畜禽粪便沼气池使用中的注意事项和常见故障的排除方法

HortenseCh

摘要：讨论了畜禽粪便沼气池使用过程中的注意事项及常见故障的排除。
关键词：畜禽粪便沼气池； 注意事项； 故障； 排除
中图分类号：X830.1 文献标识码：A 文章编号1007-0370（2013）11-0091-03
随着我国特别是西部畜牧业的生产方式向规模化、集约化方向发展，畜禽养殖小区、养殖场（户）的规模不断扩大，产生的大量畜禽粪尿等带来诸多了环境问题。目前，普遍采取的是畜禽粪便沼气发酵处理的方法，利用其产生的沼气提供生活能源，发酵的残余物（沼液、沼渣）可为蔬菜、农作物等生长发育提供优质有机肥，从而达到促进现畜牧业与环境保护的协调发展。
在具体推广畜禽粪便沼气处理综合利用的过程中，发酵料液酸碱度、温度、厌氧条件、接种物等对沼气产生情况有极大影响。因此必须保证最佳的工作状态，才能得到满意的结果。1 沼气发酵处理的工艺条件的选择沼气发酵是一个生物化学过程，若不具备应有的保证条件，将得不到沼气或得到很少。1.1 保证严格的厌氧条件 沼气发酵微生物包括产酸菌和产甲烷菌两大类。产酸阶段的产酸菌大多数是厌氧菌，少部分为好氧菌、兼性厌氧菌。而产气阶段的产甲烷菌则是专性厌氧菌，不仅不需要氧，氧对产甲烷菌反而有毒害作用，因此，必须满足厌氧条件。 沼气发酵启时，带进一部分氧，由于在密闭的沼气池内，好氧菌和兼性厌氧菌的活动迅速消耗了溶解氧，形成了良好的厌氧条件。1.2 有充足的接种物 有机废物厌氧分解产生甲烷的过程，是由多种沼气微生物来完成的。因此，在沼气发酵中，加入足够的所需微生物作为接种物（亦称菌种）是极为重要的。沼气微生物在自 然界中分布很广，特别是在沼泽、粪池、污水池和各种有机污泥中都极为丰富。粪便和其他发酵原料经过一段时间的厌氧沤制后，可起到富集菌种的作用。沼气池大换料时，采用沼气发酵液作为接种物，也可达到同样效果。 对农村沼气发酵来说采用下水道污泥作为接种物时，接种量一般为发酵料液的10%～15%，当采用沼气池发酵液作为接种物时，接种量应占总发酵料液的30%以上，若以底层沉渣作接种 物时，接种量应占总发酵料液的10%以上。一定范围内，接种物数量加大，产气量也增加。当接种物用量小于10%，或原料为风干粪、鲜人粪、鲜禽粪、羊粪时，在入池前必须进行堆沤预处理，使发酵细菌大量生长繁殖，减缓酸化作用，还能防止料液入池后干粪漂浮于上层而结壳，或产酸过多使发酵受阻。其方法是采用池外堆沤：将干粪、鲜鸡粪等加水或沼液、老沤塘水等拌匀。加水量以料堆下部不出水为宜，料堆上加盖塑料膜，以便聚集热量和菌种的繁殖。一般夏秋季堆沤2-4天，冬季堆沤7天以上。但不要在温室大棚内堆沤发酵原料，以免产生氨气，使农作物受害。1.3 合适的发酵温度。沼气发酵与温度有密切关系，温度是产气的关键，在一定温度范围内，温度越高，产气量越高。笔者所在的西南地区农村中的沼气池一般都在自然温度下进行发酵，发酵温度随气温和季节而变化，由于沼气池大多为地下式的，气温和地温与池温有密切关系。实际上，直接影响池温的不是气温而是地温，地温又随气温而变化，离地面越近地温变化越大，越接近气温；离地表面越深则地温变化越小，与气温差异越大。夏天离地面越近地温就越高，相反， 冬天离地面越近地温越低 。但深度在100厘米以下时地温变化缓慢，几乎不受气温变化的影响，而在200厘米处的地温与发酵温度基本一致。沼气发酵温度的突然上升或下降，对产气率都有明显的影响。一般认为，温度突然上升或下降超过5℃，产气量显著降低，若变化过大则产气停止。在10-6℃的范围内，沼气池能正常发酵产气，在这一温度范围内，温度愈高，产气量愈高。所以，沼气池启动最好在4-10月期间进行。1.4 合适的发酵温度。沼气发酵的最适pH值为6.8～7.5。一个正常运行的沼气池一般不需调节pH值，靠其自动调节就可达到平衡。在沼气发酵过程中，pH值有其变化的规律。在发酵初期，由于产酸菌的活动，沼气池内会生成大量有机酸，导致PH值下降。