(沼气生态农业.doc

农村沼气生态工程南方模式 技 术 讲 义 江西省赣州市农业局高级工程师 作者 王 翔 江西省农业厅 农村沼气生态工程技术 （一）沼气池建设 1、沼气及沼气池的基本知识 （1）、中国沼气开发利用发展史 中国是研究推广沼气较早的国家，早在十九世纪八十年代，广东省潮梅地区一带民间就开始人工制取沼气的活动。二十世纪初，台湾省新竹县竹东镇罗国瑞先生开始对人工制取沼气进行了深入的研究。到1920年，建成了中国第一个比较完备而具有实用推广价值的沼气池（时称中华国瑞天然瓦斯库），并在潮梅先后建造了十几个，解决了全家炊事照明问题。1929年在广东汕头市新兴路42号开办了中国第一个推广沼气的商业机构------汕头市国瑞瓦斯汽灯公司，招聘技术人员进行建池培训，将沼气池推广到揭阳、清远、兴宁、焦岭、大埔、广州、深圳、香港等地。1931年，公司迁往上海，当时政府工商部批准了沼气池专利，实业部发给营业执照。到1934年，分公司遍及14个省、21个市、15个县。直到1942年秋，因抗日战争爆发而停办。 第二次大办沼气是在1958年。原“汉口开然瓦斯库传习所”技术人员、中南材料学研究所工程师姜子纲同志，响应党中央关于“动脑筋、想办法，采用多种途径寻找新能源”的号召，提出了生产沼气替代石油的建议，湖北省委很重视，不久批准了这个方案。姜子纲同志用了2个月时间建好沼气池，投料发酵正常。湖北省委在武昌召开了全省推广沼气现场会，《人民日报》、《长江日报》头版头条予以报道，中央农业部于1958年举办了中国第一期培训班。毛泽东主席参观了沼气的展览后，发出了“这要好好地推广”的指示。但由于当时技术装备、建筑材料等条件制约，没有坚持下来。然而为中国第三次研究推广沼气做好了前期准备。 第三次推广沼气是从1979年国家农业部接管推广工作后开始，经历了池型设计、建筑材料、沼气发酵、残余物的利用技术装备等，全方位的研究攻关、试验推广、总结提高，取得阶段性成果，从而走上了健康的、成熟的、系统的发展路子，在推广应用方面，由单纯推广沼气解决能源问题括展到创立了新型能源生态模式。即以沼气为纽带，整合利用可再生能源技术和高效生态农业技术，挖掘农民家庭基本生活、生产单元内部潜力，拉动养殖业，促进种植业，在农户为单元生态圈内，形成能流和物流的良性循环，实现生态效益和经济效益的统一。达到家居温暖清洁化、庭院（园）经济高效化和农业生产无害化，成为中国广大农村的一项富民工程。 （2）、沼气的产生与主要成份 沼气是有机物在厌氧条件下，经过微生物的发酵与分解，而产生的一种混合性可燃性气体。其主要成份是甲烷（CH4）和二氧化碳（CO2）以及少量的（CO、H2S、N2、O2、H2）。各种气体的含量大约CH4占50-70%，CO2占30-40%，其余约占10%，可燃烧的部分主要为CH4。 每燃烧1摩尔甲烷（22.4升）可以放出212.6大卡热量，因为沼气中甲烷含量为50-70%，所以燃烧1立方米沼气可以释放5500-5700大卡热量。 （3）人工制取沼气的必备条件 厌氧装置——人工制取沼气的厌氧装置通称沼气池，其作用是存放沼气发酵原料、提供沼气发酵的场所、保证沼气微生物所需要的严格厌氧环境，收集贮存沼气。 沼气微生物——沼气发酵的动力源。沼气发酵是一个十分复杂的微生物过程，在这过程中有机物在沼气微生物的作用下，进行沼气发酵而产生沼气。沼气微生物分二大类，一类是不产甲烷微生物，它是由水解细菌，产乙酸菌以及同型乙酸菌、硫酸盐还原菌、反硝化细菌组成，其作用是分解有机物，将复杂的有机物转化为简单的小分子化合物，为产甲烷细菌提供营养物质，例如乙酸、甲酸、氢、二氧化碳。另一类是产甲烷微生物，它是一群十分古老而又特殊的细菌，共有一个科、4个属、14个种，其功能是利用CO2、H2、乙酸、甲酸、甲烷、CO等形成CH4。因此说，沼气发酵是不产甲烷微生物和产甲烷微生物共同作用的结果。 、能够被沼气发酵微生物利用的有机物——通称发酵原料，它们是沼气微生物的营养源。在自然界中，能被沼气微生物利用的有机物十分广泛，它们通常分为二大类，一类是富氮原料，是指人、畜禽排泄物，其特点是氮素含量高，发酵周期短，产气速度快。另一类是富碳原料，是指农作物废弃物，其特点是碳素含量高，产气周期长，产气速度慢，在使用前必须予处理。 （4）影响人工沼气发酵的技术因子 发酵原料：现行农村沼气发酵原料提倡以富氮原料为主，富碳原料为辅的原则。对富碳原料的使用一般采取二种方法，一是预处理，二是采取粪草二相分离发酵工艺。 发酵浓度：沼气发酵浓度有不同的表示方法：总固体浓度（TS），是指在105摄氏度恒温下将发酵料液烘至恒重，其干物质重量和发酵料液样品重量的百分比；挥发性固体浓度（VS）：是指发酵料液在550摄氏度灼烧1小时的条件