沼气池厕所建造及使用.ppt

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1、沼气池厕所建造及使用,付彦芬 研究员 fuyfcrwstc.org 010-69713471 中国疾病预防控制中心 农村改水技术指导中心 www.crwstc.org,第一部分 沼气池厕所建造,（一）沼气概述 （二）原理与结构 （三）建造要求 （四）使用与保养 附：血吸虫病流行地区农村改厕管理办法(节选),（一）沼气概述,1.沼气的概念： 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

2、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。,2.有机物变成沼气的过程： 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； 后是甲烷细菌的作用下，将简单的化合物加工成产品 即生成甲烷。,3.沼气的成分： 沼气是一种混合气体，它的主要成分： (1)可燃成

3、分包括甲烷、硫化氢、一氧化碳和重烃等气体； (2)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%。,4.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1400

4、 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）原理与结构,沼气池厕所是由厕所、畜圈和沼气池(发酵池）三者连通建造而成。 原理：人畜粪便和各种有机废物进入沼气池中，在厌氧条件下，经微生物发酵降解，产生沼气和氨气等气体的生物化学过程，改变病原微生物和寄生虫卵的生存环境，以达到无害化处理的目的。,(1).沼气发酵的原理： 有机物在一定的温度、湿度及厌氧的环境下，经厌氧菌的发酵分解，将原料中6070的碳转变为沼气和

5、二氧化碳，同时放出一些热量，其简单反应式如下: (C 6 H 10 O 6 )n + nH2 O 3nCO 2 + 3nCH 4 +热量,沼气发酵过程有两阶段、三阶段和四阶段学说。目前人们多接受三阶段理论。 第一阶段为水解，如多糖先水解为单糖，进一步发酵为乙醇与脂肪酸，蛋白质则先被水解为氨基酸，再经脱氨基作用产生脂肪酸和氨，脂肪被碱水解后产生醇和脂肪酸。 第二阶段为酸化，经产氢产乙酸细菌将丙酸、丁酸、乙醇等转化为乙酸、氢或二氧化碳。 第三阶段为甲烷化，由产甲烷细菌利用乙酸和氢、二氧化碳产生甲烷。,（2）沼气发酵的条件 厌气环境。甲烷菌是严格厌氧的，对游离的氧极敏感， 因此必须严格密闭沼气池。

6、充足的营养。各种有机物如人畜粪、秸杆、草、污泥、垃圾及含有机物工业废料等都可作原料，但细菌需要的氮、碳应有一定比例，碳氮比最低为1006.2，较恰当为10014。, 适宜的温度。厌氧发酵最佳温度范围，中温发酵3035，高温发酵5060。低于8产气很少。甲烷菌对温度很敏感，波动范围超过3就会影响产气。温度高，停留时间可缩短，一般为430天。 适量的水份。原料与水应有一定比例，池中原料含水量在90为宜，一般经验应将原料与水配成糊状，原料与水之比为10.811.2。风干畜粪则为1315。稀释时用污水较清水好。, 适合的酸碱度。环境中pH值低于6或高于8，甲烷菌的生长繁殖要受到很大影响，过酸pH8时可

7、加水冲淡。一般发酵液中加入0.1左右的石灰效果较好。 控制有毒有害物质含量。原料中有毒有害物质过量时可影响沼气发酵。如硫化物容许浓度为200mgL，溶解重金属少于1mgL，氨150mgL。可用化学沉淀法除去有毒有害物质或用稀释方法控制在容许浓度以下。,地下部分: 蹲位（蹲、坐便器） 进粪（料）口 进粪管 沼气池（由发酵间和贮气室组成） 出料管 水压间（出料池） 储粪池 活动盖 导气管。 地上部分: 厕室、猪圈等。,（3）主要结构,在池身蹲位安装便器，下端接进粪管，在进粪管远端再接一分叉，可以与畜圈相连，以作为续粪进口，经进粪（料）管进入沼气池。,1. 建造原则 农村家用沼气池是生产和贮存沼气的

8、装置，它的质量好坏，结构和布局是否合理，直接关系到能否产好、用好、管好沼气。 修建沼气池要做到设计合理，构造简单，施工方便，坚固耐用，造价低廉。,（三）建造要求,2. 建造标准： GB4750 农村家用水压式沼气池标准图集； GB4751 农村家用水压式沼气池质量验收标准； GB4752 农村家用水压式沼气池施工操作规程； GB7637 农村家用沼气管路施工安装操作规程； GB9958 农村家用沼气发酵工艺规程； GB7959 粪便无害化卫生标准。 NY/T466户用农村能源生态工程北方模式设计和使用规范 NY/T467户用农村能源生态工程南方模式设计和使用规范,3.沼气池选址要求： 1.土质

