细谈农村户用沼气池技术

[中图分类号] S216.4 [文献标识码] A [文章编号] 1003-1650 （2015）08-0003-03

农村户用沼气，就是在广大农村以户为单位建设的沼气池。在我国，利用推广沼气的历史悠久，最早源于二十世纪三十年代初罗国瑞等人创造发明并获得专利的水压式沼气池。历经几十年的反复实践，沼气池实用技术得以提高和不断扩大，特别是近些年来，小型高效沼气池的研制与推广，使我国农村沼气技术水平和发展速度均居于世界领先地位。凭着节约能源、适用卫生、综合利用效益等几大优势，沼气池建设在我省广大农村呈现了蓬勃发展的良好态势，给千家万户带来了实实在在的好处。

广大群众通过修建沼气池，部分农户同时实施了“一池三改”配套建设工程，改变了农村“人无厕所、畜无圈”的现状，一方面促进养殖业发展，增加农民经济收入，另一方面大大改善了农民群众的生产生活条件，在使用沼气的过程中，大量秸杆等农业生产的剩余物，人畜粪便和杂草、树叶等废弃物得到充分利用，实现开源与节流双赢，减少了农民生活支出，解决了农村生活燃料紧缺的问题。据对农户的走访调查得知，沼气用户年节约煤2.1吨，按250元每吨计算，每年节约525元；节约电60度按每度0.45元计算，折合人民币27元；节柴5吨，折合1000元；节约劳动力38个，按18元每工天计算折合684元。每户累计年节约2236元。用沼气池的推广使用速度不断加快，群众对沼气池带来的经济、生态和社会“三大效益”的认识不断提高，建设沼气池的积极性高涨，但缺乏技术成了摆在广大农民朋友面前的一大难题，使他人们感到困惑，甚至放弃修建沼气池的想法，从而影响了全县农村沼气事业的发展，因此，使农民掌握农村户用沼气池实用技术，成了农民群众的g切需要和发展农村沼气事业的突破口。

1 农村户用沼气池的修建

沼气池质量好坏，直接关系到产气的多少和产气质量的好坏。因此，修建沼气池一定要做到选址恰当，池型设计合理、便于施工，保证质量，不得漏水、漏气。

1.1 建址选择

1.1.1最好将沼气池修建于猪圈、厕所地面下的“三结合”建池原则。

1.1.2土质坚实，地下水位低，背风向阳之处。这样既有利于施工，保证质量，又能吸收太阳能，防寒保湿，不受地水的影响；

1.1.3池址与用气点的距离控制在25米以内，以便输气可靠，气压稳定，节约输气费用，检查维修方便；

1.1.4离浅表水源（井）15米以外，以免污染水源；

1.1.5避免树根，以防其窜入破坏池体，如无法避开，应将挖断的树根端部涂上热沥青进行封闭，或在池体外表面涂刷沥青；

1.1.6池体周围，特别是进、出料附近，应留出活动空间，以利于疏通或搅拌进、出料。

1.2 建池原则

尽量坚持将沼气池修建成于猪圈、厕所下面的“三结合”建池原则，以人畜粪便为主要原料时，应充分考虑到离畜圈近，光照强的原则。

1.3 池型选择

根据我县农民收入情况，应选用操作简单易学、投入较低、产气较高的贵州多功能高效A型和贵州多功能高效B型两种池型。

1.4 材料准备

修建一个8-10立方的沼气池应准备4-5立方水泥砂，1方碎石，0.5方细砂（刚砂），一套抽粪管、两斤密封剂，直径为20-30cm的塑料管或水泥管一根，火砖900块。同时要注意建池材料的纯净，不能混有杂物。碎石要洗净后才能使用；砂子不能混有杂物、泥土，用前一定要过筛、冲洗；水泥要防潮，结块的一般不能使用。

1.5 建池设计参数

1、表面盖板的厚度6-8公分；2、底面厚度6-8公分；3、池墙厚度7-9公分；4、池墙高度1米；5、天窗口高30cm；6、天窗口直径55-65cm；7、池底面斜度为0.1直径+tg5×半径；8、矢高也叫拱高在1/5直径与1/4直径之间，以1/5直径为标准；9、池内进、出料口大小设计：进口的高度从底面往上量为50公分左右，宽度为40公分左右。出口的高度从池底往上量为70公分左右，宽为70公分。进、出口孔必须对称设计。

