农村沼气生态工程南方模式技术讲义

1、农村沼气生态工程南方模式技 术 讲 义江西省赣州市农业局高级工程师作者 王 翔江西省农业厅农村沼气生态工程技术 （一）沼气池建设1、沼气及沼气池的基本知识（1）、中国沼气开发利用发展史中国是研究推广沼气较早的国家，早在十九世纪八十年代，广东省潮梅地区一带民间就开始人工制取沼气的活动。二十世纪初，台湾省新竹县竹东镇罗国瑞先生开始对人工制取沼气进行了深入的研究。到1920年，建成了中国第一个比较完备而具有实用推广价值的沼气池（时称中华国瑞天然瓦斯库），并在潮梅先后建造了十几个，解决了全家炊事照明问题。1929年在广东汕头市新兴路42号开办了中国第一个推广沼气的商业机构-汕头市国瑞瓦斯汽灯公司，招聘

2、技术人员进行建池培训，将沼气池推广到揭阳、清远、兴宁、焦岭、大埔、广州、深圳、香港等地。1931年，公司迁往上海，当时政府工商部批准了沼气池专利，实业部发给营业执照。到1934年，分公司遍及14个省、21个市、15个县。直到1942年秋，因抗日战争爆发而停办。第二次大办沼气是在1958年。原“汉口开然瓦斯库传习所”技术人员、中南材料学研究所工程师姜子纲同志，响应党中央关于“动脑筋、想办法，采用多种途径寻找新能源”的号召，提出了生产沼气替代石油的建议，湖北省委很重视，不久批准了这个方案。姜子纲同志用了2个月时间建好沼气池，投料发酵正常。湖北省委在武昌召开了全省推广沼气现场会，人民日报、长江日报头

3、版头条予以报道，中央农业部于1958年举办了中国第一期培训班。毛泽东主席参观了沼气的展览后，发出了“这要好好地推广”的指示。但由于当时技术装备、建筑材料等条件制约，没有坚持下来。然而为中国第三次研究推广沼气做好了前期准备。第三次推广沼气是从1979年国家农业部接管推广工作后开始，经历了池型设计、建筑材料、沼气发酵、残余物的利用技术装备等，全方位的研究攻关、试验推广、总结提高，取得阶段性成果，从而走上了健康的、成熟的、系统的发展路子，在推广应用方面，由单纯推广沼气解决能源问题括展到创立了新型能源生态模式。即以沼气为纽带，整合利用可再生能源技术和高效生态农业技术，挖掘农民家庭基本生活、生产单元内部

4、潜力，拉动养殖业，促进种植业，在农户为单元生态圈内，形成能流和物流的良性循环，实现生态效益和经济效益的统一。达到家居温暖清洁化、庭院（园）经济高效化和农业生产无害化，成为中国广大农村的一项富民工程。（2）、沼气的产生与主要成份沼气是有机物在厌氧条件下，经过微生物的发酵与分解，而产生的一种混合性可燃性气体。其主要成份是甲烷（CH4）和二氧化碳（CO2）以及少量的（CO、H2S、N2、O2、H2）。各种气体的含量大约CH4占50-70%，CO2占30-40%，其余约占10%，可燃烧的部分主要为CH4。每燃烧1摩尔甲烷（22.4升）可以放出212.6大卡热量，因为沼气中甲烷含量为50-70%，所以燃

5、烧1立方米沼气可以释放5500-5700大卡热量。（3）人工制取沼气的必备条件 eq oac(,1)厌氧装置人工制取沼气的厌氧装置通称沼气池，其作用是存放沼气发酵原料、提供沼气发酵的场所、保证沼气微生物所需要的严格厌氧环境，收集贮存沼气。 eq oac(,2)沼气微生物沼气发酵的动力源。沼气发酵是一个十分复杂的微生物过程，在这过程中有机物在沼气微生物的作用下，进行沼气发酵而产生沼气。沼气微生物分二大类，一类是不产甲烷微生物，它是由水解细菌，产乙酸菌以及同型乙酸菌、硫酸盐还原菌、反硝化细菌组成，其作用是分解有机物，将复杂的有机物转化为简单的小分子化合物，为产甲烷细菌提供营养物质，例如乙酸、甲酸、

6、氢、二氧化碳。另一类是产甲烷微生物，它是一群十分古老而又特殊的细菌，共有一个科、4个属、14个种，其功能是利用CO2、H2、乙酸、甲酸、甲烷、CO等形成CH4。因此说，沼气发酵是不产甲烷微生物和产甲烷微生物共同作用的结果。 eq oac(,3)、能够被沼气发酵微生物利用的有机物通称发酵原料，它们是沼气微生物的营养源。在自然界中，能被沼气微生物利用的有机物十分广泛，它们通常分为二大类，一类是富氮原料，是指人、畜禽排泄物，其特点是氮素含量高，发酵周期短，产气速度快。另一类是富碳原料，是指农作物废弃物，其特点是碳素含量高，产气周期长，产气速度慢，在使用前必须予处理。（4）影响人工沼气发酵的技术因子

7、eq oac(,1)发酵原料：现行农村沼气发酵原料提倡以富氮原料为主，富碳原料为辅的原则。对富碳原料的使用一般采取二种方法，一是预处理，二是采取粪草二相分离发酵工艺。 eq oac(,2)发酵浓度：沼气发酵浓度有不同的表示方法：总固体浓度（TS），是指在105摄氏度恒温下将发酵料液烘至恒重，其干物质重量和发酵料液样品重量的百分比；挥发性固体浓度（VS）：是指发酵料液在550摄氏度灼烧1小时的条件下，挥发性物质与发酵样品重量的百分比。以工业有机废水作发酵原料时，常用COD和BOD浓度，它们是指生物耗氧量和化学耗氧量。农村沼气发酵，一般采用TS和VS。发酵浓度对沼气发酵有直接影响。在相同条件下，浓

