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农村能源沼气池建设技术讲解

2013-1-24 10:52:28   来源:中国沼气网   作者:沼气网   【 】 浏览:  评论:0

沼气利国利民,它不但能够改善农村生产生活条件,优化农村用能结构,而且还能促进农业增效、农民增收和生态良性循环。推动了绿色有机农业生产的发展,带动了畜牧业的发展,推进新农村建设。具有很好的经济、生态、社会和环境效益。

沙坡头区从2003年开始实施农村沼气国债项目,坚持以项目带动、政府扶持、农户自筹的建设方针。截止2010年8月在农村推广建设“一池三改”户用沼气池8000多座,小型养殖联户沼气池8座,大型养殖场大型沼气池5处,遍布沙坡头区12个镇乡。随着沼气池建造技术的不断完善和沼气生产技术的不断开发利用,以沼气池为纽带的“一池三改”“改厨、改厕、改圈”和“四位一体”、“猪沼果”及“五配套”等生态家园模式建设,推广沼气综合利用,保护了生态环境,改善了农村庭院环境,减少了农民的投入,增加了农民的收入。

我市沙坡头区根据本地自然条件和生产实际情况,主要推广建造8立方米水压式沼气池,可满足一户3—5人日常生活所用,8立方米园桶形沼气池,由发酵池气室和水压间组成。几何尺寸为:池墙高1米,内径2.7米,上拱上矢高0.54米,下底深0.34米,沼气池底到拱顶中心垂直为1.88米,水压间有效容积1.2立方米。

一、建造8立方米沼气池材料选择

建造一座8立方米沼气池所需建材,水泥(425)标号1吨,水洗卵石(1—3厘米)2.5立方米,中沙2立方米,无孔小红砖800块和少量钢筋,PVC进出料管一套。

二、8立方米沼气池的制作

1、建池位置的选择

建造沼气池的位置一般选择在通风、向阳、地势较高平台,占地面积14平方米以上,厕所2不小于平方米、猪舍用地不大于12平方米,沼气池和厨房的距离不得超过25米。

2、建造沼气池放线

放线挖坑是保证建池质量的第一关,必须按规定尺寸施工。发酵池直径2.9米,深2米,水压间直径1.2米,深2.1米。规划出厕所、猪舍方位面积,找出发酵池中心点,画出半径145厘米的半径圆圈,水压间60厘米半径圆圈,确定进料口、出料口位置,用白灰做好标记。

3、挖池坑

8立方米沼气池均采用地下掩埋式,沼气池土方工程采用大开挖的施工工艺。首先,应确定好正负零的高度。池坑深度按设计确定,即沼气池的池顶与出料口保持在一个水平面上,并高出猪舍地面10厘米。进料口超高地面2厘米,如果挖得过深使沼气池低于地平面 ,影响配套使用,挖得过浅使沼气池突出地面,影响猪舍地平面的平整。为了减少材料损耗,池坑要规圆上下垂直。对于土质良好的地区坑壁可挖直,池坑挖好后马上将池底修成锅底形状;由锅底中心至水压间底部挖一条U形浅槽,下返坡度5%。对于土质松散的地方,地面以下8 0厘米应放坡取土,坡度大小要看土质松散程度而定,以坑壁不坍塌为原则,同时挖好进、出料口坑,并将池底浮土夯实。在土质差、地下水位高处建池,必须挖排水坑,池底下面必须铺设20厘米厚的沙卵石垫层,其垫层的施工可先铺砌卵石后用细沙垫实石缝,再用混凝土浇筑,确保建池质量的作用。如建池场地确无地下水,池底以下可不加垫层及排水措施。

4、沼气池施工

(1)建设8立方米水压式户用沼气池现场施工

采用砖混结构建设沼气池,一般采用组合式建池。地上部分建猪舍、厕所,地下部分建池底、池墙、水压间,上部采用砖混结构,下部采用砖模混凝土整体现浇,池拱盖及水压间上部采用砖砌。在现场浇拌制混凝土时,必须控制灰、砂、卵石比例1:3:3,灰、灰浆比例1:3。卵石中最大粒径≤3厘米。混凝土浇筑工序必须连续进行,间断时间不得超过1小时,浇筑时必须振捣密实,防止出现蜂窝麻面现象。