1.6 施工技术

定位、放线、挖坑

1、在确定建池的区域内平整好场面；

2、多方丈量尺寸，确定主池的中心点位置，根据设计平面图在地面上放线，并确定四边定位木桩和中心柱，以及地面标高基准点。放线打桩定基准是保证建池质量的关键，以便在施工中能随时正确地检查尺寸，纠正偏差。

3、池坑开挖土方工程是建池的重要阶段，由中间向四周开挖，池壁尽可能采用立壁开挖，不放边坡，并采用在池中心桩处设置中心杆的方法，或悬吊铝垂线，堕时修正几何尺寸；在挖至距地面1.1时，可同时将水压间与进料间挖好；在开挖池坑时，坑边1米内禁止堆放重物与弃土，以免压塌。开挖好后，应立即进行池底混凝土施工。

池底施工

1、将池底夯实，铺垫嵌实一层8公分的石块，堕既薄薄浇注一层1：5.5的水泥砂浆将缝隙填好。浇筑池底混凝土。

池墙施工建筑规范要求，池底浇筑一周后，等混凝土强度达到50%以上时，方可进行池墙施工，但在实践中，只要在混凝土表面加上垫层，不直接踩在上面，一般次日便可施工。池墙的施工要求是不错位、不裂缝、平整、光洁。

进、出料口施工

进、出料口与发酵池连通。在建池前，要先准备1-2根长50-60cm、厚3-4cm、内空直径25cm的预制管或1米长的塑料管。预制管的施工方法：以直径是25公分的塑料管为内径，外圈用砖围一圈，在塑料管和砖之间留3-4cm的空隙，用1：3的砂浆灌注在空隙中，并用砖刀或小木棒压实。注意事项：在灌注砂浆的同时要转动塑料管，避免它与砂浆粘连太紧，到最后无法取出。取出时间一般在第二天就可完全取出，同时在内圈要用1：3的细浆进行粉糊，要求无砂眼、无裂缝。

一般进、出料口是随主体墙同时修建，使它们互相连成一个整体。根据不同的池型进、出料口的建池方法也不相同。

贵州多功能高效A型的进料口预制管采用直插，也可以斜插。直插下口部分与主体池相通，是一个25cm×35 cm×46cm的框体（即长35 cm、宽25 cm、高46 cm），由水泥浆浇筑而成，水泥和水泥砂的比例与主体墙相同。框体的上口部分，形如“漏斗”状，是预制管和水泥砂浇筑而成。斜插管的上口边缘与地面距离46cm。其余与直插的上口部分相同。

出料口底部至1.01cm高处与发酵池相通，上部分与水压间相连。空度70cm×70cm。水泥砂浆比例与主体墙相同。

贵州多功能高效B型的进、出料口要准备2根预制管长度最好是60cm或两根60M塑料管，均采取斜插方式，它与水平线成一定角度，一般要求成65度角。

上圈梁施工

就贵州多功能高效A型、B型池而言。B型池子不设计圈梁。A型池子的圈梁只起到支撑砖模的作用。方法是在主体池墙建好后，以1：3的水泥砂浆，要求水泥砂浆的干温度达到：捏成团，放能散的标准，然后用砖或木条做挡板在主墙的一圈浇筑一层5厘米厚的水泥浆，与砌筑的砖成90度，圈梁须保持在同一水平面上。

拱顶施工

在我县都是采用无模漂砖砌拱法来进行拱顶施工，其方法是：

1、前期准备工作：一是选准中心点的位置；二是量出内空直径，算出曲率半径，即内空直径D×0.725，并用竹杆做好量具，比如8立方米沼气池的曲率半径是1.96m，那竹杆的长度就是1.96m。它是在砌拱漂砖用来随时检查曲率半径，保证其球面的几何形状；三是准备好拉钩（用8号铁丝弯成如S形）10个左右和4-5根1.6m长竹杆或木棒；四是准备好6挑左右带粘性黄泥巴土，在拱顶的前一天要浇透水，第二天备用。