9、坚实； 2.地下水位低； 3.土层底部没有地窖、渗井、虚土等隐患； 4.远离树木； 5.背风向阳； 6.靠近畜禽舍、厕所； 7.有利于沼气池进料、越冬。 8.由于户用沼气池的压力有限，池址与厨房之间的输气管路不宜超过25米。,把沼气池建在了屋内背阴处，造成沼气池池温不易上升，影响了产气量；,输气管路过长、拐弯过多，致使灶前压力过低、火小，并且管道内有积水存留。,4. 施工队伍要规范： 选择接受过专门建池技术培训、实际操作合格，并持有专业技工证的人员建池才能保证沼气池的结构合理，质量可靠。 有的建池户为省钱、图方便，自家建池，甚至有的用户自己建过后又去给别人建，这些人员由于没有经过培训，不懂得沼

10、气池工作原理及施工中的技术要点，造成所建沼气池出现各种各样的质量问题。,常见的错误： 进料管平直，进料管上口靠上，造成贮气室减小； 进料管过于倾斜，进料管过于靠下，造成入料时易堆料； 沼气池拱顶部位比出料间高，减小了贮气室。 施工人员为图省事，在采用支模施工法时把拱顶部位做成了圆锥形，从而影响了沼气池的使用寿命。 建池一定要严格专业施工！,5.一定要留活动盖。 无论何种池型均需留有活动盖。活动盖主要有以下用途： 第一，采用土模法施工时，活动盖口可作清理废物的出口。 第二，沼气池第一次投料或大换料时，从活动盖口入料既方便，又能保证所装原料充足。此外，还可避免大换料往外出料时形成负压。 第三，当池

11、内发酵料液表面产生结壳、影响产气时，可以打开活动盖，破碎浮渣层，并搅动料液，使沼气池恢复正常产气。 第四，当沼气池需要进行内部维修时，打开活动盖，进、出料口与活动盖口相通，便于通风、采光，排出池内有害气体，预防安全事故。 第五，当池内气体压力过大，超过池子的设计压力时，沼气便将活动盖板自动顶开，从而降低池内压力，避免池体破裂。,6.修建沼气池的步骤 (1)查看地形，确定沼气池修建的位置； (2)拟定施工方案，绘制施工图纸； (3)准备建池材料； (4)放线； (5)挖土方； (6)支模（外模和内模）；,(7)混凝土浇捣，或砖砌筑，或预制混凝土大板组装； (8)养护； (9)拆模； (10)回填

12、土； (11)密封层施工； (12)输配气管件、灯、灶具安装； (13)试压，验收。,7.修建沼气池的要领： “圆”（圆形池） “小”（容积小） “浅”（池子深度浅）,圆形或近似于圆形的沼气池与长方形池比较，具有的优点： 第一，相同容积的沼气池，圆形比长方形的表面积小，省工、省料； 第二，圆形池受力均匀，池体牢固，同一容积的沼气池，在相同荷载作用下，圆形池比长方形池的池墙厚度小； 第三，圆形沼气池的内壁没有直角，容易解决密封问题。,在相同容积和发酵条件下，浅池比深池的产气率高。 沼气池底部发酵原料多，菌种多，是产生沼气的主要部位。浅的圆池底增大了厌氧微生物与发酵原料的接触面积，所以产气比较高。

13、 同一容积的池子，深度浅的池子，池底压力比深池相对小一些，有利于厌氧微生物的活动和气体的扩散。,在修建沼气池时，要适当增大池底部的直径，降低池子的深度（一般家庭用的沼气池，深度宜在米左右），便于管理维修，提高产气量，又能减轻出料的劳动强度。 池子也不能过浅，过浅不利于冬季保温和沉淀粪便中的寄生虫卵。同时，由于池子过浅，池子的跨度越大，也会增加建池材料的用量和施工的难度。 寒冷地区修建沼气池的深度，必须修建在冻土层以下，或与太阳能温棚相结合（满足种植土层厚度即可）。,（三）建造要求,Tips 修建沼气池需要的材料: 建一个8立方米的沼气池通常需要： 水泥：1吨； 砂子：2立方米 碎石(规格13厘

