一、 沼气的基本知识
1、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,通过微生物发酵作 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,所以人们叫 它沼气。沼气含有多种气体,主要成分是甲烷(CH4)。沼气细菌分解有机物,产生沼气的 过程,叫沼气发酵。根据沼气发酵过程中各类细菌的作用,沼气细菌可以分为两大类。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(CO2)等 。它们当中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,通常叫甲烷菌,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—— 即生成甲烷。
2、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 及其他 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%。
3、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20℃、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? ℃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。
二、家用沼气池的类型
随着我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, 但是归总起来大体由水压式沼气池、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。
1、 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,引起水压反复变化来贮存和排放沼气的池型,就称 之为水压式沼气池。
图2.1 8米3圆筒形水压式沼气池型(单位:毫米)
图2.2 球形水压式沼气池构造简图
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,是我国推广最早、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,人畜粪便可以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,所以省工省料,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、猪圈可以建在沼气池上面,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)由于气压反复变化,而且一般在4~16千帕(即40~160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,所以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。
2、变型的水压式沼气池
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。
图2.5 曲流布料水压式沼气池剖面图(单位:毫米)
(2)曲流布料水压式沼气池(见图2.5) 该池型是由昆明市农村能源环保办公室于1984年设计成功的一种新池型。它的发酵原料不用秸秆,全部采用人、畜、禽粪便。原料的含水量 在95%左右(不能过高)。该池型有如下特点: (1)在进料口咽喉部位设滤料盘。
(2)原料进入池内由布料器进行半控或全控式布料,形成多路曲流,增加新料扩散面,充分 发挥池容负载能力,提高了池容产气率。
(3)池底由进料口向出料口倾斜。
(4)扩大池墙出口,并在内部设隔板,塞流固菌。
(5)池拱、天窗盖下部吊笼,输送沼气入气箱。同时,利用内部气压、气流产生 搅拌作用,缓解上部料液结壳。
(6)把池底最低点放在水压间底部。在倾斜池底作用下,发酵液可形成一定的流动推力,实 现进出料自流,可以不打开天窗盖把全部料液由水压间取出。
3、其他各种变型的水压式沼气池
除了上述两种变型的水压式沼气池外,各地还根据各自的具体使用情况,设计了多种其他变型的水压式沼气池型。如:为了减少占地面积、节省建池造价、防止进出 料液相混合、增加 池拱顶气密封性能的双管顶返水水压式沼气池(见图2.6);为了便于出料的大揭盖水压式沼 气池(见图2.7)和便于底层出料的圆筒形水压式沼气池(见图2.8);为了多利用秸草类发酵 原料而采用的弧形隔板、干湿发酵水压式沼气池(见图2.9)。
图2.6 双管顶返水水压式沼气池简图
1.进料管 2.发酵池 3.出料联通管 4.活动盖 5.导气管 6.水压间
图2.7 大揭盖水压式沼气池简图
1.大直径活动盖 2.蓄水池盖板 3.导气管
图2.8 圆筒形水压式沼气池简图(单位:毫米)
图2.9 干、湿发酵水压式沼气池简图
1.湿发酵区 2.干发酵区
4、无活动盖底层出料水压式沼气池
无活动盖底层出料水压式沼气池是一种变型的水压式沼气池。该池型将水压式沼气池活动盖 取消,把沼气池拱盖封死,只留导气管,并且加大水压间容积,这样可避免因沼气池活动盖 密封不严带来的问题,在我国北方农村,与“模式”配套新建的沼气池提倡采用这种池型。 本书将介绍该种沼气池的建造技术。无活动盖底层出料水压式沼气池的构造如图2.10所示 。沼气池为圆柱形,斜坡池底。它由发酵间、贮气间、进料口、出料口、水压间、导气管等 组成。
图2.10 底层出料水压式沼气池构造
1.发酵间 2.贮气间 3.进料口 4.出料口、水压间 5.导气管 6 .出料口通道
(1)进料口与进料管 进料口与进料管分别设在猪舍地面和地下。厕所、猪舍及收集的人畜 粪便,由进料口通过进料管注入沼气池发酵间。
(2)出料口与水压间 出料口与水压间设在与池体相连的日光温室内。其目的是便于蔬菜生 产施用沼气肥,同时出料口随时放出二氧化碳进入日光温室内促进蔬菜生长。水压间的下端 通过出料通道与发酵间相通。出料口要设置盖板,以防人、畜误入池内。
(3)池底 池底呈锅底形状,在池底中心至水压间底部之间,建一U型槽,下返坡度5%,便于 底层出料。 (4)工作原理 ①未产气时,进料管、发酵间、水压间的料液在同一水平面上。②产气时, 经微生物发酵分解而产生的沼气上升到贮气间,由于贮气间密封不漏气,沼气不断积聚,便 产生压力。当沼气压力超过大气压力时,便把沼气池内的料液压出,进料管和水压间内水位 上升,发酵间水压下降,产生了水位差,由于水压气而使贮气间内的沼气保持一定的压力。 ③用气时,沼气从导气管输出,水压间的水流回发酵间,即水压间水位下降,发酵间水位上 升。依靠水压间水位的自动升降,使贮气间的沼气压力能自动调节,保持燃烧设备火力的稳 定。④产气太少时,如果发酵间产生的沼气跟不上用气需要,则发酵间水位将逐渐与水压 间水位相平,最后压差消失,沼气停止输出。
三、沼气池的设计
1、沼气池的设计原理
建造“模式”中的沼气池,首先要做好设计工作。总结多年来科学实验和生产实践的经验,设计与模式配套的沼气池必须坚持下列原则:
(1)必须坚持“四结合”原则“四结合”是指沼气池与畜圈、厕所、日光温室相连,使人畜粪便不断进入沼气池内,保证正常产气、持续产气,并有利于粪便管理,改善环境卫生,沼液可方便地运送到日光温室蔬菜地里作肥料使用。
