農(nóng)村戶用沼氣池管理技術(shù)要點(diǎn)

自2001年以來，壽光市在農(nóng)業(yè)部戶用沼氣池建設(shè)項(xiàng)目的帶動(dòng)下，各村相繼建成了許多經(jīng)濟(jì)實(shí)用的戶用沼氣池，不僅解決了生活用燃能問題，而且改善了環(huán)境衛(wèi)生條件，減少了蚊蠅的滋生地及一些病害的傳播；更重要的是使人畜糞便、作物秸稈等生活生產(chǎn)垃圾變成了生產(chǎn)無公害蔬菜等農(nóng)產(chǎn)品的優(yōu)質(zhì)有機(jī)肥料，促進(jìn)了農(nóng)民增收，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)、生態(tài)和社會(huì)效益，為社會(huì)主義新農(nóng)村建設(shè)開辟一條新的途徑。

1 發(fā)酵原料的碳氮比要適宜

沼氣發(fā)酵原料是沼氣微生物賴以生存的物質(zhì)基礎(chǔ)，也是沼氣微生物進(jìn)行生命活動(dòng)和產(chǎn)生沼氣的營養(yǎng)物質(zhì)。在農(nóng)村，可以產(chǎn)生沼氣的原料多種多樣，如人畜糞便、作物秸稈、青雜草、樹葉、蔬菜莖葉、垃圾、陰溝污泥及工業(yè)上含有機(jī)物質(zhì)的廢水、廢渣等。

沼氣池能否正常發(fā)酵和原料中的碳氮比有很大關(guān)系。從營養(yǎng)學(xué)和代謝作用角度看，沼氣發(fā)酵細(xì)菌消耗碳的速度比消耗氮的速度要快25～30倍。因此，在其它條件都具備的情況下，碳氮比例配成25～30：1，可使沼氣發(fā)酵在合適的速度下進(jìn)行。如果比例失調(diào)，就會(huì)影響產(chǎn)氣和微生物的生命活動(dòng)。因此，制取沼氣不僅要有充足的原料，還應(yīng)注意各種發(fā)酵原料中碳氮的合理搭配。特別是含纖維多的原料(秸稈、草料等)與含氮多的原料(如人畜糞便等)必須配合使用。農(nóng)村常用沼氣發(fā)酵原料的碳氮比見表1。

幾年的實(shí)踐使我們認(rèn)識(shí)到，單用一種發(fā)酵原料產(chǎn)氣效果較差。采取人糞尿占整個(gè)發(fā)酵原料(包括水分)10％左右，豬牛糞、秸稈、青草等占40％左右，水分50％左右，這樣的比例產(chǎn)氣效果比較好。農(nóng)村沼氣發(fā)酵原料來源不同，配料不應(yīng)強(qiáng)求一致，應(yīng)因地制宜，就地取材，綜合進(jìn)行，盡量做到合理使用。

2 要備足接種物(菌種)

有機(jī)物質(zhì)厭氧分解產(chǎn)生甲烷的過程，是由多種沼氣菌等微生物參與完成的。因此，在發(fā)酵過程中，加入足夠量的接種物(亦稱菌種)是非常重要的，這是人工制取沼氣的內(nèi)因。而沼氣發(fā)酵的核心微生物菌落存在于一切具備厭氧條件和含有機(jī)物的地方。采集菌種的來源主要有如下幾處：沼氣池、池塘底部；陰溝污泥、積水糞坑、動(dòng)物糞便之中；屠宰場(chǎng)、釀造廠、豆制品廠、副食品加工廠等陰溝及人工厭氧消化裝置之中。由于各種厭氧消化污泥中含有大量的沼氣微生物，具有很高的生物活性，所以又稱“活性污泥”。新建的沼氣池加入豐富的沼氣微生物群落，目的是為了很快地啟動(dòng)發(fā)酵，使其在新的條件下繁殖增長，不斷富集，以保證大量產(chǎn)氣。農(nóng)村戶用沼氣池一般加入接種物的量為總投料量的10％－30％。在其它條件相同的情況下，加大接種量，不僅產(chǎn)氣快、氣質(zhì)好，而且啟動(dòng)時(shí)不易出現(xiàn)問題等，具體數(shù)據(jù)見表2。

3 原料的預(yù)處理

為了加快原料的發(fā)酵速度，增加沼氣產(chǎn)量，原料應(yīng)堆漚后再下池。特別是麥稈、谷草、青雜草、玉米稈等纖維性物質(zhì)，必須堆漚。因這些原料表面有一層蠟質(zhì)，如不處理，不但很難腐爛，而且人池后浮在表面，不易和其它原料混合均勻，多漂浮結(jié)殼。

