论文部分内容阅读
自2001年以来，寿光市在农业部户用沼气池建设项目的带动下，各村相继建成了许多经济实用的户用沼气池，不仅解决了生活用燃能问题，而且改善了环境卫生条件，减少了蚊蝇的滋生地及一些病害的传播；更重要的是使人畜粪便、作物秸秆等生活生产垃圾变成了生产无公害蔬菜等农产品的优质有机肥料，促进了农民增收，取得了显著的经济、生态和社会效益，为社会主义新农村建设开辟一条新的途径。
1 发酵原料的碳氮比要适宜
沼气发酵原料是沼气微生物赖以生存的物质基础，也是沼气微生物进行生命活动和产生沼气的营养物质。在农村，可以产生沼气的原料多种多样，如人畜粪便、作物秸秆、青杂草、树叶、蔬菜茎叶、垃圾、阴沟污泥及工业上含有机物质的废水、废渣等。
沼气池能否正常发酵和原料中的碳氮比有很大关系。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25～30倍。因此，在其它条件都具备的情况下，碳氮比例配成25～30：1，可使沼气发酵在合适的速度下进行。如果比例失调，就会影响产气和微生物的生命活动。因此，制取沼气不仅要有充足的原料，还应注意各种发酵原料中碳氮的合理搭配。特别是含纤维多的原料(秸秆、草料等)与含氮多的原料(如人畜粪便等)必须配合使用。农村常用沼气发酵原料的碳氮比见表1。
几年的实践使我们认识到，单用一种发酵原料产气效果较差。采取人粪尿占整个发酵原料(包括水分)10％左右，猪牛粪、秸秆、青草等占40％左右，水分50％左右，这样的比例产气效果比较好。农村沼气发酵原料来源不同，配料不应强求一致，应因地制宜，就地取材，综合进行，尽量做到合理使用。
2 要备足接种物(菌种)
有机物质厌氧分解产生甲烷的过程，是由多种沼气菌等微生物参与完成的。因此，在发酵过程中，加入足够量的接种物(亦称菌种)是非常重要的，这是人工制取沼气的内因。而沼气发酵的核心微生物菌落存在于一切具备厌氧条件和含有机物的地方。采集菌种的来源主要有如下几处：沼气池、池塘底部；阴沟污泥、积水粪坑、动物粪便之中；屠宰场、酿造厂、豆制品厂、副食品加工厂等阴沟及人工厌氧消化装置之中。由于各种厌氧消化污泥中含有大量的沼气微生物，具有很高的生物活性，所以又称“活性污泥”。新建的沼气池加入丰富的沼气微生物群落，目的是为了很快地启动发酵，使其在新的条件下繁殖增长，不断富集，以保证大量产气。农村户用沼气池一般加入接种物的量为总投料量的10％－30％。在其它条件相同的情况下，加大接种量，不仅产气快、气质好，而且启动时不易出现问题等，具体数据见表2。
3 原料的预处理
为了加快原料的发酵速度，增加沼气产量，原料应堆沤后再下池。特别是麦秆、谷草、青杂草、玉米秆等纤维性物质，必须堆沤。因这些原料表面有一层蜡质，如不处理，不但很难腐烂，而且人池后浮在表面，不易和其它原料混合均匀，多漂浮结壳。
原料的预处理可以起到富集菌种、富集热量、防止酸化、不易结壳等作用，一般可提高20％左右的产气量。
堆沤处理的方法有两种：①池外堆沤。先将作物秸秆，铡成5—6 cm长的段，或进行粗粉碎。起堆时分层加入占干料重1％～2％的石灰或草木灰，以破坏秸秆表面的蜡质层，并中和堆沤时产生的有机酸。然后再层层泼洒一些人畜粪尿或沼气液肥、污水，加水量以料堆下部不流水，而秸秆充分湿润为度。料堆上覆塑料薄膜或糊一层稀泥。堆沤时间夏季2—3天、冬季5～7天为宜。当堆内发热烫手时(50—60℃)，要立即翻堆，把堆外的翻入堆内，并补充些水分，待大部分秸秆颜色呈棕色或褐色时，即可投入沼气池内发酵。②池内堆沤。池内堆沤比池外堆沤的能量和养分损失要少一些，而且可以利用堆沤时产生的热量来增高池温。新池进料前应先将沼气池内试压的水取出，老池大换料时也要把发酵液基本取出(留下菌种部分)，然后按比例配料，可以在池外拌匀后装入沼气池，也可将粪、草，一层一层地交替，均匀装入池内。要求草料充分湿润，但池底基本不积水。将活动盖口用塑料薄膜盖好，当发酵原料的温度上升到50℃时，再加水至零水位线，封好活动盖。应用这种方法，能够增高池温，加快启动，提早产气。
