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有機肥發酵劑之沼氣池建池技術

時間:2017-05-13 11:47來源:未知 作者:百益寶em菌 點擊:

有機肥發酵劑之 沼氣池建池技術 一、 沼氣的基本知識 1、沼氣及其產生過程 ? 沼氣是有機物質在厭氧環境中,在一定的溫度、濕度、酸堿度的條件下,通過微生物發酵作 用,產生的一種可燃氣體。由于這種氣體最初是在沼澤、湖泊、池塘中發現的,所以人們叫 它沼

 有機肥發酵劑沼氣池建池技術

 

 

一、 沼氣的基本知識

1、沼氣及其產生過程?

沼氣是有機物質在厭氧環境中,在一定的溫度、濕度、酸堿度的條件下,通過微生物發酵作 用,產生的一種可燃氣體。由于這種氣體初是在沼澤、湖泊、池塘中發現的,所以人們叫 它沼氣。沼氣含有多種氣體,主要成分是甲烷(CH4)。沼氣細菌分解有機物,產生沼氣的 過程,叫沼氣發酵。根據沼氣發酵過程中各類細菌的作用,沼氣細菌可以分為兩大類。類細菌叫做分解菌,它的作用是將復雜的有機物分解成簡單的有機物和二氧化碳(CO2)等 。它們當中有專門分解纖維素的,叫纖維分解菌;有專門分解蛋白質的,叫蛋白分解菌;有 專門分解脂肪的,叫脂肪分解菌;第二類細菌叫含甲烷細菌,通常叫甲烷菌,它的作用是把 簡單的有機物及二氧化碳氧化或還原成甲烷。因此,有機物變成沼氣的過程,就好比工廠 里生產一種產品的兩道工序:先是分解細菌將糞便、秸稈、雜草等復雜的有機物加工成半 成品——結構簡單的化合物;再就是在甲烷細菌的作用下,將簡單的化合物加工成產品—— 即生成甲烷。?

 2、沼氣的成分?

沼氣是一種混合氣體它的主要成分是甲烷其次有二氧化碳、硫化氫(H2S)、氮 及其他 一些成分。沼氣的組成中,可燃成分包括甲烷、硫化氫、一氧化碳和重烴等氣體;不可燃成 分 包括二氧化碳、氮和氨等氣體。在沼氣成分中甲烷含量為55%~70%、二氧化碳含量為28%~44%、硫化氫平均含量為0.034%。

 3沼氣的理化性質?

沼氣是一種無色、有味、有毒、有臭的氣體,它的主要成分甲烷在常溫下是一種無色、無味 、無臭 、無毒的氣體。甲烷分子式是CH4,是一個碳原子與四個氫原子所結合的簡單碳氫化合物 。甲烷對空氣的重量比是0.54,比空氣約輕一半。甲烷溶解度很少,在20℃、0.1千帕時,100單位體積的水,只能溶解3個單位體積的甲烷。?

甲烷是簡單的有機化合物,是優質的氣體燃料。燃燒時呈藍色火焰,高溫度可達1?400? ℃左右。純甲烷每立方米發熱量為36.8千焦。沼氣每立方米的發熱量約23.4千焦,相當于 0.55千克柴油或0.8千克煤炭充分燃燒后放出的熱量。從熱效率分析,每立方米沼氣所能 利用的熱量,相當于燃燒3.03千克煤所能利用的熱量。?

   二、家用沼氣池的類型?

隨著我國沼氣科學技術的發展和農村家用沼氣的推廣,根據當地使用要求和氣溫、地質等 條件,家用沼氣池有固定拱蓋的水壓式池、大揭蓋水壓式池、吊管式水壓式池、曲流布料水 壓式 池、返水水壓式池、分離浮罩式池、半塑式池、全塑式池和罐式池。形式雖然多種多樣, 但是歸總起來大體由水壓式沼氣池、浮罩式沼氣池、半塑式沼氣池和罐式沼氣池四種基本類型 變化形成的。與四位一體生態型大棚模式配套的沼氣池一般為水壓式沼氣池,它又有幾種不 同形式。

  1、 固定拱蓋水壓式沼氣池?

