1、沼氣技術(shù)在農(nóng)村中的應(yīng)用 沼氣厭氧發(fā)酵技術(shù)目錄123456農(nóng)村資源與環(huán)境問題沼氣的性質(zhì)沼氣厭氧發(fā)酵技術(shù)沼氣技術(shù)應(yīng)用案例沼氣、沼渣回收與利用農(nóng)村沼氣技術(shù)開發(fā)利用的對策和建議 能源是發(fā)展農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、保障農(nóng)民生活、改善農(nóng)村生活環(huán)境的重要資能源是發(fā)展農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、保障農(nóng)民生活、改善農(nóng)村生活環(huán)境的重要資源。隨著農(nóng)村經(jīng)濟的快速發(fā)展，資源緊缺以及環(huán)境污染問題的日益嚴重，源。隨著農(nóng)村經(jīng)濟的快速發(fā)展，資源緊缺以及環(huán)境污染問題的日益嚴重，燃燒性能好、污染小的清潔能源日益受到關(guān)注。燃燒性能好、污染小的清潔能源日益受到關(guān)注。 合理開發(fā)利用清潔能源，對實現(xiàn)農(nóng)村經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展具有重要的合理開發(fā)利用清潔能源，對實現(xiàn)農(nóng)村經(jīng)濟的可持

2、續(xù)發(fā)展具有重要的現(xiàn)實意義，也是有效解決經(jīng)濟發(fā)展和環(huán)境保護之間的矛盾、改善農(nóng)村生現(xiàn)實意義，也是有效解決經(jīng)濟發(fā)展和環(huán)境保護之間的矛盾、改善農(nóng)村生產(chǎn)生活條件、推進農(nóng)村節(jié)能減排、促進農(nóng)村生態(tài)環(huán)境改善、優(yōu)化農(nóng)村能產(chǎn)生活條件、推進農(nóng)村節(jié)能減排、促進農(nóng)村生態(tài)環(huán)境改善、優(yōu)化農(nóng)村能源消費的重要舉措。源消費的重要舉措。 與其他燃氣相比，沼氣是一種很好的清潔燃料。沼氣技術(shù)的應(yīng)用對與其他燃氣相比，沼氣是一種很好的清潔燃料。沼氣技術(shù)的應(yīng)用對推進農(nóng)村節(jié)能減排、生態(tài)環(huán)境改變、生產(chǎn)生活條件改善、能源消費結(jié)構(gòu)推進農(nóng)村節(jié)能減排、生態(tài)環(huán)境改變、生產(chǎn)生活條件改善、能源消費結(jié)構(gòu)優(yōu)化等發(fā)揮了重要作用。優(yōu)化等發(fā)揮了重要作用。農(nóng)村資源與環(huán)境

3、問題 我國農(nóng)村能源和環(huán)境現(xiàn)狀分析我國農(nóng)村能源和環(huán)境現(xiàn)狀分析 生物質(zhì)直接焚燒，將產(chǎn)生的大量煙塵和余灰，嚴重污染生活環(huán)境和損害人們的身心健康。 無論從整個農(nóng)村能源消費總量還是從農(nóng)村生活用能的角度，薪柴、秸稈所占比重都相當(dāng)高，加上傳統(tǒng)的農(nóng)村炕灶設(shè)計不合理，柴草燃燒不充分，熱轉(zhuǎn)化率只有10%-20%，浪費極大。 目前，農(nóng)村能源主要包括薪柴、秸桿、小水電、太陽能等可再生能源以及煤炭、燃料油、電力等商品能源。沼氣的性質(zhì)沼氣的性質(zhì)l 什么是沼氣什么是沼氣? 沼氣是有機物質(zhì)在厭氧條件下，經(jīng)過微生物的發(fā)酵作用而生成的一沼氣是有機物質(zhì)在厭氧條件下，經(jīng)過微生物的發(fā)酵作用而生成的一種可燃氣體。由于這種可燃氣體。由于這

