生物质沼气技术篇1
一、农村沼气生态模式技术
农村沼气生态模式是一种综合技术,是将种植业和养殖业、农村能源和环境保护充分结合起来,将种养技术、能环技术融于一体,通过植物生长、动物转化、微生物还原,来实现农业废弃物的资源化利用、清洁化生产,克服了农业生产实际中普遍存在的种养分离,能环分离所造成的农业效益低,农民收入低和环境污染严重等问题。其具体的运行模式是:养猪的粪便(其他人畜粪便、农业废弃物)进入沼气池发酵后,生产沼气和沼液沼渣。沼气作为农村新型的清洁能源,沼液沼渣则用作种植粮食,蔬菜,果树等肥料,而粮食、蔬菜等又可成为养猪的饲料。简称“猪—沼—果(粮、菜、茶、鱼等)”生态农业模式。
二、农村沼气生态模式技术是农民增收的重要途径
(1)农村沼气生态技术能够将畜禽粪便等农业废弃物变废为宝。如沼气替代了石油液化气、电力照明等常规能源,带来了可观的经济效益。据调查,一个8立方米沼气池一年产的气,可基本满足3—5口之家的生活用能,这些沼气相当于650元左右的液化气。潜山县黄柏镇陆河村,地处偏远山区,这里海拔高,气候冷,群众对生活用能要求非常迫切。农户陆晓明家养了6、7头猪,猪粪便的处理非常麻烦。前年农村沼气国债项目安排到他家,县农村能源办利用沼气生态技术,帮他新建了猪圈和2个8立方米沼气池(其中一个自己投资)。现在好了,猪粪自流进了沼气池,一天产气可烧4小时,烧水做饭用不完,全年的炊事不用液化气和柴,家里原来烧柴的伙房也不用了,烧料一年至少要省下1000多元。
(2)沼液、沼渣在农业增收中的作用十分巨大。沼液和沼渣统称沼肥。沼液中含有丰富的氮磷钾等大量元素和锌等微量元素,而且这些营养元素基本上以速效养份形成存在的,能够迅速被作物吸收。沼渣中营养元素种类与沼液基本相同,但其含量远远超过沼液(碱解氮占全氮的29%,有效钾占全钾的52%),其中有一部分已被改造成腐殖酸类物质,是一种具有改良土壤优质有机肥。据测定,经过发酵30天的沼液沼渣,同未经发酵的粪便相比,全氮高出14%,铵态氮高出19.3%,有效磷增加31.8%。因此,沼液沼渣具有营养成分齐全、肥效稳定、缓速兼备、成本低等特点,它不仅供给作物营养元素,还把土壤中难以吸收营养元素变成可利用状态。长期的嫌气,绝(少)氧环境,使粪便等农业废弃物中大量病菌、虫卵窒息而亡,同时由于缺氧沉淀和大量铵离子产生,使沼液不会带活病菌和虫卵。沼液本身含有吲哚乙酸、赤酶素和较高容量的氨和铵盐,这些物质可以杀死或抑制种谷面的病菌和虫卵。南京农业大学农业部环境微生物工程重点实验室提供的数据表明,沼液可预防稻飞虱、棉铃虫、枯萎病等作物病虫害的发生,使水稻纹枯病病情指数下降45—67%,而其中所含有的氨基酸,微量元素还有促进农作物生长和增加抗病虫害的能力。四川省农科院土肥所连续5年实验结果证实,作物用沼肥后,土壤的有机质增加,透气性改善,保水肥能力增强,为农作物增产提供了良好的基础条件。沼液沼渣的使用减少了化肥、农药的投入量和降低了农产品中残留,提高品质,已成为了人的共识。岳西县响肠镇千佛塔村方元胜家,过去把猪粪堆在圈门外,臭气熏天,苍蝇满天飞。去年他家修建了一个“养猪—沼气—大棚种植”相结合“三位一体”生态模式沼气池,当年见效。猪粪直接排到沼气池,用发酵产生的沼气来做饭炒菜,烧水洗澡,既卫生又干净。塑料大棚紧挨着沼气池,每年种两季菜和一季草莓。他算了一笔帐:利用这口沼气池每年为他节省燃料和电费约700元,减少化肥和农药的使用量,节支150—200元,养猪增效150—200元,因种菜和草莓无公害、品质好,价格高,增效3000元左右,一口沼气池给他家节支增收在4000元左右。
三、推广农村沼气生态技术模式,有利于实现农业清洁生产
农村沼气生态技术模式,不仅克服了农业经济效益低的特点,还具有实现农业生产无污染的特点。技术模式中的沼气是解决我市农村能源短缺,保护生态环境免受人为破坏的一条重要途径。农村沼气生态技术的中间产物沼液沼渣既具有优质有机肥与优质化肥所具有的特征,又具有高效生物农药所具有的一切特征。实践证明,用沼肥替代化肥,作物的产量不仅没降低,反而增加,其原因是沼肥克服了有机肥迟缓和化肥容易流失的不足,同时具备化肥肥效快、有机肥养分全面及缓慢释放的优点,是一种速缓兼备的无污染肥料。农药在农产品的残留问题,已经到了令人恐慌的程度,农产品安全问题已经引起各级政府高度关注,并且着手花力气解决这一问题。