14、米)：0.6立方米 红 砖 600块 陶瓷管(直径2030厘米)：12根 钢筋(直径14毫米)1.2米 建10立方米沼气池 ，其水泥、砖、砂再增加10% 建6立方米沼气池，用量 要减少10%。 其他包括输配气管件、灯、灶具等。,1在使用前检查沼气池质量： 在建好沼气池后，都要对沼气池进行检查. (施工过程，对每道工序和施工的部分要按相关标准中规定的技术要求检查)。 池体完工，对沼气池各部分的几何尺寸进行复查，池体内表面应无蜂窝、麻面、裂纹、砂眼和孔隙，无渗水痕迹等明显缺陷，粉刷层不得有空壳和脱落。 最基本的和主要的检查是看沼气池有没有漏水、漏气。检查的方法有两种：一种是水试压法，另一种是气试压

15、法。,（四）使用与保养,（）水试压法。向池内注水，水面至进出料管封口线水位时可停止加水，待池体湿透后标记水位线，观察12小时。 当水位无明显变化时，表明发酵间的进出料管水位线以下不漏水，才可进行试压。试压前，安装好活动盖，用泥和水密封好，在沼气出气管上接上气压表后继续向池内加水，当气压表水柱差达到10千帕（1000毫米水柱）时，停止加水，记录水位高度，稳压24小时，如果气压表水柱差下降0.3千帕（300毫米水柱）内，符合沼气池抗渗性能。,（）气试压法。第一步与水试压法相同。在确定池子不漏水之后，将进、出料管口及活动盖严格密封，装上气压表，向池内充气，当气压表压力升到8千帕时停止充气，并关好开关

16、。稳压观察24小时，若气压表水柱差下降在0.24千帕以内，沼气池符合抗渗性能要求。,tips 农村可作沼气发酵的原料 原料是产生沼气的物质基础，具备充足的发酵原料才能保证沼气发酵的持续运行。 用于沼气发酵的原料主要是各种有机废弃物，如农作物秸秆、禽畜粪便、人粪尿、水浮莲、树叶杂草等。用不同的原料时要注意碳、氮元素的配比。 桃叶、盐类和刚消过毒的禽畜粪便等，都不能进入沼气池。它们对沼气发酵有较大的抑制作用，不能作为沼气发酵原料。,2. 准备沼气发酵原料 农村最主要的发酵原料是人畜粪便和秸秆，人畜粪便不需要进行预处理。而农作物秸秆由于难以消化，必须事先经过堆沤才有利于沼气发酵。 在北方由于气温低，

17、宜采用坑式堆沤：首先将秸秆铡成3厘米（一寸长）左右，踩紧堆成30厘米（一尺）厚左右，泼2%的石灰澄清液并加10%的粪水（即100公斤秸秆，用2公斤石灰澄清液，10公斤粪水）。照此方法铺34层，堆好后用塑料薄膜覆盖，堆沤半月左右，便可作发酵原料。,（四） 使用与保养,3.启用： 新建成的沼气池经严格质量检查证明合格和养护两周以后即可投料启用。 沼气池首次投料是关系到沼气池能否快速启动和正常产气的首要环节，其技术要点是: 沼气池内投料应以人、畜、禽粪便为主。其发酵原料投放量应以冬浓夏淡为原则，一般鲜猪粪与人粪尿的比例以6：4为最好。人粪尿不足时可用水代替。 首次投料时接种物投放量不得少于池容积的2

18、0，接种物选用产气正常的沼气池料液、污泥为好。,（四） 沼气池的使用与保养,配合饲料饲养的猪、鸡，因配合饲料含有的驱虫剂等药物在其粪便中有一定数量的残留，对沼气发酵微生物有抑制作用，大量使用这类粪便时，一方面要在池外堆沤35天后方可入池，另一方面，要加大接种物比例。,（四） 沼气池的使用与保养,沼气池发酵原料进料完毕后，立即封盖，进入发酵启动阶段： 初期因大量酸化菌的作用，所产生的气体大部分为二氧化碳，同时也存在一部分残余空气，因此有一段时间无法点燃，必须排空。 经数次排放后，池内沼气发酵微生物迅速增加，进入正常发酵阶段，这时甲烷产量增加，就可以点燃了,Tips,正常情况下，只要原料充足、接种

19、物质量好，57天即可产气使用。,投料不足、未加接种物的沼气池，发酵启动缓慢，产生甲烷的时间稍长，碰到这种情况，必须添加发酵原料和接种物，勤加搅拌，促使迅速启动和产气。,4.试火、放气 沼气池封池后，一般情况下七天内即可产气使用。 使用前首先在炉具上作点火实验，切忌在池拱密封盖导气管上直接试火，以免回火时发生爆炸事故。 当压力表压力差达到10cm时即可进行点火试验，如能点燃，说明沼气池发酵正常；如不能点燃，需把所产生的杂气放掉，当压力差达到10cm时再进行点火试验，直到能点燃为止。,如何估算沼气发酵原料的产量？ 在农村以人畜粪便为发酵原料时，可以根据能提供多少发酵原料来决定修建沼气池的容积。一般