 (2)池墙及水压间的浇筑

池墙及水压间下部的浇筑采用砖模混凝土浇筑,砖模的施工法是:先把砖用水浸湿,防止拆模困难。内壁每块砖横向砌筑,每层砖砖缝错开,不用带灰口,做到砌一层砖用混凝土浇筑一层,外壁混凝土厚度10—12厘米,振捣密实后再砌第二层。池墙高1米,厚0.1米。水压间分两部分,下部分高度1米,直径为90cm,每块砖竖立砌筑,方法与主池相同,上部分高度1.1米,直径为1.07—1.1米。

(3)砌筑大出料口拱门 

大出料口拱门与主池相连,为了便于施工及出料,其通道口宽50厘米,高65厘米,顶部起拱,但上口距池上拱角不得小于35厘米,防止产气多压力增大时水面下返而跑气。采取砖面平砌7块砖后开始拱顶,拱顶竖立砌砖8块。

(4)主池上矢拱盖的砌筑

沼气池上矢拱盖用砖砌,砖块平面拱砌形成内高0.54米拱模,砖模上面浇筑10—12厘米厚的混凝土,振实后用细灰磨光。沼气池一般采用直管进料,在砌筑池拱盖前要安装好进料管,一般用直径200毫米、长600毫米、壁厚3毫米以上PVC管,插入池内深度拱角250~300毫米,紧贴池壁30度斜角为宜,将PVC进料管用8号铅丝环一周留30厘米长铅丝头进行加固,再用砂灰四周进行填实镇实。砌筑拱盖时,用铁钩或Φ1.5寸钢管固定砖,先由进料管处开始砌。砌筑拱盖的砖,要选择质量好的,先用水浸湿,保持外湿内干,用1∶2水泥砂灰砌筑,砂灰和易性要好,灰口饱满,砖与砖要顶紧,每砌筑一圈,要用小石片嵌牢,边砌筑边注意拱盖弧度,每砌筑3~5圈,拱盖外壁用1∶3水泥砂灰抹严抹实,拱角处第1圈砖上层抹灰时,厚度要达到30~50毫米,用以代替圈梁。随砌随抹灰,随即由外向内均匀地回填土。回填土前,进料管上部也要砌几层砖,防止回填土由进料管进入池内,进料口宽以240毫米为宜,长度因户而异。注意第一次回填土约60%即可,防止塌方,其余土量在次日池内密封前回填一部分,整体池完工10天后可全部回填完。在砌筑池拱盖的同时,应把水压间一并砌好,并安装好规格110mm,长2米PVC出料管,角度30度,管壁四周填实灰浆,防止漏水。

当砌筑池拱盖要封口时,在拱顶正中央安放直径为9~10毫米的导气管,插入深度以池内 密封层完工后露出10毫米左右为宜,拱顶中央用4条500~700毫米长铁筋摆放成井字型,抹灰要加厚加固,以防止沼气池运行时压力过大涨坏气箱。在导气管周围,砌一个深200~300毫米,边长180~200毫米的方型围护墙,在输气管引出方向预留出缺口。猪舍地面以下可砌暗沟或放一个内径为20~50毫米铁管或塑料护管,以便引出输气管。导气管上面盖上活动盖板,防止输气管被猪啃坏。活动盖板规格240毫米×240毫米,厚度为50~60毫米,可用2块红砖代替。

(5)水压间池盖施工

水压间池盖直径为1.4米,厚度8厘米,盖中间留40厘米观察口,用10—12个圆钢筋制作成“井”字型支撑骨架,采用混凝土浇筑。其方法是选择一块足够面积的平地,夯实地基,画出半径70厘米的圆,用砖块沿线制作出一个圆形模具,在模具中心点,用高10厘米薄铁皮制作成直径40厘米马蹄型圆锥体模具,将模具固定好,采用灰、沙、石比例为1:2:2灰凝土浇筑,底层先浇筑4厘米厚的灰凝土,中间放置“井”型加固支撑骨架,再浇筑4厘米厚灰凝土磨平后振实,并用原浆收光,增加强度。