(2)坚持“圆、小、浅”的原则“圆、小、浅”是指池型以圆柱形为主,池容6~12立方米,池深2米左右,圆形沼气池具有以下优点:第一,根据几何学原理,相同容积的沼气池,圆形比方形或长方形的表面积小,比较省料。第二,密闭性好,且较牢固。圆形池内部结构合理,池壁没有直角,容易解决密闭问题,而且四周受力均匀,池体较牢固。第三,我国北方 气温较低,圆形池置于地下,有利于冬季保温和安全越冬。第四,适于推广。无论南方、北方,建造圆形沼气池都有利于保证建池质量,做到建造一个,成功一个,使用一个,巩固 一个,积极稳步地普及推广。小,是指主池容积不宜过大。浅,是为了减少挖土深度,也便于避开地下水,同时发酵液的表面积相对扩大,有利于产气,也便于出料。
(3)坚持直管进料,进料口加箅子、出料口加盖的原则 直管进料的目的是使进料流畅,也 便于搅拌。进料口加箅子是防止猪陷入沼气池进料管中。出料口加盖是为了保持环境卫生, 消灭蚊蝇孳生场所和防止人、畜掉进池内。
2、沼气池的设计依据
设计与“模式”配套的沼气池,制定建池施工方案,必须考虑下列因素:
(1)选择池基应考虑土质 建造沼气池,选择地基很重要,这是关系到建池质量和池子寿命 的问题,必须认真对待。由于沼气池是埋在地下的建筑物,因此,与土质的好坏关系很大。土质不同,其密度不同,坚实度也不一样,容许的承载力就有差异。而且同一个地方, 土层也不尽相同。如果土层松软或沙性土或地下水位较高的烂泥土,池基承载力不大,在此 处建池,承受不了,必然引起池体沉降或不均匀沉降,造成池体破裂,漏水漏气。一般 自然土层,每平方米容许承载力都超过10吨以上,在这样的自然土层上建造沼气池,是没有 什么问题的。因此,池基应该选择在土质坚实、地下水位较低,土层底部没有地道、地窖、 渗井、泉眼、虚土等隐患之处;而且池子与树木、竹林或池塘要有一定距离,以免树根、竹 根扎入池内或池塘涨水时影响池体,造成池子漏水漏气;北方干旱地区还应考虑池子离水源 和用户都要近些,若池子离用户较远,不但管理(如加水、加料等)不方便,输送沼气 的管道也要很长,这样会影响沼气的压力,燃烧效果不好。此外,还要尽可能选择背风向阳处建池。
(2)设计池子应考虑荷载 确定荷载是沼气池设计中一项很重要的环节。所谓荷载,是指单 位面积上所承受的重量。如果荷载确定过大,设计的沼气池结构截面必然过大,结果用料过 多,造成浪费;如果荷载确定过小,设计的强度不足,就容易造成池体破裂。荷载的计算标 准一般为:池身自重(按混凝土量计算)每立方米为2.5吨左右,拱顶覆土每立方米为2吨左 右, 池内发酵原料每立方米容积为1.2吨左右,沼气池产气后池内每平方米受压为1吨左右。此外,经常出现在池顶的人、畜等压力以最大量考虑为1吨左右。所以,地基和承载力至少不能 小于每平方米8吨。
(3)、设计池子应考虑拱盖的矢跨比和池墙的质量
建造沼气池,一般都用脆性材料,受压性 能较好,抗拉性能较差。根据削球形拱盖的内力计算,当池盖矢跨比在1∶5.35时,是池盖 的环向内力变成拉力的分界线;大于这个分界线,若不配以钢筋,池盖则可能破裂,因此,在设计削球形池拱盖时矢跨比(即矢高与直径之比。矢高指拱脚至拱顶的垂直距离)一般在1∶4~1∶6之间;在设计反削球形池底时矢跨比为1∶8左右(具体的比例还应根据池子大小、 拱盖跨度及施工条件等决定)。注意在砌拱盖前要砌好拱盖的蹬脚,蹬脚要牢固,使之能承 受拱盖自重、覆土和其他荷载(如畜圈、厕所等)的水平推力(一般说来,一个直径为5米,矢 跨比为1∶5,厚度为10厘米的混凝土拱盖,其边缘最大拉力约为10吨),以免出现裂缝和下 塌的危险;其次,池墙质量必须牢固。池墙基础(环形基础)的宽度不得小于40厘米(这是工程构造上的最小尺寸),基础厚度不得小于25厘米。一般基础宽度与厚度之比,应在 1:(1.5~2)范围内为好。
3、沼气池容积的计算
建造沼气池,事先要进行池子容积的计算,就是说计划建多大的池子为好。计算容积的大小 原则上应根据用途和用量来确定。池子太小,产气就少,不能保证生产、生活的需要;池子 太大,往往由于发酵原料不足或管理跟不上去等原因,造成产气率不高。目前,我国农村沼 气池产气率普遍不够稳定,夏天一昼夜每立方米池容约可产气0.15立方米,冬季约可产气0 .1立方米左右,一般农村五口人的家庭,每天煮饭、烧水约需用气1.5立方米(每人每天生 活 所需的实际耗气量约为0.2立方米,最多不超过0.3立方米)。同时,应考虑生产用肥。因 此 ,农村建池,每人平均按1.5~2立方米的有效容积计算较为适宜(有效容积一般指发酵间和 贮气箱的总容积)。根据这个标准建池,人口多的家庭,平均有效容积少一点,人口少的家 庭,平均有效容积多一点;北方地区一般气温较低,可多一点,南方地区一般气温较高,可少一点。如一个五口人的家庭,建造一个8~10立方米的沼气池,管理得好,所产 沼气基本上能满足一家人一年四季煮饭、烧水或点灯的需要,在北方即使在冬季气温较低,产气量有所减少的情况下,仍可供煮两餐饭或烧开水用。所以一般家庭养猪存栏6~10头,日光 温室面 积在100~150米2,可建6、8、10米3的沼气池为宜。对于建在野外的四位一体生态型大 棚模式,一般“模式”面积为667平方米(1亩)左右,这时,养猪头数可增 加,沼气池容 积大一些为好,但这不是绝对的,因为若沼气池容积满足不了炊事用能及蔬菜生产用肥的需 要,可由外界补充能源及肥料,从而使“模式”正常运行。
5、 沼气池的施工技术
(1)备料
建一个8立方米的沼气池需要水泥1吨、砂子2立方米、碎石(规格1~3厘米)0.6立方米、红 砖 600块、陶瓷管(直径20~30厘米)1~2根、钢筋(直径14毫米)1.2米。如果建10立方米沼气池 ,其水泥、砖、砂再增加10%,若建6立方米沼气池,则水泥、砖、砂比8立方米沼气池用量 要减少10%。
(2)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。图2.11是三种“模式”总体放 线布置图,供放线时参考。以图2.11中A图为例说明放线要点:①划出总体平面。②划出温 室、猪舍面积,猪舍在东侧或西侧。③划出“模式”宽度中心线。④以O为起点,在猪舍内侧找出池的中心点O,以O为圆心,以池的半径加6厘米为半径划圆,确定池的位置。⑤确定 进料口、出料口位置。要在“模式”宽度中心线上确定为进料口中心点和位于日光温室内的 出料口中心点,用白灰做好标记。
1.厕所 2.进料口 3.沼气池 4.出料口 5.日光温室
6.模式宽度中心线 7.猪舍 8.内山墙
1.1. 厕所 2.进料口 3.沼气池 4.出料口 5.日光温室
6.猪舍 7.模式宽度中心线 8.内山墙
1.
厕所 2.进料口 3.沼气池 4.出料口 5.日光温室
6.猪舍东西宽度中心线 7.猪舍
图2.11 不同“模式”总体放线布置图
(3)池坑开挖
在“模式”内建沼气池均采用地下埋式,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。池坑深度按设计图确定,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,给养猪和日光温室施肥造成困难。具体尺寸如表2.1所示。
容积/米3 | 内直径/米 | 池墙高/米 | 池顶矢高/米 | 池顶曲率半径/米 | 水压间 | |
深/米 | 直径/米 | |||||
6 8 10 | 2.40 2.70 3.00 | 1.00 1.00 1.00 | 0.48 0.54 0.60 | 1.74 1.96 2.18 | 2.10 2.18 2.28 | 0.90 1.00 1.10 |