8、度越高，分解越慢、浓度较低，分解越快。在农村沼气发酵工艺中，一般采用夏低冬高的原则，选择612%的百分比浓度。 eq oac(,3)/天之间。人工制取沼气在冬季要采取保温措施，可在沼气池地面覆盖稻草或者将沼气池建在猪舍内。 eq oac(,4)酸碱度（PH值）7.2之间。在正常的沼气发酵过程中，PH值变化规律通常是：发酵初期阶段，PH值为77.5之间波动，说明能自行调节。但在管理不当的情况下，会出现有机酸大量累积，原因是接种物太少，或投入了过多的酸性类发酵原料。处理的方法是：加大接种物、增加粪便类原料和适当的草木灰、澄清的石灰水进行调节。 eq oac(,5)接种物富含沼气微生物的一类物质，通

9、称接种物。在沼气池首次启动发酵时加入接种物是农村沼气池迅速启动和正常产气的关键。沼气首次投料的接种物一般要求占总投料量的20%左右。农村中，粪坑污泥、沼气池渣液，池塘、阴沟中的污泥等都可用来作接种物。 eq oac(,6)搅拌搅拌是提高农村沼气池产气率的有效措施，其作用在于打破沼气池内沼气发酵原料的层次，扩大发酵微生物与发酵原料的接触面，促进发酵液中CH4、CO2的释放，从而提高产气速度。搅拌方法一般有二种，一种是简易手动搅拌器，另一种是人工料液回流搅拌，一般情况下搅拌每天进行一次，每次510分钟。 eq oac(,7)抑制剂沼气发酵过程中能产生抑制作用的某些物质，具有毒性和抑制作用。一是在沼

10、气发酵过程中，自身的挥发酸和氨态氮积累而浓度过高时，使沼气发酵受阻；二是各种农药、烟草茎秆、辣蓼等具有毒性，都能抑制沼气发酵；三是使用商品饲料喂养的生猪，其粪便进入沼气池，因饲料中含有某些驱虫剂而使发酵受阻。（5）池型种类及结构与工艺参数农村户用小型高效沼气池目前有水压式沼气池和浮罩式沼气池二大类。在池型上有短壁园柱型、球型、椭球型、半珠型等类型。在结构上，由发酵主池、储气箱、水压箱、活动盖、贮水圈、进料管、出料管、出料搅拌装置、连通管、导气管及其他特定装置组成。工艺参数： eq oac(,1)池容：即发酵主池容积，一般根据家庭人口、发酵原料来源多少和当地沼气产气率来确定，常用的标称容积有4、

11、6、8、10立方米。 eq oac(,2)产气率：指单位容积的产气量，是标/天表示。 eq oac(,3)储气量：指沼气池气箱储存沼气的容量，采用全天产气量的1/2设计。 eq oac(,4)滞留期：指发酵原料在沼气池中的发酵周期。一般粪料60天计，草料90天计算。 eq oac(,5)气压：达到设计最大储气量时的沼气池内压力，一般以100厘米水柱差计。 eq oac(,6)发酵浓度：标定TS（总固体浓度）：612%。 eq oac(,7)产气天数：根据当地气温来确定，常用12个月、10个月、8个月来表述。2、水冲式强回流沼气池的结构及建造（1）、结构与功能：水冲式强回流沼气池池型是根据国家标

12、准设计的一种小型高效沼气池，由江西赣州市沼气科技人员研制成功。它的结构由水压酸化池（草池）、发酵主池（粪池）、储气箱、进料管、出料管、活动盖、回流冲刷管、限压回流管、贮水圈、导气管、出肥间、回流搅拌器组成。图41 eq oac(,1)，又称草料发酵间。其酸化液和主池内发酵液通过限压回流管在产气、用气过程中循环回流，兼好氧、厌氧发酵工艺于一体，加速了草料原料的分解，又解决了草料入池出料难的问题，也利于解决农村粪便类发酵原料不足问题。同时，保存了常规沼气池水压间贮水压气、维持沼气气压的功能。回流冲刷管，还可抽出其中的澄清沼液冲洗厕所。 eq oac(,2)发酵主池：是沼气发酵的主体部件，可分为发酵

13、和储气两部分。装料液面以上的空间部份称为贮气箱，其作用是贮存沼气。装料液面以下称发酵池，其作用是装料发酵，其容积大小可根据农户的实际情况，分别是选用6立方米、8立方米、10立方米池容。农村养殖专业户可根据饲养规模确定池容。发酵池和贮气箱容积在沼气发酵过程中，通常是动态变化，因此无一明确的界定。 eq oac(,3)进料管、出料管：是进料口、出料口与主池的连接通道。采取直管斜插方式，进出料管分别是呈60度、75度角安装在对称位置上，做到施工简易，进出料顺畅，搅拌方便。出料管与出肥间连通，进料口与猪舍、厕所的人畜粪沟连通，做到发酵料液自流入池。进出料管可以采用混凝土预制管或PVC管，以PVC管为好

14、。 eq oac(,4)活动盖：设置在池顶，起着封闭活动盖口的作用。活动盖口是修池、建池和清渣时的通道，在施工操作时起采光通风和排除残存有害气体的作用。 eq oac(,5)回流冲刷管：在靠近厕所的水压酸化池处安装。管的一端紧靠水压酸化池底部，另一端与厕所的粪槽或大便器连通，以抽取水压酸化池清液冲洗厕所，改传统旱厕为水冲式厕所。 eq oac(,6)贮水圈：设置在池顶活动盖外圈，圈内贮水以使活动盖密封胶泥处于水封状态，以保持密封性能。 eq oac(,7)回流搅拌器：是用10-12钢筋和胶皮制成的活动单向伐，其作用是在出料管和回流冲刷管内抽取沼液和沼渣，达到出料搅拌、回流冲刷的目的。 eq o

15、ac(,8)限压回流管：是连接主池与水压酸化池的通道，通过产气、用气、酸化液和发酵液通过限压回流管回流，以补充酸化液和维持沼气池气压。安装高度以管下端离地面1米，以控制沼气最大气压。强回流沼气池发酵工艺设计为粪草两相分离和连续式发酵工艺，其工艺流程见图42秸杆类发酵原料厕所粪便类发酵原料酸化池(草相)草料残余物出料限压回流管发酵主池(粪相)搅拌出料管出料回流冲刷管进料口（管）沼气42 水冲式强回流沼气池发酵工艺流程图（2）、主要特点： eq oac(,1)产气稳定均衡。一是水压酸化池内的秸秆类发酵原料，由于随产气用气，酸化池内沼液液面上升或下降，从而使秸秆类发酵原料不断地处于好氧和厌氧相互交替

