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强回流沼气池是一种经过技术改造和创新的沼气池，是在全封闭的状态下运行的，可以防止因漏气而造成甲烷、氨气等气体对人或农作物的危害。与直筒式沼气池相比，能防止上层结壳和提高产气率，解决了出料难的问题。本期节目介绍强回流沼气池的构成、建造、管理以及安全使用等方面内容。
强回流沼气池是在江西广泛使用的一种池形。农业部要求建沼气池要三结合，三结合就是要求将厕所、猪圈的粪便进到沼气池里，从根本上改善农民居住环境的卫生状况，改变农民的生活卫生习惯，减少传染病和疾病流传，同时又丰富了沼气池的原料，通过发酵的粪便，大部分病菌都被杀死，肥效提高，对农作物非常有好处。我们在海南一个苗族村检查沼气建设项目时，一位苗族大姐非常激动的说，建了沼气池，不仅做饭省了不少事，厕所里的粪便和牛粪都进了沼气池，苍蝇基本上没有了，路上见不到牛粪，村里干干净净，空气都好象和以前不一样了。建了沼气池与没建沼气池的村庄就是不一样。说了这没多建沼气对卫生的好处，我们回头来了解一下强回流沼气池的特点。强回流就是通过一种动力使沼气池的料液从出口回流到进口返回沼气池，是什么动力是沼液回到沼气池中呢？有两个动力，可能你已经猜到了，是不是通过冲厕所使沼液回到沼气池里啊？是的，就是通过一个手动的活塞将沼液从沼气池的出料间抽出来冲厕所，从厕所下水道连同粪便一起回到沼气池内。就象城市用的抽水卫生厕所一样，不同的是冲厕所的一个是沼液一个是水。另一个就是沼气池产气变化，将沼液从出料口压出再从进料口进入沼气池内。这种池形的水压间在沼气池的拱盖上，还可以节约用地。
沼气池相关知识：
首先,我们有必要先介绍下,什么是沼气. 沼气是有机物质在厌氧的环境中，经沼气微生物分解而产生的一种可燃气体。因为最早是在沼泽地中发现的，因此称为沼气。
用于沼气发酵的原料主要是各种有机废弃物、农作物秸杆，如稻草、番莳藤、花生藤等，野生水生植物如水浮莲、杂草、树叶等，禽畜粪便，人粪尿等等。但用不同的原料时要注意碳、氮元素的配比。同时注意，不是所有的植物都可作为沼气发酵原料。例如，桃叶、百部、马钱子果、元江金光菊、元江黄芩、大蒜、植物生物碱、地衣和木本枝条，酸金属化合物、盐类和刚消过毒的禽畜粪便等，都不能进入沼气池。它们对沼气发酵有较大的抑制作用，故不能作为沼气发酵原料。
随着畜牧养殖业向着密集型饲养发展，畜禽的废料排泄物、尸体、羽毛及屠宰下水逐年增多，再加上家厕粪便，农作物告扦，有机废弃物等，用传统的堆沤、掩埋、焚烧、冲洗等办法都无法有效处，特别是养猪养鸡，使蚊、蝇大量孳生，一到夏季，不仅造成土壤、河流、地下水严重污染，而且带有大量的病源，危及人畜发病和畜产品卫生质量。如果把它们通过沼气池密闭发酵后，能有效杀灭各种虫卵病菌，从而有效地处理这些弃废物，保持农村环境卫生的整洁，减少空气污染和疾病发生。
建沼气池不仅可有效地解决养殖业的排污问题，而且畜禽的粪便入池发酵后，所产生的沼液加少量高锰酸钾，是养猪的上等饲抖。因为沼液中含有多种微量元素，特别是氨基酸含量十分丰富，且均为可溶性营养物质，易于消化吸收。用沼液养猪，每头每年可节省精抖40公斤，还可缩短饲养期15—25天，从而降低成本。
同时以沼气用作生活燃料，大大减少了生活用柴用煤用气，保护了森林资源，节省了秸秆和煤炭，生态环境逐步得到改善.特别在当前经济疲软时期,可以大大节省居民的生活成本.
综上所述,沼气可真是个宝贝,遗憾的是我们都没有好好的去利用这个宝贝改善我们的生活.这个实用技术值得我们去大力推广. 用简单的技术去变废为宝,提高我们的生活品质,何乐而不为呢?
