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我国北方沼气资源的开发目录序——————————————————————————21.我国“沼气技术”开发与应用————————————51.1沼气在我国广大农村开发的深远意义———————51.2沼气发酵原理—————————————————62.适用于我国北方地区的几种沼气池方案设计——————92.1太阳能热水器自然循环加温法沼气发酵池—————102.2其他方式的加热沼气池结构设计方案———————122.3沼气池的设计原理———————————————142.3.1必须坚持四结合原则———————————152.3.2坚持圆、小、浅的原则——————————152.3.3坚持直管进料——————————————152.4沼气池的设计依据———————————————152.4.1选择池基应考虑土质建造沼气池———————152.4.2设计池子应考虑荷载————————————162.4.3设计池子应考虑拱盖的矢跨比和池墙的质量——162.5沼气池容积的计算————————————————172.6沼气发酵的高产措施———————————————182.7沼气发酵后的有机肥施用—————————————192.7.1忌出池立即施用——————————————192.7.2忌直接追施————————————————192.7.3忌表土撒施————————————————192.7.4忌过量施用施———————————————202.7.5忌与草木灰、石灰等碱性肥料————————202.8农村沼气池建设中的几个常识———————————202.8.1应当修建多大的沼气池———————————202.8.2“三结合”的沼气池有哪些好处———————202.8.3进料管与出料间为什么不要合在一起——————212.8.4怎样检查沼气池是否合格———————————212.8.5怎样判断沼气池漏水和漏气——————————222.8.6如何查找沼气池出毛病的部位—————————222.8.7怎样修补沼气池——————————————222.8.8怎样管理好沼气池—————————————232.8.9使用沼气灯、灶具时应注意什么———————242.8.10使用不慎发生火灾,应该怎么办———————242.8.11试压和进、出料时应该注意哪些问题—————262.8.12在什么情况下会发生爆炸?怎样防止—————262.8.13火苗不旺有哪些原因————————————252.8.14怎样选适用的沼气灶————————————252.8.15如何调整沼气池中的酸碱度—————————253.农村发展沼气池经济性分析——————————————263.1农村沼气池经济性评价——————————————263.2沼肥效益评价——————————————————273.3劳动力效益评价—————————————————283.4环境效益评价——————————————————28序:从18世纪初的第一次产业革命开始,人类已经大规模的使用各种“矿物质能源”,目前“矿物质能源”已经成为现代社会的支柱。但是由于“矿物质能源”储量日渐匮乏和减少,将会出现能源供应的紧张局面。由于“矿物能源”的使用带来的“环境污染”问题越来越显现出来,国家不得不将大部分的财力及物力投入到后续的环境治理上。本世纪是一个依靠“矿物质能源”为支点的畸形发展的现代社会模式,而且其依赖程度会越来越难以摆脱“矿物质能源”日渐枯竭的窘境。在中国由于“自然资源”的森林也日渐匮乏,“农作物秸秆”的不合理使用,使百姓的日常的“取暖”、生活用的“柴薪”已经不能满足人口增长的需求。目前,在广大农村利用“矿物质资源”来满足“取暖”、“柴薪”的需要已经成为不可回避的事实。面对“新农村建设”的“三农”课题,广大农村将如何面对目前的“矿物质能源”的开源、节流呢?