16、的环境中，因此分解快。在用气过程中，其酸化液不断通过限压回流管进入发酵池，为沼气微生物直接提供有机酸类营养；二是在出料过程中，一方面进料口处的新鲜发酵原料即自动进入沼气池，另一方面，随着搅拌出料器的提位，对池内的发酵料液起到强力的脉冲式搅拌，改善了池内微生物和发酵原料的均布状况，同时也打破池内浮壳；三是在利用酸化池内酸化液冲洗厕所过程中，一天之内多次向池内补充新鲜发酵原料。因此，维持了沼气池良好的动行状态，不仅提高了产气率，而且全年产气相对均衡。据为时一年的定点测定，日均池容气率达0.29立方米/立方米 天，全年产气量可达680立方米。 eq oac(,2)管理方便。使用搅拌出料器出料，可以将

17、池底沉渣抽出，由此免除了大换料程序，彻底解决了换料难的问题。 eq oac(,3)美观卫生。使用搅拌出料器抽出酸化池沼液，冲洗厕所陶瓷粪槽和便器既方便、美观、又杜绝了厕所和进料口处臭气逸散和蚊蝇滋生的现象。 eq oac(,4)省工省料。与同容积的圆柱式沼气池相比，节约材料30%，减少劳动用工25%。（3）、沼气池的规划：沼气池应和庭院建设统一规划，兴建的沼气池与猪栏、厕所统一布局，实行“三结合”。具体要求是：厕所在进料口位置建造，厕所蹲位高出沼气池平面40-50厘米，猪舍溢流口高出沼气池平面10厘米以上。猪舍地面采用水泥砂浆粉刷，向沼气池进料口方向倾斜，使人畜粪便自流入池。同时，沼气池还要选

18、择背风向阳，地下水位低，土质坚实与住房不超过25米的地方建池，与农房建设、庭院经济开发和沼肥综合利用统筹安排，讲究布局合理，整洁大方。（4）、施工准备和池坑开挖：首先，根据选定的池体容积，按设计图纸的要求算出所需的各种材料用量。备齐材料，就近堆放，并按要求预制好进、出料管、活动盖等构件。 eq oac(,1)备料：强回流沼气池采用200#混凝土结构。一个8立方米的沼气池建筑材料用量为：425#硅酸盐水泥700千克，中砂1.5立方米，碎石（2-4厘米）1.5立方米，5千克，红砖300块。6立方米、10立方米的沼气池各种材料用量分别在8立方米沼气池的材料用量的基础上减少和增加10%左右。 eq o

19、ac(,2)池坑开挖：在池坑开挖前，先平整施工现场，搞好排水措施。如遇地下水，应采用集水坑方法处理，放样开挖土方程序如下：确定池体中心位置，钉好中心桩，以此为中心，放好十字水平桩线，并打好水平十字桩。水平十字桩桩面标高0+100（即沼气池建成后的池面高度）。见图4(b)以中心桩为圆心，以R为半径（R为a+300毫米）其中a为长半轴，300毫米为施工蹬脚，放出土方开挖圆线，并开挖至离十字水平桩面H+460毫米，其中H为矢高，并挖成水平。(c)以中心桩为圆心，以长半轴a+60为半径在坑内放了下半球开挖线。(d)取一模杆AA，长为2a+120,根据公式C=a2-b2，在AA杆上找到椭圆的两焦点F、F

20、1，将样线（长为2a+120两端固定在焦点上，将AA杆水平旋转，校正一方后，再转动校正另一方，直到全部样线能贴住坑壁见图4-4。挖出的土方要堆放在离池坑50-80厘米以外，同时禁止在池坑四周附近堆放重物。以免发生塌方事故。常见沼气池几何尺寸参考见表4-1。表4-1 6、8、10米3强回流沼气池尺寸表 项目池容（米3）长半轴a（毫米）短半轴b（毫米）矢高（毫米）曲率半径p（毫米）6135011005601907815001200600217510162013006502344 eq oac(,3)上半球砖模放样。用十字水平桩找好中心点，固定中心桩，再取样线（曲率半径绳）一根，一端系在中心桩圆钉上

21、，另一端用来校核上半球削球体的尺寸。依此尺寸，砌好砖模。（5）、沼气池的混凝土工程； eq oac(,1)混凝土的拌制：建沼气池的混凝土由水泥、砂、石子等材料拌合而成，应严格掌握配合比。其重量比为：（水泥：砂：碎石=1：3：3或1：2.7：3.2），并严格控制用水量，一般控制在1：0.64=水泥：水左右，确保强度达到200#以上。拌制混凝土应在木板、铁板或清洁平整的水泥地面上进行，直至拌合均匀，颜色一致为止。拌和后应在45分钟内使用完毕。在使用过程中，混凝土板结，则应重新拌和几遍再行使用。 eq oac(,2)混凝土的浇注技术要求：混凝土的浇注工序必须连续进行，间歇时间不得超过一小时。浇注时，

22、必须振捣密实，平整均匀，不允许出现蜂窝麻面现象。每道工序一次完成，构件连接处留施工缝。再次 施工浇注时，在施工缝处铺上一层1：2水泥砂浆，方可继续浇注混凝土。 eq oac(,3)混凝土浇注工艺：沼气池混凝土先行浇注下半球，浇注下半球应一次浇注成型，浇注程序应从池底开始分层呈螺旋式上升进行，并经常用样线进行检查。浇注完毕后即可采用原浆抹平，并粉刷0.5厘米厚的1：3水泥砂浆，压实抹光。在离圈梁10厘米处不予粉刷，留待与上半球粉刷一起进行。在浇注上半球之前，必须制作内模。模具一般采用砖模、玻璃钢模等。无论何种模具，必须符合设计尺寸，安放平整，部位准确。(a)砖模施工：当下半球混凝土强度达到50%

23、以上时，可进行砌模工序，砖砌拱模采用悬砌卷拱法进行，砌筑时，采用胶泥砌筑，先在拱脚下1/4砖处用胶泥环状水平砌座砖，座砖面与壳轴线垂直，砖之间用坚硬扁型卵石嵌紧。然后在座砖上，根据半径线环状砌筑。砌砖时，砖应淋少许水，底灰和碰头灰要饱满，砖位以保证池盖环向圆度和径向斜度为准，内口顶紧，灰缝错位，与混凝土的接触面要保持平整。为防止掉砖，砌完每口砖后，用钢筋制成的“ ”形卡，将新砌的砖和已砌好的上一圈砖临时卡住，或用吊绳挂牢。每砌完一圈后一定要用扁卵石在灰缝处楔紧，楔时顺序应对称进行。同时用半径绳检查校正，然后再砌筑第二圈。(b)玻璃钢模施工：为了提高混凝土的施工质量，应极力推广玻璃钢模施工。钢模