为了便于安放建池模具或利用砖模浇筑池体,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,取土时由中间向四周开挖,开挖至坑壁时留有一定余地,然后按定位桩找出中心点,并钉一固定的木桩,用一条绳的一端固定在中心点的木桩上,绳的 另一 端拴上一把小把锄,使锄刀到中心点的长度等于池的半径加上墙厚度6厘米划圆,刮掉 阻 碍通道的砂土,边挖边修整池坑,直到设计深度为止。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。如有地下水出现,池底要挖集水坑,以便排水。
建池时遇到地下水,可采用“避、引、堵”的办法来解决。“避”就是避开地下水,尽量不 在 多雨季节施工,选择地下水位较低、地势较高的地方建池,水网地区可建圆球形池或提高池 身,建成半地下池。“引”就是引开地下水,施工前挖排水沟,尽量将水引走。池墙渗水, 可将竹管插入渗水处或在池壁上凿星(“Y”)形小沟,使水集中从沟内流至池底。对于池底 渗水,可采用十字沟或环形沟集水,并在池底挖一较深小井,使水流入井内汲走,待 工程告一段落无渗水排出时再填此井。“堵”就是堵住地下水,对池内个别小泉眼,可用砖 头、小石块塞紧。若大面积渗水,可采用水玻璃药液防渗剂掺入水泥进行粉刷,快速凝固, 堵塞有效。同时,在土质差、地下水位高处建池,池底下面还必须设置沙卵石垫层,其垫层 的施工可先铺砌卵石,再用水沉法使沙子挤满卵石空隙,起到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。
6、 利用混凝土浇筑6、8、10立方米沼气池的现场施工
四位一体生态型大棚模式中的沼气池,一般采用组合式建池。所谓组合式建池就是池底、池 墙、水压间下部采用混凝土整体现浇,池拱盖及水压间上部采用砖砌。在现浇拌制混凝土时 ,必须控制水灰比≤0.65,砂子中泥土含量≤3%,云母含量≤0.5%,碎石中最大粒径≤3厘米,泥土含量≤2%。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。施工顺序如下:
(1)砌筑出料口通道 出料口通道如图2.12所示。出料口通道用红砖及砂灰砌筑,水泥:砂 子=1∶2.5。为了便于施工及出料,其通道口宽50厘米,高70厘米,顶部起拱,但上 口距池上拱角不得小于35厘米,防止产气多时水面下返而跑气。
(2)池墙及水压间下部的浇筑 池墙及水压间下部的浇筑可采用钢模、木模及砖模,一般上 述模具为内模,而以池壁为外模。由于钢模造价高,很少采用,而木模和砖模用的较多。若 一个村里建多个沼气池,采用木模较方便,若只建一个,则采用砖模为宜。采用砖模的一般 砌法是:先把砖用水浸湿,防止拆模困难。每块砖横向砌筑,每层砖砖缝错开,不用带泥口 或灰口,做到砌一层砖用混凝土浇筑一层,振捣密实后再砌第二层。混凝土配合重量比为水 泥∶砂子∶碎石=1∶3∶3,池墙高1米,厚0.05米。
图2.12 出料口通道(单位:毫米)
(3)池拱盖的施工 目前,“模式”中的沼气池拱盖用砖砌,“模式”中的沼气池一般采用 直管进料,在砌筑池拱盖前要安装好进料管,一般利用直径200毫米、长600毫米左右的陶瓷 管,管内穿绳拴挂在地面的木桩上,进料管喇叭口朝上,上下垂直,紧贴池壁固定好。插入 池内深度拱角250~300毫米为宜。砌筑拱盖可用铁钩或挂绳法固定砖,先由进料管处开始砌 ,进料管周围要用水泥加固。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
图2.13 池拱盖施工图
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。池拱盖施工图如 图2.13所示。在砌筑池拱盖的同时,应把水压间的上部砌好。水压间上半部用1/4 砖立砌,1∶3水泥砂灰浇筑。
当砌筑池拱盖要封口时,在拱顶正安放直径为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,拱顶用4条500~700毫米长铁筋摆放成#字型,抹 灰要加厚加固,以防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,如图2.14所示。
图2.14 导气管安装位置示意图
(4)池底施工 池底先铺一层碎石,用1∶4的水泥砂浆将碎石缝隙灌满,然后再用水泥、砂 子、碎石以1∶3∶3的混凝土浇筑池底,厚度要达到8~12厘米。
(5)沼气池池体内部密封 由砖和混凝土组合建造的沼气池只靠结构层还不能满足防渗漏要求 ,必须对池体进行密封处理才能不漏气、不漏水。沼气池密封层采用7层做法和3层做法两种 ,贮气室及池内进料管部分采用7层做法;池底、池墙、水压间、出料口通道等采用3层做法。其7层做法第1层用450#水泥砂灰刷浆,灰∶水=0.3∶1;第2层抹水泥∶砂子=1∶ 2.5的水泥砂灰,厚度为0.8~1厘米;第3层抹0.1厘米厚素灰;第4层抹水泥∶砂子=1∶2的水泥砂灰,厚度为0.4厘米;第5层抹0.1厘米厚的素灰;第6层用1∶1的细砂灰抹0.3 ~0.4厘米;第7层刷素灰浆3遍。而3层做法是第1层与7层做法中的第2层一起做;第2层与7层做法中的第6层一起做;第3层与7层做法中的第7层一起做。
(6)养护 用混凝土浇筑的每个部位,都要进行养护,要求在平均气温大于5℃条件下自然 养护,外露混凝土应加盖草帘浇水养护,养护时间为7~10天。春、秋要注意早晚防冻。为达到养护目的,在沼气池密封处理以后要把出料口、进料口、池顶口用薄膜盖严。自然养护 期达到后经检查试压就可以投料使用。建池完工24小时后如果下雨应及时向池内加水,加水量应是池内装料容积的一半,以防地下水位上涨鼓坏池体。
(7)检查验收 新建沼气池和大换料后保养维护的旧池,必须经过检查验收合格,方可投料 使用。其检验方法分为两种:
①直接检查法 必须全池强度养护达到70%以上才能进行,用手指或小木棒叩击无翘壳空响 。全池内壁无渗水痕迹,无裂缝、砂眼、孔隙等肉眼可见的缺陷;池外输气管线、开关 等配套设施安装齐全牢固。
②试压检查法 在直接检查完好的基础上,推荐采用气压检验为主,水压法检验为辅,亦可 混合使用。一般作法是装水至进、出料管上端20厘米高度,观测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。亦可采用空池封闭进出料口、直接充气试压的方法,要求同上。试压 中最好将输气管路全部接通,分别检查有否渗漏现象。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。但使用前,必须将多 余的水抽去。未经复验合格者,不得勉强使用。
“四位一体”农村能源生态模式
“四位一体”农村能源生态模式(简称“模式”)是指在日光温棚内以沼气技术为核心,连接养殖技术和种植技术,发展高产、优质、高效农业的一种模式。
“模式”系统既可充分利用农民零碎劳动时间,又能提高资源的利用率和产出率,实现多层次综合利用,具有土地、能源、时间、饲料、劳动力五资源高效利用和经济、环境、社会循环可持续发展的特点。
1.1.1 “模式”的系统布局
北方能源生态模式的系统布局图
1.栅栏 2.溢水槽 3.进料口 4.厕所 5.进料管 6.过廊
7.沼气池 8.猪舍 9.出料口 10.日光温室
这一模式是在庭院中建一个6~10立方米的地下水压式沼气池,池顶建一个10~20平 方米猪舍 ,侧面配建1平方米的厕所,与猪舍平行的是蔬菜温室。猪舍与蔬菜之间由带换气孔的山墙隔开,全部设置于塑料大棚内,如图所示。 “模式”根据建筑材料不同,可分为竹木结构和钢砖结构。竹木结构指在建筑中,沼气池采用砖、水泥砌筑或混凝土浇筑而成,温室由土泥后墙、竹木骨架组成。其优点是简单易行,成本低,但使用寿命短。钢砖结构是沼气与竹木结构相同,温室部分为复合砖墙,钢骨架, 优点是使用寿命长,但成本较高。根据结构方位布局不同,还可分为前后结构和左右结构模式。前后结构是指沼气池、猪舍、厕所位于日光温室的后部;左右结构是指沼气池、猪舍、厕所位于日光温室的一端。这两种结构主要取决于农户庭院的大小,常用的是左右结构。
