“自動水封口、動力水攪拌、水破殼”式沼氣池的研發與推廣

龔增利

[摘要]“自動水封口、動力水攪拌、水破殼”式沼氣池的研發與推廣不但節省成本，而且解放了勞動力，大大地降低了沼氣池在使用過程中的安全隱患，并為神木市設施農業的大力發展提供了優質的有機肥，為神木市的新農村建設、農業的可持續發展做出了巨大的貢獻。

[關鍵詞]沼氣池;研發;推廣

[中圖分類號]S216.4;S220.3 [文獻標識碼]A

進入21世紀以來，國家高度重視農村能源事業的發展，逐年加大投資力度，在農村小型公益農村能源、沼氣國債和“生態家園富民計劃”項目的推動下，農村沼氣建設呈現蓬勃發展的勢頭。在旋流布料沼氣池基礎上，以沼、圈、廁三結合設計為出發點，改進沼氣池建造技術，設計了這種“自動水封口、動力水攪拌、水破殼”式沼氣池。

1? ? 沼氣池改進技術研究

1.1? ? 結構設計

“自動水封口、動力水攪拌、水破殼”戶用沼氣裝置是由立柱式200PVC水封系統、貯氣發酵間、水壓間、動力循環攪拌破殼系統等部分組成。

1.2? ? PE“O”型導管設計安裝

在沼氣池內壁，預制安裝“O”型導管后，將水壓間與沼氣池底部及氣室連通，形成池內外的上下回流通道。水壓間和池底用50PE管，池內布置3根高50cm管徑20PE管，關口方向保持同向，同時在柱式布料墻附近安裝一根20PE管，高度控制在氣室上部，用PE三通變徑。

1.3? ? 水壓間設計安裝

水壓間容積大小一般為0.8～1.0m3。水壓間內中下部安裝活動水泵。

1.4? ? 進料管的制作安裝

采用φ200PVC管上部安裝在沼氣池天窗口，下部安裝在立柱式布料墻上， 保持管道垂直。

1.5? ? 立柱式布料墻的設計施工

立柱式布料墻高度為50cm，建在池中心，砌成開放式花墻，便于進料，防止堵塞（見圖1）。

2? ? “自動水封口、動力水攪拌、水破殼”式沼氣池推廣

技術集成后，我們首先開展技術改進的效果監測，隨后在全市開展推廣工作。結合本地區實際情況，為解決能源、肥料、水源污染、保護生態環境四大功能為目標，標準化建設（統一池型、統一模式、統一施工、統一服務），首先以設施農業為重點，在全市范圍內建設“自動水封口、動力水攪拌、水破殼”式沼氣池示范點。集成組裝“三沼”綜合利用技術，總結推廣“豬—沼—菜、豬-沼-糧”等循環農業模式。

3? ? 試驗效果

3.1? ? 實施效果

3.1.1? ? 單池投入節省197.1元。技改后單池增加PE管件和水泵費用計260元，減少抽渣設備費用63元，節省磚325塊，減少技工用工1個工日，總計457.1元，節省投資減去增加投資部分，單池共節省投入197.1元。

3.1.2? ? 池型結構簡單，容易密封。改進后的沼氣池不安裝抽渣管，不建酸化池，不修旋轉布料墻。用200pvc管件水封技術取代水泥預制蓋封閉天窗口技術，容易密封，不易發生池漏現象。

3.1.3? ? 產氣旺盛。利用PE“O”型管和水泵形成了一條完整的料液循環系統，攪拌充分，發酵徹底，同時減少了產氣損失，有效的提高了產氣效果。根據監測資料計算，該型沼氣池在神木市1年10個月能正常產氣使用，平均年產量360 m3 ，旋流布料沼氣池每年正常使用8個月，平均年產量328.2m3。每年多使用2個月，平均年產量多31.8 m3。

3.1.4? ? 方便大換料。該型戶用沼氣池需要大換料時，只需將活動頂蓋打開，用水泵在水壓間將粘稠沉渣抽完，直到抽出液基本變清為止，然后，將發酵好的新料在200PVC管口用水沖入即好，無需再進行2次封口，有效提高沼氣池的換料安全。