为了降低农药的残留,有关部门一直极力倡导高效、低毒、低残留农药的推广与使用。由于受到涉及部门、农药品种较多,作物种类繁杂、农民素质差等因素制约,高效低毒低残留农药的推广工作十分艰难。沿用已有方式很难在农药残留控制方面出现突破性进展。调查表明,用沼液沼渣来替代或部分替代常规农药的使用,可以减少果树、花卉、蔬菜农药使用量80-90%,是控制农药残留的好方法。沼液沼渣抗病杀毒原因在于其含有大量的抗生素,这些抗生素能够提高作物免疫力,增强作物的抗逆性。农村沼气生态技术不仅解决了化肥、农药污染问题,也有效解决了禽畜粪便污染问题。人畜粪便及时经过沼气池厌氧处理,杀灭了许多寄生虫,病原体,减少了蚊蝇孽生,切断了疾病传播的污染源,使农村生产生活环境得到明显改善。大力发展沼气生态技术,推广使用沼肥,是防治我市农村面源污染,加快农村能源建设,净化环境,保护人体健康的有效措施,是建设社会主义新农村的重要抓手。
四、推广农村沼气生态技术模式的建议
(1)充分认识农村沼气生态技术的重要性农村沼气生态技术是种养技术,环能技术的集成,沼气的综合利用,可使废弃物资源化。在农村一个8立方米的沼气池,只要保证有足够的发酵原料投入,就不断产出沼气和沼肥,沼气用来照明炊事,还可用来保鲜水果,储存粮食等,沼液沼渣作为肥料施用可防作物病虫害,也可作为养猪(鸡、鱼等)添加料,用于种植,不但增产还能提高品质,且没有化肥、农药的毒害和污染。农村沼气生态技术的优点不仅表现在高经济效益上,还突出表现在对农作物污染的控制方面,对农业污染控制得如此彻底是其他任何技术无法相比的。近几年来,我市在大力发展沼气建设的同时,在沼气综合利用技术推广方面也开展了一些工作,如市农村能源办为全市建池农户配套发了一张“农村户用沼气的安全管理和利用”的明白纸,让农户张贴在醒目地方,各县(市、区)农村能源办根据当地实际情况,印刷一些沼气综合利用宣传手册发给农户。
生物质沼气技术篇2
关键词：沼气；温室；供能；可调控性
1．引言
温室是现代农业工程中重要的技术主题，温室的发展使传统露天农业转化为保护条件下的可控制农业[1]。目前国际上，温室已经广泛应用于花卉、蔬菜栽培[2]。温室栽培的最大优势是通过温室环境的控制，满足作物的最佳生活条件，抵抗自然灾害等，从而获取最大的生产效益。在温室管理中，温室冬季加温、补光和二氧化碳施肥是重要的环境调控措施[3]。这些调控过程都需要能源的消耗，目前的能源消耗以一次化石能源煤和二次能源柴油、电力[4]为主。这些能源的大量消耗一方面加重了全社会的能源供给负担，另一方面也大幅度提高产品的生产成本。受能源价格影响，许多温室不得不放弃温室的冬季加温、补光和二氧化碳施肥，这样不仅不能充分发挥温室的应有功能，甚至会造成温室管理的失败。
在温室管理中，每年会产生大量的种植业有机废弃物。目前，这些被随意堆放的废弃物，造成了严重的农业面源污染[3，4]。然而，这些有机废弃物本身富含大量有机质，是非常好的沼气生产原料。如果能用温室生产管理过程中产生的有机废弃物来生产沼气，从而替代煤、石油、电力等不可再生能源用于温室供能，不仅可以降低温室供能成本，同时废弃物中的营养物质又可以循环利用，减少废弃物排放，改善农业环境。但是，迄今为止没有沼气在温室供能领域应用的成功案例。
2．传统沼气技术与温室供能需求的背离
沼气发酵技术可以分为两类，即传统沼气发酵技术和水溶性有机物高效沼气发酵技术[5，6]。这两类技术应用于温室沼气供应都存在诸多技术难点。具体分析如下：
传统的沼气发酵技术，利用复杂性有机质发酵沼气，沼气产生具有非常大的周期性，往往开始投料时产气慢，中间产气旺盛，而且一旦沼气发酵系统启动，是否产沼气和产生多少沼气，要受原料特性和发酵规律的内在约束，很难调节。而温室用能表现在取暖、二氧化碳施肥等方面，这些能源需求往往受天气的控制，而天气又变化无常。因此，往往是要气时没有气，不要气时产气，如果满足需求将要建立庞大的储气装置，这在投资和占地上是不允许的。如果根据长期天气预报进行计划式投料，在理论上可行，但在实践上是难操作的。一方面，长期天气预报目前的准确性较差，另一方面，关于复杂有机质的产气规律不可能准确预测。同时，温室产生有机废弃物是分散在全年的各个时段，所产生的废弃物大多易腐烂，很难储存。因此传统的沼气技术基本不能适应温室供能需求。
