中小型沼气池活动口的研究与应用

沼气池的活动口就是位于沼气池顶部上面的活动通道口，是沼气池的重要部位，其主要功能：是沼气池施工期间供人员、施工材料進出和发酵料液投入取出的通道口，也是沼气池检修时便于采光和通风的天窗口，十分重要，不可或缺。农村户用沼气活池动口虽已形成标准化应用多年，但我们总感到存在不足，所以笔者在金华范围的部分中小型沼气工程设计建设中推出应用了一种新式沼气池活动口(以下简称套筒式活动口)，经过多年的对比观察，觉得套筒式活动口具有很大的实用效果。该种活动口安全可靠，功能多样、施工容易、管理方便，特别适用单体池容50m3以上的沼气池和南方丘陵地区畜禽养殖场利用地形落差建造的隧道型推流式中小型沼气工程。现把沼气池天窗式活动口的结构特点及套筒式活动口结构特点、应用情况作一介绍，以供大家参考。

1　技术背景

一直以来，国内许多地方的单体池容在50m3及以上的地埋式沼气池结构基本上是户用沼气池结构的放大，其池顶活动口也与户用沼气池的活动口结构相同，所以沼气池完工后必须在活动口盖上活动盖板，同时又要用粘泥密封和护圈加水养护以防沼气池漏气。这样的活动口对于较大容积沼气池的运行使用管理十分不便。随着国家不断加大投入农村沼气建设的资金力度，今后几年许多地区的规模化畜禽养殖场将步入沼气工程建设的高潮，沼气池数量不断增多，而规模养殖场建设的沼气池容基本上是不少于50m3，池容都比较大；经我们调查，一些规模养殖场粪便资源十分丰富，发酵原料充足，如沼气池正常发酵，沼气产量很足，基本解决了本场生产生活用能；但养殖场的养殖条件要求相对较高，养殖场消毒水使用频繁，常使沼气池不同程度的中毒，影响沼气池产气，导致沼气供应间断，而单体较大的沼气池都沿用户用沼气池，采用粘泥密封活动口，今后其活动口盖板开启难、重新密封难的问题将严重影响沼气池使用和管理。况且在频繁维护或维修沼气池过程中，容易开破盖板或使沼气池活动口受损将使沼气池停止运行，甚至会出现提早报废的现象，使沼气用户意见很大，严重影响了沼气工程和沼气事业的声誉。鉴于以上原因笔者与本系统有关科技人员对沼气池活动口進行长时间研究、改進试验和对比分析，最终形成了现在的沼气池套筒式活动口。

2　户用沼气池传统活动口(简称天窗式活动口)结构、缺点

2.1天窗式活动口结构示意图(图1)如下

从“沼气池天窗式活动口示意图”图1中可看出：整个天窗口有二个盖板，上面是蓄水圈盖板(也是维护盖板)，下面是活动盖板，就是密封用盖板，而活动盖板常年承受沼气的压力，必须由专业人员進行操作。而天窗口是农村地埋式沼气池每年都要开启和关闭的重要部件，是农村地埋式沼气池结构中不可缺少关键部位。

2.2天窗式活动口存在的缺点

2.2.1从图1中看出，活动盖板不可缺少，活动盖板处在气箱顶部，常年受到沼气气压的作用，容易造成漏气。

2.2.2沼气池活动盖板必须要用粘泥密封，对密封粘泥有技术要求，必须由专业人员進行密封，达不到要求，容易漏气，平时我们常观察到一些沼气生产工，密封好多次才不漏气，费工费时费力。

2.2.3沼气池气压过大时，活动盖常被冲开或胀漏，影响沼气池的正常使用。

2.2.4护圈中的养护水天冷易结冰、天热易干，特别时夏秋季节管理不勤易造成护圈无水粘泥干裂而漏气。

2.2.5沼气池大出料或检修时开盖较难，完工后密封又不易，是户主和沼气人员最头疼最无奈的事情。

2.2.6沼气池中毒后大换料难、以及结壳搅拌难，严重影响沼气生产。

3　套筒式活动口结构特点：

3.1套筒式活动口结构示意图(图2)如下：

从图2中看出，套筒式活动口与天窗式活动口相比少去很多部件，部件少了，管理自然就简单多了。

3.2套筒式活动口的优点：

3.2.1具备天窗式活动口原有优点，套筒式活动口的進出通道口功能、通风采光功能与天窗式活动口相比没有受到太大影响。

3.2.2省去了活动盖板，从图2中可以看出，套筒式活动口省去活动盖板，省去密封用的粘泥，省去以后请人开启、装配的麻烦。

3.3.3省去了蓄水圈，采用套筒式活动口省去原来养护用的蓄水圈。因天窗式沼气池活动盖板用粘泥密封后必须在蓄水圈里加水，使粘泥保持湿润、膨胀状态，防止蓄水圈里水干，导致密封粘泥干裂，造成活动口漏气。