4 适宜的发酵浓度
农村户用沼气池的负荷常用容积有机负荷表示，即单位容积沼气池每天所承受的有机物的数量。通常以"kgCOD／(m3·d)”为单位，常用发酵浓度来体现。适宜的干物质浓度为4％－10％，即发酵原料的含水量为90％～96％。发酵浓度随着温度的变化而变化，夏季一般为6％左右。冬季一般为8％一10％。浓度过高或过低，都不利于沼气发酵。浓度过高，则含水量过少，发酵原料不易分解，并容易积累大量酸性物质，不利于沼气菌的生长繁殖，影响正常产气。浓度过低，则含水量过多，单位容积里的有机物含量相对减少，产气量也减少，不利于沼气池的充分利用。根据实践经验，配料时，应使杂草、秸秆和人畜粪便等约占全池的一半，另一半加水(最好是晒过的水，严禁直接加自来水)，这样就可保证产气快而多。
5 装料方法
装料时，要把活动盖板打开，以免装料时池内空气压力突然增大，导致沼气池胀裂。农村户用沼气池配料比例为接种物：原料：水=l：2：5。例如8 m3的沼气池接种物为0．8 m3左右，原料为1．8 m3左右，水为5 m3左右。装料完毕后，密闭活动盖板。 沼气池在夏天装料1-2天后，冬季装料7天左右，即可产气使用。有的沼气池在产气初期，产气量虽然较大，但10多天甚至一个多月都不能点燃，这是因为沼气中甲烷含量少，二氧化碳等气体含量较多。产生这种情况是由于原料尚未充分发酵，生成的甲烷数量少；或者由于发酵粪液偏酸，抑制了甲烷菌的生长繁殖。遇到这种情况，一般无须作特殊处理，可连续将气体放掉，几天后就逐步正常了。如果几天后粪液仍偏酸，可取出部分料液，加入等量的新料液，稀释挥发酸，或添加适量的草木灰、石灰澄清液调整酸碱度。
6 经常搅动
经常搅动池液，使甲烷菌等细菌与发酵原料均匀接触，可增加沼气产量。通过搅动，能把下层沉淀的原料搅起来，使池液浓度和池内温度较为均匀，发酵菌种迅速扩散，增加发酵菌与发酵原料的接触面，以加快原料发酵。同时，还能打破池内发酵物表面的结壳或防止结壳形成。
搅动方法：一般农村户用沼气池，可用长把粪勺或其它器具从进、出料间伸入发酵间中来回搅动，或是从运料间弄出部分粪液，再从进料间倒入池内冲动池液。几年来，我们在户用沼气池的活用盖上设计安装了一个搅拌器，起到了很好的搅拌效果。
7 保持适宜的酸碱度
保持适宜的酸碱度，也是提高沼气产量的有效途径。沼气发酵的酸碱度以6．5—7．5(pH值)为宜。为了保持沼气发酵所需的酸碱环境，在进料及整个发酵期间，要经常观察和调节发酵液的酸碱度。 测定方法：①用一张pH试纸蘸一点发酵液，立即观察试纸颜色的变化，并与标准板比较，即可测出发酵液的酸碱度。②燃烧时有红黄火，说明发酵液偏酸。 加料后，通过一段时间的正常发酵，如发现发酵液偏酸，或发现有红黄火焰，可取出一些旧料，加进等量的新料，或者加入适量的石灰水澄清液或草木灰，这样可起到调节酸碱度的作用，使沼气池正常产气。
8 越冬管理措施
冬季气温低，沼气池内的温度下降，沼气产量受到一定影响。但是，只要采取有效的越冬措施，加强科学管理，冬季是完全能正常产气、保证需要的。沼气池的冬季管理，冬前(10月底)多抽出一些陈料，多投进一些牛、马粪等热性原料，防止沼气池“空腹”过冬。在入冬前，及时对沼气池进行越冬保温管理。主要方法有：①用简易温棚为户用沼气池保温。暂时没有建造地上畜禽舍的户用沼气池，在入冬前，要在沼气池上搭建简易温棚，将沼气池包在里面；或用秸秆或塑料薄膜覆盖沼气池保温，尤其要及早做好进、出料口及水压池等直接和外界接触、散热量较大处的保温措施。②利用太阳能畜禽舍为户用沼气池保温。与太阳能畜禽舍相结合，建造的“三位一体”沼气系统，在入冬(10月底)前，要及时将太阳能畜禽舍顶面。用塑料薄膜覆盖进行保温。③用日光温室为沼气池保温。与日光温室相结合，建造的“四位一体”户用沼气池系统，在入冬(10月底)前，要及时将日光温室顶面，用塑料薄膜覆盖进行保温。