水溶性有机物高效沼气发酵技术，利用可溶解的简单微生物进行沼气发酵，采用高效反应器可以实现较高的效率[7，8]。一是可溶性有机质非常容易反应，沼气的产生量在反应器负荷允许的范围内，基本决定于短期内的进料量，即进料多产气量大，进料少产气量小，停止进料短期即停止产气。二是成熟反应器中的沼气发酵厌氧微生物具有非常强的耐饥饿性，在长期不进料的情况下，反应器内的微生物能够长期耐受，而且再启动时可以迅速恢复正常高效产气。水溶性有机物高效沼气发酵技术的以上两点技术特征均符合温室需能波动性的要求。但是，如果单独为了温室供能需要而刻意外购水溶性有机物作为发酵原料生产沼气，不仅成本上与化石能源不具竞争优势，而且也达不到生物质废弃物资源就地利用、开展循环经济和环境建设的目的。因此，水溶性有机物高效沼气发酵技术也不适合温室供能需求。
3．技术内容
本文提供一种可以根据温室生产实际，把分散在全年产生的种植业有机废弃物投加到发酵系统中，然后根据温室供能需求，随时通过发酵系统生产沼气，能够为温室提供可用的沼气发酵系统及发酵方法。其中，发酵系统由生物酸化积肥装置、缓冲调节池、高效沼气发生装置、出水沉淀池、出水暂存池和沼气缓存装置依次经管道和阀门连接组成。其结构如图1所示。其中，生物酸化积肥装置和缓冲池设置主控制阀，缓冲池与高效沼气发生装置之间设置泵，高效沼气发生装置、出水沉淀池出水暂存池之间通过水的重力自流完成连接，出水暂存池同时与缓冲调节池和生物酸化积肥装置相连，中间依次设泵和配水器，高效沼气发生装置联接沼气缓存装置。
为了保证沼气发酵能够满足温室供能需求，以上发酵系统按如下步骤管理
第一、进行生物酸化积肥装置的启动和原料生物酸化储存，具体方法如下
（1）按相当于温室平均每天产生量的2.5～3.5倍质量收集温室种植业有机废弃物或其他种植业有机废弃物作为启动原料，对启动原料进行粉碎预处理；
（2）向步骤(1)所得预处理原料中添加含n元素物质，混合，控制混合料碳氮比为(20：1)～(30：1)；
（3）将步骤(2)所得混合料投入到初次使用的生物酸化积肥装置中，加入接种物进行接种，混合，得到发酵原料，接种物的加入量为启动原料干重的3%～5%；
（4）向步骤(3)中生物酸化积肥装置中加水进行发酵，水的加入量为至少高于启动原料平面10cm，发酵温度控制在20～40℃；
（5）经过4～5天发酵后，发酵液pH值降到6以下，即完成酸化积肥装置的启动；
（6）按照步骤(1)～(2)的方法随时收集处理温室生产的有机废弃物，及时投入已经启动的生物酸化积肥装置中，不需接种，直接加水至原料平面以上10cm；
（7）重复步骤(6)直至一个生物酸化积肥装置投满，重新启用另一个生物酸化积肥装置，重复操作步骤(1)～(6)；
第二、进行高效沼气发生装置启动，调控装置运行满足温室用能与沼气生产的协调，具体方法如下：
（1）高效沼气发生装置启动：投入接种物进入高效沼气发生装置，用水或水与生物酸化积肥装置中抽出的酸液混合物加满沼气发生装置，静止3～5d，接种物加入量为3～10kgVSS/m3；从生物酸化积肥装置抽出有机酸液泵入缓冲调节池中，用出水暂存池中的系统出水或外来水调节，控制有机酸液的化学耗氧量（CoD）浓度为2000～5000mg/L，作为沼气发酵料；按0.5kgCoD/(m3·d)～2kgCoD/(m3·d)的速率阶段式调整水力负荷，连续进料直到实现水力负荷为5kgCoD/(m3·d)～10kgCoD/(m3·d)，即完成沼气发生装置的启动，整个启动大约需50～80d。启动期间，温度控制为25～35℃。负荷调整的原则为，每次水力负荷调整运行稳定后，才开始进行下一阶段负荷的增加；沼气发生装置的出水经沉淀池沉淀后，流入出水暂存池，部分作为生物酸化积肥装置液体补加，部分用于缓冲调节池酸液的发酵料调节使用。
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（2）沼气生产供应：根据温室生产实际预算沼气需求的时间和数量，按1kgCoD产0.4～0.5m3沼气折算有机酸液的需求数量和时间，并按时按量从生物酸化积肥装置中抽机酸液进入缓冲调节池，按步骤（1）中所述方法调节成沼气发酵料；按5kgCoD/(m3·d)～30kgCoD/(m3·d)水力负荷的流量，采用间歇或连续方式向已经启动好的沼气发生装置中进料进行沼气生产，产生的沼气进入沼气缓存装置备用；进料的流速控制、间歇或连续方式取决于每次沼气的需求量和沼气缓存装置的体积。沼气需求大、沼气缓存装置体积小时，采用大流量连续进料，反之，使用小流量间歇进料；当一个生物酸化积肥装置中的抽出物小于800～1000mg/L时，即该生物酸化积肥装置停止产酸，停止从该装置继续抽取发酵液。