4、 種氣體最先是在沼澤中發(fā)現(xiàn)的，所以稱為沼氣。種氣體最先是在沼澤中發(fā)現(xiàn)的，所以稱為沼氣。 沼氣是一種無色、易燃、有毒、略有臭味的混合氣體。沼氣是一種無色、易燃、有毒、略有臭味的混合氣體。l 沼氣的主要成分有哪些沼氣的主要成分有哪些? 沼氣的主要成分有沼氣的主要成分有甲烷甲烷、二氧化碳二氧化碳，還有少量，還有少量氫氫、一氧化碳一氧化碳、硫化氫硫化氫等。等。l 沼氣有哪些主要用途沼氣有哪些主要用途? 沼氣可用于炊事、照明、發(fā)電、為塑料大棚和畜禽舍增溫和保溫，沼氣可用于炊事、照明、發(fā)電、為塑料大棚和畜禽舍增溫和保溫，為蔬菜大棚提供二為蔬菜大棚提供二 氧化碳氣肥，點燈誘蛾，貯糧，果蔬保鮮，孵雞，氧化碳氣

5、肥，點燈誘蛾，貯糧，果蔬保鮮，孵雞，沼氣熱水器，沼氣噴燈等。沼氣熱水器，沼氣噴燈等。沼氣厭氧發(fā)酵技術(shù)沼氣厭氧發(fā)酵技術(shù) 近年來，國家和地方各級政府通過多種渠道推進沼氣發(fā)酵技術(shù)的近年來，國家和地方各級政府通過多種渠道推進沼氣發(fā)酵技術(shù)的發(fā)展和推廣，積極構(gòu)建以沼氣厭氧發(fā)酵為核心，以農(nóng)業(yè)種植、畜禽養(yǎng)發(fā)展和推廣，積極構(gòu)建以沼氣厭氧發(fā)酵為核心，以農(nóng)業(yè)種植、畜禽養(yǎng)殖及農(nóng)村生態(tài)環(huán)境建設(shè)為一體的農(nóng)業(yè)循環(huán)經(jīng)濟模式。殖及農(nóng)村生態(tài)環(huán)境建設(shè)為一體的農(nóng)業(yè)循環(huán)經(jīng)濟模式。 沼氣厭氧發(fā)酵技術(shù)的推廣應(yīng)用還主要集中在以沼氣能源供給為主，沼氣厭氧發(fā)酵技術(shù)的推廣應(yīng)用還主要集中在以沼氣能源供給為主，其次為畜禽糞便及有機廢水等污染物的削量減

6、排等方面，但對于沼液、其次為畜禽糞便及有機廢水等污染物的削量減排等方面，但對于沼液、沼渣等發(fā)酵后的副產(chǎn)物僅作為一般的有機肥料使用，尤其是以單個農(nóng)沼渣等發(fā)酵后的副產(chǎn)物僅作為一般的有機肥料使用，尤其是以單個農(nóng)戶體制下的自我供給。戶體制下的自我供給。 沼氣厭氧發(fā)酵液作為畜禽糞便厭氧發(fā)酵后的主要副產(chǎn)物，是畜禽沼氣厭氧發(fā)酵液作為畜禽糞便厭氧發(fā)酵后的主要副產(chǎn)物，是畜禽糞便、秸稈等有機質(zhì)經(jīng)微生物代謝分解后形成的復(fù)雜有機物的水溶物，糞便、秸稈等有機質(zhì)經(jīng)微生物代謝分解后形成的復(fù)雜有機物的水溶物，其主要成分不僅含有豐富的氮、磷、鉀等營養(yǎng)元素和鋅等微量元素，其主要成分不僅含有豐富的氮、磷、鉀等營養(yǎng)元素和鋅等微量元素