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%。
1.3 沼气的理化性质
沼气是一种无色、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色、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。燃烧时呈蓝色火焰,最高温度可达1400℃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沼气池、大揭盖水压式沼气池、吊管式水压式沼气池、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、全塑式池和罐式沼气池。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、球形和椭球形三种池型。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。
水压式沼气池,是我国推广最早、数量最多的池型,是在总结“三结合”、“圆、小、浅”、“活动盖”、“直管进料”、“中层出料”等群众建池的基础上,加以综合提高而形成的。“三结合”就是厕所、猪圈和沼气池连成一体,人畜粪便可以直接打扫到沼气池里进行发酵。“圆、小、浅”就是池体圆、体积小、埋深浅。“活动盖”就是沼气池顶加活动盖板。
2.1.1水压式沼气池型的优点
2.1.1.1池体结构受力性能良好,而且充分利用土壤的承载能力,所以省工省料,成本比较低。
2.1.1.2适于装填多种发酵原料,特别是大量的作物秸秆,对农村积肥十分有利。
2.1.1.3为便于经常进料,厕所、猪圈可以建在沼气池上面,粪便随时都能打扫进池。
2.1.1.4沼气池周围都与土壤接触,对池体保温有一定的作用。
2.1.2水压式沼气池型的缺点
2.1.2.1由于气压反复变化,而且一般在4～16千帕(即40～160厘米汞柱)压力之间变化。这对池体强度和灯具、灶具燃烧效率的稳定与提高都有不利的影响。
2.1.2.2由于没有搅拌装置,池内浮渣容易结壳,又难于破碎,所以发酵原料的利用率不高,池容产气率(即每立方米池容积一昼夜的产气量)偏低,一般产气率每天仅为0.15米3 左右。
2.1.2.3由于活动盖直径不能加大,对发酵原料以秸秆为主的沼气池来说,大出料工作比较困难。因此,出料的时候最好采用出料机械。
2.2变型的水压式沼气池
中心吊管式沼气池是将活动盖改为钢丝网水泥进、出料吊管,使其有一管三用的功能(代替进料管、出料管和活动盖),简化了结构,降低了建池成本,又因料液使沼气池拱盖经常处于潮湿状态,有利于其气密性能的提高。而且,出料方便,便于人工搅拌。但是,新鲜的原料常和发酵后的旧料液混在一起,原料的利用率有所下降。
2.3无活动盖底层出料水压式沼气池
无活动盖底层出料水压式沼气池是一种变型的水压式沼气池。该池型将水压式沼气池活动盖取消,把沼气池拱盖封死,只留导气管,并且加大水压间容积,这样可避免因沼气池活动盖密封不严带来的问题,在我国北方农村,与“模式”配套新建的沼气池提倡采用这种池型。沼气池为圆柱形,斜坡池底。它由发酵间、贮气间、进料口、出料口、水压间、导气管等组成。
2.3.1进料口与进料管 进料口与进料管分别设在猪舍地面和地下。厕所、猪舍及收集的人畜粪便,由进料口通过进料管注入沼气池发酵间。
2.3.2出料口与水压间 出料口与水压间设在与池体相连的日光温室内。其目的是便于蔬菜生产施用沼气肥,同时出料口随时放出二氧化碳进入日光温室内促进蔬菜生长。水压间的下端通过出料通道与发酵间相通。出料口要设置盖板,以防人、畜误入池内。
2.3.3池底 池底呈锅底形状,在池底中心至水压间底部之间,建一U型槽,下返坡度5%,便于底层出料。
2.3.4工作原理 未产气时,进料管、发酵间、水压间的料液在同一水平面上;产气时, 经微生物发酵分解而产生的沼气上升到贮气间,由于贮气间密封不漏气,沼气不断积聚,便产生压力。当沼气压力超过大气压力时,便把沼气池内的料液压出,进料管和水压间内水位上升,发酵间水压下降,产生了水位差,由于水压气而使贮气间内的沼气保持一定的压力;用气时,沼气从导气管输出,水压间的水流回发酵间,即水压间水位下降,发酵间水位上升。依靠水压间水位的自动升降,使贮气间的沼气压力能自动调节,保持燃烧设备火力的稳定;产气太少时,如果发酵间产生的沼气跟不上用气需要,则发酵间水位将逐渐与水压间水位相平,最后压差消失,沼气停止输出。
2 沼气池的建造技术
2.1 沼气的基本知识
2.1.1 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。
2.1.2 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%。
2.1.3 沼气的理化性质
沼气是一种无色、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色、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。燃烧时呈蓝色火焰，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。
2.2 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。
2.2.1 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。