（3）沼气生产休停：对于启动好而温室不需要使用沼气，或者一个沼气使用周期结束，温室很久不使用沼气时，停止向高效沼气发生装置中继续进料，装置进入休停状态。休停期间，保持每10～30d补加一次发酵料，保证系统内微生物的营养需求。补加发酵料的调节方法同步骤（1）所述；补加发酵料的量为反应器体积1～3倍，补加速度为2～5kgCoD/(m3·d)。
（4）沼气生产休停后的再启动：对于步骤(3)中已经处于休停状态的高效沼气装置，再进入新的用气周期前必须进行再启动；再启动的方法是在新用气周期开始前3～10d，按照步骤(1)中所述方法调节发酵料，按1.8kgCoD/(m3·d)～2.2kgCoD/(m3·d)负荷向高效沼气装置进行适应性进料。
（5）应急措施
如果温室自身产生的有机废弃物的总沼气产生潜力与温室总供能所需沼气数量存在较大缺口时，可以通过其他来源获取有机固体废弃物，如干粪便、干秸秆或青草等中的任一种进行补充；如果短期温室用能过大，生物酸化积肥装置中产生的酸液不能及时提供沼气生产所需求的发酵料，可以临时向其中一个生物酸化积肥装置中持续补充劣质淀粉原料，进行快速产酸，满足紧急供能的生产需求。
在实际应用中，为保证系统的调节灵活性，生物酸化积肥装置2一般设置6～12个，总体积为温室一年有机垃圾产生总体积的60%～80%。为了保证发酵料浓度和数量调节的可靠性和灵活性，通过多个处于不通反应阶段的生物酸化积肥装置中同时抽取酸液，连同系统出水共同混合调节。
4．应用案例
案例1：上海某花卉公司的温室
某花卉公司用户，地处上海地区，拥有10000m2温室。根据全年气候，管理者确定温室全年需求集中在两个周期：12月初到来年的2月中旬为冬季加温供能期，6初到9月底的二氧化碳施肥用能期。高效沼气发生装置是aF结构，沼气在当年的9月开始启动，启动完成就进入冬季供能阶段，进入12月，沼气装置启动完成，即进入当年的加温供能沼气生产期，具体每天的沼气需求量根据天气具体变化决定。进入第2年2月中旬，气温升高，温室不再需要加温供能，管理者停止向反应器进料，高效沼气发生装置进入休停期。休停期间管理者每15天用CoD浓度为4000mg/L的混合发酵液，按2kgCoD/(m3·d)的负荷补加相当于反应器体积1.5倍体积的发酵料，补充装置营养。进入6月光照增强，为了增加温室效益，管理者采用了二氧化碳施肥管理。管理者在6月初比沼气需求提前7天按2kgCoD/(m3·d)负荷进行适应性进料，第7天完成重启动后进入夏季沼气供应期管理。由于上海地处暖温带，一年中的能源供给时间短，没有发生原料短缺和紧急供能不足的情况。
案例2：淮北某蔬菜公司用户
该地区地处皖北，拥有30000m2温室。根据全年气候规律，管理者确定温室全年需求集中在两个周期：11月中旬到来年的3月中旬为冬季加温供能期，6初到9月底的二氧化碳施肥供能期，具体每天的沼气需求量根据天气具体变化决定。高效沼气发生装置是UaSB结构，沼气在当年的3月开始启动，启动完成就进入夏季供能阶段，进入6月，沼气装置启动完成，即进入当年的二氧化碳施肥沼气生产期，具体每天的沼气需求量根据天气具体变化决定。进入9月中旬，光照指数降低，温室二氧化碳施肥效益下降，管理者停止向发酵器进料，高效沼气发生装置进入休停期。休停期间管理者每20天用CoD浓度为5000mg/L的混合发酵液，按5kgCoD/(m3·d)的负荷向补加相当于反应器体积2倍体积的发酵料，补充装置营养。进入11月中旬，气温降低，为了保证温室内种植物正常生长，管理者采用了加温管理。管理者在11月初比沼气需求提前10天按3kgCoD/(m3·d)负荷进行适应性进料，第11天完成重启动后进入冬季沼气供应期管理。由于皖北地区冬季和春季温度相对较低，加温耗能较大，温室自身产生的有机肥废弃物总产沼气潜力不能满足温室生产的沼气需求，管理者另外购进2000kg干麦草，于9月下旬按照与步骤2相同的方法投入生物酸化积肥池备用。特别是第2年元月中旬，连续5天低温，温室加温用沼气消耗量急剧上升，生物酸化积肥池中抽出的酸液不能正常满足沼气生产需求，管理者从当地粮食储存部门购进200kg陈化小麦经粗磨后连续投入一个生物酸化储存池，快速产酸原料的投入满足了短缺的能源需求。
