农广校沼气技术培训讲稿

沼气技术1沼气发酵基础知识沼气的概念与特性沼气是人畜粪尿、生活污水和植物茎叶等有机物质在一定的水分、温度和厌氧条件下，经沼气微生物的发酵转换而成的一种方便、清洁、优质、高吕位气体燃料，可以直接炊事和照明，也可以供热、发电、烘干等。沼气发酵残留物是一种高效有机肥料和养殖辅助营养料。沼气的来源十分广泛沼气的成分沼气中主要成分是:•甲烷（CH4）占50%—70%•二氧化碳（CO2）占20%—40%•少量的硫化氢（H2S）占1%—3%•氢（H2）、一氧化碳（CO）、氮（N2）等气体。其中：甲烷、氢气、一氧化碳是可燃气体。硫化氢是有害气体。甲烷:可燃烧麻醉人分子小(水泥缝隙的1/4)是空气的0.94倍(轻)CO2:不可燃使人窒息是空气的1.53倍(重)H2S:燃烧后的SO2腐蚀金属沼气的性质1、热值20000—29000千焦，最高温度可达1200℃。2、溶解度甲烷在水中的溶解度很小，在20℃，一个大气压下，100单位体积的水只能溶解3个单位体积的甲烷，这就是沼气不但在淹水条件下生存，还可用排水法收集的原因。3、比重标准沼气的比重为0.94。沼气比空气轻，在空气中容易扩散，速度比空气快3倍。当空气中甲烷的含量达25%—30%时，对人畜有一定的麻醉作用。4、临界温度和压力标准沼气的临界温度为-37℃，平均临界压力为56.64×105帕（即56.64大气压）。这是沼气只能以管道输气，不能液化装灌作为商品能源交易的原因。5、分子尺寸甲烷分子直径为3.76×10-10米，约为水泥砂浆孔隙的1/4，这是研制复合密封涂料，提高沼气池密封性的重要依据。6、燃烧特性一个体积的沼气需要6—7个体积的空气才能充分燃烧。这是研制沼气用具和正确使用灶具的重要依据。7、爆炸极限沼气与空气按1：10的比例混合，在封闭条件下，遇到火会迅速燃烧爆炸，是用做动力燃料的依据，同时也带来安全危害。沼气发酵基本原理一、沼气发酵微生物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微生物的作用在沼气发酵过程中，不产甲烷菌相互依赖，互为对方创造维持生命活动所需的物质基础和适宜的环境条件；同时又相互制约，共同完成沼气发酵过程。不产甲烷菌为产甲烷菌提供营养不产甲烷菌为产甲烷菌创造适宜的厌氧生态环境不产甲烷菌为产甲烷菌清除有毒物质不产甲烷菌为产甲烷菌共同维持环境中适宜的酸碱度不产甲烷菌主要在酸化过程中起作用产甲烷菌在产甲烷过程中起作用沼气发酵过程1、水解发酵阶段粪便各种酶单糖秸杆多糖有机质氨基酸2、产酸阶段单糖产酸菌乙酸多糖丙酸氨基酸醇类3、产甲烷阶段乙酸甲烷菌甲烷丙酸二氧化碳醇类硫化氢沼气发酵基本条件1、碳氮比适宜的发酵原料合适的碳氮比25—30：12、优质足量的菌种农村沼气池一般加入接种物的量为总投料量的10%—30%。3、严格的厌氧环境沼气池要严格密封，不漏水，不漏气。4、适宜的发酵温度10—26℃称为常温发酵，28—38℃称为中温发酵，46—60℃称为高温发酵。5、适宜的酸碱度沼气发酵的适宜酸碱度为PH=6.5—7.5，最低6最高9。6、适度的发酵浓度农村沼气池的负荷通常用发酵原料浓度来体现，适宜的干物质浓度为4%—10%，即发酵原料含水量为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%—10%。7、经常性搅拌沼气发酵工艺1、连续发酵工艺沼气池发酵启动后，连续不断地或每天定量的加入新的发酵原料，同时排起相同数量的发酵料液，使发酵过程连续进行下去。发酵装置不发生意外情况或不检修时，均不进行大出料，一般适用于大中型沼气池。2、半连续发酵工艺沼气发酵装置投料发酵启动一次性投入较多的原料，经过一段时间，开始正常发酵产气，随后产气逐渐下降，此时就需每天或定期加入新物料，以维持正常发酵产气，这种工艺就称为半连续沼气发酵。我国农村的沼气池大多属于此种类型。