7、，還含有大量各種形式氨基酸、維生素、糖類、核糖、赤霉素、吲哚乙還含有大量各種形式氨基酸、維生素、糖類、核糖、赤霉素、吲哚乙酸等物質(zhì)。酸等物質(zhì)。 畜禽糞便類厭氧發(fā)酵產(chǎn)物不僅能提供農(nóng)作物生長所需要的各種有畜禽糞便類厭氧發(fā)酵產(chǎn)物不僅能提供農(nóng)作物生長所需要的各種有機肥料成分，其還對農(nóng)作物的防蟲、抗病具有特有的作用，尤其是利機肥料成分，其還對農(nóng)作物的防蟲、抗病具有特有的作用，尤其是利用厭氧發(fā)酵液為基質(zhì)可以殺死蚜蟲、紅蜘蛛等青葉類害蟲和防止小麥用厭氧發(fā)酵液為基質(zhì)可以殺死蚜蟲、紅蜘蛛等青葉類害蟲和防止小麥白腐病、銹粉病、水稻鐮刀球菌等真菌類病害。白腐病、銹粉病、水稻鐮刀球菌等真菌類病害。 其作為畜禽糞便進行

8、厭氧發(fā)酵處理的后繼產(chǎn)業(yè)化加工和深層次利其作為畜禽糞便進行厭氧發(fā)酵處理的后繼產(chǎn)業(yè)化加工和深層次利用不僅可以解決畜禽養(yǎng)殖企業(yè)糞便污染問題，以沼液為基礎(chǔ)的液肥多用不僅可以解決畜禽養(yǎng)殖企業(yè)糞便污染問題，以沼液為基礎(chǔ)的液肥多層次綜合利用，可以極大提高畜禽糞便處理工程的經(jīng)濟效益，降低養(yǎng)層次綜合利用，可以極大提高畜禽糞便處理工程的經(jīng)濟效益，降低養(yǎng)殖企業(yè)的經(jīng)濟負擔(dān)，使厭氧發(fā)酵擺脫僅能進行有限沼氣生產(chǎn)和畜禽糞殖企業(yè)的經(jīng)濟負擔(dān)，使厭氧發(fā)酵擺脫僅能進行有限沼氣生產(chǎn)和畜禽糞便減害化處理的限制，延長生產(chǎn)加工產(chǎn)業(yè)鏈，將種植與養(yǎng)殖通過沼液便減害化處理的限制，延長生產(chǎn)加工產(chǎn)業(yè)鏈，將種植與養(yǎng)殖通過沼液的綜合利用技術(shù)有機銜接在一

9、起，實現(xiàn)種植、養(yǎng)殖業(yè)的生態(tài)化、資源的綜合利用技術(shù)有機銜接在一起，實現(xiàn)種植、養(yǎng)殖業(yè)的生態(tài)化、資源化和無害化發(fā)展。化和無害化發(fā)展。鄧州市基本情況鄧州市基本情況自然地理概況自然地理概況 鄧州市地處河南省西南部南襄盆地中部偏西地區(qū)，全市總面積鄧州市地處河南省西南部南襄盆地中部偏西地區(qū)，全市總面積2300平方千平方千米，耕地面積米，耕地面積244萬畝。總?cè)丝谌f畝。總?cè)丝?56萬，其中農(nóng)業(yè)人口萬，其中農(nóng)業(yè)人口120萬。四季分明，溫萬。四季分明，溫度適中，日照充足，雨量充沛，氣候濕潤，全年無霜期度適中，日照充足，雨量充沛，氣候濕潤，全年無霜期229天，適宜小麥、天，適宜小麥、玉米、棉花、花生、紅薯、大豆等農(nóng)