2、施工过程（根据贞丰县的施工过程叙述）

用黄泥巴土作灰浆，砌筑时要用满刀口，灰浆要饱满，挤压密实、嵌紧、要求灰缝不宜太大。

每砌一块砖要以竹杆为标尺，随时检查它的曲率半径是否符合。每做好一圈用薄石片或木片加紧，加紧的同时要随时用标尺检查曲率半径。遇到砖与砖之间的空缝大，要用石块填实，使砖与砖之间互相嵌紧，不能松动。封顶时，一定要加固，不要有松动现象。砌1-4圈时最好用木棒或竹杆撑住砖，避免往下掉，第五圈后才用拉钩。

按1：4的砂浆比例，拌砂浆时一定要注意水灰比，使拌的砂浆用手捏能从指缝间见有水滴淌出就可以浇注水泥浆。浇注时，一定的要用工具压紧，压实，同时完成活动盖口（天窗口）的设计。最后在凸面上还要用1：3的细浆粉糊、用1：2的细浆清光。要求细浆粉糊时一是地无砂眼，二是无裂痕。

活动盖口、盖板的施工

活动盖口位于拱顶的上端，在浇注拱顶时一同完成，圆口，直径在55cm-65 cm之间，贞丰县普遍是60 cm。

活动盖板、蓄水圈盖板、进、出料间盖板等，均要求配制钢筋，特别是活动盖口的盖板（天窗盖）要求比较严格，上设导气管，是发酵池与外界联系的通道，要求厚度10M。现就其施工方法介绍如下：

1、用钢卷尺量出封密圈的直径，然后算出天窗盖的直径；

2、找一处平整的水泥地面，用粉笔划一个与天窗盖相同直径的圆；

3、用砖（砖的宽与厚度的一面，尺寸是12cm×6cm）的一面沿粉笔线围绕一圈，砖与砖的交接处最好挤紧，少留空隙；

4、以1：4的砂浆进行浇注，在浇注时要加5-7根钢筋，并安装好导气管和提手。然后在平面上洒少许净水泥，待适当收水后进行表面清光，要求无痕、无砂眼、无细石凸出。注意：第二天必须撤掉砖，以防多天后砖与砂浆粘连。到3-4后再翻过来，进行另一面的清光，也要求无裂痕，无砂眼，无细石露出表面。

5、注意事项：导气客和提手一定要固定好，不能松动，否则会导致漏气。

其它活动盖可以用砖来做模子浇注，但提手最好是活动的。

内密封层施工

内密封有两层含义：一是指在浇注或砌筑体的表面实施多层“抹灰刷浆”的方法；二是在抹灰表面再一层“密封涂料”的作法。而“抹灰刷浆”是防止沼气池不渗水、漏气的主要手段，外刷“密封涂料”仅是一种辅助措施。实践证明：只要作好抹灰刷浆，就可达到防渗漏的目的。

沉砂池、蓄粪池的施工

沉砂池与蓄粪池是整编个发酵装置与发酵工艺的一个组成部分，不应缺少。沉砂池与蓄粪池可在进料间与水压间施工时，在同一水平位置同时修建，也可在整个池子建造完工或其它间息时间建造。

水处理

不管是池墙或是池底来水都是采用不同的方法将水引到池子最低处，挖一个25公分以上的深坑，然后用直径为20公分左右的铁桶（去底）放下去进行排水，待四周浇筑好后并凝固后，再对排水孔进行处理。

2 沼气池的管理、使用与维修

发酵原料的收集与予处理

有机物质是沼气发酵微生物的主要营养物质，是产生沼气的物质基础，人工制取沼气，收集并准备好充足的发酵原料是首要前提。

2.1 发酵原料

农村中可做为沼气发酵原料的有机物相当丰富，但不同类的发酵原料，其化学成分不同，产生沼气潜力和消化速度也有很大差异，总的说来可以分为两大类：

2.1.1富碳有机物：既含碳素多的原料，如含纤维素较多的作物秸杆、树叶等，其分解速度较慢，生产周期长，产气量较高。

2.1.2富氮有机物：即含氮素营养多的原料：如人，畜粪便、阴沟污泥等，这些原料分解速度快，产气周期短，单位原料的总产气量比作物秸杆低。

2.2 预处理

各种粪便作为发酵原料时，可不进行予处理。

而作物秸杆作为发酵原料时，为了加速原料的分解，促使早产气，一般应对其与处理，方法有两种：

2.2.1铡短（最好是粉碎）：作物秸杆作沼气发酵原料时，必须经过铡短或粉碎等处理，这样不仅能增大发酵原料与沼气微生物的接触面，加速原料的分解，同时，将方便进料和出料。经过铡短或粉碎的作物秸杆，一般可提高产气15-20%。

