用日光温室或简易温棚为沼气池保温。 冬季严禁冰冷的雨水从沼气池四周及顶盖缝隙中进入沼气池，严禁卫生间、猪圈过量冷水进入沼气池。,（七）察“颜”观色调控发酵 一般观察出料口

41、的料液进行判断。 1.料液呈灰色、清淡，表明发酵原料不足，接种物少，产气量小。调控措施：增加原料投放量和接种物并搅拌，减少进水量。 2.料液呈黄色，出料口翻沼渣，表明发酵浓度过大，池内可能产生接壳层，料液偏酸。调控措施：排除部分沼渣，并定期出料勤搅拌，增加水量。 3.料液呈黑水，表面有白膜或油膜，烧燃时火焰呈黄色,表明料液偏酸。调控措施：增加接种物投放量并搅拌，加入适量的石灰水澄清液或草木灰。 4.料液呈酱色，液面有泡沫层，表明发酵产气正常。,第三讲 沼气池的安全使用,一、安全发酵 二、安全管理 三、安全用气 四、安全出料、检修 五、沼气事故一般抢救方法,一、安全发酵 1、进料时，各种剧毒农药

42、或刚喷洒了农药的作物茎叶，刚消过毒的畜禽粪便；各种植物如：大蒜、韭菜、葱、苦皮腾、马钱子果等；重金属化合物，如：盐类、电石、洗衣粉等都不能进入沼气池，以防杀死沼气微生物，若发生这种情况，应将池内发酵料液全部清除，并用清水将沼气池冲洗干净，然后重新加料启动。 2、严禁把油枯、骨粉、棉籽饼和磷矿粉加入沼气池，以防产生对人体有严重危害的剧毒气体磷化三氢。,二、安全管理 1、沼气池进、出料口都要加盖，并使之牢固，防止人、畜掉入池内，造成伤亡。 2、要经常观察压力表上度数的变化，当池子产气旺盛，池内压力过大时，要立即用气或放气；严禁人为加高进、出料口，增大沼气负荷，防止胀坏气箱，冲开池盖。严禁在沼气池附

43、近用火。 3、一次性加入沼气池的料数量较大时，应缓慢加入，同时观察压力表读数，如过高则打开导气管放气减压。一次出料较多，当压力表读数接近“0”时，应打开沼具开关吸气，以免产生负压，损坏池子。,4、日常维护 。对于输配系统的管理，不能单纯依靠发生故障后再去排除，则应加强日常维护，尽量减少故障发生。日常维护包括以下内容：(1)每年对输配系统进行一次气密性测验，方法与验收时一样，如有漏气现象，加以排除。(2)开关使用半年左右，应在旋塞上加黄油密封和润滑；如旋塞磨损，不能与螺母密合，应进行更换。(3)定期排除凝水器中的冷凝水。(4)经常检查管道接头，发现松弛，重新接好；不合格的老化管道，要重新更换。(

44、5)脱硫器使用半年左右，应对脱硫剂进行再生。,三、安全用气 1、日常使用沼气要坚持先点火后开气（电子点火沼气灶除外），避免开气后隔较长时间再点火而造成意外，用完气后要随即关上开关。要教育小孩不要在沼气池附件处玩弄明火，不要随意玩弄沼气配套设施。 2、沼气池刚产气时，沼气中甲烷含量低，电子打火还不能点燃，要先点燃引火物，在扭开开关，先开小一点，待点燃后在全部打开。 3、沼气灯、灶具和输气管要远离柴草等易燃物品，以防失火。一旦发生火灾，应立即关闭开关（灶前开关和池前开关），切断气源。沼气灯与屋顶（特别是木板房和茅屋）要保持规定距离，一般应在50cm以上。,4、严禁在沼气池导气管口和进出料口或输气管

45、点火，以免引起回火，造成沼气池爆炸，危害生命财产。 5、如在室内闻到臭鸡蛋味时，应迅速切断气源和电源，打开门窗通风，将沼气排出室外。人要及时离去，这时千万不能使用明火，以防引起火灾。当臭鸡蛋味全部消失后，立即检查漏气部位，检修好后方可用气。 6、沼气灯和沼气炉不要放在衣服、柴草等易燃品附近，点火或燃烧时要注意安全。 7、应经常检查输气系统（如输气管道、开关、接头）是否漏气和是否畅通。若有漏气，应及时采取措施检修漏气部位、进行室内空气流通、充分换气后才能点火。若发生导气管道堵塞须马上清理。,四、安全出料、检修 1、沼气池的日常维修、出料必须请有资质的沼气后续服务管理人员或持证技工现场亲自操作或在