加强保温的同时还应注意做到勤出料、勤加料，并注意发酵液pH值的变化，使其保持6．5—7．5之间，以确保户用沼气池冬季正常运行和使用，发挥其最大的综合效益。
1 发酵原料的碳氮比要适宜
沼气发酵原料是沼气微生物赖以生存的物质基础，也是沼气微生物进行生命活动和产生沼气的营养物质。在农村，可以产生沼气的原料多种多样，如人畜粪便、作物秸秆、青杂草、树叶、蔬菜茎叶、垃圾、阴沟污泥及工业上含有机物质的废水、废渣等。
沼气池能否正常发酵和原料中的碳氮比有很大关系。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25～30倍。因此，在其它条件都具备的情况下，碳氮比例配成25～30：1，可使沼气发酵在合适的速度下进行。如果比例失调，就会影响产气和微生物的生命活动。因此，制取沼气不仅要有充足的原料，还应注意各种发酵原料中碳氮的合理搭配。特别是含纤维多的原料(秸秆、草料等)与含氮多的原料(如人畜粪便等)必须配合使用。农村常用沼气发酵原料的碳氮比见表1。
几年的实践使我们认识到，单用一种发酵原料产气效果较差。采取人粪尿占整个发酵原料(包括水分)10％左右，猪牛粪、秸秆、青草等占40％左右，水分50％左右，这样的比例产气效果比较好。农村沼气发酵原料来源不同，配料不应强求一致，应因地制宜，就地取材，综合进行，尽量做到合理使用。
2 要备足接种物(菌种)
有机物质厌氧分解产生甲烷的过程，是由多种沼气菌等微生物参与完成的。因此，在发酵过程中，加入足够量的接种物(亦称菌种)是非常重要的，这是人工制取沼气的内因。而沼气发酵的核心微生物菌落存在于一切具备厌氧条件和含有机物的地方。采集菌种的来源主要有如下几处：沼气池、池塘底部；阴沟污泥、积水粪坑、动物粪便之中；屠宰场、酿造厂、豆制品厂、副食品加工厂等阴沟及人工厌氧消化装置之中。由于各种厌氧消化污泥中含有大量的沼气微生物，具有很高的生物活性，所以又称“活性污泥”。新建的沼气池加入丰富的沼气微生物群落，目的是为了很快地启动发酵，使其在新的条件下繁殖增长，不断富集，以保证大量产气。农村户用沼气池一般加入接种物的量为总投料量的10％－30％。在其它条件相同的情况下，加大接种量，不仅产气快、气质好，而且启动时不易出现问题等，具体数据见表2。
3 原料的预处理
为了加快原料的发酵速度，增加沼气产量，原料应堆沤后再下池。特别是麦秆、谷草、青杂草、玉米秆等纤维性物质，必须堆沤。因这些原料表面有一层蜡质，如不处理，不但很难腐烂，而且人池后浮在表面，不易和其它原料混合均匀，多漂浮结壳。
原料的预处理可以起到富集菌种、富集热量、防止酸化、不易结壳等作用，一般可提高20％左右的产气量。
堆沤处理的方法有两种：①池外堆沤。先将作物秸秆，铡成5—6 cm长的段，或进行粗粉碎。起堆时分层加入占干料重1％～2％的石灰或草木灰，以破坏秸秆表面的蜡质层，并中和堆沤时产生的有机酸。然后再层层泼洒一些人畜粪尿或沼气液肥、污水，加水量以料堆下部不流水，而秸秆充分湿润为度。料堆上覆塑料薄膜或糊一层稀泥。堆沤时间夏季2—3天、冬季5～7天为宜。当堆内发热烫手时(50—60℃)，要立即翻堆，把堆外的翻入堆内，并补充些水分，待大部分秸秆颜色呈棕色或褐色时，即可投入沼气池内发酵。②池内堆沤。池内堆沤比池外堆沤的能量和养分损失要少一些，而且可以利用堆沤时产生的热量来增高池温。新池进料前应先将沼气池内试压的水取出，老池大换料时也要把发酵液基本取出(留下菌种部分)，然后按比例配料，可以在池外拌匀后装入沼气池，也可将粪、草，一层一层地交替，均匀装入池内。要求草料充分湿润，但池底基本不积水。将活动盖口用塑料薄膜盖好，当发酵原料的温度上升到50℃时，再加水至零水位线，封好活动盖。应用这种方法，能够增高池温，加快启动，提早产气。
4 适宜的发酵浓度