(6)沼气池密封层处理

沼气池浇注后的第2—3天,水泥沙浆已经基本凝固,就可拆掉所有的砖模,打磨平整,清理出池内废渣。用1∶1的水泥细沙浆对池壁进行粉刷,粉刷要仔细认真,特别注意进出料口PVC管和顶部导气管与灰凝土连接处要填实。主池水压间粉刷磨光完毕后,对主池体内壁及水压间内壁进行密封层处理:基层刷浆,刷纯水泥浆5—6遍;将水泥与水调制成糊状,用视觉观察提起粉刷刷子灰浆淋漓成糊淋状即可,浓度过大发生灰皮跳起,浓度过稀刷到赤壁形成淋漓状,影响密封效果。首次粉刷时采用横向刷浆,再次粉刷采用纵向刷浆,隔一天刷一次,旋回作业。中层采用密封剂,每池1公斤,先将密封剂用80—90度沸水浸泡稀释,再加入纯水泥,调制成密封浆,形状与基层灰浆相同,粉刷与基层相同,横纵交错隔一天粉刷一次,粉刷4—5次为宜。重点注意进出料口PVC管和顶部导气管连接部位刷浆要仔细,防止渗漏。

(7)沼气池试压检查法 

沼气池粉刷密封处理完毕后,采用水压法检验沼气池,一般作法是首先将堵塞严实后,进行装水至进、出料口上端40厘米高度,观察12小时,水位降低无明显变化,视为不漏水;再用打气筒(机)充气(或灌水增压),使压力表达到设计压力的50%,观察2 4小时,若压力不降低,继续打气至设计压力,再观测24小时,压力降低值在设计压力的3% 以内,视为不漏气。检查中如有漏水、漏气者,须查明部位、原因。经修补使强度达到要求后,再经复验合格,方可投料使用。未经复验合格者,不得勉强使用。

二、沼气生产

沼气发酵又称为厌氧消化、厌氧发酵和甲烷发酵,是指有机物质(如人畜粪便、秸秆、杂草等)在一定的水分、温度和厌氧的条件下,被种类繁多、数量巨大、且功能不同的各类微生物的分解代谢,最终形成甲烷和二氧化碳等混合气体(沼气)的复杂的生物化学过程。

    只有了解沼气发酵的多种微生物活动规律、生存条件及作用,并按照微生物的生存条件、活动规律去修建沼气池,收集发酵原料,进行日常管理,使参加发酵的各种微生物得到最佳的生长条件,才能获得较多的产气量和沼肥,满足生产、生活的需要。

沼气正常发酵的基本条件是:一是适宜的发酵原料碳化比在25—30:1;二是质优足量的菌种;三是严格的厌氧环境;四是适宜的发酵温度;五是适度的发酵浓度;六是适宜的酸碱度 

1、沼气池第一次投料

8立方米沼气池第一次装料,原料的理论浓度为4%—6%,换算成实际量为鲜牛粪或猪粪2.2立方米,接种物(已发酵的沼渣、沼液)1立方米,水4立方米(料液总量约占池容的85%)。原料药预先堆沤,做法是将干粪或鲜粪(指没有经过消毒处理)加适量以料堆下部不渗出水为宜,料堆上加盖塑料薄膜,以集聚热量加速菌种的繁殖。夏季堆沤3—5天,春秋季堆沤5—7天,加水时应选用渠水或池塘水,有利于发酵启动,但水温不低于20摄氏度。

2、沼气池的发酵、启动、放气、试火

选择晴天将已预处理的原料和准备好的接种物从进料口投入池内加水密封好活动盖,3—5天后放气试火。初期,所产生的气体主要是酸化作用产生的二氧化碳,同时封池时气室内有大量空气,气体中甲烷含量低,不能燃烧。所以,当沼气压力表压力达到4个水压以上时,应放气试火。第一次放出的主要是二氧化碳和空气,一般点不着。第二次当压力表再次上升到4个水压以上时,再次试火,如果能点燃,说明原料发酵已经正常启动,以后即可使用。