5．结论
根据以上技术内容和案例应用，可以看出该技术完全能够实现温室供能的沼气化，具体如下：
（1）通过酸化转化复杂性温室有机废弃物为可溶性有机质高效沼气，满足了沼气发酵可以根据温室需求灵活调节的需要。原料投入酸化积肥池后，在其中进行酸化转化成可溶性有机质，当酸化达到一定水平，酸化转化停止。原料在高酸度条件下得到保存，但是此时池内已经有大量酸液可溶性有机质存在。这些可溶性有机质在温室需要供能时可以马上提供发酵原料，产生所需沼气。
（2）多单元酸化积肥池以及缓冲调节池的设计，保证系统运行的可靠性和可调节性。原料在高酸度条件下得到保存，酸性条件使结构得到改善。在酸液适度抽取条件下，多单元酸化积肥池内的原料能够规律产酸。通过多单元酸化积肥池之间按比例抽取酸液进入缓冲调节池，获取适合的酸液浓度和数量，保证产沼气能够根据实际需求调节。
（3）原料酸化储存转化满足了分散原料收集，湿式储存和施肥的需要，降低了肥料储存难度和成本，减少肥料储存的环境影响。
声明
本文所述技术已经申报中华人民共和国发明专利，专利名称：可时间调控温室用沼气发酵方法及发酵系统；专利申请号：200610147417.6
参考文献
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[6]贺延龄.废水的生物处理[m].北京：中国轻工业出版社，1998
[7]周孟津，张榕林，蔺金印.沼气适用技术[m].北京：化学工业出版社，2004
生物质沼气技术篇3
关键词：沼气；温室；供能；可调控性
1．引言
温室是现代农业工程中重要的技术主题，温室的发展使传统露天农业转化为保护条件下的可控制农业[1]。目前国际上，温室已经广泛应用于花卉、蔬菜栽培[2]。温室栽培的最大优势是通过温室环境的控制，满足作物的最佳生活条件，抵抗自然灾害等，从而获取最大的生产效益。在温室管理中，温室冬季加温、补光和二氧化碳施肥是重要的环境调控措施[3]。这些调控过程都需要能源的消耗，目前的能源消耗以一次化石能源煤和二次能源柴油、电力[4]为主。这些能源的大量消耗一方面加重了全社会的能源供给负担，另一方面也大幅度提高产品的生产成本。受能源价格影响，许多温室不得不放弃温室的冬季加温、补光和二氧化碳施肥，这样不仅不能充分发挥温室的应有功能，甚至会造成温室管理的失败。
在温室管理中，每年会产生大量的种植业有机废弃物。目前，这些被随意堆放的废弃物，造成了严重的农业面源污染[3，4]。然而，这些有机废弃物本身富含大量有机质，是非常好的沼气生产原料。如果能用温室生产管理过程中产生的有机废弃物来生产沼气，从而替代煤、石油、电力等不可再生能源用于温室供能，不仅可以降低温室供能成本，同时废弃物中的营养物质又可以循环利用，减少废弃物排放，改善农业环境。但是，迄今为止没有沼气在温室供能领域应用的成功案例。
2．传统沼气技术与温室供能需求的背离
沼气发酵技术可以分为两类，即传统沼气发酵技术和水溶性有机物高效沼气发酵技术[5,6]。这两类技术应用于温室沼气供应都存在诸多技术难点。具体分析如下：
传统的沼气发酵技术，利用复杂性有机质发酵沼气，沼气产生具有非常大的周期性，往往开始投料时产气慢，中间产气旺盛，而且一旦沼气发酵系统启动，是否产沼气和产生多少沼气，要受原料特性和发酵规律的内在约束，很难调节。而温室用能表现在取暖、二氧化碳施肥等方面，这些能源需求往往受天气的控制，而天气又变化无常。因此，往往是要气时没有气，不要气时产气，如果满足需求将要建立庞大的储气装置，这在投资和占地上是不允许的。如果根据长期天气预报进行计划式投料，在理论上可行，但在实践上是难操作的。一方面，长期天气预报目前的准确性较差，另一方面，关于复杂有机质的产气规律不可能准确预测。同时，温室产生有机废弃物是分散在全年的各个时段，所产生的废弃物大多易腐烂，很难储存。因此传统的沼气技术基本不能适应温室供能需求。
水溶性有机物高效沼气发酵技术，利用可溶解的简单微生物进行沼气发酵，采用高效反应器可以实现较高的效率[7,8]。一是可溶性有机质非常容易反应，沼气的产生量在反应器负荷允许的范围内，基本决定于短期内的进料量，即进料多产气量大，进料少产气量小，停止进料短期即停止产气。二是成熟反应器中的沼气发酵厌氧微生物具有非常强的耐饥饿性，在长期不进料的情况下，反应器内的微生物能够长期耐受，而且再启动时可以迅速恢复正常高效产气。水溶性有机物高效沼气发酵技术的以上两点技术特征均符合温室需能波动性的要求。但是，如果单独为了温室供能需要而刻意外购水溶性有机物作为发酵原料生产沼气，不仅成本上与化石能源不具竞争优势，而且也达不到生物质废弃物资源就地利用、开展循环经济和环境建设的目的。因此，水溶性有机物高效沼气发酵技术也不适合温室供能需求。