农村户用沼气池的负荷常用容积有机负荷表示，即单位容积沼气池每天所承受的有机物的数量。通常以"kgCOD／(m3·d)”为单位，常用发酵浓度来体现。适宜的干物质浓度为4％－10％，即发酵原料的含水量为90％～96％。发酵浓度随着温度的变化而变化，夏季一般为6％左右。冬季一般为8％一10％。浓度过高或过低，都不利于沼气发酵。浓度过高，则含水量过少，发酵原料不易分解，并容易积累大量酸性物质，不利于沼气菌的生长繁殖，影响正常产气。浓度过低，则含水量过多，单位容积里的有机物含量相对减少，产气量也减少，不利于沼气池的充分利用。根据实践经验，配料时，应使杂草、秸秆和人畜粪便等约占全池的一半，另一半加水(最好是晒过的水，严禁直接加自来水)，这样就可保证产气快而多。
5 装料方法
装料时，要把活动盖板打开，以免装料时池内空气压力突然增大，导致沼气池胀裂。农村户用沼气池配料比例为接种物：原料：水=l：2：5。例如8 m3的沼气池接种物为0．8 m3左右，原料为1．8 m3左右，水为5 m3左右。装料完毕后，密闭活动盖板。 沼气池在夏天装料1-2天后，冬季装料7天左右，即可产气使用。有的沼气池在产气初期，产气量虽然较大，但10多天甚至一个多月都不能点燃，这是因为沼气中甲烷含量少，二氧化碳等气体含量较多。产生这种情况是由于原料尚未充分发酵，生成的甲烷数量少；或者由于发酵粪液偏酸，抑制了甲烷菌的生长繁殖。遇到这种情况，一般无须作特殊处理，可连续将气体放掉，几天后就逐步正常了。如果几天后粪液仍偏酸，可取出部分料液，加入等量的新料液，稀释挥发酸，或添加适量的草木灰、石灰澄清液调整酸碱度。
6 经常搅动
经常搅动池液，使甲烷菌等细菌与发酵原料均匀接触，可增加沼气产量。通过搅动，能把下层沉淀的原料搅起来，使池液浓度和池内温度较为均匀，发酵菌种迅速扩散，增加发酵菌与发酵原料的接触面，以加快原料发酵。同时，还能打破池内发酵物表面的结壳或防止结壳形成。
搅动方法：一般农村户用沼气池，可用长把粪勺或其它器具从进、出料间伸入发酵间中来回搅动，或是从运料间弄出部分粪液，再从进料间倒入池内冲动池液。几年来，我们在户用沼气池的活用盖上设计安装了一个搅拌器，起到了很好的搅拌效果。
7 保持适宜的酸碱度
保持适宜的酸碱度，也是提高沼气产量的有效途径。沼气发酵的酸碱度以6．5—7．5(pH值)为宜。为了保持沼气发酵所需的酸碱环境，在进料及整个发酵期间，要经常观察和调节发酵液的酸碱度。 测定方法：①用一张pH试纸蘸一点发酵液，立即观察试纸颜色的变化，并与标准板比较，即可测出发酵液的酸碱度。②燃烧时有红黄火，说明发酵液偏酸。 加料后，通过一段时间的正常发酵，如发现发酵液偏酸，或发现有红黄火焰，可取出一些旧料，加进等量的新料，或者加入适量的石灰水澄清液或草木灰，这样可起到调节酸碱度的作用，使沼气池正常产气。
8 越冬管理措施
冬季气温低，沼气池内的温度下降，沼气产量受到一定影响。但是，只要采取有效的越冬措施，加强科学管理，冬季是完全能正常产气、保证需要的。沼气池的冬季管理，冬前(10月底)多抽出一些陈料，多投进一些牛、马粪等热性原料，防止沼气池“空腹”过冬。在入冬前，及时对沼气池进行越冬保温管理。主要方法有：①用简易温棚为户用沼气池保温。暂时没有建造地上畜禽舍的户用沼气池，在入冬前，要在沼气池上搭建简易温棚，将沼气池包在里面；或用秸秆或塑料薄膜覆盖沼气池保温，尤其要及早做好进、出料口及水压池等直接和外界接触、散热量较大处的保温措施。②利用太阳能畜禽舍为户用沼气池保温。与太阳能畜禽舍相结合，建造的“三位一体”沼气系统，在入冬(10月底)前，要及时将太阳能畜禽舍顶面。用塑料薄膜覆盖进行保温。③用日光温室为沼气池保温。与日光温室相结合，建造的“四位一体”户用沼气池系统，在入冬(10月底)前，要及时将日光温室顶面，用塑料薄膜覆盖进行保温。
加强保温的同时还应注意做到勤出料、勤加料，并注意发酵液pH值的变化，使其保持6．5—7．5之间，以确保户用沼气池冬季正常运行和使用，发挥其最大的综合效益。