原料的預(yù)處理可以起到富集菌種、富集熱量、防止酸化、不易結(jié)殼等作用，一般可提高20％左右的產(chǎn)氣量。

堆漚處理的方法有兩種：①池外堆漚。先將作物秸稈，鍘成5—6 cm長的段，或進(jìn)行粗粉碎。起堆時(shí)分層加入占干料重1％～2％的石灰或草木灰，以破壞秸稈表面的蠟質(zhì)層，并中和堆漚時(shí)產(chǎn)生的有機(jī)酸。然后再層層潑灑一些人畜糞尿或沼氣液肥、污水，加水量以料堆下部不流水，而秸稈充分濕潤為度。料堆上覆塑料薄膜或糊一層稀泥。堆漚時(shí)間夏季2—3天、冬季5～7天為宜。當(dāng)堆內(nèi)發(fā)熱燙手時(shí)(50—60℃)，要立即翻堆，把堆外的翻入堆內(nèi)，并補(bǔ)充些水分，待大部分秸稈顏色呈棕色或褐色時(shí)，即可投入沼氣池內(nèi)發(fā)酵。②池內(nèi)堆漚。池內(nèi)堆漚比池外堆漚的能量和養(yǎng)分損失要少一些，而且可以利用堆漚時(shí)產(chǎn)生的熱量來增高池溫。新池進(jìn)料前應(yīng)先將沼氣池內(nèi)試壓的水取出，老池大換料時(shí)也要把發(fā)酵液基本取出(留下菌種部分)，然后按比例配料，可以在池外拌勻后裝入沼氣池，也可將糞、草，一層一層地交替，均勻裝入池內(nèi)。要求草料充分濕潤，但池底基本不積水。將活動(dòng)蓋口用塑料薄膜蓋好，當(dāng)發(fā)酵原料的溫度上升到50℃時(shí)，再加水至零水位線，封好活動(dòng)蓋。應(yīng)用這種方法，能夠增高池溫，加快啟動(dòng)，提早產(chǎn)氣。

4 適宜的發(fā)酵濃度

農(nóng)村戶用沼氣池的負(fù)荷常用容積有機(jī)負(fù)荷表示，即單位容積沼氣池每天所承受的有機(jī)物的數(shù)量。通常以\"kgCOD／(m³·d)”為單位，常用發(fā)酵濃度來體現(xiàn)。適宜的干物質(zhì)濃度為4％－10％，即發(fā)酵原料的含水量為90％～96％。發(fā)酵濃度隨著溫度的變化而變化，夏季一般為6％左右。冬季一般為8％一10％。濃度過高或過低，都不利于沼氣發(fā)酵。濃度過高，則含水量過少，發(fā)酵原料不易分解，并容易積累大量酸性物質(zhì)，不利于沼氣菌的生長繁殖，影響正常產(chǎn)氣。濃度過低，則含水量過多，單位容積里的有機(jī)物含量相對(duì)減少，產(chǎn)氣量也減少，不利于沼氣池的充分利用。根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，配料時(shí)，應(yīng)使雜草、秸稈和人畜糞便等約占全池的一半，另一半加水(最好是曬過的水，嚴(yán)禁直接加自來水)，這樣就可保證產(chǎn)氣快而多。

5 裝料方法

裝料時(shí)，要把活動(dòng)蓋板打開，以免裝料時(shí)池內(nèi)空氣壓力突然增大，導(dǎo)致沼氣池脹裂。農(nóng)村戶用沼氣池配料比例為接種物：原料：水=l：2：5。例如8 m³的沼氣池接種物為0．8 m³左右，原料為1．8 m³左右，水為5 m³左右。裝料完畢后，密閉活動(dòng)蓋板。 沼氣池在夏天裝料1-2天后，冬季裝料7天左右，即可產(chǎn)氣使用。有的沼氣池在產(chǎn)氣初期，產(chǎn)氣量雖然較大，但10多天甚至一個(gè)多月都不能點(diǎn)燃，這是因?yàn)檎託庵屑淄楹可伲趸嫉葰怏w含量較多。產(chǎn)生這種情況是由于原料尚未充分發(fā)酵，生成的甲烷數(shù)量少；或者由于發(fā)酵糞液偏酸，抑制了甲烷菌的生長繁殖。遇到這種情況，一般無須作特殊處理，可連續(xù)將氣體放掉，幾天后就逐步正常了。如果幾天后糞液仍偏酸，可取出部分料液，加入等量的新料液，稀釋揮發(fā)酸，或添加適量的草木灰、石灰澄清液調(diào)整酸堿度。