24、组装应先在平地进行，然后抬至池内，或在池内按对称组装成型。安装时，应保持模具水平处于正确位置，表面盖一层塑料薄膜后，方可浇注混凝土。(c)浇注：浇注上半球前，拱脚接头部位和模具应清洗干净。在拱脚接头部位铺设一层厚为2厘米的1：1.5水泥接头砂浆，并按设计要求安放进出料管。混凝土应从拱脚部位起螺旋状浇注，不许留施工缝，务必一次浇注成型。浇注完毕后，充分利用原浆或1：2.5水泥砂浆抹面压实磨光。 eq oac(,4)混凝土的养护与拆模：混凝土的养护是保证混凝土强度增长的重要条件，因此养护工作好坏，直接影响沼气池的质量。在平均气温大于5摄氏度时，应在浇注完毕后连续湿润养护七昼夜以上，严防爆晒或冰冻。

25、混凝土拆模时间可参照表4-2混凝土拆模时间可参考表表42水泥品种及标号达到设计强度（%）平均气温0C00C50C100C150C200C250C300C425#普通硅酸盐水泥5010天7天6天4天3天3天425#普通硅酸盐水泥7020天14天11天8天7天6天（6）、沼气池的密封：沼气池的结构层大部分采用混凝土浇筑而成，有大量的毛细孔隙。因此，必须在沼气池结构层上进行密封处理。一般方法是，首先拆除内模，清洗干净沼气池壁后，池内壁用水泥净浆、砂浆交替粉刷7遍，然后用密封剂涂刷一遍。池外壁用水泥净浆和砂浆粉刷一遍，而后回填土压实。在粉刷抹面过程中，要压实磨光平整无砂眼裂纹。具体的层次结构见图4-6

26、。（7）、沼气池的验收标准和方法：沼气池建成后，应认真进行质量检查与验收，合格后方可使用。其质量检验方法有： eq oac(,1)直观检查：应先在池内检查池体各部几何尺寸是否符合设计要求。内表面应无蜂窝、麻面，无裂缝、砂眼和孔隙，无渗水痕迹等肉眼可见的缺陷。粉刷不得空壳或脱落现象，不符合要求处应进行修补。待混凝土强度达到设计强度的70%以上时，方可进行试压验收。外试压配套设备，必须安装合理齐全。 eq oac(,2)水试压法：向池内加水至零压水位，待池体湿透后标记水位线，观察12小时，当水位无明显变化时，方可进行试压。试压时先安装好活动盖，并进行密封处理，接上气压表，继续向池内加水，待气压表水

27、柱上升至设计最大工作气压时，停止加水并记录水柱高度，观察24小时，当气压表水柱下降在3%以内时，可认为合格。否则必须认真查找原因，进行修补，再次试压，直至合格。（8）、沼气池地下水处理方法（集水坑处理法）：池坑开挖时发现地下水，则在开挖成型后，池坑壁开挖610厘米放射盲沟，坑中心挖一集水坑，大小、深度可按渗水量而定，一般不大于25厘米。盲沟内填以碎石或碎瓦片，直至集水坑，方可浇筑混凝土，浇灌筑混凝土时，在离集水坑25厘米处予留2厘米大小圆孔可利用竹管予埋，待混凝土达50%设计强度时取出。施工过程中，利用人力或机械，排除集水坑中集水。待整池施工完毕后，方予处理集水坑。处理集水坑方法：先将卵石或碎

28、石填入集水坑离池底15厘米左右，然后快速浇注高标号细石混凝土至池底，其上复盖一张大小能全部遮没混凝土的塑料薄膜，薄膜四周应立即用胶泥封牢，薄膜上压以砖块即可，这时地下水即从预留孔中流出淹没薄膜，待细石混凝土强度达设计强度70%时，可用橡胶塞或松木塞塞紧预留孔，即可进行试压。3、强回流沼气池的发酵启动及日常管理（1）、沼气池的发酵启动：新建成的沼气池或大换料后的沼气池，从向沼气池内投入发酵原料和接种物起，到沼气池能正常稳定地产生沼气为止，这个过程称为沼气池的发酵启动。其步骤和方法是： eq oac(,1)准备好发酵原料。发酵原料的种类关系到沼气池能否快速启动和正常产气。因此发酵原料以人畜禽粪便为

29、主，农作物秸杆为辅，但秸杆类原料不宜直接入池，可以投入水压酸化池内。大叶型、木质素含量少的新鲜植物，如水浮莲、水花生、西瓜苗等，切短或粉碎后可直接入池。其次准备好接种物，接种物有，产气正常的沼气池料液、粪坑沉渣积水、污泥等，数量不少于主池积容的20%。 eq oac(,2)投料：首次投料启动时原料浓度不宜过高。一般根据冬浓夏淡的原则，控制在6%-8%为宜。并且选择晴天投料，以提高池温。投料时必须做到满装料，即装料总量占主池容积的90%以上，见表4-3，并分次加入接种物。如原料暂时不足，可加水至标定液面线（平水压酸化池底部）后封盖，待后逐步补料。加入沼气池的水，可采用饮用水，池塘水和河水都可，不

30、能使用含有毒性物质的工业废水。表4-3 每立方米池容首次投料量参考表（单位：千克） 原料名称6%浓度8%浓度10%浓度加料量加水量加料量加水量加料量加水量鲜猪粪333667445555556444鲜牛粪353647471529588412鲜猪粪、人粪311+20669422+20558553+20447 eq oac(,3)放气试火。沼气池发酵原料进料完毕后，立即封盖，进入发酵启动阶段。初期因大量酸化菌的作用，所产生的气大部分为CO2，同时也存在一部分原残余空气。因此，有一段时间无法点燃，必须排空。经过数次排放后，池内沼气发酵微生物迅速增加，进入正常发酵阶段，这时沼气产量增加，就可以点燃了，一