20、来说，一个成年人一年可排粪尿600公斤左右，禽畜粪便的排泄量（此数据供参考）为： 猪：（体重4050公斤）2.02.5公斤（天头）； 牛：1820公斤（天头）； 鸡：0.10.2公斤（天只）； 羊：2公斤（天只）。 在农村4口之家宜修6立方米的沼气池，而5口之家则可以修建8立方米的沼气池。,Tips,（四） 沼气池的使用与保养,5. 沼气池的日常管理 “三分建池，七分管理”，加强沼气池科学的日常管理，是确保正常产气的关键。其要点是： 沼气池进出料后都必须及时加盖，避免人畜不慎掉进沼气池。 日常进料管理。新建沼气池要尽快与猪圈、厕所连通，使每天都有充足的新鲜原料流进沼气池。 如果家庭内没有饲养禽

21、畜，花费劳力从远处运输原料进池，劳动强度大，且进料不及时，造成添加的原料和水混合不均衡，影响沼气池正常产气。,（四） 沼气池的使用与保养,勤出料。至少做到35天小出料一次，每次150250公斤料液，就近用肥。当气压反映出的产气量明显下降时，应每隔710天先出250400公斤料液，再将等量的猪粪或牛粪缓慢地冲入池内。要坚持先出后进，出多少进多少的原则，保证贮气室的空间相对稳定，产气均衡。进出料后要始终保持液面达到正常水位，防止沼气因水位低从进料管溢出。 经常观察气压表，若发现上下波动时，要及时检查导气管、活动盖口、输气管道、开关、接头和压力表等处是否漏气、堵塞。若有这些情况，要及时修补更换，或排

22、出集水瓶和管道中的积水。,（四） 沼气池的使用与保养,勤搅拌回流。搅拌回流是提高沼气产气率的关键措施，不仅可破除池内浮壳，而且可改善池内发酵微生物与发酵原料的接触状态，及时补充新鲜营养 。但要注意：搅拌会造成虫卵不会完全沉淀，沼液中虫卵增多达不到无害化效果。建议在出液前3天不要搅拌。 破结壳。沼气池内料液严重结壳，即进出料管口大量翻气泡时，需要揭开天窗口（活动盖），打破结壳层。,严禁投入农药、电石、肥皂水等对沼气微生物活动有抑制和杀灭作用的物质。进料前要将原料中的砂石、废弃塑料袋膜等易使沼气池进出料口堵塞的物品清除掉。 保温增温措施。温度是影响沼气池产气率的重要因素，因此，在冬季必须采取保温增

23、温措施，用塑料日光温室及池体上加盖秸杆杂草等提高池温，增加产气量。,（四） 沼气池的使用与保养,大换料前，必须先收集大量发酵原料后方可进行，并留下足够的发酵接种物，以保证沼气池能够迅速重新投入正常运转，切忌空池暴晒、风干，以防沼气池产生干裂。,（四） 沼气池的使用与保养,6. 观察料液变化，判断发酵产气情况 沼气池发酵料液浓度、颜色可以直接反映沼气池发酵产气的好坏以及产生的原因。一般以出料处的料液为观察判断对象。 料液呈灰色、清汤寡水。 反映沼气池发酵差，产气少。 原因：发酵原料不足，缺少接种物。 处理方法：加大进料量与接种物数量。,（四） 沼气池的使用与保养,料液呈黄色，出料口内翻沼渣。 原

24、因：发酵浓度过大，长期未出料，池内结壳，水份不足、料液偏酸。 处理方法：排出部分沼渣，增加适量的水份，做到定期出料，勤搅拌。 料液呈酱油色，液面有泡沫层。 发酵产气正常的状况，沼气池处于最佳运转状态。只要加强管理，勤进料，勤出料，勤搅拌，发酵产气可以长期保持旺盛。,7.清渣 人畜粪便和其他发酵原料经沼气池发酵后，仍有部分料渣不能完全消化，滞留在沼气池内，随着使用时间的延长，料渣越积越多，影响发酵池有效容积和产气效果，因此，需要大出料进行清渣，保留活性污泥，重新投料运行。,（四） 沼气池的使用与保养,沼气池大换料的时间与农业集中用肥季节结合起来，妥善安排。 可考虑全年实行秋季大换料一次。 大换料