3、批量发酵工艺发酵原料成批量地一次投入沼气池，待其发酵完后，将残留物全部取出，又成批地换上新料，开始第二个发酵周期，如此循环往复。4、两步发酵工艺一步发酵二步发酵沼气池的建设水压沼气池工作原理现浇沼气池预制沼气池核心是V字坡口接缝和上下圈梁保证质量预制沼气池的安装有关参数•425号水泥400kg（不包括水压间）•中砂0.8m3•碎石1.2m3（直径小于2cm）•配比（重量比）水：水泥：中砂：碎石=0.6：1：2：4•8号冷拔丝10kg•开挖尺寸D=3.0~3.1m，h=1.8~2.0m安装步骤第一步现浇池底圈梁，并在上面画出内径2.7m,以便树立安装池墙用第二步从出料口开始，依次安装好池墙，并用绳子暂时箍紧，勾好池墙的内外缝隙第三步回填四周土致池墙上边缘相差5~8cm止，并夯实土层第四步用细砂浆打好池顶与池墙交接处的灰口，安装好进料管第五步安装池顶，池顶到池墙上边缘高度为0.54m，由调节顶撑高度确定，一般池顶缝与池墙有一定错开量，对称安装第六步现浇上圈梁，使圈梁包住池顶与池墙的接缝各1/2，其截面不小于10×10cm现浇天窗口，其截面不小于10×10cm应有标准的内外圈模第七步1~2天后,回填池盖土，安装1~2天后拆除顶撑,现浇池底。砌筑出料减和进料口。第八步密封层粉刷（五层作法）一层纯稠水泥浆刷二层细沙浆粉10mm（水泥：砂=1：3）三层纯水泥加密封胶加水调成膏状刮2mm四层细沙浆粉5mm（水泥：砂=1：2）五层纯稠水泥浆刷或刮增加储肥间专业户沼气池设计参数:日处理量：鲜猪、牛粪1.2—1.5吨/100M3每头猪每天排粪尿量6.8Kg（相当于200头猪建100m3沼气池）每头牛每天排粪尿量14.8Kg(相当于100头牛建100m3沼气池)沼气技术2专业户沼气池设计参数:日处理量：鲜猪、牛粪1.2—1.5吨/100M3每头猪每天排粪尿量6.8Kg（相当于200头猪建100m3沼气池）每头牛每天排粪尿量14.8Kg(相当于100头牛建100m3沼气池)气罩重量:G=S×PS---截面积(ЛR2M2)P---压强(米水柱1KPa=0.1m水柱)湿式储气柜干式储气柜小型沼气工程运行化学耗氧量(COD)水中的有机物与强氧化剂重铬酸钾作用时所销耗的氧的量(毫克/升)一般每千克COD产沼气0.45—0.5立方米生物耗氧量(BOD)由微生物的活动,将水中的有机物氧化分解消耗的氧气的量(毫克/升)一般以5天的消耗来计算(BOD5)BOD5/COD(最大值为0.58)可生物降解性0.4生物降解性好0.3~0.4可生物降解0.2~0.3难生物降解0.2不宜生物降解负荷•容积有机负荷千克(COD·TS)/m3·天•污泥负荷千克(COD)/千克VSS·天•水力负荷m3/m3·天常用水力负荷控制进料量工程的启动接种物•厌氧活物污泥要求有微生物种群和产甲烷活物(可用畜禽场,酒精厂,豆制品厂与排水沟里的污泥)10~30%启动方式接种物数量要得较多,若不能满足启动时间过长8---12周为了缩短启动时间•连续膨胀法首批料按接种物:原料=2:1进料(约3m3),待ph为7后第二批料为首批料的1/2进料,待ph为7后第三批料为累计料的1/2进料……..•浓度递增法第一批按接种物:原料=2:1进料3~5天后;第二批按接种物:原料=1:1进料3~5天后;第三批按接种物:原料=1:2进料;待接种物投完(10~30%)后开始连续启动运行运行管理•酸化与甲烷化平衡,ph:6.8~7.5•进料浓度控制在6~8%•控制每天的进料量•保持发酵温度大于15℃•排出发酵液后处理生活污水净化沼气池工艺参数:污水量100升/人·天污泥量0.7升/人·天污泥产气量15m3/m3滞留期3天以上污泥清掏周期2年总池容V=QTN/1000(M3)Q---污水排量（升/人·天）T---滞留期（天）N---总人数沼气技术3“一池三改”技术规范规范规定了农村沼气“一池三改”的建设原则、总体布局、技术要求和使用管理等内容。