( 摘自黑龙江农村能源网)
新沼气池投料模式。
本文出自: 能源世界网 作者: mysky 点击率: 152
我们在实践中摸索出一套新沼气池投料模式,成效显著。现将其介绍如下:
投料分三步。第一步是选料。应以人、畜鲜粪便为主,料液严禁消毒。8~10立方米的沼气池,应备料3,500~4,500斤左右,并加少量的水在空闲猪栏中进行堆沤10~15天即可。第二步是接种。先向空池内投入沼液或污泥水,然后加水至池容的1/3处,再将已堆沤处理的粪料1,000斤左右投入池中,并进行充分搅拌,观察2~3天,发现有气泡产生时已经接好菌种。第三步是投料。将余下的2,500~3,500斤粪料投入池中,同时加水至天窗口下边缘,进行充分搅拌即可封盖。2~3天后,沼气池开始产气。
用这种方式投料,新沼气池产气迅速,甲烷含量高,易燃好用。
“三位一体”沼气综合利用技术
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沼气开发及综合利用技术,是以土地资源为基础,以太阳能为动力,以沼气为纽带,集能源、养殖和种植为一体,把沼气、生物、肥料、饲料有机结合在一起的生产模式,可以充分利用农户庭院养猪、种菜、净化环境。沼气可用于做饭、点灯、储粮;沼液、沼渣可用于作物的叶面喷施,培肥地力、生产绿色食品,满足人民生活需要。 一、沼气池建设的技术要点:沼气开发与综合利用技术目前得到了广大农民群众的认可,但沼气池建设质量的好坏是该技术能否获得综合利用的关键之关键,建池时需要技术人员现场指导,把好沼气池建设的技术关。主要包括:
(1)选择好建池位置:①把沼气池建在向阳的猪圈下面,不仅节约用地,且有利于冬季沼气池保温;②有条件的农户,实行“四位一体”联建,出料间的一部分置于日光温室内,释放出的二氧化碳供蔬菜生长需要。
(2)池容的选择:一般5口之家,以建6m3 的沼气池为宜。
(3)满足粪便发酵工艺的一切条件:①严格的厌养环境。即建池要密封,保证不漏气、不渗水;②充足的发酵原料。一般养3头猪或2头牛加上家庭人口的人粪尿即可满足6m3 沼气池发酵所需原料;③适宜的酸碱度。沼气发酵适宜的PH值为6.8-7.4;④原料的浓度以8-10%为宜,夏季略低,冬季略高;⑤沼气的发酵温度。沼气发酵与温度密切相关,低于8℃就会停止发酵,温度在65℃以下,温度越高,产气率也越高,超过65℃,同样会影响产气。
(4)增加原料在池内的实际停留时间,妥善解决池内残渣的沉淀问题。
(5)防止料液在池内结壳。
(6)选择好接种物,以便快速产气。
(7)加强日常管理,防止农药、烟叶等影响细菌和甲烷菌正常活动的物质入池,采用正确的使用方法。
二、沼气综合利用技术要点:
沼气综合利用技术是指人、畜粪便经发酵的产物沼气、沼渣、沼液的综合利用技术。沼渣、沼液中有大量的微生物代谢产物,这些代谢物含有各种维生素、蛋白质,各种酶、微量元素等,对农作物生长有很好的调节作用。沼气除用于点灯、做饭外,还可以储粮、保鲜水果等。所以沼渣、沼液、沼气具有广泛的利用价值,主要包括以下几种利用方式:
(1)沼液浸种:可以使种子发芽率提高15-20%以上,早出苗1-2天,苗齐苗壮,抗病。操作方法:用透水性好的塑编袋,装上选好的种子15-20公斤(切记要留一点空间),扎紧袋口,放入出料间的中下部浸泡,如水稻等有壳种子浸泡48-60小时,玉米等无壳种子浸泡12-18小时,然后取出冲洗干净、凉干、催芽后方可播种。
(2)沼液叶面喷施:可以提高作物的产量和品质,并能防治蚜虫、红、黄蜘蛛、纹枯病、葡萄白粉病等多种病虫害,尤其是蔬菜、瓜果效果更为明显。操作方法:使用正常产气3个月以上的沼液,把沼液过滤后喷施在叶片的背面,不要在中午高温时喷施。
(3)沼液喂猪:用产气良好的沼气池的沼液与猪饲料按1:1比例配合喂猪,可以使猪增重快、抗病,每头猪可节省饲料约100-150公斤,既降低了养猪成本,也增加了农民收入。
(4)沼液、沼渣养鱼:可以改善水环境,使鱼生长快、品质好。一般每亩水面施沼液、沼渣150-200公斤,每次不能超过100公斤。
(5)沼渣施肥:可以培肥地力,生产绿色食品。
(6)沼气除点灯、做饭外,还可以用于储粮、保鲜水果,既延长了保存时间、杀灭病虫害、保证粮食和水果的质量,还可以用于养蚕、孵化,主要提供能源,达到加温的目的。
三、投资及效益
建一个6m3 的高效自流进出料沼气池,建池费用600-700元(包括水泥、配件和人工费),加上猪圈、厕所建设,总投资1500-1800元。沼气池使用寿命20年,一次建池可长期受益。
一般池容产气率0.2-0.3m3 /m3 池容、天,年可产沼气300m3 以上,可相当于100-120公斤液化石油气,若按液化气现价计算,每年可节约燃料费400元以上。
一立方米沼气,能供4-5口之家煮三餐饭,相当于60W灯泡照明6小时,若在塑料大棚内点燃沼气灯和沼气炉,可提高棚温和棚内CO2 浓度,促进蔬菜生长,提高产量。另外,沼液、沼渣是腐熟无菌、速迟兼备的优质肥料,1个6m3 的沼气池,每年可提供沼液15吨,沼渣2.5吨,相当于480公斤碳铵的肥效,年可节约化肥款200元。
建成沼气池、猪圈、厕所、太阳能大棚四位一体综合利用设施,除美化庭院环境、利用沼气节省燃料开支、沼肥利用节约化肥款外,每个农户年可养猪15头,年纯收入可达2000-3000元,建塑料大棚0.5亩,大棚菜纯收入可在4000元以上。
综上所述,发展户用沼气池,每个农户年可创效益7000元以上。
10种技术让秸秆变“废”为宝。
本文出自: 能源世界网 作者: mysky 点击率: 48
不知从什么时候开始,焚烧秸秆成了一个问题,涉及环境污染和文明行为的大问题。其实,秸秆的利用价值人所共知。饲料、编织、肥料,每一项处理方式都会带来一个新兴产业。只要抱着“利用一种资源,致富一方百姓,解决一道难题,兴起一项产业,转变一种观念,创新一种思维”的理念,就一定能解决问题,“还关中一片蓝天”。
记者采访了解到,秸秆能生产燃料乙醇,能沤肥还田,可作轻质墙板和复合仿实木门,还能发电、制出秸秆气,同时也是“商品草”和“秸秆生态板”产品的最好原材料……如此看来,每年被种植户变着法子烧掉的小麦和玉米秸秆,其实浑身是“宝”,并非一些种植户所称的无“利”可图。现将记者从多种渠道获知的10种秸秆“致富经”,念给所有为“秸秆”所困的人们,期望从中找到一个不再“焚烧秸秆”的理由。
致富项目一
秸秆“商品草”
拉动连锁经济
秸秆利用:通过切揉过程破坏秸秆表面硬质茎节,提高了畜禽消化吸收,挤丝加工后的饲草,长度为10—20厘米,直径在1—2毫米,质地柔软,把畜禽不能直接采食的部分秸秆加工成了适口性较好的饲料,并完全保留了秸秆原营养成分及水分;通过生物发酵技术处理,使秸秆的木质素、纤维素被降解成低聚糖、乳酸和挥发性脂肪酸;通过微生物繁殖,使秸秆菌种蛋白质含量增加,增加了秸秆的营养物质;通过采用袋发酵技术,大幅度降低了秸秆饲草在贮藏使用中的浪费。一般窖贮青贮玉米秸秆,由于开窖取料,空气易进入窖中,造成大量霉变,使青贮秸秆浪费率达20%。而采用袋贮既可以便于取料后密封,使之避免发生霉变,又因采用的是小包装,一般每袋贮料75公斤,可迅速喂饲结束,减少了霉变发生的几率,非常适合目前我们的小规模饲养水平。
精打细算:除了来自种植户卖秸秆和“商品草”的利润外,农民每运送1吨玉米秸秆到加工厂点,可获利10元,此项又可增收7443万元,户均增收140元,人均增收37元。加工饲草雇用劳动力的价格为每个劳力每天40元,其生产期为3个月。以每个劳动力平均日生产产品2.8吨计算,共需劳动力1.2万个,此项又可增加效益4320万元。