25、时应留下10以上底角污泥或1030的发酵液作接种物。 清渣后即可将事先准备的原料投入沼气池，并立即封池，重新启用。,（四） 沼气池的使用与保养,大换料时应特别注意安全操作，防止发生硫化氢造成的窒息事故。 清渣时先将发酵池顶盖打开充分通气，人员进入沼气池前，应先将鸡鸭等小动物投入池内，如对小动物的生命没有影响，方可入池清渣。,清除的沼渣应经高温堆肥等方法无害化处理后可用做农肥！,沼气池式厕所,附：血吸虫病流行地区农村改厕管理办法(节选),4.3 设计与施工要求 4.3.2三联通沼气池厕所（1）沼气池的建造应符合户用沼气池相关标准材料、设计参数、施工验收安全方面的基本要求。（2）三联通沼气池厕所应

26、是厕所、畜圈、沼气池的三连通，人畜粪便能够直流入池，直管进料并要避免进料口的粪便裸露，出料口必须保证发酵池粪液、粪渣充分发酵后方能取掏沼液的结构设计。（3）不采用可随时取沼液与沼液随意溢流排放的设计模式。,4.4 使用操作要求 4.4.2三联通沼气池厕所 （1）原料 合理配置并充分利用畜粪、垫圈草、铡碎和粉碎并经适当堆沤的作物秸秆、蔬菜叶茎、水生植物、青杂草等。 （2）沼液：可以作为农肥，但禁止作为牲畜的饲料添加剂、养鱼、养禽等。 （3）沼渣：应经高温堆肥等方法无害化处理后方可用做农肥。,致富技术网,本站特别推出沼气池函授班 沼气利用在我国早已有30多年的历史，目前我们推广的新式自动进出料沼气

27、池从根本上改变了70年代老式沼气池存在的缺点，这种“三位一体”沼气综合利用的特点是将农户中的厕所、猪舍(或鸡舍)与沼气池相结合形成以沼气为纽带的庭院生态模式，农户只需利用庭院的空地，地下修建沼气池，地上修建新式太阳能采暖(猪舍，鸡舍)，人畜粪便通过进料管自动流入沼气池内，发酵产气后的沼渣、沼液靠沼气自身压力从出料口自动流出，一次填料可常年连续产气，中途不需要大换料，使用管理十分方便，一般农户家中修建一个立方米的沼气池即可满足每日三餐用能.,建池材料只需少量的砂、石、水泥等总投资约500元左右，沼气池建好后，可以连续使用20年以上，沼气综合利用技术在农村有着十分广阔的发展前景，沼气除了用烧水、煮

28、饭、点灯照明外，沼液可以直接添加到饲料中喂猪喂鸡，还可以转化为优质的有机化肥直接施入温室或大田作物。 我室开办新型沼气池建造技术函授班。只需具备小学以上文化程度，均可掌握这项技术。学了这门技术，不仅自己可以建造，许多人还组织了施工队为他人建池，年利十分可观，是一个技术致富的好项目。 沼气池全套技术费用220元（含独家完整详尽的图文资料、光盘）,款到二天内寄出.,阿里巴巴网站（A）：香格里拉试点蔬菜大棚、猪舍、厕所、沼气池同太阳能热水器相结合 2006-11-07,“五配套”工程，是目前比较科学合理的农村节能设施。 据统计，每年可节约木柴8000公斤，相当于保护了2.5亩森林，有效地降低了森林资

29、源的消耗。 沼气池每年可生产6000公斤优质农家肥， 一个蔬菜大棚每年可生产时鲜蔬菜0.6吨，按照每公斤蔬菜0.5元市场价算，可提高农民经济收入350元。 沼气池的建设增加了有机肥的投入，化肥用量大大减少了，每年可节约购化肥支出100元150元。 生猪出栏时间同比提前40天，因此相应减少了饲料的支出。 同时，改变了藏区农村百姓种菜难、吃菜难的局面，相反向社会提供了优质的农产品，提高了农民的生活水平。,“五配套”工程的实施，还改善了吉迪村百姓家庭环境，提高了卫生质量，减少了村社公共场所人畜粪便，截断了传染病源，有效地减少了农村疾病的发生率和传播渠道。同时，通过“生态示范村建设项目”的实施，增强了百姓的科技意识，提高了科技在农业生产上的应用，使香格里拉农村的产业结构向良好的方向发展。,谢谢！,讨论题：,一、授课形式和内容： 希望采用何种形式？那些内容最有用？ 二、在实际工作中，技术方面遇到的困难，解决方法？,