31、般情况下，只有发酵原料充足，接种物质量好，1-2天即可产气使用。投料不足或未经预沤，未加足量的接种物，发酵启动缓慢。碰上这种情况，必须添加发酵原料和接种物。启动过程中，如果发生酸化现象，要及时用草木灰或石灰水等调节，当投入有毒原料或料液过酸时，长时间不能启动发酵，这时需要取出大部分原料或全部原料，重新投入新鲜原料和接种物。（2）、沼气池的日常管理：沼气发酵料液必须在一定的环境条件下，才能保持良好的动作状态。因此，沼气池启动完成正常产气后，必须加强管理，控制发酵条件。日常管理工作中应做好以下几点： eq oac(,1)日常进料管理。为了保证沼气池产气正常，就要不断地补充新鲜的发酵原料。一是新建成

32、的沼气池要尽快与猪圈、厕所和牛栏连通，使每天都有新鲜原料流进沼气池。否则，花费劳力从远处运输原料进池，增加了劳动程度，也易造成添加的原料不及时，粪草比例不合理，影响沼气池正常产气。二是电石、农药和刚喷过剧毒农药的作物秸杆，以及辣蓼、烟草杆、夹竹桃、黄荆等腥辣有毒物质，对沼气发酵微生物的活动有抑制和杀灭作用，不能投入沼气池内。进料时，还要注意将原料中的沙石、废弃塑料袋膜等容易使沼气池进出料口堵塞或损坏出料器的物品清除掉。三是日常进料负荷一般控制在1-2公斤/立方米左右。（即鲜粪10-20公斤/立方米）草料进料量可根据资源多少，发酵产气情况以及农户用气需要，由农户自行安排进行。 eq oac(,2

33、)勤出料。一般3-5天小出料一次，每次150-250公斤料液，当气压反映出的产气量明显下降时，说明池内大部分原料发酵完毕，应每隔7-10天先出250-400公斤料液，再将相同量的猪粪或牛粪缓慢地冲入池内。猪、牛粪等原料不足时，可以加入水葫芦、水花生等易发酵的物质。要坚持先出后进，出多少进多少的原则，保证贮气箱的空间相对稳定，产气均衡。进出料一要始终保持液面达到正常水位，防止沼气因水位低而从进料管、水压酸化池溢出。农忙用肥季节要大出料时，在出料前20-30天，要备足新的发酵原料，并应停止进料，以免浪费发酵原料。出料时，留下20-30%的池底污泥作接种物，以便沼气池能够迅速启动正常运转。在出料时要

34、严格按照安全要求进行，以免造成中毒及其它事故。 eq oac(,3)勤搅拌回流。搅拌回流是提高沼气池产气率的重要措施，不仅可破除池内的浮壳，而且可改善池内发酵微生物与发酵原料的接触状态，为微生物及时补充新鲜营养，提高产气量。因此，应经常用出料器对沼气池进行搅拌，一般每隔3-5天搅拌一次，每次不少于3-5分钟。 eq oac(,4)注意保持料液的酸碱度。沼气微生物适宜在中性或微碱性环境条件下生长繁殖，酸性过强或碱性过强都对沼气发酵不利，造成产气减少，甚至停止产气。进杂草类过多而粪便量不足时，易造成料液酸化，出现偏酸后，可取出部分发酵原料，补充相等数量的接种物，或将人、畜粪尿拌入草木灰或石灰水澄清

35、液一起加入到沼气池内，出现偏碱后，可向池内加一些新鲜的牛粪、马粪和青饲料，并加水调节到适宜的浓度即可。 eq oac(,5)保持适宜发酵浓度。沼气池内的发酵原料，必须含有适量的水分，才有利于沼气细菌的正常活动。若含水量过多，发酵液中干物质含量少，单位体积的产气量就少；若含水量过少，发酵液太浓，容易积累大量有机酸，也容易形成硬壳，使沼气发酵受阻。根据实践证明，料液的发酵浓度以6-12%为宜，冬浓夏淡，夏季浓度在6%左右，冬季浓度在12%左右。 eq oac(,6)做好冬季保温。农村户用沼气池属常温发酵，当池温在15摄氏度以上时，沼气发酵才能较好地进行。池温在10摄氏度以下时，产气量明显下降。因此

36、，在冬季气温较低时，可在沼气池表面覆盖稻草、塑料薄膜等，以利沼气池的保温。4、沼气池的安全管理知识（1）、安全管理： eq oac(,1)沼气池的进、出料口要加盖，以防人、畜掉入池内，造成伤害。 eq oac(,2)每口沼气池都要安装压力表，经常检查压力表水柱变化。 eq oac(,3)严禁在沼气池出料口或导气管口点火， 避免引起火灾或回火致使池内沼气爆炸，破坏沼气池，造成人员伤害。 eq oac(,4)经常检查输气管道、开关、接头、压力表是否漏气，如果漏气要立即更换或修理，以免发生沼气泄漏，引起火灾或中毒。不用气时要关好开关。在厨房如嗅到臭鸡蛋味，要立即开门开窗并切断气源，不可使用电器或明火

37、，待室内无味时，再检修漏气部位。 eq oac(,5)在输气管道最低的位置安装凝水瓶（集水瓶），防止冷凝水聚集，堵塞输气管道。 eq oac(,6)入池出料和维修人员进入沼气池前，先把活动盖和进出料口盖揭开，清除池内料液，敞1-2天，并向池内鼓风排出残存的沼气。再用鸡、兔等小动物试验。如没有异常现象发生，在池外监护人员监护下方能入池。入池人员必须系安全带，在入池后有头晕、发闷的感觉，应立即救出池外，禁止单人入池操作。入池操作，可用防爆灯或电筒照明，不能用油灯、火柴或打火机等照明。以防点燃残存沼气发生爆炸。(二)沼气综合利用1、沼气综合利用技术发展概况沼气综合利用是泛指对人工沼气、沼气发酵残余物