6 經(jīng)常攪動(dòng)

經(jīng)常攪動(dòng)池液，使甲烷菌等細(xì)菌與發(fā)酵原料均勻接觸，可增加沼氣產(chǎn)量。通過攪動(dòng)，能把下層沉淀的原料攪起來，使池液濃度和池內(nèi)溫度較為均勻，發(fā)酵菌種迅速擴(kuò)散，增加發(fā)酵菌與發(fā)酵原料的接觸面，以加快原料發(fā)酵。同時(shí)，還能打破池內(nèi)發(fā)酵物表面的結(jié)殼或防止結(jié)殼形成。

攪動(dòng)方法：一般農(nóng)村戶用沼氣池，可用長把糞勺或其它器具從進(jìn)、出料間伸入發(fā)酵間中來回?cái)噭?dòng)，或是從運(yùn)料間弄出部分糞液，再從進(jìn)料間倒入池內(nèi)沖動(dòng)池液。幾年來，我們?cè)趹粲谜託獬氐幕钣蒙w上設(shè)計(jì)安裝了一個(gè)攪拌器，起到了很好的攪拌效果。

7 保持適宜的酸堿度

保持適宜的酸堿度，也是提高沼氣產(chǎn)量的有效途徑。沼氣發(fā)酵的酸堿度以6．5—7．5(pH值)為宜。為了保持沼氣發(fā)酵所需的酸堿環(huán)境，在進(jìn)料及整個(gè)發(fā)酵期間，要經(jīng)常觀察和調(diào)節(jié)發(fā)酵液的酸堿度。 測(cè)定方法：①用一張pH試紙蘸一點(diǎn)發(fā)酵液，立即觀察試紙顏色的變化，并與標(biāo)準(zhǔn)板比較，即可測(cè)出發(fā)酵液的酸堿度。②燃燒時(shí)有紅黃火，說明發(fā)酵液偏酸。 加料后，通過一段時(shí)間的正常發(fā)酵，如發(fā)現(xiàn)發(fā)酵液偏酸，或發(fā)現(xiàn)有紅黃火焰，可取出一些舊料，加進(jìn)等量的新料，或者加入適量的石灰水澄清液或草木灰，這樣可起到調(diào)節(jié)酸堿度的作用，使沼氣池正常產(chǎn)氣。

8 越冬管理措施

冬季氣溫低，沼氣池內(nèi)的溫度下降，沼氣產(chǎn)量受到一定影響。但是，只要采取有效的越冬措施，加強(qiáng)科學(xué)管理，冬季是完全能正常產(chǎn)氣、保證需要的。沼氣池的冬季管理，冬前(10月底)多抽出一些陳料，多投進(jìn)一些牛、馬糞等熱性原料，防止沼氣池“空腹”過冬。在入冬前，及時(shí)對(duì)沼氣池進(jìn)行越冬保溫管理。主要方法有：①用簡易溫棚為戶用沼氣池保溫。暫時(shí)沒有建造地上畜禽舍的戶用沼氣池，在入冬前，要在沼氣池上搭建簡易溫棚，將沼氣池包在里面；或用秸稈或塑料薄膜覆蓋沼氣池保溫，尤其要及早做好進(jìn)、出料口及水壓池等直接和外界接觸、散熱量較大處的保溫措施。②利用太陽能畜禽舍為戶用沼氣池保溫。與太陽能畜禽舍相結(jié)合，建造的“三位一體”沼氣系統(tǒng)，在入冬(10月底)前，要及時(shí)將太陽能畜禽舍頂面。用塑料薄膜覆蓋進(jìn)行保溫。③用日光溫室為沼氣池保溫。與日光溫室相結(jié)合，建造的“四位一體”戶用沼氣池系統(tǒng)，在入冬(10月底)前，要及時(shí)將日光溫室頂面，用塑料薄膜覆蓋進(jìn)行保溫。

加強(qiáng)保溫的同時(shí)還應(yīng)注意做到勤出料、勤加料，并注意發(fā)酵液pH值的變化，使其保持6．5—7．5之間，以確保戶用沼氣池冬季正常運(yùn)行和使用，發(fā)揮其最大的綜合效益。