農(nóng)村家用沼氣發(fā)酵工藝規(guī)程

1主題內(nèi)容與適用范圍

本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了我國(guó)農(nóng)村家用沼氣池的沼氣發(fā)酵工藝操作規(guī)程。

本標(biāo)準(zhǔn)適用于我國(guó)農(nóng)村池容為6m3、8m3、10m3的家用水壓式沼氣池，其他類(lèi)型的常規(guī)沼氣發(fā)酵裝置可參照使用。所用沼氣池必須符合GB4750《農(nóng)村家用水壓式沼氣池圖集》的質(zhì)量要求。

按照本規(guī)程對(duì)沼氣池進(jìn)行科學(xué)管理，當(dāng)池溫在20℃以上時(shí)，產(chǎn)氣率可達(dá)0.4m3/m3·d；當(dāng)池溫不低于15℃時(shí)，產(chǎn)氣率不低于0.15m3/m3·d。

2沼氣發(fā)酵原料

2.1發(fā)酵原料的種類(lèi)和性質(zhì)

2.1.1人畜禽糞、作物秸稈、雜草菜葉、有機(jī)污水等都可以作為沼氣發(fā)酵原料。

2.1.2各種發(fā)酵原料的產(chǎn)氣量有所不同（見(jiàn)表1）。在35℃條件下常用原料每千克干物質(zhì)的產(chǎn)氣量為0.3～0.5m3，在20℃條件下每千克干物質(zhì)的產(chǎn)氣量為表1的60％。

表1

原料種類(lèi)

麥秸

稻草

玉米秸

青草

牛糞

馬糞

豬糞

人糞

雞糞

產(chǎn)氣量m3/kg

0.45

0.40

0.50

0.44

0.30

0.34

0.42

0.43

0.49

試驗(yàn)條件：發(fā)酵溫度為35℃。

發(fā)酵時(shí)間糞便為60d。秸稈為90d。

2.1.3年產(chǎn)300m3沼氣需要干物質(zhì)1200kg。

2.2發(fā)酵原料的預(yù)處理

2.2.1糞便原料不必進(jìn)行預(yù)處理。作物秸稈必須鍘短到6cm以下或粉碎。

2.2.2在接種物用量小于20％，鮮糞用量與風(fēng)干秸稈的重量比小于1∶1時(shí)。啟動(dòng)時(shí)所用的秸稈原料應(yīng)進(jìn)行堆漚處理。方法有：

a.池外堆漚：將原料加水拌勻。加水量以料堆下部不出水為宜，料堆上加蓋塑料膜。氣溫在15℃左右時(shí)堆漚4～5d，氣溫在20℃以上時(shí)堆漚2～3d。

b.池內(nèi)堆漚：將原料及接種物拌勻后。投入沼氣池內(nèi)進(jìn)行堆漚，堆漚時(shí)間參照池外堆漚。

2.3原料配比

2.3.1沼氣發(fā)酵啟動(dòng)時(shí)的C∶N比值為10～30∶1。當(dāng)以秸稈原料為主進(jìn)行沼氣發(fā)酵啟動(dòng)時(shí)。根據(jù)接種物用量的多少要加糞便來(lái)調(diào)節(jié)碳氮比。接種物用量在30％或30％以上時(shí)，可以不加糞便；接種物用量在20％時(shí)，鮮糞與風(fēng)干秸稈的比例應(yīng)為1∶1；接種物用量在10％時(shí)，鮮糞與秸稈的比例應(yīng)為2∶1。以豬、牛糞為原料啟動(dòng)時(shí)加20％的接種物；以雞、人糞作發(fā)酵原料啟動(dòng)時(shí)加30％的接種物。

2.3.2糞便不足時(shí)可在沼氣池內(nèi)加入料液總量0.10％～0.30％的碳酸氫銨或0.03％～0.10％的尿素。

2.3.3入池原料的碳氮比及干物質(zhì)含量可根據(jù)公式（1）及公式（2）進(jìn)行計(jì)算：

a.入池混合原料的碳氮比按公式（1）計(jì)算：

K=（C1X1+C2X2+C3X3…………）/（N1X1+N2X2+N3X3…………）……………（1）

式中：K──

混合原料的碳氮比；

C──

各種原料的碳素含量，％；

N──

各種原料的氮素含量，％；

X──

各種原料的重量，kg。

b.入池混合原料的干物質(zhì)含量按公式（2）計(jì)算：

D=〔（T1X1+T2X2+T3X3…………）/（X1+X2+X3……）〕×100………（2）

式中：D──

混合原料的干物質(zhì)含量，％；

T──

各種原料的干物質(zhì)含量，％；

X──

各種原料的重量，kg。

上述兩個(gè)公式也可以用來(lái)計(jì)算在配制一定的碳氮比或干物質(zhì)含量時(shí)，某一原料的需要量。

3接種物

3.1沼氣發(fā)酵啟動(dòng)時(shí)所使用的含有大量沼氣發(fā)酵微生物的各種厭氧活性污泥稱(chēng)接種物。在沼氣發(fā)酵啟動(dòng)時(shí)，料液中要添加10％～30％的接種物。