现在紧迫的任务主要有以下几个方面:一是生物质能直接转化为能源物质;二是将废弃物直接转化为再生能源;三是充分挖掘已废弃的矿井中的能源物质;四是寻找新一代能源替代原料。其实,“矿物质能源”也是地球吸收太阳能,经过漫长的转化过程而储存下来的太阳能资源。目前地球上的绿色植被是地球储藏太阳能资源的仓库。但随着人口数量的增长,绿色植被的面积在逐渐减少,仓库的储量在下降,由于地球表面的绿色植被覆盖面积的减少,致使地表温度升高,自然界中的生态平衡遭到破坏,使现有的可耕土地也开始沙化。因此,我们人类应该保护好地球表面的绿色植被。在中国的农村如何解决现有的“取暖”、“柴薪”和后现代社会发展的问题呢?如何加快现代化农村建设的步伐缓解目前的“三农”问题呢?一项看似简单的解决广大农村的“取暖”和“柴薪”问题,但是它关系到一个国家的经济可持续发展以及未来社会循环经济发展模式的建立。而地球家园的“能源”和“人类生存环境”是后现代人类社会发展的首要问题。目前,在我国广大农村“秸秆气化”、“太阳能技术”和“沼气技术”三者可相互补充协调发展。我们知道生产沼气的原料是人类的有机废弃物、垃圾、农作物秸秆、粪便等。但现在仍然有些地区将这些废弃物倾倒到江河及城市周边地区,这些废弃物不但污染了江河和城市的周边地区的环境,造成水源污染和空气污染,到处是堆满的垃圾和腐烂变臭的有机物,使得我国的可再生资源造成极大的浪费。而在我国城镇和农村居民目前还没有自觉将垃圾进行分选和归类的习惯,如废旧朔料、废纸、碎布头、残土、树木及蔬菜的残枝碎叶等。目前垃圾的处理方法有以下几种方法:a、是垃圾填埋法,其缺点是占地面积大,会造成二次污染;b、是垃圾焚烧法,将有机物垃圾筛选后加入焚烧炉,可产生蒸汽驱动汽轮机发电和城市居民供暖,条件是垃圾必须集中和分选,且目前的处理技术投资规模较大,这仅对于大中型城市是适用;c、是垃圾气化法,垃圾气化是近代开发的一种垃圾处理的新技术,条件也是将垃圾必须集中和分选,投资规模较大,经高温产生的可燃气体可作为工业合成气原料和民用;d、是沼气池处理法,它适用于广大农村地区和中小城市的近郊区及乡镇,特别是饲养鸡、鸭、鹅、猪、及牛羊的养殖户及广大的农户,该技术其投资规模小,目前如果加大科研力度,充分综合利用“太阳能”及“秸秆气化技术”,尽早开发出高效产“沼气”的新工艺技术,那将是一项利国、利民、造福子孙、改善生态环境、保持农村经济可持续发展的,以及未来农业循环经济发展模式的创世纪工程。目前农村土地承包,农民自己经营土地,每年都有大量废弃的秸秆、秧藤、碎叶、粪便等,倾倒和填埋处理这些东西不但造成环境恶化、疾病蔓延、污染江河水系等一系列问题的出现,同时也使大量的有机肥流失和有机物可再生资源的浪费。我国人居人口最多的是农民,其居住地分散,最基本的保障条件是吃饭用的烧柴和越冬取暖用的烧柴问题,在过去几十年里,我国广大地区的绿色植被,逐年减少的原因和百姓吃饭用的烧柴和越冬取暖用的烧柴有着密切的关系。前些年广大农民为烧柴而发愁也是不可否认的事实。一棵树木生长几十年,可在一天时间里就会化为乌有。现在的广大农村,部分农户已经开始使用矿物质资源替代烧柴和越冬取暖用的烧柴。然而,随着人口的增长这些问题越来越使我们现在的地球不堪重负。我个人认为有计划的适当种植一些高光效的植物,为今后的农村解决“取暖”和“薪柴”面临的困境,这将为发展广大农村发展养殖业奠定坚实的坚实基础。在中国的广大农村解决每一件事情都是利国利民、功在千秋、利在当代的紧迫任务。现代社会随着科技进步,农村使用“薪柴”不能再走几千年来的老路,老的方法不但使燃烧效率低下,而且会使资源造成大量的损失和浪费。在农村的一些基础产业投资方向和政府扶持的项目,仅是道路、村屯建设、养殖业、农作物种植产业。而做饭用的烧柴和越冬取暖用的烧柴问题还没有和绿化、农作物种植、养殖业发展、防止环境污染等问题纳入系统工程,因此应加大对广大农村进行合理规划、设计和对这一领域的投资。在我国北方推广“沼气”,其意义不仅仅是单纯的使用“沼气”,它是以使用“生物质能源”为纽带,把“高光效植物”种植,畜牧养殖业,减轻和降低对“矿物资源”的依赖,改善环境污染和水资源污染,土地使用有机肥等诸多项目联系到一起的可持续循环发展的跨世纪工程。