沼气的基本知识

沼气池的建造技术
1 沼气的基本知识
1.1 沼气及其产生过程
沼气是有机物质在厌氧环境中,在一定的温度、湿度、酸碱度的条件下,通过微生物发酵作 用,产生的一种可燃气体。由于这种气体最初是在沼泽、湖泊、池塘中发现的,所以人们叫 它沼气。沼气含有多种气体,主要成分是甲烷(CH4)。沼气细菌分解有机物,产生沼气的 过程,叫沼气发酵。根据沼气发酵过程中各类细菌的作用,沼气细菌可以分为两大类。第一类细菌叫做分解菌,它的作用是将复杂的有机物分解成简单的有机物和二氧化碳(CO2)等 。它们当中有专门分解纤维素的,叫纤维分解菌;有专门分解蛋白质的,叫蛋白分解菌;有 专门分解脂肪的,叫脂肪分解菌;第二类细菌叫含甲烷细菌,通常叫甲烷菌,它的作用是把 简单的有机物及二氧化碳氧化或还原成甲烷。因此,有机物变成沼气的过程,就好比工厂 里生产一种产品的两道工序:首先是分解细菌将粪便、秸秆、杂草等复杂的有机物加工成半 成品——结构简单的化合物;再就是在甲烷细菌的作用下,将简单的化合物加工成产品—— 即生成甲烷。
1.2 沼气的成分
沼气是一种混合气体,它的主要成分是甲烷,其次有二氧化碳、硫化氢(H2S)、氮 及其他 一些成分。沼气的组成中,可燃成分包括甲烷、硫化氢、一氧化碳和重烃等气体;不可燃成 分 包括二氧化碳、氮和氨等气体。在沼气成分中甲烷含量为55%~70%、二氧化碳含量为28%~44%、硫化氢平均含量为0.034%。
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1.3 沼气的理化性质
热熔铜螺母沼气是一种无、有味、有毒、有臭的气体,它的主要成分甲烷在常温下是一种无、无味 、无臭 、无毒的气体。甲烷分子式是CH4,是一个碳原子与四个氢原子所结合的简单碳氢化合物 。甲烷对空气的重量比是0.54,比空气约轻一半。甲烷溶解度很少,在20℃、0.1千帕时,100单位体积的水,只能溶解3个单位体积的甲烷。
甲烷是简单的有机化合物,是优质的气体燃料。燃烧时呈蓝火焰,最高温度可达1?400? ℃左右。纯甲烷每立方米发热量为36.8千焦。沼气每立方米的发热量约23.4千焦,相当于 0.55千克柴油或0.8千克煤炭充分燃烧后放出的热量。从热效率分析,每立方米沼气所能 利用的热量,相当于燃烧3.03千克煤所能利用的热量。
2 家用沼气池的类型
随着我国沼气科学技术的发展和农村家用沼气的推广,根据当地使用要求和气温、地质等 条件,家用沼气池有固定拱盖的水压式池、大揭盖水压式池、吊管式水压式池、曲流布料水 压式 池、顶返水水压式池、分
离浮罩式池、半塑式池、全塑式池和罐
式池。形式虽然多种多样, 但是归总起来大体由水压式沼气池、浮罩式沼气池、半塑式沼气池和罐式沼气池四种基本类型 变化形成的。与四位一体生态型大棚模式配套的沼气池一般为水压式沼气池,它又有几种不 同形式。
2.1 固定拱盖水压式沼气池
固定拱盖水压式沼气池有圆筒形(见图2.1)、球形(见图2.2)和椭球形(见图2.3) 三种池型。这种 池型的池体上部气室完全封闭,随着沼气的不断产生,沼气压力相应提高。这个不断增高的 气压,迫使沼气池内的一部分料液进到与池体相通的水压间内,使得水压间内的液面升高。 这样一来,水压间的液面跟沼气池体内的液面就产生了一个水位差,这个水位差就叫做“水 压”(也就是U形管沼气压力表显示的数值)。用气时,沼气开关打开,沼气在水压下排出 ;当沼气减少时,水压间的料液又返回池体内,使得水位差不断下降,导致沼气压力也随之 相应降低。这种利用部分料液来回串动,引起水压反复变化来贮存和排放沼气的池型,就称 之为水压式沼气池。
沼气池一般有两种,一种是普通水泥制作的,另种是玻璃钢制作的,玻璃钢又分为普通型的和专利型的
我在新疆专门做玻璃钢沼气池,是专利产品.
水泥的价格稍低但建造工时长,冬天不能产气,对地下水位有要求.