38、（沼液、沼渣），在日常生活所及的生产领域内，开展多种利用的一种技术。它是中国广大农民与沼气科研工作者在兴办沼气的长期实践中不断发现、创新，不断应用拓展而总结出来的综合性实用技术体系。它涉及到种植业、养殖业、设施农业、加工业、服务业和仓储业等。早在上世纪七十年代后期，不少沼气科技工作者在实践中发现沼液、沼渣对农作物产量、品质有着显著的促进作用。并提出了沼气建设的效益，三分在气、七分在肥的观点。尽管当时沼气建设处于维难时期，但在农业部组织下，有的科研单位开始了对沼气发酵残余物的定性、定量研究，各地推广部门在广泛的农业产业内也开展了试验和应用，结果一致表明，证明了“三分在气、七分在肥”的科学论断。予

39、言积极发展沼气建设、大力开展沼气综合利用在农村中蕴藏着巨大的生命力。其后，研究与应用不断深入与扩大，随着农村经济体制改革，农业生产力和生产关系发生了根本变化。市场对农产品提出了富丰而优质的要求，而农业却面临着产出与投入的困惑。在石油农业与传统农业相继遭到现实的抨击下，从上世纪九十年代中期，广大沼气工作者依据沼气综合作用技术的应用成果，在逐步展示出来的经济、社会、生态三大效益的启迪下，又开始了利用沼气技术寻求一种新型的替代农业的接轨行动。江西省所推出的“猪-沼-果”能源生态农业模式就是当时率先实践的成功典型之一。二十一世纪，类似的社会实践在中国如火如荼地开展起来，各地都紧扣当地农业主导产业，创造

40、了诸如猪-沼-稻、鱼、棉等模式。国家农业部及时地总结了试验成果，提出了沼气能源生态农业模式概念，推出了“南方猪沼果”，“北方四位一体”，“西北五配套”三大模式，纳入农业部生态家园富民计划，拉开了全面实施沼气科学生态农业工作建设的序幕。沼气建设从此承载起振兴农村经济，提高农民生活质量，改善农业生态环境的历史重任，成为农业、农村一种新颖的可持续发展模式。2、沼气综合利用技术的项目简介与原理（1）项目简介沼气综合利用项目几乎涉及到农、林、牧、副、渔所有产业，并还在向其他领域内拓展。（2）沼气综合利用机理沼气发酵是由众多微生物共同参与的复杂生化过程，在沼气发酵过程中，沼气发酵原料几乎都被消化而转换成其

41、他不同特性和形态的物质，一部分物质被转化成沼气，一部分被繁衍成新的微生物菌体和代谢物，另一部分被残留下来，这部分物质我们通称沼液、沼渣。人们根据它们的各自不同的特性进行利用。例如根据沼气热值高，每燃烧一立方米沼气，释放热量约5500千卡，用于炊事、照明、孵化、温度增温、幼禽保温，根据燃烧后释放co2而用于大棚农作物的气肥，利用沼气含氧量低的特性，用来仓储、除虫、保鲜等。沼渣、沼液利用的基本原理：一是有效养分保存率高。（见表4-5）二是有效养分水溶性状态，可直接为农作物根系、叶面吸收。三是在沼气发酵过程中，还派生出众多的新生物质，据测定,沼液中,已经测出各类氨基酸、维生素、蛋白质、赤霉素、生长素

42、、糖类、核酸以及抗生素等（表4-6，4-7，4-8，4-9），这些物质都是综合利用的物质基础。例如：赤霉素可使种子提早发芽，打破休眠，某些核酸、单糖能增强作物的抗旱能力，某些游离氨基酸能增强作物抗冻能力，某些抗生素则能防治某些作物病虫害，多种氨基酸和微量元素添加到饲料中以弥补其不足，促进畜禽增产等。表4-5 沼气发酵与敞口池沤制氮素转化及保存效果对比发酵原料发酵时间投入氮量（克）回 收 量（克）回收率（%）铵态氮（克）氨氮占全氮（%）沼气池发酵敞 口 池牛粪、稻草牛粪、稻草3个月3个月5514855148525854408795357994043502005827455表4-6 沼液肥分含量全

43、碳（毫克/毫升）全氮（毫克/毫升）全磷（毫克/毫升）全钾（毫克/毫升）铵 态 氮（毫克/毫升）速 效 磷（毫克/毫升）速 效 钾（毫克/毫升）样品数最高含量最低含量平均13548204220313309900903974098010037753900382067497124295578315495733278390037517583表4-7 沼液中的氨基酸含量必需氨基酸（毫克/升）非必须氨基酸（毫克/升）苏氨酸5。42缬氨酸12。7蛋氨酸4。05赖氨酸7。10苯丙氨酸12。03异亮氨酸7。16天门冬氨酸12。30丝氨酸5。61甘氨酸8。07丙氨酸6。56半胱氨酸26。79谷氨酸14。01表4-

44、8 沼液中的金属离子的含量离子种类含 量离子种类含 量磷镁硫硅钠铁铜4300毫克/升9700毫克/升1430毫克/升3740毫克/升2620毫克/升1414微克/升3680微克/升锶镉钼镍铝钡砷10700微克/升89微克/升420微克/升85微克/升2830微克/升5020微克/升3060微克/升表4-9 沼液中有机物含量种类B12B11蛋白质纤维素酶生长素赤霉素浓度93毫克/千克642毫克/千克143活力单位765活力单位8022毫克/升3510毫克/升沼渣是由部分未分解的原料和新生的微生物菌体组成，它含有较多的沼液，真正的固体物含量在20%以下，这是沼渣在综合利用过程中，兼有沼液功效的原因

45、。（表4-10）表4-10 沼渣成分样品有机质（%）腐植酸（%）全氨（%）全磷（%）全钾（%）沼渣36-499101-246078-161039-071061-13沼渣由三种不同部分组成，发挥着三个不同的作用。有机质、腐植酸，对改良土壤起着重要作用；（见表4-11）氮磷钾等元素，满足作物生产需要，未腐熟原料，施入农田继续发酵，释放肥分，这就是沼渣肥迟速兼效的原因之一。表4-11 沼渣改良土壤的效果试验地点土壤名称时间处 理有机质（%）全氮N（%）全磷P2O%容重克/厘米3孔隙度（%）注渠县紫黄泥5年1对照13700620154137487湿重2沼渣（每亩施5000斤）2170080015911