3.2老沼氣池中的懸浮污泥、各種有機(jī)廢水沉淀污泥、河流湖泊底層的沉渣、坑塘污泥和積水糞坑的糞肥等，都可用來(lái)作接種物。所用接種物的揮發(fā)性固體含量不低于3％。

3.3不同來(lái)源的接種物，對(duì)沼氣發(fā)酵的影響各不一致。為了比較接種物質(zhì)量的好壞，可通過(guò)實(shí)驗(yàn)加以選擇。方法是將等量的不同接種物接入發(fā)酵原料和環(huán)境條件完全相同的發(fā)酵瓶?jī)?nèi)，其用量為5％～10％，在35℃條件下發(fā)酵15～20d，比較其產(chǎn)氣多少，擇優(yōu)選擇。

3.4接種物需要量較大時(shí)，可采用擴(kuò)大培養(yǎng)的方法加以增殖。其方法是將選取的接種物按10％～30％的比例加入發(fā)酵原料中。經(jīng)過(guò)厭氧培養(yǎng)，到日產(chǎn)氣量基本穩(wěn)定，并且所產(chǎn)生氣體甲烷含量在50％～60％時(shí)即告完成。接種物經(jīng)一次擴(kuò)大培養(yǎng)仍不夠用時(shí)，可按此法進(jìn)行多次擴(kuò)大培養(yǎng)。

4沼氣發(fā)酵的啟動(dòng)

4.1新建成的或已大出料的沼氣池，從進(jìn)料開(kāi)始，到能夠正常而穩(wěn)定地產(chǎn)氣過(guò)程稱(chēng)為沼氣發(fā)酵的啟動(dòng)。

4.2投料：將預(yù)處理的原料和準(zhǔn)備好的接種物混合在一起投入池內(nèi)。啟動(dòng)時(shí)的料液干物質(zhì)含量控制在4％～6％。如在大出料時(shí)將接種物留在了池內(nèi)，將原料投入池內(nèi)拌勻即可。

4.3加水封池：原料和接種物入池后，要及時(shí)加水封池?，F(xiàn)有水壓式沼氣池以料液量約占沼氣池總?cè)莘e的90％為宜。然后將池蓋密封。

加入沼氣池的水可依次選用沼氣發(fā)酵液、生活廢水、河水或坑塘污水等；也可使用井水或自來(lái)水；但不得使用含有毒性物質(zhì)的工業(yè)廢水。

4.4放氣試火：沼氣發(fā)酵啟動(dòng)初期，通常不能點(diǎn)燃。因此，當(dāng)水壓表壓力達(dá)到20cm水柱以上時(shí)，應(yīng)進(jìn)行放氣試火。所產(chǎn)沼氣可正常點(diǎn)燃使用時(shí)，沼氣發(fā)酵的啟動(dòng)階段即告完成。

4.5啟動(dòng)時(shí)，一旦發(fā)生酸化現(xiàn)象，往往表現(xiàn)為所產(chǎn)氣體長(zhǎng)期不能點(diǎn)燃或產(chǎn)氣量迅速下降，甚至完全停止產(chǎn)氣，發(fā)酵液顏色變黃。根據(jù)酸化程度的不同，可采用不同的治理方法：

a.發(fā)酵pH值不低于6.0時(shí)，由于沼氣發(fā)酵的自然調(diào)節(jié)作用，pH值會(huì)逐漸上升，并恢復(fù)正常產(chǎn)氣，但需要時(shí)間較長(zhǎng)。為了加快正常產(chǎn)氣，可向沼氣池內(nèi)增投一些接種物或老沼氣水。

b.當(dāng)pH值降至6.0以下時(shí)，則需抽出部分發(fā)酵液，重新加入較大量接種物或老沼氣池發(fā)酵液，同時(shí)也可用石灰水或草木灰水調(diào)節(jié)pH值至6.0以上。以達(dá)到恢復(fù)產(chǎn)氣的目的。

5沼氣池的運(yùn)轉(zhuǎn)管理

5.1當(dāng)沼氣發(fā)酵啟動(dòng)之后，即進(jìn)入正常運(yùn)轉(zhuǎn)階段。為了維持沼氣池的均衡產(chǎn)氣，啟動(dòng)后30d左右就應(yīng)定時(shí)進(jìn)行補(bǔ)料。