但随着发酵继续进行 ，氨化作用产生的氨可以中和一部分有机酸，同时随着产甲烷菌的活动，大量的挥发酸 被利用，这样就可使pH回升到正常值。但如果原料配制不当，或缺乏正常操作管理，也会使挥发酸大量积累，pH值下降。当pH值低于6或高于8时，发酵过程就会受抑制，甚至停止。1.5 调整适当的池内气体压力沼气发酵与池内气体压力有密切的关系，沼气池内压力过高或处于变压状态对产 气量有一定的影响。1.6 强化搅拌 沼气池在不搅拌的情况下，发酵液明显分三层：上层为结壳层，中层为清液层，下层为沉渣层。发酸液分层不利于产气。搅拌可使原料和接种物均匀地分布于池内，增加微 生物与原料的接触面，加快发酵速度，提高产气量，也有利于促进发酵产生的CO2和甲烷的释放。1.7 适当加入添加剂和抑制剂 为保证沼气发酵的正常进行，提高产气量，寻找各种添加剂和控制发酵抑制剂是很重要的。添加剂包括一些酶类、无机盐类及有机物质。例如进料时加入一定数量的纤维素酶可起到加速物质分解、提高产气量的作用。沼气池内挥发酸浓度过高时，对沼气发酵菌有抑制和杀伤作用；各种农药，特别是剧毒农药，都有极强的杀菌作用，即使微量也可使正常的沼气发酵完全遭到破坏。其他一些盐类，特别是很多金属离子，当超过一定浓度时，有强烈的抑制作用。2 沼气池常见问题的具体表现和排除方法 了解使用沼气池过程中易出现的故障及处理方法，对沼气用户十分重要。常见故障大致有以 下几个方面：2.1 长期以猪粪作沼气池的发酵原料，池子质量好，但产气率不高 主要原因是原料配比不当，猪粪中的碳氮比的含量为C：N=10～20：1，而在其它条件都具备的情况下，碳氮比的含量C：N=25～30：1才能保证正常产气，所以会出现点不着等情况。可在平常的入料过程中加入适量的富碳原料，如：麸皮、秕壳、碎秸秆等农作物的残余物。也可能是某些杀菌物质进入了沼气池，在沼气池内，产甲烷等细菌接触到有害物质时就会中毒，轻者停止繁殖，重者死亡，造成沼气池停止产气。因此，不要向池内投入下列有害物质：各种剧毒农药，特别是有机杀菌剂、抗生素、驱虫剂等；重金属化合物、含有毒性物质的工业废水、盐类；刚消过毒的禽畜粪便；喷洒了农药的作物茎叶；辛辣物如葱、蒜、辣椒、韭菜、萝卜等；各类消毒制剂、电石、洗衣粉、洗衣水。上述物质等都不能进入沼气池内。2.2 池内新料足，配比好，但长期不产气 原因是发酵原料充足或料液发酵正常，但产气量不足。出现这种问题的原因是：发酵料液在池中形成沉淀或料液表面形成结壳。解决办法是：坚持经常性地搅拌沼气池发酵料液。也有可能池子有问题，产出的气漏掉了。应根据沼气池检修方法进行试验，找到漏处进行相应处理。2.3 产气很好，但烧不着 可能有两种原因：一是酸碱度不适当，一般属于偏酸，在农村可添加草木灰肥、稀释的氨水。若加石灰或氨水调节时，一定要严格控制用量，否则会影响沼气微生物的活动；二是投的生料多，致使所产的气多为二氧化碳 。只要向池内加适量污泥和老粪窑的底脚，很快就能产沼气。2.4 沼气池产气很好，水柱上升快，但升到一定位置就不再上升了原因是进出料管道有漏洞。 可在料面部位去检查维修。2.5 点燃沼气时发现压力表水柱不稳定，炉火跳动，不稳定 原因是管道内有积水，可在导气管接合处拔掉输气管，排除积水后再插回即可。2.6 压力表水柱很高，但一烧气就没有了这有两种原因：一种是池内存料太多，占了气箱位置，使贮气地方很少，应出一部分料；第二种是输气管道不畅通，应细查排除。2.7 有时将锅端开，炉火就灭了 这有两个原因：一是新投料，刚产气，沼气含量少；二是气压太大。参考文献 [1]单正军等.《我国畜禽养殖环境污染现状及对策》，1999.
[2]国家环境保护总局自然生态保护司编.《全国规模化畜禽养殖业污染情况调查及防治对策》.中国环境科学出版社，2002年9月.
[3]迟全勃主编.《新农村节能建设系列沼气技术速学快用》.化学工业出版社发行部，2010年11月.
男，重庆丰都人.主要从事环境监测及清洁能源推广工作.