2.2.2堆沤：为了避免发酵原料进入沼气池后，出现大量漂浮和结壳现象，同时利于破坏作物秸杆表面的蜡质层，适当降低发酵原料的碳氮比，以有利于沼气微生物对碳氮营养的需要，促使早产气，应对投入沼气池的作物秸杆等沼气发酵原料进行堆沤处理，其方法有：

（1）池外堆沤：将铡短的作物秸杆，加入适当的粪水（以料堆下不出水为宜），混合拌匀。料堆上覆盖塑料薄膜。气温15度左右时，堆沤4-5天；20度以上时，堆沤2-3天，即可投料入池。

（2）池内堆沤：将铡短或粉碎的作物秸杆，加入适量粪便水或沼液。拌匀后投入池内堆沤。堆沤时间根据气温而定，一般1-2天为宜。池内堆沤，可利用堆沤时所产生的热量，提高池温。

作物秸杆堆沤时，可加入料重的2%的石灰水澄清液，能收到较好的效果。

因堆沤会造成原料中营养份的损失，应严格控制堆沤时间，不可过长。

3 沼气池的管理

3.1 合理配料，综合进料

要使沼气池产气快，产气多、长期而持续产气、就要合理配料，综合进料。

3.1.1因沼气多能燃烧的 主要是甲烷，那么沼气池的产气量，主要指产生的 沼气中含甲烷量的多少。为了多产生优质沼气，就必须投入含甲烷量多的 发酵原料。如人畜粪便，秸秆，麦草等。

3.1.2合理搭配消化速度快与慢的原料：

为了达到产气持久和均衡产气的 目的，在进料时，应将消化速度快的和消化速度慢的原料合理搭配。例如：作物秸秆等含纤维多的原料，消化速度慢。产气速度也慢，但持续时间长：而人、畜、禽等粪便，消化速度快，产气速度也快，但持续时间短（约30天）。

3.1.3含碳、氮原料的合理搭配：

碳元素、氮元素是沼气微生物生存、繁殖所需要的主要营养物质，但各种沼气发酵原料中的碳、氮含量是不同的，故应合理搭配。

农村沼气的发酵原料，一般禾木料作物的秸秆占多数，而这类原料的碳氮都比较高。因此在投入料时，就尽量多加些人粪尿来降低碳氮比值。在缺少人粪尿的地方，可能加鲜猪粪或加入占发酵原料量0.3%的碳酸铵或0.1%以下的尿素，也能有效地提高产气率。

3.2 沼气发酵的启动

其步骤和方法为：首先，准备好各类充足的发酵原料；第二是将予处理过的原料与接种物混合，并按一定的浓度投料入池；第三是加水（一是调整浓度，二是使总投料量达80%-90%）封池；然后观察放气试火，点燃正常使用，启动完成。

3.3 每年大换料

大换料时应注意：

3.3.1换料前20-30天，应停止进料，以免浪费原料。

3.3.2换料前应准备好充足的发酵原料，使大出料后能及时加足新料，保证沼气池很快重新产气。

3.3.3大出料时，应将池内中下部的活性污泥（含有大量菌种）取出并保留约15%-30%作为新投入的接种物。

3.3.4清除干净池内的全部残渣，保证池容利用率。

3.4 日常管理

“三分建池，七分管理”，实质上就是指沼气池的日常管理，它是科学管理沼气池的关键，也是沼气池建、管、用的中心环节。是提高产气率的重要技术手段：

3.4.1勤加料，常出料；

加入沼气池的发酵原料，经沼气微生物的分解消化，逐渐被消耗或转化，如果不补充新的发酵原料，沼气微生物就会“吃不饱，吃不好”，产沼气量就会下降。为了保证沼气数微生物有充足的养料进行正常的新陈代谢，使产气正常而持久，就要不断地补充新鲜原料，更换部分旧料，做到勤加料、常出料。