3.1.5? ? 消除了料浮和結殼現象。其他類型沼氣池沒有徹底解決浮料和結殼問題。改進后，料液由分支PE管從頂部向下沖流，打破浮料，增加氣室溫度，徹底消除了上層結殼現象。

3.1.6? ? 方便觀察池內料液水位。通過水壓間或頂口可以隨時觀察池內氣壓的大小，如池內氣壓過大要及時用氣或出渣。另外，還可以根據氣壓的變化判斷沼氣池是否漏水漏氣。

3.1.7? ? 擴大了沼氣池的適應范圍。一是可以在神木市南部山區推廣應用，同時也可在北部風沙草灘地區推廣應用。二是可以對3cm以下秸稈進行處理，投料后，由于該型戶用沼氣裝置在技術上解決了結殼問題，適應范圍進一步擴大。

3.1.8? ? 池圈廁結構合理。在沼氣池上部建暖棚豬圈和廁所，結構科學緊湊，既節約了用地面積，又美化了院落。圈內糞便自動流入，沖洗管理方便。暖棚養豬，不僅促進了養殖業的發展，還為沼氣池增加了溫度，使其在寒冷的冬季能旺盛產氣。

3.1.9? ? 社會效益明顯。通過該池型去掉了抽渣裝置，使原來的人工攪拌變為動力攪拌，在沼氣生產中，用戶省工省時，降低了勞動強度。

3.2? ? 生豬產業快速發展

沼氣建設帶動了畜牧業的發展，大多數農戶為了發酵原料的自足都堅持養豬，僅2010年新增養殖近6000頭，沼氣池與圈舍同步設計施工，冬季配套暖圈，能夠加快生豬生長，降低生產成本。沼液喂豬增產效果明顯，技術操作簡便，群眾易于接受，7年累計帶動近5000戶養豬，出欄生豬3.15萬頭，增收425萬元，促進了神木市畜牧養殖的發展。

3.3? ? 帶動了無公害農產品生產

7年來，每年為無公害農產品生產提供5.48萬t有機肥。在農業生產中推廣沼渣、沼液施肥技術0.5萬hm2，其中，玉米0.27萬hm2，馬鈴薯0.17萬hm2，蔬菜0.067萬hm2。施用沼液、沼渣節省化肥、農藥1500元/hm2，蔬菜、洋芋等經濟作物產量提高10%～30%，產品品質高，商品性能好。

4? ? 取得的效益

4.1? ? 社會效益

4.1.1? ? 改善人居環境。該型戶用沼氣裝置系統技術的推廣，把廁所、圈舍和沼氣統一設計施工，同時對農戶廚房進行改造，使農村人畜糞便、生活垃圾得到及時凈化處理，變廢為寶，衛生環境得到改觀，減少了疾病傳播，使農村人居環境發生顯著變化。

4.1.2? ? 解放勞動力。該型沼氣的推廣，沼氣池產氣旺盛，性能好，使用管理方便，由原來的人工攪拌變為動力攪拌，用戶省時省工，降低了勞動強度。

4.1.3? ? 提供優質農產品。以三沼綜合利用為紐帶的循環農業，強化了農牧結合，既能推進畜牧業的發展，又能促進生態農業的發展。一方面，農牧業生產水平得到提高，科技含量得到提升，生產能力也得到加強;另一方面，沼肥綜合利用，為種植業提供了優質肥料，減少化肥，農藥使用，有效推進了無公害農產品生產，在不斷完善農業生產體系的同時，不斷向社會提供了更多優質農產品。

4.2? ? 生態效益

4.2.1? ? 節能減排。7年累計推廣使用6732該型沼氣池。每個戶用沼氣池按年均產氣量360m3，每年累計產氣179.4萬m2，1m2折0.714kg標煤計，則每年開發能源折合標煤640t，按每口沼氣池減少CO2排放量1000kg計算，則年均可減少近250tCO2排放量和14.35tSO2排放量?？梢?，節能減排效果非常顯著。

4.2.2? ? 保護森林。該型沼氣池的推廣，大大減少薪柴資源使用量，直接起到保護植被、涵養水源、促進生態環境建設的作用。

4.2.3? ? 改良土壤。該型沼氣池的使用，每年可提供5.48萬t有機肥。沼肥的大量使用有疏松土壤、增加肥力、提高保水性能等作用，從而確保農業的可持續發展。

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