3．技术内容
本文提供一种可以根据温室生产实际，把分散在全年产生的种植业有机废弃物投加到发酵系统中，然后根据温室供能需求，随时通过发酵系统生产沼气，能够为温室提供可用的沼气发酵系统及发酵方法。其中，发酵系统由生物酸化积肥装置、缓冲调节池、高效沼气发生装置、出水沉淀池、出水暂存池和沼气缓存装置依次经管道和阀门连接组成。其结构如图1所示。其中，生物酸化积肥装置和缓冲池设置主控制阀，缓冲池与高效沼气发生装置之间设置泵，高效沼气发生装置、出水沉淀池出水暂存池之间通过水的重力自流完成连接，出水暂存池同时与缓冲调节池和生物酸化积肥装置相连，中间依次设泵和配水器，高效沼气发生装置联接沼气缓存装置。
为了保证沼气发酵能够满足温室供能需求，以上发酵系统按如下步骤管理
第一、进行生物酸化积肥装置的启动和原料生物酸化储存，具体方法如下
（1）按相当于温室平均每天产生量的2.5～3.5倍质量收集温室种植业有机废弃物或其他种植业有机废弃物作为启动原料，对启动原料进行粉碎预处理；
生物质沼气技术篇4
摘要厌氧微生物直接对秸秆的降解消化能力较弱,用于沼气生产必须经过一个完整的原料预处理过程。秸秆不具有流动性,进出料困难,生产沼气需增加菌剂、氮素、揉切等多项技物支出,成为制约盐城市秸秆沼气发展的问题。通过成本测算和分析,重点提出了科学规划、实施沼气标准化并大力开展自主创新(包括联户供气工程、自研菌剂、引进新型反应器)等对策,为指导江苏省沿海地区秸秆沼气技术更大范围的推广提供了新的视角和依据。
关键词秸秆;沼气技术;存在问题;对策;江苏沿海地区
秸秆经揉切、加菌剂拌制、堆沤后入池厌氧发酵制取沼气在技术上已全面成熟,是目前最为有效并已取得不凡实绩的成功技术,自推广以来,有效地解决了秸秆的沼气化利用。但在实践推广中,也逐渐暴露出成本增加、技术普及不全面、后续管理脱节等不足,在盐城市的部分地区甚至根本无法顺利继续推广应用该技术。针对发展秸秆沼气的几个重点问题进行了分析,并提出相应对策,为秸秆沼气进一步推广提供参考。
1发展秸秆沼气的特点
秸秆沼气的原料广泛、充足,水稻、小麦、油菜、玉米、大豆等作物的秸秆及棉花壳、花生壳等都行;产气率高,新池启动能缩短3d的时间,一次装料可满足3~5口之家半年的生活用气需求,降低了劳动强度。操作工艺简单,成本低廉,而且产沼气后的沼渣还可以作庄稼肥料,可谓一举多得。通过对农作物秸秆沼气发酵与直接利用效益比较,得出沼气发酵与直接燃烧比较,提高了能量的转换和利用效率,秸秆沼气发酵比直接燃烧能量利用效率提高0.2~0.9倍。沼肥还田使农作物秸秆中的营养元素得到充分利用,减少了化肥的使用量,改善了农业生态系统内部的物质循环状况。长期施用沼肥的土壤有机质含量为2.17%、全氮量0.08%、密度1.189g/cm3、孔隙度55%,与施用无机肥的土壤相比,有机质、全氮、孔隙度分别增加0.8%、0.018%、6.3%,密度则下降0.199g/cm3。另外,常年施用沼肥的土壤中,土壤酶活性增强,土壤理化性状改善。总之,农作物秸秆沼气发酵,无论在能量利用、物质循环还是对生态环境的影响方面都比秸秆直接还田的效益显著[1]。
2秸秆沼气发展存在的主要问题
农作物秸秆细胞非常坚实,细胞壁的结构高度木质化,且细胞壁构成干物质的80%。其中的木质素作为秸秆细胞壁的主要成分,构成木质细胞壁的15%~30%。它在结构中含有生物化学上十分稳定的各种复杂结合形式,难于被一般微生物分解。尽管纤维素、半纤维素多糖类有机物质容易被微生物或酶分解,但是木质素与半纤维素在一起,将纤维素紧紧包裹在内,成为基质,阻止纤维素与微生物和降解酶的接触。另外,秸秆中无机盐含量都很低,而且明显缺乏钴、铜、硫、钠、硒和碘等元素。秸秆中的无机盐用粗灰分来表示,由硅酸盐和其他少量微量元素组成,含量大约为6%,稻草中的硅酸盐含量更达到12%以上。细胞壁中较高的硅酸盐含量,易造成秸秆原料的结壳,并严重影响秸秆正常的持续发酵。