3、沼气池的安全发酵

沼气池的安全发酵一是严禁剧毒农药,有机杀菌剂、杀虫剂以及抗菌剂;喷洒过农药的作物茎叶、刚消过毒的禽畜粪便;能做土农药的各种植物如:大蒜、韭菜、葱、苦皮藤、马钱子果等;重金属化合物,如:盐类、电石、洗衣粉等加入池内。二是禁止加入油枯、骨粉、磷矿粉等含磷物质。三是加入过多秸秆和青草时,应同时加入适量草木灰或石灰水和接种物,以防料液酸化。四是防止碱中毒避免加入过多含氮量高的人需粪便,发酵料液浓度过大,接种物少,使氨态氮浓度过高引起的中毒现象。

     4、沼气池安全使用

(1)沼气池进出料口和水压间要加盖,防止人畜掉入造成伤亡。

(2)经常观察压力表压力的变化,当产气旺盛,压力过大时要立即用气,、放气,以防止胀坏气室,冲开池盖造成事故。当产气正常压力过小时,应及时检查输气管道、开关、接头是否漏气,并进行检修。

 (3)在输气管道最低处安装集水瓶,防止冷凝水冻冰,堵塞输气管道。

 (4)寒冬季节,沼气池外漏地面的部分要做好防寒保暖措施。

   (5)进出料管应设置防雨水设施,一般高出地面10厘米以上,避开过水道。

    三、灶具管道的安装及安全使用

    1 、管道的安装

沼气池的正常工作压力是8千帕(800毫米水柱),因此,在修建沼气池时要充分考虑池子与用气地之间的距离,如果距离太远则会降低沼气的压力,影响沼气灶或灯的燃烧效果,一般来讲,理想的距离应该控制在25米之内,最长的也不应超过30米距离发外,输气管的粗细也应按内径1厘米的要求购买安装,当安装输气管时不慎将管子折扁,应尽可能使其恢复正常状态,实在无法还原的输气管应考虑马上更换新的管道,因为折扁的管子会严重影响沼气灶的燃烧效果。在安装输气管时,应先挖好30—40厘米深的防寒沟,将管道规范整齐的排列到沟内,试气后无漏气现象再掩埋。保证沼气畅通无阻,折弯处应用管件连接。开关和压力表、灶具的连接处一定要卡紧。天气寒冷时气管较硬,可用热水烫一下,待其软后再开始连接,不要硬拼以免使输气管接头受损开裂,造成不必要的损失。在输气管道距离地面最近的位置安装凝水瓶(积水瓶),这样可以防止冬季冷凝水聚集冻冰,堵塞输气管道。

检查输气管是否漏气。当输气管和开关、脱硫器、灶具都已连接到位后,先关闭脱硫器及灶具开关,再打开进入室内的输气管上的开关,通入沼气,再用肥皂水或洗衣粉水检查各个连接处有无漏气,同时检查压力表指示是否稳定,如一切正常,便可正常使用。如果有漏气,则要查明漏气是来自在室内部分还是室外部分,并及时处理。  

2、灶具的安全使用

(1)沼气灶具的结构。

常用的沼气灶具有不锈钢脉冲式和压电点火式两种,灶具由喷嘴、调风板、引射器、燃烧头、点火总成五部分组成。

(2)灶具的正确使用。

沼气灶具安装时打开沼气灶具的包装,按照说明要求安装灶具,如果是脉冲式点火灶应在电池盒安装电池;调风板的作用是合理调节进风量,使沼气充分燃烧,火焰长而软时应调节风门,开打风门增加进风量,当火焰分明、短急有力为合适;新建沼气池初次产气纯度低难以点燃,应先用火柴点燃,以免过多使用时;当沼气压力大,阀门要关小,沼气压力小,阀门要开大,不易超压运行;锅底至火孔的距离约为15毫米,过高锅底都会影响正常使用,沼气灶使用一段时间后应清洁燃烧头火孔,使火孔保持通畅。
 


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