“取经”地:陕西临潼
致富项目二
轻质墙板
让秸秆变“废”为宝
秸秆利用:将小麦、玉米等作物秸秆粉碎后,利用其植物纤维,再添加水与化学原料,生产出用作框架式建筑物的高强度建筑用墙板,每平方米只有35公斤左右。该产品已被列入国家星火科技推广项目。
精打细算:投资1000余万元,引进专利技术,建起一个秸秆建材加工厂。每年可生产秸秆轻质墙板60万平方米,消化各类农作物秸秆1300多吨。
“取经”地:河北邯郸
致富项目三
打捆机回收秸秆
创最大利润
秸秆利用:秸秆打捆机不需要更换任何其他装置就可以对麦秸、豆秸、水稻秸秆、棉花秸秆、玉米秸秆、芦苇秸秆等进行作业,更不受地区和时间的,只要有条件的地方,有秸秆需要打捆的地方,都可以顺利完成打捆作业。之后,将“成品”直接送到需要该原材料的造纸、发电和养殖厂,获取利润。
精打细算:花10万元买一台这样的打捆机,每天可以打捆3000-6000捆,每捆的手工费用1.30元左右。除掉0.30元的拖拉机耗油、捆绳和人工费用,每捆的净利润是1元钱左右,一年就可以赚回50%以上的成本。
“取经”地:陕西武功
致富项目四
秸秆发酵使田间
“废料”变乙醇
秸秆利用:秸秆发酵利用技术,第一阶段是利用细菌微生物,把粮食、秸秆转化成葡萄糖。生产的产品用作食品、饲料添加剂,这是粮食、秸秆利用的第二个阶段。第三个阶段是把它做成可降解、无污染的塑料有机膜,继而形成成熟的产业链。
精打细算:总投资2000万元,建成一条秸秆发酵生产燃料乙醇生产线,年产燃料乙醇10万吨,消耗80万亩的玉米秸秆。实验结果显示,利用秸秆转化燃料乙醇的成本应在4000—4300元/吨,比玉米生产乙醇的成本低300—500元/吨。如按秸秆成本300—400元/吨计算,农民每亩地可多获利300元以上。
“取经”地:山东东平
致富项目五
麦秸沤肥还田
帮农民省化肥钱
秸秆利用:选择地势平坦、距水源较近的田边地头或村旁空地,砸实地面,铺一层麦糠,然后将铡短并浸过水的秸秆、杂草均匀铺上一层,厚约25厘米,压紧后泼施人粪尿和牲畜粪便。人畜粪便不足的,可按干秸重量的0.5%加尿素,2%加过磷酸钙。上面铺一层10厘米厚的塘泥,或猪踏泥等圈肥,上面再铺秸秆。如此一层一层往上堆,堆到1.5-2米高。最后用稀泥泥上一遍。30天左右翻堆,加水后再堆一次。夏季2个月,冬季3-4个月即可积制成优质的有机肥。
精打细算:按目前一亩地必须施60元以上的化肥量计算,如果使用麦秸沤成的有机肥料,种植户每亩地最少也可省去一半的商品化肥,一亩地的投资成本自然会有30元左右降幅。
“取经”地:山西临汾
致富项目六
秸秆发电让每亩地
增收125元
秸秆利用:秸秆发电项目可将农作物秸秆变废为宝,据测算,每两吨秸秆的发电量相当于一吨煤。秸秆充分燃烧后,既可降低污染,保护生态环境,秸秆燃烧后的底灰、炭灰又是富含多种微量元素的有机肥料,可直接施用于农田,增加土壤肥效,同时农民通过出售秸秆,又可以增加收入。
精打细算:秸秆发电工程总投资3亿元,年消耗秸秆20万吨,发电量1.6亿度。年产值9100万元。以每亩地产玉米秸秆2.5吨,每吨平均回收价为50元计算,种植户每亩地就增加125元的纯收入,20万吨就是一个亿的增收。
“取经”地:河南清丰
致富项目七
“秸秆仿实木门”
增加环保效益
秸秆利用:以秸秆为主和几种廉价丰富的普通化工材料为原料,原料成本、人工费用低。而且原材料充足广泛,容易采集,生产工艺先进,且节约能源。此外,该产品生产过程一次成型,无需刨、锯、钉、黏,更不用合装,工艺简单,生产效率高;出模后即自带木纹,可仿制各种名贵树种材质。产品表面处理简单,表面处理直接上漆即可,而质感如木门高雅自然,纹理逼真多样,也可覆PVC装饰膜,方法多样。
精打细算:该技术为种植户增收的同时,在环保效益上更为明显:一是保护森林,代替木材;二是综合利用秸秆,彻底根治了废弃物失火造成的不安全因素和污染环境;三是在生产过程中不会造成二次污染。
“取经”地:北京
致富项目八
“秸秆生态板”
瞄上廉价生物资源
秸秆利用:“秸秆生态板”以秸秆替代木材生产复合板材。目前,我国木材资源缺乏而每年产生的秸秆超过5亿吨。且大多被焚烧,造成资源浪费和环境污染。
精打细算:投资秸秆生态板,每年可消耗16万亩农作物秸秆,减少森林采伐6.5万立方米。每亩可为农民增收100多元钱,整个项目为农民直接增收达1600万元左右。
“取经”地:山东淄博
致富项目九
吃的是“草”
吐出的是“秸秆气”
秸秆利用:利用秸秆气制造装置,使用农村大量廉价秸秆为原料生产燃气。秸秆制气开始后,气体进入制气炉,经过烟尘过滤、出硫、净化等工序后进入气柜,再进入管网、最后进入用户,供给农村家庭使用的气体,类似于液化气,在相同使用情况下,除了比煤气环保以外,费用比普通的液化气罐要便宜一半。据测算,1.5公斤秸秆可产生1立方秸秆气。
精打细算:秸秆供气费用很低,按照每立方米0.3元计算,三口之家每月的费用在25元左右,与使用液化石油气和煤炭相比,每户每年可节省燃气费用600元左右。村民家的秸秆不再焚烧,而是送到气站换燃气。此举既经济节能,又有效解决了焚烧秸秆造成的环境污染问题,而且秸秆气化产生的草木灰可做钾肥使用,促进了农业生产的良性循环。
“取经”地:陕西户县
致富项目十
“秸秆家居”让家园
变得更美丽
秸秆利用:草编是传统民间工艺,古代劳动人民耕作之余使用秸秆编成帽子遮阳,编成草鞋护脚,年长日久,技艺日渐成熟,成品也就渐渐地从单纯的实用性转为实用欣赏兼而有之。现代草编利用各地所产的草、玉米皮、麦秸秆为原料,就地取材,编制成各种饰品、礼品、生活用品,形成了独特产业的规模。
精打细算:浏览一下众多家居用品市场,草编制品从悄悄居于一隅到占据越来越大的地盘,正显示出其无比强劲的市场活力,草编产业已全面振兴。草编制品种类齐全、花样繁多,共有四大类、几十大系、1500余款产品,涵盖家具、饰品、礼品等,市场和利润空间都很大。
低温下干填粪便沼气池启动快。
本文出自: 能源世界网 作者: mysky 点击率: 191
近年来,随着国家西部大开发战略的实施和退耕还林,封山禁牧的启动,户用沼气池在广大农村已呈现出迅猛势态。并受到广大农民朋友的热烈欢迎。那么,低温下怎样使沼气池启动快。
一、堆沤
一口8立方米沼气池在低温时,需填足6.4立方米粪便。在填料时,选择阳光好的地方,深挖长300厘米、宽200厘米、深30厘米的坑,铺好塑料膜,把备好的粪便放在里面,(注意必须加入已经正常使用沼气池中的沼渣、沼液2.6立方米),然后盖好塑料膜放置2天。
二、干填粪便
从进料口干填粪便,容易损坏进料口,造成漏水,漏气并且不省事。堆沤好的粪便从出料通道填入省事,尽可能填在进料口的周围,但不要把进料口堵塞。在填料时注意安全,发酵间的人每隔5----10分钟到池外进行换气。
三、加水
加水时利用大铁桶、塑料桶或大盆盛水放在阳光下晒热,从进料口灌入,灌水标准出料通道上沿30---40厘米,再灌些烧热的水即可,然后,用塑料将水压间,进料口、出料口密封1---2天。
以上方法可使沼气池提前3----4天启动。
提高沼气池冬季产气量八招。
本文出自: 能源世界网 作者: mysky 点击率: 81
在冬季,如何保护好农村户用沼气池,并使发酵维持在较好水平,达到较高产气率,简单的说,就是要“吃饱肚子,盖好被子”。我们经过三年的实践,总结出使沼气池在冬季多产气的方法,现介绍如下:
一、加大浓度。秋末,选择晴天进行出料和进料,浓度要达到10%;冬季还要及时补料,浓度要提高到15%左右,使沼气池在高浓度下用转,达到多产气的目的。