10、作物生長。玉米、棉花、花生、紅薯、大豆等農(nóng)作物生長。種植業(yè)發(fā)展?fàn)顩r種植業(yè)發(fā)展?fàn)顩r 2010年，鄧州農(nóng)作物播種面積為年，鄧州農(nóng)作物播種面積為510. 6萬畝，其中小麥面積萬畝，其中小麥面積202萬畝萬畝15. 2億斤，玉米面積億斤，玉米面積47萬畝萬畝4. 1億斤億斤;棉花面積棉花面積45萬畝，皮棉萬畝，皮棉1. 5億斤億斤;油料作物面油料作物面積積98萬畝，總產(chǎn)萬畝，總產(chǎn)5. 4億斤億斤;蔬菜面積蔬菜面積60. 1萬畝，總產(chǎn)萬畝，總產(chǎn)199萬噸。農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值分萬噸。農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值分別完成別完成90. 4億元和億元和102億元。億元。畜牧業(yè)發(fā)展?fàn)顩r畜牧業(yè)發(fā)展?fàn)顩r 鄧州市是畜牧養(yǎng)殖大市，以飼養(yǎng)牛、豬、羊

11、、雞為主。鄧州市是畜牧養(yǎng)殖大市，以飼養(yǎng)牛、豬、羊、雞為主。2008年全市肉牛出年全市肉牛出欄量欄量19100頭，奶牛存欄量頭，奶牛存欄量2500頭，規(guī)模化養(yǎng)殖場頭，規(guī)模化養(yǎng)殖場840個個(50頭以上頭以上)。已形。已形成了成了30個養(yǎng)殖專業(yè)村，個養(yǎng)殖專業(yè)村，8處養(yǎng)殖小區(qū)。處養(yǎng)殖小區(qū)。鄧州市農(nóng)村沼氣發(fā)展特點及現(xiàn)狀鄧州市農(nóng)村沼氣發(fā)展特點及現(xiàn)狀資源品種多。除以生物質(zhì)能為主外，還有太陽能、沼氣、風(fēng)能等。并且商品資源品種多。除以生物質(zhì)能為主外，還有太陽能、沼氣、風(fēng)能等。并且商品能源煤、油、電、氣大部分靠外來。能源煤、油、電、氣大部分靠外來。人多地少，據(jù)計算，秸稈人均量屬稀少區(qū)。人多地少，據(jù)計算，秸稈人均

12、量屬稀少區(qū)。由于屬北亞熱帶季風(fēng)型大陸性氣候，年平均氣溫由于屬北亞熱帶季風(fēng)型大陸性氣候，年平均氣溫15.1C，四季分明，溫差較，四季分明，溫差較大，因此風(fēng)力屬不可利用區(qū)。大，因此風(fēng)力屬不可利用區(qū)。根據(jù)資源狀況，種、養(yǎng)水平已形成三大農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)區(qū)。通過對沼氣的技術(shù)根據(jù)資源狀況，種、養(yǎng)水平已形成三大農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)區(qū)。通過對沼氣的技術(shù)研究，積極開展推廣以研究，積極開展推廣以“三段式太陽能增溫沼氣池發(fā)酵技術(shù)三段式太陽能增溫沼氣池發(fā)酵技術(shù)”和和“沼液、沼沼液、沼渣在糧食作物生產(chǎn)中的利用渣在糧食作物生產(chǎn)中的利用”是節(jié)約能源，建設(shè)綠色能源縣、保護生態(tài)的一是節(jié)約能源，建設(shè)綠色能源縣、保護生態(tài)的一項重要舉措，尤其是

13、對南水北調(diào)中線區(qū)域水質(zhì)保證更為重要。項重要舉措，尤其是對南水北調(diào)中線區(qū)域水質(zhì)保證更為重要。三段式太陽能增溫沼氣池發(fā)酵技術(shù)三段式太陽能增溫沼氣池發(fā)酵技術(shù) 三段式太陽能增溫沼氣池由三段式太陽能增溫沼氣池由酸化水解池酸化水解池、糞糞便發(fā)酵池便發(fā)酵池、秸稈發(fā)酵池秸稈發(fā)酵池、太陽能暖棚太陽能暖棚、氣氣體回流增壓攪拌系統(tǒng)體回流增壓攪拌系統(tǒng)、供氣系統(tǒng)供氣系統(tǒng)六個部分六個部分組成組成。酸化水解池酸化水解池 酸化池內(nèi)設(shè)攪拌器和抽料泵。酸化池的作酸化池內(nèi)設(shè)攪拌器和抽料泵。酸化池的作用是暫存發(fā)酵糞液，在酸化池內(nèi)可以對料用是暫存發(fā)酵糞液，在酸化池內(nèi)可以對料液進行調(diào)節(jié)，使料液干物質(zhì)濃度夏季達到液進行調(diào)節(jié)，使料液干物質(zhì)濃