5.2平均每個(gè)沼氣池每天補(bǔ)料4～8kg干物質(zhì)，便可維持日產(chǎn)氣1.5m3以上。如用氣量大，池溫在20℃以上時(shí)，每立方米沼氣池平均每天可補(bǔ)料2kg。

5.3正常運(yùn)轉(zhuǎn)期間進(jìn)池的秸稈原料，只要鍘短或粉碎并用水或發(fā)酵液浸透即可。

5.4正常運(yùn)轉(zhuǎn)期間的進(jìn)料濃度應(yīng)當(dāng)盡量大一些。干物質(zhì)含量可以大于8％。

5.5為了便于管理和均衡產(chǎn)氣?？擅扛?～7d補(bǔ)料一次?！叭Y(jié)合”沼氣池每天都有一定量的人畜糞便進(jìn)入沼氣池，產(chǎn)氣量不足時(shí)，則應(yīng)每5～7d添加秸稈或青草等原料一次。補(bǔ)加原料的量參照5.2進(jìn)行。補(bǔ)料時(shí)要先出后進(jìn)，每次出料的發(fā)酵液可以循環(huán)使用。

5.6非三結(jié)合沼氣池，若實(shí)行秋季一年一次大換料，并以成批投料為主時(shí)，啟動(dòng)投料濃度在8％～10％，至次年春末不必添料，以后產(chǎn)氣量不足時(shí)每月添料1～2次，每次進(jìn)料40～80kg干物質(zhì)。

5.7水壓式沼氣池?zé)o攪拌裝置，可通過(guò)進(jìn)料口或水壓間用木棍攪拌，也可以從水壓間淘出料液，再?gòu)倪M(jìn)料口倒入進(jìn)行攪拌，每隔5～7d攪拌一次。若發(fā)生浮料結(jié)殼并嚴(yán)重影響產(chǎn)氣時(shí)，則應(yīng)打開(kāi)活動(dòng)蓋進(jìn)行攪拌。冬季減少或停止攪拌。

6沼氣池的溫度及增保溫措施

6.1常溫發(fā)酵沼氣池，溫度越高沼氣產(chǎn)量越大。應(yīng)盡量設(shè)法使沼氣池背風(fēng)向陽(yáng)。

6.2冬季到來(lái)之前，防止池溫大幅度下降和沼氣池凍壞，應(yīng)在沼氣池表面覆蓋柴草、塑料膜或塑料大棚。三結(jié)合沼氣池，要在畜圈上搭保溫棚，以防糞便凍結(jié)。

6.3作物秸稈等堆漚時(shí)產(chǎn)生大量熱量。正常運(yùn)轉(zhuǎn)期間可在池外大量堆漚秸稈，給沼氣池進(jìn)行保溫和增溫。

6.4采用覆蓋法進(jìn)行保溫或增溫，其覆蓋面積都應(yīng)大于沼氣池的建筑面積，從沼氣池壁向外延伸的長(zhǎng)度應(yīng)稍大于當(dāng)?shù)貎鐾翆由疃取?/p>

7沼氣池的大換料

7.1根據(jù)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用肥季節(jié)每年可進(jìn)行大換料1～2次。大換料要于池溫15℃以上季節(jié)進(jìn)行，低溫季節(jié)不宜進(jìn)行大換料。

7.2大換料時(shí)應(yīng)做到以下幾點(diǎn)：

7.2.1大換料前5～10d應(yīng)停止進(jìn)料。

7.2.2要準(zhǔn)備好足夠的新料。待出料后立即重新進(jìn)行啟動(dòng)。

7.2.3出料時(shí)盡量做到清除殘?jiān)?，保留?xì)碎活性污泥。留下10％～30％的活性污泥為主的料液做為接種物。沼氣發(fā)酵液可重復(fù)利用。

8安全注意事項(xiàng)

8.1沼氣發(fā)酵啟動(dòng)過(guò)程中，試火應(yīng)在燈、爐具上進(jìn)行，禁止在導(dǎo)氣管口試火。

8.2沼氣池在大換料及出料后維修時(shí)，要把所有蓋口打開(kāi)，使空氣流通，在未通過(guò)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)證明池內(nèi)確系安全時(shí)，不允許工作人員下池操作。

8.3池內(nèi)操作人員不得使用明火照明，不準(zhǔn)在池內(nèi)吸煙。

8.4下池維修沼氣池時(shí)不允許單人操作，下池人員要系安全繩，池上要有人監(jiān)護(hù)