二、适宜的酸碱度。在加浓发酵液以后,可用PH试纸测试其酸碱度。当PH值小于7时,用1%的石灰水(慎用,以防止偏碱)缓慢调节PH值到7—7.5之间,以适应发酵细菌的要求。
三、采用富氮原料。入冬前后,完全用“富氮有机原料”的鲜猪粪(或用鲜牛粪或鲜羊粪)作发酵原料,而不用“贫氮有机原料”,如干麦草、玉米秸杆等发酵原料,缩小碳氮比,加快甲烷菌的繁殖,使之多产气。
四、检修管道。入冬前,要检查管道是否存有积水,还要尽可能将管道埋入地下或用碎布条、塑料薄膜等包扎管道,防止冻裂。漏气老化的管道、接头要及时更换。
五、科学保温。保温方法主要有3种:1、覆盖保温。在沼气池表面覆盖稻草、柴草、秸秆、堆肥或加厚土层等保温材料,覆盖面要大于池面,防止冷空气进入而降低池内温度。2挖环形沟保温。在沼气池周围挖好环形沟,沟内堆沤粪草,利用发酵酿热保温。3、塑料棚保温。建在沼气池上的圈舍向阳面罩上塑料布,或用塑料薄膜覆盖整个沼气池的顶部,并且将塑料薄膜向周围外延2—3米,将进料口、水压间和周围地面全部覆盖,使之产生一个“温室效应”,提高池温。
六、加温促腐。再换料、加料时,可向池内加入适量的温水,以提高池内温度,力求池内温度保持在5度以上,促进新料腐烂产气。
七、充分搅拌。每隔3—4天,在晴天中午前后用抽渣器抽提20次左右或从水压间提出十几桶倒入进料口,使原料和微生物增加接触机会,促进微生物新陈代谢,使之多产气。
八、防进外水。要防止外水流进池内降低料液浓度和池内温度,影响产气效果。
通过以上措施,可达到冬季不会因为降温而使沼气池发酵产气异常,并可保持一定的产气量。
秸秆综合利用机械化技术 。
本文出自: 能源世界网 作者: mysky 点击率: 108
秸秆是农作物的重要副产品,同时也是工、农业生产的重要生产资源,作为一种资源,农作物秸秆可用作肥料、饲料、生活燃料及造纸、制炭、建材、编织等工副业生产的原料等。 据统计,我国目前秸秆年产量约6.2亿吨,其氮、磷、钾养分含量相当于400多万吨尿素,700多万吨过磷酸钙,700多万吨硫酸钾。如果使50%的秸秆通过各种方式实现了还田,就相当于投入了900多万吨化肥,而生产实际中,一方面,土壤有机质含量逐年减少;另一方面,大量的农作物秸秆被废弃,甚至被放火焚烧,这祥既浪费了资源,又污染了环境,因此,开发利用秸秆,己成为农业生产资源开发和环境保护的新焦点。
第一节 机械化秸秆还田技术
世界上凡是农业发达的国家,都很重视施肥结构的科学合理,一般将化肥的施用量控制在施肥总量的三分之一左右,而秸秆还田和厩肥用量占三分之二。德国明文规定:农田每用100公斤标肥,必须同时施用1500-2000公斤厩肥。美国、加拿大等国的小麦、玉米秸秆大部分都要还田。
我国化肥使用量从1985年到1995年,以平均每年10.2%的速度增加,远远高出同期世界化肥使用量0.2%的增长速度,这期间,占世界耕地7%的我国,其化肥使用量由占世界化肥总使用量的14%上升到27%,1994年,我国每公顷农田的化肥施用量己达349.5公斤,(同期发达国家每公顷为81公斤,世界平均水平每公顷为91.5公斤),己超过世界平均水平的2.8倍多。
机械化秸秆还田技术,不仅抢农时,抢积温,解决了及时处理大量秸秆就地还田,避免了因腐烂焚烧带来的污染环境等问题,而且为大面积以地养地,增加土壤有机质含量,改善土壤结构、培肥地力,提高农作物产量走出了新路子。此外,机械化秸秆还田技术在抗旱保墒、减少化肥用量和节约生产成本,保护生态环境等方面均有明显效果。
一、机械化秸秆粉碎还田技术
机械化秸秆粉碎还田技术是指用秸秆粉碎机械将收获后的玉米、高粱、小麦等农作物的秸秆就地粉碎并均匀的抛撒在地表后,随即用犁耕翻深埋,这也是目前应用范围最广,使用面积最大的机械化秸秆还田技术。所采用的秸秆粉碎还田机械主要有锤片式、爪式、甩刀式动刀与定刀切割结构,可对小麦、玉米、高粱、水稻等软硬秸秆及甘蔗叶、蔬菜茎蔓等进行粉碎。无论是田间直立或铺放的秸秆,均可粉碎后均匀抛撒于地表。
河北、山东、河南、山西、北京等地先后生产的秸秆粉碎还田机具有运转平稳、粉碎效果好,生产效率高等特点。
河北生产的4F系列、4JQ系列秸秆粉碎还田机具产量最大,产品己成系列,可与18.3-58.8KW拖拉机配套。
河南等研制的小型悬挂式双立轴多刀组结构的秸秆切碎还田机,可与小四轮拖拉机配套,具有节省劳力秸秆切碎度高等特点,4JM50-B型秸秆切碎灭茬机增加了旋耕装置,在粉碎秸秆的同时,可将地表以下5cm内的根茬切碎,土壤旋松;
上海、江苏、江西等研制的反转旋耕灭茬机可将30cm左右的麦茬粉碎旋埋入土。整地和秸秆还田一次完成,适于麦稻连作区的麦茬还田。
黑龙江生产的XFP系列茎秆还田机,可与国内外多种自走式谷物联合收获机配套,这种机具借助原机动力,在完成联合收获的同时,将作物粉碎后抛撒在地表,切碎性能好,抛撒均匀,抛幅可调,既可用于机械化免耕秸秆覆盖还田,又可用于机械化秸秆粉碎翻埋还田,适用范围较广。
近年来,黑龙江、北京等地相继开发生产出的玉米联合收获机也增加了秸秆粉碎装置,在收获玉米的同时将秸秆粉碎抛撒在地表。
二、机械化根茬粉碎还田技术
机械化根茬粉碎还田技术是将割去秸秆后的根茬用机械粉碎后混于耕层土壤中的一项机械化技术。适用于实行轮翻耕作制地区的玉米、高粱、大豆等作物,在不耕翻的年份,可一次性完成根茬粉碎、疏松土层,并能保持原垄型,如采用综合作业机具,还可完成深松、起垄等项目。
针对玉米根茬粗壮,人工创除费工、费时、费力等情况,吉林、黑龙江等地研制出了可与8.8-58.8KW的拖拉机配套的2-6行的根茬粉碎还田机,这类机具灭茬旋耕深度可达10cm,可将根茬粉碎后直接均匀地混合于地表10cm的耕层中,作业质量可达到播前除茬整地的要求,这项技术适用于轮翻耕作的垄作地区在不耕翻的年份将玉米等作物的根茬直接粉碎还田。一般人工创除玉米茬每公顷需要10个工日,而机械根茬还田只需0.5个人工,相差20倍。
三、机械化秸秆整体还田技术
机械化秸秆整体直接还田可分为整体直接翻埋和整体覆盖两种方式,在实行宽窄行玉米的单季旱作地区,采用秸秆机械化整体翻埋还田技术和机械化覆盖还田技术,将摘穗后的玉米秸秆不经粉碎直接耕翻埋入土或覆盖在地里。该技术具有抗旱保墒、减少作业环节等特点,所用的机具设备为高犁柱深耕梨和山西生产的整秆覆盖机。
四、渐江等地近年来研制的机械化水田秸秆还田技术在南方水田秸秆还田方面取得进展,这项目技术是将机械收获或脱粒后的麦草稻草抛撒田间,并在灌水软化土壤和施肥后用水田埋草机、埋草驱动耙或旋耕埋草机在水田中纵横作业两遍,即可达到水田栽插前的耕整地要求。
水田整秆还田的秸秆除了稻秸和麦秸,还可以将瓜藤、绿肥和田间杂草直接旋耕还田。所采用的机具主要有1GM-65(125、175)型水田埋草机、1BSQ-230(160、120)型埋草驱动耙、东风-12型或工农-12型旋耕埋草机。
江西、湖北等地生产的驱动圆盘犁、机耕船、驱动耙、水田犁等机具在水田高留茬的秸秆还田作业中也都是较好的机具。
第二节 秸秆饲料加工技术
用秸秆养畜,实现过腹还田是一种综合效益较高的生产模式,目前用于饲料的和要是玉米秸秆和稻草,可直接饲喂,也可经过加工后饲喂,秸秆饲料加工的方法很多,下面介绍几种。
一、秸秆氨化技术
秸秆的主要成分是粗纤维,而粗纤维中所含的纤维素、半纤维素是可以被草食家畜作为饲料消化利用的,木质素则基本不能消化,秸秆所含的部分纤维素与木质素结合紧密,从而阻碍其被牲畜消化吸收。氨化的作用在于切断这种联系,使木质素与纤维素分开,使其能被牲畜消化吸收。此外,氨化还增加了秸秆的粗蛋白含量。一般来说,氨化秸秆的消化率可提高20%左右,采食量也相应提高20%左右,粗蛋白含量可提高1-1.5倍,并能提高秸秆的适口性和采食速度,氨化后秸秆总的营养价值可提高一倍,达到0.4-0.5个饲料单位,也就是说一公斤氨化秸秆相当于0.4-0.5公斤燕麦的营养价值。
