沼气池的建造技术样本

沼气池的建造技术2沼气池的建造技术2.1沼气的基本知识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， 经过微生物发酵作用，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，因此人们叫它沼气。沼气含有多种气体，主要成分是甲 烷(CH)。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4过程中各类细菌的作用，沼气细菌能够分为两大类。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(CO)等。它们当中2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，一般叫甲烷菌, 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一一即生成甲烷。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 及其它一些成分。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%。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20C、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? C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中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，可是归总起来大致由水 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。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，引起水压重复变化来贮存和排放沼气的池型，就称之为水压式沼气池。同盜h农规将1!土精神吒|牝号zc柚J700t1 1311Ulf0,350,3水*间警耕，骨站1皿；l.O；1 MilLI?i-241沖水压何血注i飓晨图2.1 8米3圆筒形水压式沼气池型（单位：毫米）15进料直11进科口IJ剖掏进料口潘流口希水圈发酵倒过流口图 2.2 球形水压式沼气池构造简图11H LL1布水圈 活动箍卜I剖血T-面用图2.3椭球形水压式沼气构造简图(单位：毫米)水压式沼气池，是中国推广最早、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，人畜粪便能够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，因此省工省料,成本比较低。(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、猪圈能够建在沼气池上面，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) 由于气压重复变化，而且一般在416千帕(即40160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，因此发酵原料的 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/米3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。变型的水压式沼气池水圧间病态池钢丝网水泥进.出料吊管图 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。