46、其指导下操作，严禁非专业人员与建池户私自协商、承揽沼气池进出料、维修等业务，防止发生人员窒息伤亡事故。,2、大出料和维修 一定要做好安全防护措施。首先揭开活动盖口，敞开几小时后，先出掉浮渣和池内部分料液，使进、出料口和活动盖口三口通风，用污泥泵抽净池内料液，清水冲洗沼气池并将水抽出，并用鼓风设备从进料口向池内鼓风，排除池内残留沼气，放置七天以上；其次下池前用小动物（鸡、鸭、兔等）放入池内，观察1015分钟，如动物活动正常，方可入池，但必须继续鼓风。如动物出现异常反应，甚至昏迷，表明池内严重缺氧或有残存的毒性气体，这时，严禁人员进入池内。每年大出料必须使用机具出料，人不下池，既方便，又安全。,3

47、、下池检修人员，腋下要拴上牢固结实的安全绳，池上必须要有两名以上强壮的成年人看护，严禁单人下池操作。一旦下池人员有头晕、发闷等不舒适的感觉，看护人员要立即拉安全绳，将人救出池外。严禁下池救人，以免发生多人同时窒息性中毒事故。 4、揭开活动盖时，不要在沼气池周围点火吸烟。进池出料、维修，只能用手电筒照明或镜子反光照明，禁止使用明火。,4、禁止向池内丢明火，烧余气，防止失火、烧伤或引起池子爆炸。 5、不要在使用燃具时抽料，因抽料产生的负压会将火种吸入管道内甚至池内造成危害。 6、对停用多年的沼气池出料更要特别注意，因为在池内粪壳和沉渣下面还积有一部分沼气。如麻痹大意，轻率下池，不按安全操作规程办事

48、，很可能发生窒息中毒事故。,五、沼气事故一般抢救方法 1、一旦发生池内人员昏倒，应立即应立即人工向池内输入新鲜空气，并提起安全带拉人出池，将窒息人员抬到地面避风处，解开上衣和裤带，采取给氧、保暖等急救措施，并就近送医院抢救。切不可盲目下池抢救，以免发生连续窒息中毒事故。 2、沼气引发着火后，若池内着火，要从沼气池口往池内泼水灭火，并尽快将人员救出池外 。如果不慎人身上着火，应迅速脱掉着火的衣服，或卧地慢慢打滚，或跳入水中，或由他人采取各种办法进行灭火。严禁用手扑打或奔跑。灭火后，先解开被烧衣服，用清水冲洗身上污物，并用清洁衣服或被单裹住伤口或全身，然后送医院急救。,第四讲 沼气池常见故障及处理

49、方法,一、沼气池故障 二、发酵系统故障 三、输配系统故障 四、输配装置故障,一、沼气池故障 1、漏水漏气产生的病态。是沼气池的问题，应采取措施进行修补。 （1）压力低时压力表上升快，压力高时压力表上升慢，当到一定压力时就不再上升。原因：沼气池漏气；沼气池气箱和发酵间交接部位有漏洞，零压水位低，发酵液面与进、出料口的下沿相平，沼气从进、出料口溢出。 排除方法：清理沼气池，修补漏洞或重新粉刷密封；加入发酵原料和水，提高零压水位，使池内发酵液面上升至高于进、出料口上沿。,（2）开始产气正常，以后明显下降，或者压力表指针不上升，打开开关后，指针不动。 原因：沼气池漏气或活动盖漏气。 排除方法：先查活动

50、盖是否漏气，若不漏气再查池体是否漏气或漏水，若漏则清池进行修补。 2、水压箱容积小的病态 表现为压力表压力虽高，但气很快烧完。 原因：池内装料太满；水压箱容积太小。 排除方法：清出部分料液，使零压液面与水压箱底齐平；扩大水压箱容积或增加一个水压箱副箱。,3、发酵受到阻抑而产生的病态。是发酵过程中酸化与甲烷化的不平衡造成乙酸大量积累，其原因有3点：发酵原料过浓，产酸量大；酸性原料过多；甲烷菌种缺乏，酸的利用率不高，也就是酸化和甲烷化不平衡，酸大量积累。 从沼气发酵的角度来看，产生“病态池”的根本原因是配料不当，管理不善和缺乏甲烷菌种，以致挥发酸大量增加，PH值下降，造成发酵停滞。 解决的办法：加