图2.1 8米圆筒形水压式沼气池型(单位：毫米) 3
图2.2 球形水压式沼气池构造简图
图2.3 椭球形水压式沼气构造简图(单位：毫米)
水压式沼气池，是我国推广最早、数量最多的池型，是在总结“三结合”、“圆、小、 浅”、“活动盖”、“直管进料”、“中层出料”等群众建池的基础上，加以综合提高而形 成的 。“三结合”就是厕所、猪圈和沼气池连成一体，人畜粪便可以直接打扫到沼气池里进行发酵。“圆、小、浅”就是池体圆、体积小、埋深浅。“活动盖”就是沼气池顶加活动盖板。
水压式沼气池型有以下几个优点：
(1)池体结构受力性能良好，而且充分利用土壤的承载能力，所以省工省料，成本比较低。【自动出渣沼气池建造图】
(2)适于装填多种发酵原料，特别是大量的作物秸秆，对农村积肥十分有利。
(3)为便于经常进料，厕所、猪圈可以建在沼气池上面，粪便随时都能打扫进池。
(4)沼气池周围都与土壤接触，对池体保温有一定的作用。
水压式沼气池型也存在一些缺点，主要是：
(1)由于气压反复变化，而且一般在4～16千帕(即40～160厘米水柱)压力之间变化。这对池 体强度和灯具、灶具燃烧效率的稳定与提高都有不利的影响。
(2)由于没有搅拌装置，池内浮渣容易结壳，又难于破碎，所以发酵原料的利用率不 高，
33池 容产气率(即每立方米池容积一昼夜的产气量)偏低，一般产气率每天仅为0.15米/米 左
右。
(3)由于活动盖直径不能加大，对发酵原料以秸秆为主的沼气池来说，大出料工作比较困难 。因此，出料的时候最好采用出料机械。
2.2.2 变型的水压式沼气池
图2.4 中心吊管式沼气池
(1)中心吊管式沼气池(见图2.4) 将活动盖改为钢丝网水泥进、出料吊管，使其有一管
三 用的功能(代替进料管、出料管和活动盖)，简化了结构，降低了建池成本，又因料液使沼气 池拱盖经常处于潮湿状态，有利于其气密性能的提高。而且，出料方便，便于人工 搅拌。但 是，新鲜的原料常和发酵后的旧料液混在一起，原料的利用率有所下降。
图2.5 曲流布料水压式沼气池剖面图(单位：毫米)
(2)曲流布料水压式沼气池(见图2.5) 该池型是由昆明市农村能源环保办公室于1984年设计成功的一种新池型。它的发酵原料不用秸秆，全部采用人、畜、禽粪便。原料的含水量 在95%左右(不能过高)。该池型有如下特点：
(1)在进料口咽喉部位设滤料盘。
(2)原料进入池内由布料器进行半控或全控式布料，形成多路曲流，增加新料扩散面，充分 发挥池容负载能力，提高了池容产气率。
(3)池底由进料口向出料口倾斜。
(4)扩大池墙出口，并在内部设隔板，塞流固菌。
(5)池拱中央、天窗盖下部吊笼，输送沼气入气箱。同时，利用内部气压、气流产生 搅拌作用，缓解上部料液结壳。
高效无结壳自动排渣沼气池技术研究
摘要 针对农村沼气池普遍存在浮渣结壳、沉渣淤塞等导致沼气池功效低下、利用率低、管理与使用不方便等问题，提出了一系列解决问题的方法，这对农村沼气池建设具有一定的实用和借鉴价值。
关键词 沼气池；高效；无结壳；自动排渣
农户建沼气池必须考虑和解决以下3个问题：一是如何提高利用率；二是怎样才能简便建池和方便管理与使用；三是如何做好安全运行。该文就上述3个问题进行探讨，以为农户提供借鉴。
1 提高沼气池利用率
提高利用率就是让沼气池发挥最大的功效，使其达到最大的产气量及供气量。
1.1 产气量
采用连续或半连续投料工艺，在池温20 ℃以上时，每天向池中投入干物质1.5 kg/m3（鲜猪粪8 kg/m3），则1 m3池容每天产气率可保持0.4 m3。一个8 m3沼气池，每天需投入60 kg猪粪才能满足其对发酵的原料要求，在常温下每天可产沼气2 m3以上[1]。
1.2 以原料量定建池容积
一个5口之家的农户，每天有2 m3的沼气即能满足炊事用能的需要。一般农户家庭建池容积为8 m3，只要有充足的发酵原料，所产沼气基本能满足炊事用能需要。一个8 m3沼气池可容纳10头大猪粪便量。
1.3 水压间的容积与设计
水压间的容积大小、设计是否合理直接影响沼气池供气。水压间的容积要适中。容积太小，不能将用于压气的水储存；容积太大，不能将多余的水排出，造成沼气池供气功能失调。
水压式沼气池的工作原理是沼气池产气时由气压水，用气时由水压气。其水压间的容积可通过以下3种方法确定：①零压水位线。零压水位线就是沼气池正常装料后的液面水位。零压水位线应设在12 h产气量的位置。零压水位线以上的叫储气缓冲空间，其容积等于沼气池的12 h产气量，这个储气缓冲空间的作用是防止导气管接触液面而进水或被浮渣堵塞。②水压间高度。设计水压间的高度要注意与池外进料口和水封圈的关系，水压间的设计高度应比池外进料口低10 cm，与水封圈在同一水平面上，与地面平齐，即是整池高度平地面。③水
俯 视 图
每隔1.5米一定要打墩
进料间【自动出渣沼气池建造图】
进料间可任意大小、建议 长×宽=1×1米 进料间越大，沉沙效果越好 进出料管均离边1.0米，两条出料管必须在同一条垂直线上。
惠州市百欧佳科技有限公司设计图纸
电话：0752-2992255 传真：0752-2232568
侧 视 图
注：
1、进料管、排渣排液管均用Φ200的PVC管（建议用联塑管，杂牌管容易爆裂） 2、进料间，水压间需铺底、批荡，保证不漏气不漏水
3 4、PVC管插入池体内约30CM
5、池从进料口向出料间建议可有一定的倾斜坡度（约5-10度）
6、延长清渣时间，确保发酵效果、建议尽量在沼气池前面做沉砂池（约10%）
惠州市百欧佳科技有限公司设计图纸 电话：0752-2992255 传真：0752-2232568
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