一、产品特点
1、成型产品,安装方便。该产品属工业化成型产品,安装时间只需几个小时,安装完毕,第二天就能填料使用。
2、重量轻巧,运输便利。一个池总重量只有一、二百公斤,分体制作,便于运输。
3、技术先进,设计合理。采用椭球容积,埋置深度浅,发酵底面大,便于粪料特循环,没有发酵盲区,自动排渣,产气量高。
4、池体密封好,强度高。由玻璃钢的性质所决定的,再加之利用了特殊复合材料,其强度、密封性、抗压性、抗老化、耐磨性,及隔热性都强于混凝土沼气池。
5、池体不裂缝,寿命长。池体永久不裂缝,使用期间不用维修,寿命可长达20年左右。
6、池子成本低,价格廉。产品的售价在同行业同类产品中处于低价位。虽然售价高于建混凝土沼气池,但其产气量高,不用维修,使用寿命长,算总帐很划算。
二、安装规程
(一)选址
选择安装位置,应首先考虑与厕所、猪圈、厨房的结合。要便于厕所、猪圈的粪便流入沼气池的进料口,便于出料口的沼渣、沼液流入菜地,及便于沼气池的出气口引入厨房,并使输气管道的长度控制在30米以内,以免管道过长气压不够。另外,还要注意避开树根,
沙石聚集的地带。
(二)挖坑
1、在选定好的位置挖坑(请按附图标注的尺寸
挖坑),坑的上半球直径要挖大一些,坑底挖成玻璃钢沼气池底部形状,进料口及出料口根据他的形状和尺寸挖,以便池体合适地放入坑中,便于粘接操作。
2、挖坑时候见底部有石块、空洞、或塌方,应及时处理或填平,以免造成加料承担重后池体被石块顶破或撑破。
3挖坑时候遇到数根一定要切断,在切口处涂上些费柴油或石灰使其停止生长以至腐烂,以防止树根的生长破坏池体。
4挖好坑后应用卷尺复核一下尺寸修整到要求的标准。
(三)组装
1、安装前,先将进料口 和出料口粘接到上半池相应的开口位置。
2、安装前,应仔细检查沼气池是否有损坏,如有损坏要及时修补。
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3、放池前,再检查一下坑底是否平整,并放一层细松土,浇一些水,不得有石块等硬物。
4、放池时,将上半球按标记方向下入坑内,放平,回填土,将下半不外沿底部夯实后,再将上半球按标记方向扣在下半球上。
5、进入池内,将上、下半池结合部的杂物与污泥清除干净,用砂纸打磨出新茬,用玻璃钢腻子将上下半池合缝处腻住。再到池外,用玻璃钢腻子将池体外上下半池合缝处腻住,待腻子固化后,便可填料。
6、在活动盖或池顶上钻一个孔,粘上出气管,安好开关截门。
7、使用玻璃钢法兰盖。在进完原料、接种物和水后,将玻璃钢法兰口擦拭干净,再将免垫密封胶挤在法兰口内沿的平面上,晾一小时左右,待密封胶固成富有弹性的胶圈时,再将玻璃钢盖板盖在法兰口上(盖板螺丝眼要与法兰螺丝眼对准),拧上八条直径10MM×50MM的螺丝,即可封池。
声纳网8、使用混凝土活动盖。在进完料、接种物和水后,选择粘性大的粘土和石灰粉,先将不含砂的干粘土锤碎,筛去粗粒和杂物,按3~5:1的配比(重量比)与石灰粉干拌均匀后,回水拌和揉成面团状。封盖前,先用扫帚扫去粘在蓄水圈、活动盖底及周围边上的泥砂杂物,再用水冲洗干净,将揉好的石灰胶泥,均匀地铺在活动盖口上,再把活动盖坐在胶泥上,注意活动盖与蓄水圈子之间的间隙要均匀,用脚踏紧,使之紧密结合。用石灰胶泥密封好活动盖后,拧紧反托螺栓,打开沼气开关,将水灌入蓄水圈内,养护1~2天即可关闭开关使用。最好保持顶盖长期不脱水。
9、将输气管粘接到截门上,安上控水器、脱硫器,并将管道引入室内,接上灶具,灯具等沼气用具。
(四)试压
安装好沼气池和沼气用具后,关闭所有的截门,往池内注水试压,直到水面升至进出料口
沿
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为止,再用皂液刷抹池体和管道接缝处,观察是否有气泡出现,如有气泡出现,说明此处漏气,要及时做密封处理。
折叠音箱(五
)回填土
1、确定池体和管道密封好后,用细松土或沙土回填空隙,边填边浇水,再用木棍鼗回填土夯实。注意不要捅破池壁,也不要浇水过多,以免沼气池浮起。
2、地下水位高的地区,应同时向池内加水至容积的一半再填土。回填夯土时,不要用木棒或其它工具碰击沼气池,以免损坏池体。
3、回填土垫至进出料口上沿及法兰圈的高度后,用砖随进出料品的弧度砌墙与地面取平。漏出地面的出料口和法兰护墙口要用木盖盖好,以免发生人畜掉入事故。