46、8550崇庆县黄壤2年1对照379024001191335006同上2沼渣（每亩施2000斤400024301481315072四院川土省肥农所科紫色土2年1对照12800890116/盆 栽试 验2沼渣（25克/盆从表中数据看出，使用沼渣土壤的有机质与氮磷含量都比对照（未施沼粪渣）均有所增加，而土壤容重下降，孔隙度增加，土壤的理化性状得到改善，保水保肥能力增强。进一步证明了沼渣对改良土壤，提高土壤肥力的重要作用。（三）“猪-沼-果”能源生态模式与技术1、概况“猪-沼-果”能源生态模式是农业部推出的适合中国南方地域的新型生态农业模式。它是以沼气为纽带，在传统农业精华的

47、基础上，与现代农业先进技术有机组合的一种先进农业生产适用技术体系。定义地讲，它是以户为单元，以山地、大田、庭院、水面等为依托，以养殖业动力，建造沼气池、猪舍、厕所三结合工程，并围绕农业各产业，广泛开展沼气、沼肥、沼液综合利用，按模式化、标准化运作的综合性农业生产方式。根据生态学原理，其本质是通过农业废弃物的沼气发酵，强化了在农业生态体系组合中的生产者（绿色植物）、消费者（动物）以及分解者（微生物）三者之中的微生物的还原功能，成为农业各产业之间，农业与生态环境的链条，在能量转换、物质循环、废物利用和土壤形成四个方面都具有新的和更积极的意义和作用。“猪-沼-果”能源生态模式适宜推广的地域是淮河流域

48、、湖北、河南以及四川东部以南的属亚热带湿润季风气候或热带湿润季风气候的广大区域。2、南方“猪-沼-果”模式户工程规划与设计（1）以农村户用沼气池为中心，结合山地、庭院、大田和水面等场地统一规划设计。（2）南方模式的种植业面积、畜禽养殖规模必须与沼气池容积合理组合。以果园、生猪为例，按4口之家建一个6-8米33厕所和6-10米3猪舍、常年饲养4-6头生猪、种植果园2600米3进行组合。（3）采用水冲式强回流沼气池池型，并做到沼气池、猪舍、厕所三结合。沼气池距离厨房不超过25米，建池场地应选择避风向阳，地下水位低的地方。（4）南方模式户也可按种、养规模，确定沼气池容积大小或建池个数。3、猪舍建设（

49、1）猪舍建设 eq oac(,1)猪舍应选择向阳、不积水、方便管理的缓坡地建造，猪舍间距离一般为猪舍屋檐高的3倍。 eq oac(,2)猪舍可采用砖混结构或砖木结构。 eq oac(,3)按一头母猪2，公猪2，仔猪22面积，设计猪舍建造面积。 eq oac(,4)猪舍地面采用混凝土浇筑，水泥砂浆抹平，地面高出沼气水平面10厘米以上，并向沼气池进料口方向倾斜。 eq oac(,5)猪舍外围修建排污沟，沟宽15厘米，深10厘米，向沼气池边米口方向倾斜。4、果园规划设计与沼肥施用技术（1）果园的设计与施工 eq oac(,1)选择果树优良品种，适地适栽，营造防护林，建立生态果园。 eq oac(,2

50、)在红壤丘陵地或山地建园，应选择坡度250以下的缓坡地。在河滩地、平地建园，地下水位应低于1米以上。 eq oac(,3)常绿果树应尽量选择坐北朝南，西、北、东三面环山，南面开口冷空气能自行排出的地形兴建果园。 eq oac(,4)根据坡地坡度的大小，可采用等高作埂、挖壕或等高梯田的方式建园，150以上坡地，以做等高梯田为宜。梯面宽度和梯壁高度由坡度大小和果树品种要求确定。以脐橙为例，梯面宽度与梯壁高度参照表2-17。山坡坡度（0）梯面宽度（米）梯壁高度（米）5-1010-1515-2020-2584-454406-1219-1513-1818-24 eq oac(,5)果园梯台边埂高出梯面1

51、5厘米，宽30厘米，梯面内斜50-70，并实行边埂、坡面植草，幼树果园套种等措施。 eq oac(,6)果园的水保措施按GB/16543.1-96标准执行。 eq oac(,7)根据果园管理的要求和面积大小，在果园内设置主道、干道、支道。主道宽5-6米，支道宽1。 eq oac(,8)坡地建果园要在山顶设立贮水池，其大小以确保果园旱季灌溉为准，并设置排蓄水沟、纵沟和梯台背沟，3种沟相互连通。沟的大小根据排灌要求确定，一般排蓄水沟为沟面1米、底宽、深，每隔10米左右留一堤埂，比沟面低20厘米左右。纵沟宽为、深，梯带间纵沟呈“”形错位设置，背沟深为米，宽米，每隔3-5米挖一淤沙坑。 eq oac(

52、,9)果树栽植前挖定植沟或栽植穴，规格为1米（深）1米（宽）、1米（深）1米（长）1米（宽），并分层填埋粗有机物和精肥、沼肥做基肥。 eq oac(,10)根据果树树种、品种、砧木特性、地势、土质和栽植水平等因素，确定苗木栽植密度、栽植方式、栽植时期。（2）沼肥施用技术 沼肥含有丰富的养分，易被果树吸收，施用于果树，是一般农家肥不可比拟的。江西赣州市用沼肥对脐橙施肥的试验表明，施沼肥的果园每亩单产比不施沼肥的增产300千克以上，增产幅度达到10%-30%。而且水果的品质也提高了，果实甜度提高0.5-1度，外形美观，深受消费者的欢迎。沼肥施果还能增强果树长势和防冻抗寒能力。通过对沼液成分分析和对

53、比试验发，沼液中含有脯氮酸等抗冷物质，并富含多种营养万分，在果树采果后叶面喷施沼液，对果树叶片的叶绿素、可溶性糖、水分含量和细胞膜透性等具有显著的影响，从而起到抗寒、抗冻的调控功能。1991年严重冻害时，江西省宁都县农民刘春生家的温州蜜橘进行了沼液叶面喷肥，避免了冻害，次年获得丰收，全县其他柑橘则遭到严重的冻害，次年大幅度减产。果树喷施沼液，对红蜘蛛、蚜虫等虫害还有较好的防治效果。沼肥包括沼渣、沼液。沼渣主要用做果树底肥和季基肥；沼液可做追肥和叶面追肥。 eq oac(,1)沼渣的应用 沼渣是指人、畜粪便等有机物经厌氧发酵产生沼气后的底层沉渣。沼渣中含有丰富的有机质、腐殖质、氮（N）、磷（P2