氨化的方法主要有几种:
1、液氨氨化 将秸秆打捆堆成垛,再用塑料膜覆盖密封,注入相当于秸秆干物质重量3%的液氨进行氨化,氨化时间通常依季节而不同,夏季约一周,春秋季2-4周,冬季4-8周。用氨化炉氨化,温度为80-90度,只需一天即可完成氨化过程。
2、尿素氨化 将秸秆切碎置于氨化池中,用相当于秸秆干物质重量5%的尿素处理,尿素应预先溶于水中,均匀地喷洒到秸秆上,氨化池装满、踏实后用塑料膜覆盖密封即可。处理时间大体同于“液氨氨化”,但稍长。
3、碳铵氨化 碳铵也可作为氨源氨化秸秆,方法与尿素氨化相同,其用量要相应增加
4、氨水氨化 方法同液氨氨化,其用量也相应增加。在四种氨化方法中,以液氨与尿素氨化效果最好,氨水和碳铵效果稍差。
二、玉米秸秆青贮饲料技术
青鲜玉米秸秆粉碎后,在嫌气条件下,经过微生物的发酵,成为青饲料,发酵过程中,产生一定浓度的酸(乳酸),既可以保护饲料的营养成份不受损失,又可使饲料保持青鲜多汁的特点,并具有酸香味,贮存时间较长。既可供常年喂养使用,又利于秸秆过腹还田和生态农业的良性循环。
其操作方法
1、建青贮池 池地远离粪坑、活水坑,建在干燥、地势较高处,可建成长方形和园柱形两种,可以是地下式、半地下式和全地上式。池壁砌砖,水泥造底,每立方米容积可装青贮料500-600公斤。
2、青贮 玉米秸秆趁青收获后用机械粉碎随即装入池中,边装边压实,并洒入一定量的水和渗入少量尿素(每吨青料加4-5公斤),装满池后用塑料膜封严,上面再加0.3M的土。
3、使用密封的玉米秸秆粉碎料在嫌气条件下,经过30天左右,完成发酵过程,就成为玉米秸秆青贮饲料。
一般玉米秸秆青贮饲料具有酸香味,1500公斤相当于200公斤玉米的营养价值。
三、秸秆微生物发酵贮存技术
农作物秸秆经机械加工和微生物菌剂发酵处理,并将贮存在一定设施内的技术也称微贮技术。
微贮饲料的发酵过程是利用生物技术培育出的高效活性微生物复合菌剂,经溶解复活后,兑入浓度为0.8%-1%的盐水中,再喷到加工好的作物秸秆上压实,在嫌气条件下繁殖发酵完成的。高效活性微生物复活菌剂为粉剂,商品名称是秸秆发酵活干菌,是由高效木质纤维分解菌和有机酸发酵菌复合组成的,适合于所有农作物秸秆使用。秸秆发酵活干菌制取秸秆微贮饲料的原理与反刍家畜瘤胃微生物的发酵原理基本相似。
微贮饲料主要用于饲喂牛、羊等反刍家畜。实践表明,微贮后的饲料全面优于没有处理的秸秆,与氨化处理比较,微贮秸秆粗蛋白含量低于氨化秸秆,但采食量和日增重均高于氨化秸秆,成本也比氨化处理低。
微贮技术的特点是:
1、成本低,效益高 每吨秸秆制成微贮饲料只需用3克秸秆活干菌(价值10元),而每吨秸秆氨化则需用30-50公斤尿素。
2、消化率高 以营养价值很低的麦秸秆为例,微贮过程处理后,干物质消化率提高24.14%,粗纤维消化率提高43.77%,有机物消化率提高29.4%,麦秸秆微贮饲料干物质的代谢为8.73mj/kg,消化能为9.8mj/kg。
3、适口性好,采食量高 秸秆经微贮处理,牛、羊的采食速度可提高40%-43%,采食量可增加20%-40%。
4、秸秆利用率高 稻麦秸、玉米秸、高粱秸、土豆秧、甘薯秧、豆秸等都可制成优质的微贮饲料。
此外,还具有可制作季节长,保存期长,无毒无害,制作简便等优点。
其作业方法主要有:水泥窖微贮法、土窖微贮法、塑料袋窖内微贮法、压捆窖内微贮法等四种。
四、秸秆饲料压块技术
粗饲料压块机可将秸秆、饲草压制成高密度饼块,其压缩比可达一比五甚至一比十五。这样可大大减少运输与储存空间,若与烘干设备配套使用,可压制新鲜牧草,保持其营养成份不变,并能防止霉变。高密度饲饼用于日常饲喂、抗灾保畜及商品饲料生产均能取得很大的经济效益。
压块机可以压制含水率在10%-18%的豆科、禾本科牧草及适合作饲料的农作物秸秆,并可压制某些工业副产品,如作为燃料的木屑等。
93CB-70型粗饲料压块机的生产率为400kg/h,压缩周期为5-6S,操作人员3-4人。粗饲料压块机由物料输送机、压饼机、液压站和电器控制柜四部分组成。
五、秸秆草粉制作技术
秸秆粉碎成草粉,经发酵后饲喂牛羊,能作为饲料代替青干草,调剂淡旺季余缺,且喂饲效果较好。
其制作方法:
1、原料 凡不含有毒物质的农作物的秸秆及粮棉加工副产品均作为粉碎原料。要求所有原料不发霉,含水率不超过15%。
2、制草粉用 锤式粉碎机(筛孔直径12-15mm),将秸秆粉碎,草粉不宜过细,一般长10-20mm,宽1-3mm,过细不易反刍,应将种种原料单独粉碎,以便按比例配制。
3、发酵制作 将粉碎好的禾本科草粉和豆科草粉按三比一的比例混合,其整个发酵时间为1-1.5天,发酵好的草粉每100公斤加入0.5-1公斤骨粉,并配入25-30公斤的玉米面、麦皮等,充分混合后,便成草粉发酵混合饲料。
六、秸秆揉搓加工技术
揉搓技术就是通过对秸秆精细加工,使之成揉软的丝状物,质地松软,能提高牲畜的适口性,采食率和消化率。揉搓机是发展畜牧业较先进、农民欢迎的理想的秸秆饲料加工机具。
揉搓机由喂入口、出料口、上下机体、转子、齿板、隔板、带轮等组成,其生产率:玉米秸秆400-450kg/h,稻草500kg/h。搓碎率:99%,配套动力:4.4-8.8kw拖拉机或电机。
第三节 秸秆其它加工利用技术
一、秸秆气化集中供气技术
生物质气化技术就是生物质原料在缺氧状态下加热反应的能量转换过程。生物质是由C、H、O等元素和灰分组成的,当它们被点燃,只供应少量空气,并且采取措施控制其反应过程,使C、H元素变成CO,H2,甲烷等可燃气体,秸秆中大部分能量都转移到气体中,可燃气体燃烧时要供应充足的空气,产生的烟气中主要含CO2和水蒸气。
近年来,我国研制了一批适合国情的技术和产品,己达到实用化程度,其中示范推广的主要有:
1、粮食系列稻壳气化发电机组 在改造传统煤气发生器和柴油发电机的基础上形成120KW、80KW容量的系列产品;
2、大连环科院研制的干馏装置
秸秆气化集中供气技术以农村量大面广的各种农作物秸秆为主要原料,以集中供气的方式向农民供应炊事燃气。
二、秸秆制炭技术
农作物秸秆制炭是将秸秆等原料经烘干或晒干、粉碎,然后在制炭设备中,隔绝空气或进入少量空气的条件下,进行加热、分解而得到固体产物-木炭。
近年,河南等地先后研制出高效节能炭化炉人造炭连续炭化装置。
目前常用的炭化设备及辅助装置主要有:
1、炭化炉 是缺氧干馏炭化的一种主要设备,Ⅲ型炭化炉主要通过对各种农作物秸秆或其它含碳物质制成的棒料和块料进行缺氧干馏炭化制取木炭。
2、挤压式制棒机 是利用农作物秸秆、烟梗及其它农林废弃物等原料的固有特性,经粉碎、螺旋挤压,在高温高压条件下,使木质原料中的木质素塑化,使微细纤维相结合,形成固体棒状燃料
3、冲压式制棒机 是利用秸秆等原料,经粉碎,在高压条件下,制成棒状固体燃料的主要设备之一,通过冲压加热,使秸秆等原料塑化再结合,从而形成固体棒状燃料。
4、连续炭化机 是将秸秆等经过粉碎烘干后直接在高温下进行炭化,制成颗粒状炭粉,然后用成型机制出各种形状的型炭。
三、秸秆制洒精技术
利用玉米秸、玉米芯、稻谷壳、棉籽壳、向日葵渣、甘蔗渣等副产品制取酒精,也是秸秆综合利用的途径之一。
其工艺流程是:秸秆洗涤--水解--蒸煮软化--糖化发酵--蒸饮馏取酒。
四、麦秸种草菇技术
利用麦秸培育草菇,能获得较高的经济效益,其培养基尚是优良的有机肥。
其利用工艺流程是:麦秸处理--选地栽培--发菌培养--出菇管理--采后处理。
只花钱买不来新农村生态 节能不必盲目崇拜舶来品。
本文出自: 能源世界网 作者: mysky 点击率: 70
对于新农村发展中的生态建设,怀柔区委王海平接受了专访。
“生态涵养”必须贯穿始终
记者:您觉得怀柔在新农村建设中有哪些突出性特点?