4、回填土夯实后,整装地面池棚,理顺输气管道,整好灶具,关好所有截门,待产气后使用。
(六)试火
当气压表显示出有气压时,可以放气试火。沼气发酵启动初期,所产生的气体主要是经酸化作用产生的二氧化碳,同时封池时气箱内还有大量空气,因而气体中的甲烷含量低,通常不能燃烧。所以,当沼气压力表小的水柱达到3kpa以上时,应先放1~2次气,待池中气体的甲烷含量达到30%以上时,即可点燃使用。
三、启动方法
1、备足原料。(1)原料用量:一口8M3沼气池,装料率按85%,料液浓度按4-6%计算,需要鲜猪粪2.9M3~4.4M3或鲜牛粪2.27M3~3.4M3。(2)原料来原:一是自备原料,用自家的猪牛粪;二是拉猪场或牛场畜粪,拉粪前一定要了解最近是否消过毒,(刚消过毒的粪便不能使用)。第一池料最好用牛马粪。
2、堆沤原料。地面铺上塑料薄膜将肥料与接种物拌匀分层洒水,其加水量以洒湿畜粪,底部不流水
为宜、含水量大约在30%-40%。然后将牛马粪或猪粪充分搅拌均匀,达到揪起成团,入下即散的状态,再用塑料薄膜密封,集中堆沤,堆高0.6-1米。一般堆沤时间夏季为5~7天,春、秋季为7~10天。当堆沤温度上升到45-50℃时要及时翻堆,防止在堆沤时因温度过高造成发酵原料炭化。
3、加足接种物。由于发酵原料的来源、种类不同,发酵原料中的甲烷菌数量差异很大。因此,加入足够的接种物是保证沼气很快产气的重要条件之一。新池装料应加入接种物量为料液总量的10~20%。
4、原料加水。一口8M3沼气池加水量,鲜猪粪需加水3.9~2.4M3,鲜牛粪需加水4.5~3.4M3。加入沼气池的水最好是经阳光晒的温水,不能图方便直接用自来水或抽取井水加入沼气池(因井水温度较低,沼气池启动慢),如果要用自来水或井水,应经是晒增温后入池。
5、原料入池。投料应在下午1-3点进行,投料 时要求速度快,
时间
短,
边装料边加水,边用自制的木棰上下反复搅拌,以均匀池内料液。液面高度为距天窗口75cm左右为宜。
6、不在冬季启动。沼气池一般不在冬季启动。冬季温度太低
,新料很难产生甲烷菌,容易造成长久不产气的现象,搞不好春季还得彻底换料。
四、使用方法
欲使用好沼气池,首先要了解沼气的产生原理,掌握好制取沼气的条件。沼气是有机物卫绝空气后,在一定的温度、湿度、酸碱度等条件下,以过沼气细菌的作用产生的一种可燃气体。沼气是一种混合气体,主要成分是甲烷(CH4)其余为二氧化碳(CO2)、氧气(O2)、氮气(N2)和硫化氢(H2S)。其中甲烷含量约为55%-70%,二氧化碳含量约为30%-45%。甲烷是无、无臭的气体,分子式CH4,分子量为16.04,在0℃、101325Pa标准状态下,甲烷对空气的相对密度为0.5548,沼气约为0.94;甲烷的热值为35.9MJ/m3,沼气低热值20-25MJ/m3。
制取沼气掌握七个条件:
1、严格的厌氧环境。沼气发酵微生物包括产酸菌和产甲烷菌两大类,它们都是厌氧细菌,尤其是产生甲烷的甲烷菌对氧特别敏感。它们不能在有氧的环境中生存,哪怕微量的氧存在,也会使发酵受阻。因此,有一个不漏气、不漏水的密闭沼气池,是人工制取沼气的关键。
2、足够和优良的接种物。接种物是沼气发酵所需要的含有大量微生物的厌氧活性污泥,也称菌种。
只有具备足够优良的接种物才能保证沼气发酵高效运行。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。
3、必要的发酵温度。沼气发酵菌种在8℃~60℃范围内都能发酵产气,并且温度越高,发酵越活跃,产沼气越多。因此,作为常温发酵的农村户用沼气池,应尽量使其发酵温度保持在8℃以上。
4、适宜的酸碱度。在沼气发酵过程中,沼气菌适宜在中性或微性的环境中繁殖。发酵液的PH值控制在6.8~7.5为宜。如低于或高于此值,沼气发酵就会缓慢,甚至不能正常进行。
5、适宜的发酵浓度和碳氢比。作物秸秆、青草、人畜粪便、生活污水等有机物都可以作为沼气发酵的原料。但发酵原料需满足(20~30):1的碳氮比和满足6%~10%的发酵浓度。当然,碳氮比和发酵浓度在夏季可适当低些,在冬季可适当高些。
6、经常性的搅拌。沼气池在不搅拌的情况下,发酵料液明显地分为3层:上层结壳层、中层清液层、下层沉渣层。发酵液分层不利于产气,所以,应考虑采取搅拌措施。搅拌的目的是使其不分层,让原料和接种物均匀分布于池内

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