固定拱蓋水壓式沼氣池有圓筒形(見圖2.1)、球形(見圖2.2)和橢球形(見圖2.3) 三種池型。這種 池型的池體上部氣室完全封閉,隨著沼氣的不斷產生,沼氣壓力相應提高。這個不斷增高的 氣壓,迫使沼氣池內的一部分料液進到與池體相通的水壓間內,使得水壓間內的液面升高。 這樣一來,水壓間的液面跟沼氣池體內的液面就產生了一個水位差,這個水位差就叫做“水 壓”(也就是U形管沼氣壓力表顯示的數值)。用氣時,沼氣開關打開,沼氣在水壓下排出 ;當沼氣減少時,水壓間的料液又返回池體內,使得水位差不斷下降,導致沼氣壓力也隨之 相應降低。這種利用部分料液來回串動,引起水壓反復變化來貯存和排放沼氣的池型,就稱 之為水壓式沼氣池。

 

 

 

 

2.1  83圓筒形水壓式沼氣池型(單位:毫米)

 

 

圖2.2  球形水壓式沼氣池構造簡圖

 

圖2.3  橢球形水壓式沼氣構造簡圖(單位:毫米)

水壓式沼氣池,是我國推廣早、數量多的池型,是在總結“三結合”、“圓、小、 淺”、“活動蓋”、“直管進料”、“中層出料”等群眾建池的基礎上,加以綜合提高而形 成的 。“三結合”就是廁所、豬圈和沼氣池連成一體,人畜糞便可以直接打掃到沼氣池里進行發酵。“圓、小、淺”就是池體圓、體積小、埋深淺。“活動蓋”就是沼氣池加活動蓋板。 ?

水壓式沼氣池型有以下幾個優點:?

  (1)池體結構受力性能良好,而且充分利用土壤的承載能力,所以省工省料,成本比較低。 ?

(2)適于裝填多種發酵原料,特別是大量的作物秸稈,對農村積肥十分有利。??

(3)為便于經常進料,廁所、豬圈可以建在沼氣池上面,糞便隨時都能打掃進池。?

(4)沼氣池周圍都與土壤接觸,對池體保溫有一定的作用。

水壓式沼氣池型也存在一些缺點,主要是:?

(1)由于氣壓反復變化,而且一般在4~16千帕(即40~160厘米水柱)壓力之間變化。這對池 體強度和燈具、灶具燃燒效率的穩定與提高都有不利的影響。?

(2)由于沒有攪拌裝置,池內浮渣容易結殼,又難于破碎,所以發酵原料的利用率不 高,池 容產氣率(即每立方米池容積一晝夜的產氣量)偏低,一般產氣率每天僅為0.15米3/米3 左右。

(3)由于活動蓋直徑不能加大,對發酵原料以秸稈為主的沼氣池來說,大出料工作比較困難 。因此,出料的時候好采用出料機械。?

 2、變型的水壓式沼氣池?

 

2.中心吊管式沼氣池

(1)中心吊管式沼氣池(見圖2.4)  將活動蓋改為鋼絲網水泥進、出料吊管,使其有一管三 用的功能(代替進料管、出料管和活動蓋),簡化了結構,降低了建池成本,又因料液使沼氣 池拱蓋經常處于潮濕狀態,有利于其氣密性能的提高。而且,出料方便,便于人工

攪拌。但 是,新鮮的原料常和發酵后的舊料液混在一起,原料的利用率有所下降。

 

2.5  曲流布料水壓式沼氣池剖面圖(單位:毫米)

 (2)曲流布料水壓式沼氣池(見圖2.5)  該池型是由昆明市農村能源環保辦公室于1984年設計成功的一種新池型。它的發酵原料不用秸稈,全部采用人、畜、禽糞便。原料的含水量 在95%左右(不能過高)。該池型有如下特點:?(1)在進料口咽喉部位設濾料盤。?

(2)原料進入池內由布料器進行半控或全控式布料,形成多路曲流,增加新料擴散面,充分 發揮池容負載能力,提高了池容產氣率。?

(3)池底由進料口向出料口傾斜。?