1.我国“沼气技术”开发与应用太阳能沼气技术是太阳能热水器与现代沼气技术完美结合的产物。因此,他的技术开发首先要对两项技术进行深入了解和掌握,使其能在未来的农业产业结构中充分发挥这一产业优势。将来的产业结构链条如何设计和规划,主要依据当地的资源条件和产业规模的大小及类型来确定。而不是盲目地照搬和套用现有的产业模式,因地制宜科学的规划是目前最主要的工作任务。1.1沼气在我国广大农村开发的深远意义沼气属于生物质能利用的一种方式。在中国生物质能资源非常丰富,据不完全统计年产量约为50亿吨干物质,其中农业生产7亿多吨,而且,随着我国广大农村养殖业的兴起有逐年递增的趋势。它相当于目前全国年总消耗量得5倍。这些物质通过沼气发酵的形式转换成能量是最合理的。对于广大农村来说,通过沼气发酵不但能获得廉价的燃料,而且还能增加速效肥料,这对加快发展农业生产实现农业的现代化、建设社会主义新农村、降低农业生产成本、保护生态环境、开辟可再生能源的领域,都有着极其重要的意义。此外,利用这一技术处理城市有机废物也是有着广泛前景。据估计,适用厌氧发酵法处理城市有机废物所需电力,的十分之一。因此,城市有机废物的处理工程和活性污泥法与厌氧发酵法相结合的问题,是一项最具潜力的技术之一。1.2沼气发酵原理早在1979年Bryant提出甲烷发酵三阶段学说。第一阶段为发酵阶段,复杂的有机物经发酵性细菌群的水解和发酵作用分解产生糖和有机酸,有机酸进一步降解形成各种低级的有机酸,如丙酸、乙酸和乙醇等,同时也产生氢气和CO2。第二阶段为产氢和产乙酸阶段。近年来发现一类产氢产乙酸细菌群,利用第一阶段产生的各种有机酸分解成乙酸和氢气。还有一类同型产乙酸均能直接酵解糖生成乙酸。第三阶段为产甲烷阶段,参与这阶段的细菌为产甲烷菌,是一类专性厌氧菌。它们利用CO2和H2及一碳化合物(如一氧化碳、甲醇、甲酸、甲基胺等)及乙酸等个别的二氧化碳化合物形成甲烷。形成的甲烷中约30%的甲烷来自氢的氧化和二氧化碳的还原作用。70%的甲烷来自乙酸的降解。工业沼气发酵装置示意图污泥处理流程如下:先将污水导入水池。沉淀大量的悬浮物,为使整个处理过程均衡稳定,必须先调解水质(如有毒物浓度、营养、PH值等),然后将物料加入连续发酵池中。发酵池式密闭的结构,物料进入发酵池是依靠污泥泵输送,这类装置适用于处理污泥物料。甲烷发酵适用于BOD为5000—10000的高浓度污水处理,去除污水率为80%—90%,回收甲烷量为400—700L/kg有机物。沼气发酵处理的调节与控制:先要进行种子培养,污水处理前首先必须培养菌种,在有甲烷发酵池前提下可以用发酵液为种液使用,未经甲烷发酵的新沼气池可将自然界中进行甲烷发酵的河底污泥作为种子液体加入发酵池中。加热保温,把污泥和有机物加入甲烷发酵池中,一般碳氮比为1:10—20,但氨态氮超过8000ppm对发酵有碍。逐渐使甲烷菌得到增殖。这样做可大大加快发酵时间。对于温度的控制,是要根据甲烷菌对温度的适用性不同可分为高温型和中温型。高温型甲烷菌最适宜温度为50—60℃。中温型颤甲烷菌最适于温度为30—40℃。沼气池的压力要维持到60cmH2O水柱高度,压力太高也会影响产气量。pH值控制,产甲烷菌最适于pH值为6.8—7.2中性。由于发酵初期产生大量的有机酸使pH值下降7以下,因此污水在进入发酵池时一定要将发酵液调到pH7以上。正常的甲烷发酵,其发酵液中挥发酸的浓度通常为2000ppm以下,如果挥发酸浓度积蓄到3000—4000ppm时,甲烷发酵就被抑制。甲烷发酵过程中对池中物料搅拌,对池中物料的搅拌可以消除页面泡沫还可使发酵槽内温度均匀,防止物料沉降和结盖,使物料与菌体充分接触,以提高产期效率。搅拌沼气产量比不搅拌产气多35%,但在发酵初期由于甲烷气体生成少,发酵槽上部空间部分充满空气,此时不
本文标题:我国北方沼气资源的开发
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