在秸秆厌氧发酵产甲烷过程中,厌氧微生物直接对秸秆的降解消化能力较弱,导致水解过程缓慢、水解程度低,从而影响随后的酸化和气化过程,表现为作物秸秆的厌氧消化时间长、消化效率低、产气量少、投入产出效率差等,因此农作物秸秆用于沼气生产必须经过一个完整的原料预处理过程。相较于已成熟多年的传统沼气,秸秆沼气在拥有节能节本、产气含硫量低等多种优点的同时,必须增加菌剂、氮素、揉切等多项技物支出,成为制约盐城市秸秆沼气发展的最大问题;秸秆不具有流动性,无法进行连续消化,且密度小、体积大,进出料困难,生产效率低,大换料期间的供气、大出料等物管类问题也是发展秸秆沼气的另一瓶颈;此外,现有沼气反应器主要是畜禽粪便消化或污水处理用反应器,缺乏适合秸秆物料特性并能稳定、高效运行的专用反应器也是制约因子之一。
预处理成本测算为:一是典型户用沼气池。以现在比较普遍使用的8m3沼气池为例,需准备粉碎后的干秸秆400kg、碳酸氢铵20kg、绿秸灵秸秆预处理复合菌剂1kg(即1袋),网眼袋50条。按碳酸氢铵700元/t、尿素1700元/t的价格计算,1个年产沼气350m3的普通8m3沼气池年均需氮素开支约为62元左右(按麦草、尿素计)。以1000kg/h功率的典型秸秆揉搓粉碎机9rq-410a型揉搓粉碎机(北京合百意)为例,配用10.26kw的zs-195型柴油机,处理年产沼气350m3的普通8m3沼气池秸秆原料耗油18.6元/h(3l/h,6.2元/l),共需柴油开支为25元左右(按稻草计)。秸秆菌剂34.00元/kg,秸秆原料∶菌剂按400∶1的比例,年产沼气350m3的普通8m3沼气池约需3.36kg,需菌剂开支为114元左右(按稻草计)。塑料薄膜、网眼袋开支约10元,总开支为211元。二是典型秸秆沼气工程。以较小的50m3沼气工程为例,年产沼气12800m3,沼气原料麦秆、稻秆各占1/2,约需准备粉碎后的稻秆24576kg、麦秆23680kg,需添加尿素1225kg或碳酸氢铵3323kg、绿秸灵秸秆预处理复合菌剂120kg。按碳酸氢铵700元/t、尿素1700元/t的价格计算,年均需氮素开支最低约为2080元左右(按尿素计)。以1000kg/h功率的典型秸秆揉搓粉碎机9rq-410a型揉搓粉碎机(北京合百意)为例,配用10.26kw的zs-195型柴油机,耗油18.6元/h(3l/h,6.2元/l),共需柴油开支为898元左右。秸秆菌剂34.00元/kg,总用量120kg,需菌剂开支为4080元左右。塑料薄膜、网眼袋开支约100元,总开支为7158元。三是秸秆沼气池的换料、出料及物管维护。经过10多年沼气生产企业的不懈努力,秸秆揉切粉碎、抽渣吸运、出料等配套机具已被全部研发成功。但是,这些配套机具虽不昂贵,但都是专具专用,农户自行购置不划算。秸秆技术优点很多,发酵剩余物经简单的过筛和短时间的堆肥即可用作园林肥料或农作物肥料;发酵前不需花费人力和设备将塑料、木块、沙石等捡出。但有的农户缺乏安全知识,由于闻不到普通沼气池内硫化氢的味道,就自认为无毒,擅自开盖维修,带来了安全隐患;沼渣等优质肥料不合理使用,作用没有充分发挥,效益打了折扣。目前,在秸秆沼气的推广实践中,预处理开支和秸秆进出料等物管费用是由沼气用户自行承担的,户用型最低需要添置498元抓卸器1台,并每年支付211元;沼气工程则需添置3项机械开支7080元,并每年支付7158元。过高的、没有被摊低的成本,降低了农民发展秸秆沼气的热情。
3对策
3.1科学进行秸秆沼气建设规划
在秸秆沼气规划中坚持正确的发展原则,一是坚持因地制宜、讲求实效的原则。在户用秸秆沼气建设方面,建设的模式、规模、速度要紧密结合当地实际,秸秆沼气与传统沼气相比,有成本上先天的劣势,在规划上必须严格错开,对有稳定的畜禽粪便发酵原料的地区,一般不鼓励发展;对种植业经济发展比较好的“三品”(有机食品、绿色食品、无公害农产品)生产基地和水产养殖区则要重点投入,不搞一刀切和盲目跟风。二是坚持示范带动和典型引路的原则。将秸秆转化为沼气(即秸秆常温气化),其技术参照比较对象只能是存在投资高、热值低、管理难、易积焦等诸多难题的秸秆高温气化技术,秸秆沼气工程、技术总体上属于新生事物,要以各级示范村为载体,通过典型示范,不断总结经验,完善机制,逐步提高群众的认识程度,以此带动面上工作的开展。三是坚持建管并重、安全为先的原则。