14、度夏季達到6%左右，冬季達到左右，冬季達到8%一一10%，達到發(fā)酵，達到發(fā)酵最佳濃度。同時利用發(fā)酵池內(nèi)在沼液沖洗最佳濃度。同時利用發(fā)酵池內(nèi)在沼液沖洗圈舍后，再次進人酸化池與原料圈舍后，再次進人酸化池與原料(糞便十秸糞便十秸稈稈)混合，充分攪拌，使原料均勻，接種物混合，充分攪拌，使原料均勻，接種物充分。在酸化池內(nèi)原料經(jīng)過充分。在酸化池內(nèi)原料經(jīng)過6一一18個小時個小時(隨溫度不同而不同隨溫度不同而不同)，使原料充分酸化和，使原料充分酸化和水解，轉(zhuǎn)化成易于被沼氣細菌分解的物質(zhì)，水解，轉(zhuǎn)化成易于被沼氣細菌分解的物質(zhì)，使原料一旦進人糞便發(fā)酵池，便能迅速被使原料一旦進人糞便發(fā)酵池，便能迅速被分解而產(chǎn)生沼氣

15、。分解而產(chǎn)生沼氣。糞便發(fā)酵池糞便發(fā)酵池 該池利用酸化池把已被酸化水解的糞液在進入前充該池利用酸化池把已被酸化水解的糞液在進入前充分混入接種物，進人池內(nèi)后迅速可進人產(chǎn)甲烷階分混入接種物，進人池內(nèi)后迅速可進人產(chǎn)甲烷階段。所產(chǎn)沼氣上升至上部貯氣室供農(nóng)戶利用，該段。所產(chǎn)沼氣上升至上部貯氣室供農(nóng)戶利用，該池還承擔(dān)著輸氣保壓功能，除其本身產(chǎn)生的沼氣池還承擔(dān)著輸氣保壓功能，除其本身產(chǎn)生的沼氣外，同時將秸稈發(fā)酵池所產(chǎn)生的沼氣，通過氣泵外，同時將秸稈發(fā)酵池所產(chǎn)生的沼氣，通過氣泵打人糞便發(fā)酵池，對糞便發(fā)酵池進行氣體攪拌后打人糞便發(fā)酵池，對糞便發(fā)酵池進行氣體攪拌后上升到貯氣室，供農(nóng)戶利用。最后糞便發(fā)酵池發(fā)上升到貯氣

16、室，供農(nóng)戶利用。最后糞便發(fā)酵池發(fā)酵的沼液進人秸稈發(fā)酵池，進行再發(fā)酵，同時為酵的沼液進人秸稈發(fā)酵池，進行再發(fā)酵，同時為秸稈池補充氮素，促進秸稈池發(fā)酵產(chǎn)沼氣秸稈池補充氮素，促進秸稈池發(fā)酵產(chǎn)沼氣。秸稈發(fā)酵池秸稈發(fā)酵池 該池下部發(fā)酵池部分為磚混結(jié)構(gòu)池體，上部為紅該池下部發(fā)酵池部分為磚混結(jié)構(gòu)池體，上部為紅泥塑料集氣罩，內(nèi)設(shè)噴淋裝置。由于秸稈為富碳泥塑料集氣罩，內(nèi)設(shè)噴淋裝置。由于秸稈為富碳原料，碳氮比高于原料，碳氮比高于30: 1，所以將再次利用糞便發(fā)，所以將再次利用糞便發(fā)酵池的富氮沼液，對秸稈進行調(diào)和，使碳氮比達酵池的富氮沼液，對秸稈進行調(diào)和，使碳氮比達到沼氣發(fā)酵最佳比例到沼氣發(fā)酵最佳比例20: 1,達