目的•通过以沼气为重点的可再生能源技术和生态农业技术的应用，改变农户传统的生产、生活方式，提高生活质量，增加收入，保护环境，达到家居温暖清洁化，庭院经济高效和农业生产无害化原则因地制宜，统筹规划逐户设计，同步施工配套改键，科学美化使用方便，管理方便“一池三改”设计的总体要求在沼气池上面建设或改建畜禽舍和卫生厕所，使人畜粪便及冲洗水自动流入沼气池洗浴水不得进入沼气池“一池三改”要求建6~8m3左右的沼气池；改或建猪圈面积不小于12m2；改或建厕所不小于2m2；改或建厨房不小于8m2“三位一体”设施与厨房间的距离不宜超过25m总体布局技术要点厨房技术要点猪圈、厕所技术要点现浇沼气池现浇沼气池技术要点预制沼气池预制沼气池预制沼气池预制沼气池预制沼气池预制沼气池沼气技术4沼气技术标准标准种类•国家标准户用沼气池标准图集（GB/T4750-2002）户用沼气池施工操作规范（GB/T4752-2002）户用沼气池质量检查验收规范（GB/T4751-2002）户用沼气池管路施工安装操作规范（GB/T7637-1987）沼气技术标准•行业标准户用农村能源生态工程南方模式设计和使用规范（NY/T467-2001）沼气压力表(NY/T×××-200×)家用沼气脱硫器(NY/T×××-200×)沼气池密封涂料(NY/T×××-200×)户用沼气池标准图集（GB/T4750-2002）户用沼气池施工操作规范（GB/T4752-2002）要有户用沼气池标准图集材料:425号水泥,石子直径小于20mm8m3:水泥14包、中沙1m3、碎石2.2m3挖坑要标准特殊地基要特殊处理模具可用钢模木模砖模混凝土配比正确搅拌均匀，地表养护到位粉刷五层规范操作按规范适压验收户用沼气池质量检查验收规范（GB/T4751-2002）材料质量检查验收土方质量检查验收混凝土质量检查验收密封质量检查验收整体工程质量检查验收户用沼气池管路施工安装操作规范（GB/T7637-1987）管路材质。•导气管采用内径16mm的PE工程塑料管；室内、外输气管采用内径16mm的PVC或PE工程塑料管，局部软管采用内径10mm聚氯乙烯软塑料管管路安装。•导气管浇筑在池顶最高点或池盖上，室外管路埋在地下，以百分之五的坡度向最低点，在最低点处安装集水装置，在室外安装集水装置要考虑冬季防冻；室内管路设计要合理，横平竖直，尽量缩短输气距离，保证灶前压力，提高供气质量。服务体系建设与施工队伍管理服务体系建设服务体系的层次·各层的职责农业部：制定行业政策,争取支持经费对沼气产品进行招投标对沼气产品的质量进行抽查检验省服务总站：政务省财政经费支持监督是不是使用的招标产品组建行业协会举办新技术培训班编印新技术资料村服务点：服务半径500户左右服务必备条件沼气产品另配件脱硫剂储备出料设备、秸秆处理设备搅拌设备·运行方式（关键是村服务点）屋业管理（管理费），协会会员(会费)以协议方式定收费标准，定免费服务内容——保障体系选择性收费服务项目另配件供应(合理利润）宣传、示范综合利用技术。施工队伍管理施工队的组建——高效组合关键是队长人选质量监督把好验收关质量与工资、建设任务挂钩农户监督全过程——县市媒体宣传建设中易出问题的环节国债补助差额（建池部分）集中收费实行工程承包制（包点火）谢谢！沼气技术5生态家园生态家园生态家园富民计划是以沼气为纽带,整合利用可再生能源技术和高效生态农业技术,建设以农村户用沼气为纽带的各类能源生态模式工程目的是达到提高农民生活质量,发展生态农业、生产无公害农产品的效果，实现家居温暖清洁化、庭院经济化和农业生产无害化的目标生态家园的特征以人为本从农民最关心的国家建设入手，重视改变他们的最基本的生产生活条件，围绕人的需求，为了人的利益，实现人的发展强化综合通过对农村家园沼气池、畜禽舍、日光温室等多项农村能源技术和种植、养殖技术的优化组合，综合开发，实现集约化发展生态家园的特征循环再生通过以沼气为纽带的能源生态模式的推广，形成种植生产、