54、O）、钾（K2O）。沼渣用做果树底肥，有利于土壤微生物的活动和土壤团粒结构的形成，能够改良土壤。沼渣做底肥时，要按果树生产的要求先行挖穴，然后施肥和覆土，施肥量一般为每穴施沼渣50千克，并可根据果树品种不同及生长情况，可配以其他元素肥料。沼渣用做成龄果树基肥时，将沼渣与秸秆、枯饼、土混合堆沤腐熟后，在每年采果后，分层埋入树冠滴水线外施肥沟内。用量一般为每株沼渣50千克、1.5千克过磷酸钙和2-2.5千克枯饼。幼树施用沼渣应结合扩穴进行，在树冠滴水线处环向开沟，开沟不宜太深，一般沟深0.2-0.25米，宽0.20-0.30米，每株施沼渣25千克。施后用土覆盖，以后每年错位开穴施肥，并向外扩展，以

55、增加根系吸收范围，充分发挥肥效。在成龄树采果后可成辐射状开沟及沿滴水线开环形沟，开沟深0.2-0.3米，宽0.3-0.4米。开沟时，不要损伤了根系，施肥后就覆土。往后，每年应转换错位开沟施肥。实践证明，果树长期用沼渣做基肥，树势茂盛，树叶色浓绿，是保证果树安全过冬、次年正常生长的重要措施。 eq oac(,2)沼液的应用 沼液是沼气池内发酵原料分解后形成的褐色明亮的液体。沼液中速效性营养成分高，用于果树根外追肥和叶面施肥，收效快，利用率高。一般施后24小时内，根系和叶片可吸收喷施量的80%左右，从而及时补充果树生长时养分的需要。果树的地上部分在每一个生长期前后，都可喷施沼液。在生长期喷施沼液，

56、可增强叶片的光合作用，有利于花芽的形成与分化；花期喷沼液，可提高保花坐果率；果实生长期喷施沼液，可促进果实膨大，提高产量和品质；冬季清园时，喷施沼液可提高果树抗冻能力。用沼液做根外追肥时，如在幼苗、嫩叶期以及在夏季高温期一定要用清水稀释1-2倍后使用，以防浓度过高，烧伤根系。在果树萌芽抽梢前10天，用60%的沼液掺水浇肥，每株20千克。新梢抽生后15天，每株施50%的沼液30千克。为了加速幼树生长，可在生长期间（3-8月），每隔半个月或1个月，浇施一次沼液肥。施肥的方法是在树冠滴水线外侧挖10-16厘米浅沟浇施。沼液做保花保果肥，在开花前和两次生理落果前，各喷施一次沼液叶面肥。具体方法是生长正

57、常的果树喷施纯沼液，树势弱的加0.15%-0.2%的尿素，保果肥还应加浓度为5-10mg/kg的2，4-D，可提高坐果率5%-10%。沼液做果树叶面喷肥的取肥方法：从出肥间中取出沼液，停施过滤后，选择早晨、傍晚或阴天，用喷雾器喷施果树叶面。中午气温高，蒸发快，效果差，也易灼伤叶片，不宜进行。喷施沼液时要侧重叶背面。对于结果很多的果树可以在沼液中渐加入0.05%-0.1%的尿素进行喷施。对于幼龄或挂果少的果树，在沼液中应加入0.2%-0.5%的磷、钾肥，以促进下年花芽的形成。果实膨大期，果树需肥、需水量大，是提高产量和品质的关键时期，可根据天气情况、挂果多少、树势强弱等确定喷施次数，同时还可在喷

58、施的沼液中加入0.10%-0.15%的尿素和0.01%-0.03%的磷酸二氢钾。在每年的3月或5-7月虫害较多时期,选择气温较高的下午，将沼液取出后立即用纱布过滤（取出的沼液停置时期不宜超过1小时），用喷雾器喷施果树叶面，可以防治害虫，如果在沼液中添加适量的洗衣粉、农药效果更好。用这样方法防治果树的蚜虫和红蜘蛛等，在48小时内就可以使害虫减少50%以上。（四）其他应用模式除了“猪-沼-果”模式，广大农民还在实践中，创造性地建立起以下多种利用沼气生产水稻、蔬菜、花生、瓜类、甘蔗、花卉、烟叶等模式。1、“猪-沼-稻”模式（1）沼液浸种技术 沼液中含有丰富的植物生长所需的营养元素和微生物的代谢产物。

59、多年来，农民应用沼液浸种的实践证明，沼液浸种，发芽率比常规浸种提高8%-10%，芽壮而齐。播种后，易扎根、长势旺、成秧率高、苗壮根粗，白根、新根多，病虫少、秧苗抗寒力强、栽插后返青快。技术要点是： eq oac(,1)早、中、稻浸种的准备工作 对水稻种子的质量要求是处理措施与常规方法相同。用沼液浸种，其沼液要在正常产气的沼气地出肥间取出。与此同时，停止使用的沼气池中的沼液也不能使用。 eq oac(,2)早、中、稻浸种沼液的提取 先将出肥间中的悬浮物捞尽，用棍棒搅拌后，稍加沉淀，再将沼液取出，滤去沼渣备用。a 对沼液浓度的要求：水稻早、中熟常规品种，可以用原液或3份沼液掺1份清水。水稻杂交品种

60、，用3份沼液掺1份清水或1份沼液掺1份清水。沼液浓度确定可观察沼液的透明度、颜色、浓淡情况来判定，若液体为乳胶状、檫黑色、稠度高，使用时需加水稀释；若液体透明或半透明黄褐色，则使用时可采用原液。b 对浸种时间的要求：水稻早、中熟品种，先用沼液当泡24小时。再用清水浸泡24小时，气温降至120C以下时，可适当处长8-12小时，对米质结构紧密、谷壳较厚的品种，可适当延长浸泡时间，采用48小时或36小时。早稻杂交稻品种，要用间歇法进行，即先用沼液浸泡6小时，捞起用清水洗净沥干后再浸，总的沼液浸泡时间为24小时，再用清水浸足为止。c 浸种操作要求：用原液浸种，将种子装袋放在沼气池出肥间中直接浸泡。浸种