17、到秸稈最大產(chǎn)氣量。達到秸稈最大產(chǎn)氣量。太陽能暖棚太陽能暖棚 在沼氣池上方設(shè)置太陽能暖棚，進行增溫在沼氣池上方設(shè)置太陽能暖棚，進行增溫和夜間保溫。產(chǎn)氣率夏季可達到和夜間保溫。產(chǎn)氣率夏季可達到0. 6m3/m3料液，冬季可達到料液，冬季可達到0.2m3/m3澎料液，夏季澎料液，夏季比常規(guī)沼氣池提高比常規(guī)沼氣池提高100%，冬季比常規(guī)沼氣，冬季比常規(guī)沼氣池提高池提高80%。氣體回流增壓系統(tǒng)該系統(tǒng)氣體回流增壓系統(tǒng)該系統(tǒng)目前，農(nóng)村能源主要包括薪柴、秸桿、小水目前，農(nóng)村能源主要包括薪柴、秸桿、小水電、太陽能等可再生能源以及煤炭、燃料油、電、太陽能等可再生能源以及煤炭、燃料油、電力等商品能源。一定壓力時電力

18、等商品能源。一定壓力時(安全壓力上安全壓力上限限)，氣泵啟動，向糞便池輸氣，當(dāng)紅泥塑，氣泵啟動，向糞便池輸氣，當(dāng)紅泥塑料氣膜下降到一定程度，秸稈池存氣達到安料氣膜下降到一定程度，秸稈池存氣達到安全下限時，氣泵停止工作，當(dāng)糞便池沼氣用全下限時，氣泵停止工作，當(dāng)糞便池沼氣用到壓力下限時，氣泵啟動，當(dāng)糞便池壓力達到壓力下限時，氣泵啟動，當(dāng)糞便池壓力達到壓力上限時，氣泵停止工作。從而實現(xiàn)秸到壓力上限時，氣泵停止工作。從而實現(xiàn)秸稈池沼氣向糞便池合理轉(zhuǎn)移，對糞便池進行稈池沼氣向糞便池合理轉(zhuǎn)移，對糞便池進行氣體攪拌并供給農(nóng)戶使用氣體攪拌并供給農(nóng)戶使用。供氣系統(tǒng)供氣系統(tǒng)供氣系統(tǒng)由脫硫器、脫水器、阻火器、管道、開關(guān)閥門、計量器、灶具等組成，供氣系統(tǒng)由脫硫器、脫水器、阻火器、管道、開關(guān)閥門、計量器、灶具等組成，保證供氣質(zhì)量和用氣安全。保證供氣質(zhì)量和用氣安全。三段式太陽能增溫沼氣池工藝流程圖沼液、沼渣生產(chǎn)中的利用沼液、沼渣生產(chǎn)中的利用養(yǎng)殖利用養(yǎng)殖利用 在沼氣池一側(cè)建設(shè)小型豬舍，利用沼液沖圈，糞便直接進人酸化池，進人糞在沼氣池一側(cè)建設(shè)小型豬舍，利用沼液沖圈，糞便直接進人酸化池，進人糞便原料池，作為發(fā)酵原料。沼液中普遍存在著養(yǎng)殖桿菌。養(yǎng)殖桿菌的作用：便原料池，作為發(fā)酵原料。沼液中普遍存在著養(yǎng)殖桿菌。養(yǎng)殖桿菌的作用：有助于食物消化；改善動物營養(yǎng)；產(chǎn)生抗菌物質(zhì)；利用厭氧發(fā)酵所產(chǎn)生的沼有助于食物消化；改善動物