3.2.4解决了天窗式活动盖的开启难、密封难的困难。

由于规模化畜禽养殖场养殖条件要求高，养殖场消毒水使用频繁，常易影响沼气的正常发酵，而使用套筒式活动口，水封代替了粘泥密封。

3.2.5随时可以给沼气池進行人工搅拌及大换料。

以南方丘陵地区奶牛场沼气工程为例，沼气池里上层容易结壳，底层容易形成发酵死区，户主时不时用长竹杆進行人工搅拌，可以提高产气率。一旦沼气池中毒，只要拔掉导气管后，随时对发酵液進行换料处理。

3.2.6随时可监测沼气池内污泥层及沉渣的厚度，沼气池内的污泥层及沉渣的厚度，随时可以通过套筒式活动口测量出来，抽污泥出渣变得简单方便。

3.2.7最大优点是通过套管起到水封作用，同时又限制了沼气池的气压，免除沼气池胀漏胀坏的危险。如图2中所示，套筒下沿口伸人发酵液面下50cm，上沿口与沼气池顶部结成一体化起到了气室水封作用；当池中沼气产生向上逆出到气室，随着沼气的不断产生，气室中沼气压力相应增大，这个不断增大的气压，不断对沼气池内的料液進行压迫，从而使发酵液面不断降低，当料液面被压迫到套筒下沿口处时，沼气会从套筒下沿口处自动排出，这样起到沼气限压作用，保护了沼气池安全运行，避免沼气池被气压胀漏胀坏的危险。

3.2.8功能多样、方便实用、改進卫生：在实际应用中，由于套筒式活动口减少了活动盖开启和关闭的环节，使得操作管理十分方便。据初步调查，许多中小规模养殖场，到冬季时，可以通过套筒口往池里装足猪粪等发酵原料，使整个冬季产气较均衡(有的养殖场还能把零星的病死猪仔，直接通过套筒式活动口压入沼气池内发酵，起到了消灭了病毒菌作用)，很受沼气用户欢迎。

3.2.9套筒式活动口结构有利于标准化和工厂化，由于畜禽规模场建池数量较多，这种套筒式活动口结构有利于施工标准化和非标设备的工厂化。

4　套筒式活动口的适用范围、应用情况

套筒式活动口结构特别适用于规模养殖场建设的单体池容50m3以上沼气池和南方丘陵地带利用地形落差建造的隧道型推流式中小型沼气池。因规模养殖场粪便污水量多，池容大，沼气发酵原料充足，所产沼气用不完，套筒式活动口的采用，丝毫不会影响沼气收集效果。

2004年，笔者在金华市华源猪场的600m3厌氧池的沼气工程中首先应用，该沼气工程采用地埋隧道型推流式工艺、套筒式活动口，其结构示意图(图3)如下：

该沼气工程利用自然落差，污水自流到沼气池三级发酵，通过套筒活动口管理沼气池运行，污染物处理率高，沼气产气率高，而且基本无运行费用。该场8年来运行实践证明，套筒式活动口安全可靠，操作方便，造价低。从2005年金华市20家3000头以上规模养殖场的中小型沼气工程中应用推广开始，到2010年止，全市已有1000多家规模养殖场的沼气工程应用了套筒式活动口，都效果不错，反映良好。

5　结束语

为了改善畜牧场周边环境的污染和开发可再生能源，同时也为了为了拉动内需，国家加大了对农村沼气建设的支持力度，全国各地正在兴建和拟建一批中小型沼气工程。沼气工程的后续管理好坏将直接影响到工程能否长效运行与节能减排效果的巩固；同时沼气工程后续运行管理的费用问题也不可小觑，采用管理方便的沼气池活动口，是值得我们探讨的一项技术。金华市华源猪场套筒式活动口结构的沼气池多年成功运行，以及金华市大面积推广应用取得的实用效果，为其他地区简化中小型沼气工程后续管理服务提供了一个及时、可行和有益的“思路”。