(4)擴大池墻出口,并在內部設隔板,塞流固菌。

(5)池拱中央、天窗蓋下部吊籠,輸送沼氣入氣箱。同時,利用內部氣壓、氣流產生 攪拌作用,緩解上部料液結殼。

(6)把池底低點放在水壓間底部。在傾斜池底作用下,發酵液可形成一定的流動推力,實 現進出料自流,可以不打開天窗蓋把全部料液由水壓間取出。?

3、其他各種變型的水壓式沼氣池?

除了上述兩種變型的水壓式沼氣池外,各地還根據各自的具體使用情況,設計了多種其他變型的水壓式沼氣池型。如:為了減少占地面積、節省建池造價、防止進出 料液相混合、增加 池拱氣密封性能的雙管返水水壓式沼氣池(見圖2.6);為了便于出料的大揭蓋水壓式沼 氣池(見圖2.7)和便于底層出料的圓筒形水壓式沼氣池(見圖2.8);為了多利用秸草類發酵 原料而采用的弧形隔板、干濕發酵水壓式沼氣池(見圖2.9)。

 

 

圖2.6  雙管返水水壓式沼氣池簡圖

1.進料管  2.發酵池  3.出料聯通管?4.活動蓋  5.導氣管  6.水壓間

 

圖2.7  大揭蓋水壓式沼氣池簡圖?

1.大直徑活動蓋  2.蓄水池蓋板  3.導氣管

 

 

圖2.8  圓筒形水壓式沼氣池簡圖(單位:毫米)

 

圖2.9  干、濕發酵水壓式沼氣池簡圖?

1.濕發酵區  2.干發酵區

 4、無活動蓋底層出料水壓式沼氣池?

無活動蓋底層出料水壓式沼氣池是一種變型的水壓式沼氣池。該池型將水壓式沼氣池活動蓋 取消,把沼氣池拱蓋封死,只留導氣管,并且加大水壓間容積,這樣可避免因沼氣池活動蓋 密封不嚴帶來的問題,在我國北方農村,與“模式”配套新建的沼氣池提倡采用這種池型。 本書將介紹該種沼氣池的建造技術。無活動蓋底層出料水壓式沼氣池的構造如圖2.10所示 。沼氣池為圓柱形,斜坡池底。它由發酵間、貯氣間、進料口、出料口、水壓間、導氣管等 組成。?

 

圖2.10  底層出料水壓式沼氣池構造?

1.發酵間  2.貯氣間  3.進料口?4.出料口、水壓間  5.導氣管  6 .出料口通道

(1)進料口與進料管  進料口與進料管分別設在豬舍地面和地下。廁所、豬舍及收集的人畜 糞便,由進料口通過進料管注入沼氣池發酵間。?

(2)出料口與水壓間  出料口與水壓間設在與池體相連的日光溫室內。其目的是便于蔬菜生 產施用沼氣肥,同時出料口隨時放出二氧化碳進入日光溫室內促進蔬菜生長。水壓間的下端 通過出料通道與發酵間相通。出料口要設置蓋板,以防人、畜誤入池內。?

(3)池底  池底呈鍋底形狀,在池底中心至水壓間底部之間,建一U型槽,下返坡度5%,便于 底層出料。?  (4)工作原理  ①未產氣時,進料管、發酵間、水壓間的料液在同一水平面上。②產氣時, 經微生物發酵分解而產生的沼氣上升到貯氣間,由于貯氣間密封不漏氣,沼氣不斷積聚,便 產生壓力。當沼氣壓力超過大氣壓力時,便把沼氣池內的料液壓出,進料管和水壓間內水位 上升,發酵間水壓下降,產生了水位差,由于水壓氣而使貯氣間內的沼氣保持一定的壓力。 ③用氣時,沼氣從導氣管輸出,水壓間的水流回發酵間,即水壓間水位下降,發酵間水位上 升。依靠水壓間水位的自動升降,使貯氣間的沼氣壓力能自動調節,保持燃燒設備火力的穩 定。④產氣太少時,如果發酵間產生的沼氣跟不上用氣需要,則發酵間水位將逐漸與水壓 間水位相平,后壓差消失,沼氣停止輸出。?

 

 

本文由鄭州百益寶官網(http://www.664967.tw/)原創編輯,轉載請注明出處。

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