3.4.2常搅拌：

每日搅拌沼气池，将使沼气的产气量提高15%-30%，目前我省农村沼气池一般均未安装搅拌装置，针对此情况，可采用以下两种方法：

一是用长棍或其它长把器具，从出料口或进料口伸入发酵间，用力来回拉动搅拌；另一种是从出料间取出料液，再从进料口将其冲入池内起到搅拌的作用。

3.5 沼气燃具常见故障与排除方法

3.5.1压力表指示压力虽高，可一使用压力急降，灶具火力很弱，甚至点不着火。可关上开关，压力又升高。其原因为导气管三通等接头、输气管受压或拐弯过急过多等，使沼气流动不畅通。应检查输配管道，及时疏通。

3.5.2打开用气开关后，压力表指示跳动。为输气管内冷凝水积存太多，产生水阻。应及时排除积水，并检查管道是否按规定坡度安装等。

3.5.3未用气时，压力表指示波动。输气管或三通、开关等漏气。应分段检查，找出泄漏处解决。

3.5.4燃烧时，突发性产生红火。灯、灶具内有灰尘，应时常清理干净。

3.5.5压力指示虽高，但灯、炉具燃烧不好，无力。输送距离较远，输气系统内径较小或有阻塞，使压力损失太大，达不到燃具灶前压力。应缩短送气距离，加大管径等，减少压力损失。

3.5.6压力表指示呈负压。表明池体漏水，应检查修补。

3.5.7沼气灯光一亮一暗。输气管内积水，输气不畅、喷嘴阻塞等。对症处理。

3.5.8沼气灯纱罩处出现火苗。为一次空气不足，或喷嘴位置、喷孔不正，压力过大沼气过多，烟气排除不畅或废气倒流。旋大一次空气口，调整喷嘴位置或更换喷嘴，关小开关调整压力，排除废气影响。

3.5.9沼气灯光变弱。为沼气不足，喷嘴阻塞，吸入废气。升高沼气压力，疏通喷嘴，排除废气。

3.5.10灯光发红。为沼气不足，或空气太多，对症解决。

3.5.11不发白光。为纱罩质量差，或调整不当，沼气与空气混合不好，或沼气太少。选用优质纱罩，反复调试，增大沼气压力与流量。

第四节 沼气池的保养与维修

沼气池的保养与维修，是科学管理沼气池的重要部分。它可以防止或减少病态池的产生，并能延长沼气池的使用年限，可达20年左右，或甚至更长，有利于巩固和发展沼气建设的成果。

3.6 沼气池的保养

3.6.1潮湿养护：目前我省推广建造地 农村沼气池，绝大多数为水泥结构。而水泥是一种多孔性建材，过于干燥会使毛孔裂开，逐渐发展成沼气池渗漏，所以必须对沼气池进行潮湿养护，使其常年保持潮湿状态。

3.6.2防止空池暴晒：新建成地 或大出料的沼气池，经检查验收合格后，应立即装料、装水、不要空池晾晒。或迟迟不能完工的 沼气池也不能暴晒，一定要遮盖并保持潮湿。干旱季节不宜大换料。换料时应尽量缩短空池时间，原料不足或其他原因，应立即加水灌满，加盖养护，否则沼气池的内外压力将失去平衡，损坏沼气池或产生隐患。

3.6.3防腐蚀：正常产起的 发酵原料虽总的说来是呈中性，但在发酵过程中有产酸阶段等，故沼气池常年受到料液的侵蚀，当使用几年后，可能有部分水泥材料喝密封层脱落，会产生漏气现象，因此，每次大换料时，应将池壁洗刷干净，检查有无问题，加以补修。

3.7 常见故障及处理方法

3.7.1压力表水柱上升时快、时慢，当水柱升到一定高度后就不再上升――漏气量与沼气压力成正比，即压力低时，漏气少，压力高时，漏气增加，当漏气与产气平衡时停止。或者是沼气池的发酵间与贮气间结合部有裂缝，当料液淹没时，不漏气：而料液下降后，裂缝露出，漏气。应及时检查，判明漏水还是漏气，进行修补。

3.7.2开始产气正常，以后明显下降，或压力表上的水柱不动――沼气池或活动盖、及压力表前漏气。应分段检查进行处理。

3.7.3压力表水柱虽高，但气很快用完――水压间容积太小。应按设计要求修建水压间。