王海平:怀柔是北京市的生态涵养发展区,保护生态环境是怀柔新农村建设的前提。我认为,“生态涵养”必须贯穿建设始终,生态节能应该是怀柔新农村建设突出特点之一。
记者:您如何看待庄户村新农村建设成果?
王海平:庄户算得上是怀柔新农村建设的典范,从建设伊始就定位为“生态节能”,怀柔新农村建设也将紧抓“生态涵养”这一主线。
记者:怀柔如此重视生态涵养,在新农村建设中有没有总结出相关的经验?
王海平:经验主要体现在点上,只是局部的,但我认为怀柔保护生态的关键是水,水是生态的灵魂。目前,流经怀柔的河流有17条,水质全部达标。在新农村建设过程中,我们严令禁止废水排放,要求尽可能建起污水处理厂。
用天然泉水冰镇饮料,符合生态也符合节能的标准。
农村更需要整洁和节能
记者:我去了怀柔的北宅和庄户等村,发现这些村大部分都已经安装了太阳能、吊炕,北宅村甚至还新引进了一种用秸秆等废料制成的燃料,让人感觉农村已经和城市没什么两样了。
王海平:不要认为烧柴做饭,或者“脏乱差”就是农村。农村更需要整洁和节能。这几年,游客大多是冲着吃农家饭、睡农家炕、看农家山水而去的,属于纯体验型的民俗游,但今后一段时期,这种民俗旅游肯定要走下坡路。在乡村生态涵养好、环保节能高的环境下追求一种心灵的宁静和彻底的放松,将是未来民俗游发展的方向。比如:我们已经初步设想在响水湖上设立一系列的水面景观,在湖边依山傍水建造一些茶楼、读书室、观景台等,搞一些古朴风格的建筑,供市区游客在生态、环保的氛围中休闲度假,追求一种山水间的宁静和放松。
花钱买不来新农村生态
记者:据说,庄户为了打造一个生态家园典范,社会、、农民综合投入高达1200多万元?
王海平:是的。这个投入表面上看起来很大,但仔细分析,其实是很自然的情况。首先,这笔投入囊括了社会、、农民三方,并非单方面的行为。其中,有460多万元的投入是农民自身用于旧房改造、新房建设以及家具配备等方面的投入,只投了不超过规定数额的800万元,用于村里道路、污水处理等公益基础设施的建设和环境改善。其次,怀柔定位是生态涵养,我们认为,花钱是买不来新农村生态的,这需要村民观念的改变,也需要游客的配合。
记者:您觉得这么高的投入值得吗?什么时候才能收回来?
王海平:这种投入是必须的,有助于生态的持续改善,早一步动手保护环境,早一步受益,可为庄户的民俗旅游产业提供发展支撑。至于回收的问题,它肯定有一个经济周期,这个周期大概是5年。5年后,农民就能充分尝到甜头。
专家访谈
生态节能并非简单地推行高新技术
饶戎,清华大学建筑学院教师,中欧合作怀柔生态规划项目和国家重点攻关课题组首席专家。她表示,在新农村推广生态节能建设中,不必盲目崇拜“舶来品”,而应以本地材料为主,并应该尽量保持村庄的原生态。
节能材料应尽量本地化
生态节能是新农村建设的亮点,既可以降低农村能耗,又能够保护生态环境。因此,在许多新农村建设过程中,生态节能通常被地方作为一种环保的方式,广泛推广。然而,饶戎博士在具体实施怀柔、房山、门头沟等区新农村建设规划的过程中发现,其实,生态节能也应该理性对待。生态节能最好不用“舶来品”,而应以本地材料为主。她认为,欧美国家使用的高新技术和材料并不一定就适合中国,“除了要考虑农民自身的经济承受能力外,还应该更加关注这种技术或者材料是否与周边的环境、景观、生态相吻合”。
她认为,我国本身有许多可资利用的传统技术和材料,完全可以进行重新开发。
可尽量保持村庄原生态
饶戎认为,生态节能是一个系统工程,需要同时兼顾房屋保温、采光、节水,以及房屋周边的景观环境、农业环境、生态环境等问题。因此,新农村改造最好尽量保持村庄的原生态,对于并不适合安装太阳能的,或者无需通过高新技术来实施节水的,都应该避免使用。饶戎说,在绿色民居的建设过程中,其实有的时候通过设计手法就可以达到生态节能,无需使用任何新材料,比如运用夹墙来保温等。她认为,欧美国家使用的高新技术和材料并不一定就完全适合中国,“除了要考虑农民自身的经济承受能力外,还应该更加关注这种技术或者材料是否与周边的环境、景观、生态相吻合。”
饶戎认为,新农村建设者在建设过程中不仅要有生态观念,还需要转变生态观念,比如:不能认为安装了太阳能,实施了节水技术,或者安装了污水处理装置就是生态节能,“这仅仅停留在了追求高新技术的形式上,没有挖掘其真正内涵”。
绿色民居为发展方向
据中国社会总体发展的现状与存在的问题,节能、节水、节地、节材的绿色建筑技术路线,是在中国城镇乡村实现可持续科学发展的重要方法,也是因地制宜地降低建设成本、运行成本和使用成本的有效途径。绿色民居作为关系农业人口生存、生活、生产的基本要件和基础条件,更是社会稳定与社会秩序良性存在的根本,安居才能乐业。宜居、和谐作为重要追求目标,绿色民居对于社会至关重要,对于中国这样一个农业大国,这是关系国计民生的本源所在。
对节能灯打开农村市场的一个想法。
本文出自: 能源世界网 作者: mysky 点击率: 128
毫无疑问,在目前的行业里,节能灯市场的蛋糕已经基本上快被瓜分完了,新的蛋糕在哪里?几乎所有的企业都瞄准了农村市场。然而由于前期推入农村市场的廉价节能灯产品质量不过硬,使用寿命短,导致农村居民留下了“节能不省钱”的印象。
面对农村市场这块大蛋糕,很多企业都想占为己有却拿了啃不动。虽然我并不是一个优秀的营销人,甚至可以说从来没有做过营销,但做为行业的一份子,也一直在积极思考该怎样切开这块蛋糕让每个人都能分到一块。
由于内地农村经济一般都比较落后,公共基础建设比较少,工程不多,节能灯主要也就是通过零售渠道进入农村。那么可不可以改变这种模式呢?
今天逛街的时候看到联通公司在促销CDMA手机,预存话费则免费赠送手机。突然也就有了灵感,节能灯是否可以通过电力公司或供电所进入农村市场呢?预存电费送节能灯,行吗?
从狭义角度来说,虽然用户使用节能灯以后耗电量会有所减少导致电力公司销售额减少,但从广义的角度来看,可以大大节省国家电力资源。对电力公司来说,提倡用户预存电费可以更快的吸收更多的资金,并大大节省自身的工作量,而预存电费送节能灯的活动,也为电力公司增加了采购项目,对电力公司的某些领导来说也算是多一个外快渠道了,哈哈哈哈~~~~~~~~
我是一个不懂营销的人,只是总有些莫名其妙乱七八糟的想法,如果这种想法在各位营销人士眼里看起来很幼稚,请不要笑我异想天开。如果有时间帮我分析解答,则更为感谢!