不断完善管理制度,提高管理水平,坚决克服重建轻管现象,建立完善秸秆沼气物业管理服务站(队、所),确保秸秆沼气工程建设取得实效,让人民群众真正受益。禁绝沼气户自行出料现象,以避免安全事故,出料严格限定使用人工出料抓卸器和电动抓卸器,如使用多齿耙则必须加长手柄。四是坚持自觉自愿原则。沼气物业管理的管理者、服务对象都是农民,农民理解不理解、愿意不愿意、支持不支持是开展沼气物业管理工作的决定性因素。在试点中,必须充分尊重农民的意愿,在管理办法、服务内容、收费标准、管理员推选等的讨论中,让农民唱主角、让农民拿意见、让农民作决定。五是要体现优质气专用原则。秸秆沼气含硫量可低至50mg/kg,是可以不经洗气就可直接供沼气发动机使用的优质气,当作一般沼气作燃料体现不出它自身的价值。在僻远农区、水产养殖区要着重发展沼气电力和沼气热机,在市、县近郊有条件的点要逐步开展cng(压缩天然气)试点工程建设。
3.2大力推进沼气标准化进程
严格规范的管理既是秸秆沼气标准化建设的重要内容,又是将沼气标准化落到实处的可靠保证。在秸秆沼气标准化建设上,重点是严格质量管理、检查和验收制度,实行“五统、四包、三卡”。“五统”即统一培训、统一安排施工人员、统一施工图纸、统一供应沼气配件、统一验收标准;“四包”即包建、包维修、包教会使用、建坏包赔偿;“三卡”即建立建池卡、验收卡、保修卡。加强工程建设的监督管理,组织专门管理人员驻村入户,监督、协调设备供应、工程建设质量和速度,督促施工单位和设备供应商做好售后服务[2]。
3.3自主推进秸秆沼气技术服务创新
秸秆沼气技术及服务的创新,是秸秆沼气技术能否成功推进的动力之源。盐城市在秸秆沼气推进的实践中,积极开展秸秆沼气配套技术的研发与推广,取得了一批重要的技术创新成果,并已用于江苏沿海地区秸秆沼气的推广实距中。一是针对户用池大换料期间的供气问题,在盐城地区主要探索了联户供气模式,多座户用沼气池共用1个贮气柜或多户输气管路并联进行调节供气,当其中某一户沼气池进行换料暂停产气期间,由共用贮气柜继续保持供气,确保了所有沼气用户能持续稳定用气。二是菌剂成本占到原料预处理成本的1/2以上,降低菌剂成本是能否推进秸秆沼气技术的关键。一方面积极引进菌剂自繁配方,鼓励沼气工程管理单位对菌剂进行简单自繁以节约成本;另一方面分离纯化筛选并经紫外线诱变获得纤维素酶高产木霉菌菌株zq1[生物学鉴定确定为真菌门(fungi)、半知菌类(fungiimp-erfecti)、曲霉属(aspergillus)]。以该菌株为有效成分的“沼气1号”菌剂成功研发推广并获得“江苏省政府科技进步三等奖”表彰,现正进行小规模试推广应用,麦秆型菌株zq3在盐城市科技局项目资助下也已开发成功,1t处理成本现已逼近北京化工大学李秀金秸秆化学药剂预处理法60元的水平[3-4],典型50m3沼气工程实测仅需要约2900多元,可降低处理成本29.04%以上。三是消化引进了特氟龙涂布高效“卧式”厌氧发酵反应器。由于秸秆密度小、体积大、不具有流动性,入料后容易膨胀、飘浮,厌氧菌与物料接触不充分,营养传送和传热传质效果差。针对秸秆发酵这一特点,参考北京化工大学李秀金新型高效的反应器系统,并引进了特氟龙涂布工艺,设计安装施工的反应器内壁有优异的不沾性、极佳的耐磨性、极低的摩擦系数、优异的抗氧化腐蚀性,大大改善了导热传质装置的性能,进、出料也配套采用了螺旋和输送带,劳动强度大大降低,生产效率大大提高。
3.4多方争取政策支持,切实保障投入效果
一是加大政策扶持力度。省级财政应当增加沼气热机、沼气发电机的购置补贴资金,将沼气热机、沼气发电机等机具也纳入农机购置补贴范围;在沼气发电机、沼气热机的政府统一招标中要将生产厂家的售后服务水平和服务覆盖范围纳入应标的先决条件;将秸秆沼气利用纳入全市秸秆综合利用规划的细则当中,相关政策支持应“应享尽享”;交通管理部门应采取特事特办,对秸秆运输作业实行宽松政策,在规定时间内为秸秆运输开辟“绿色通道”,确保既能完成(下转第249页)
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秸秆禁烧区秸秆收购任务,又不影响交通安全。二是设立沼气物业管理专项补助。沼气物业管理作为提供公共服务的机构,正常运作需要一定的费用,而盐城市农村还不富裕、农民承受能力还较弱,特别是在起步阶段,更需要加大政策扶持,在试点中,通过“政府补一点、沼气用户出一点、上级部门争取一点”的办法筹集物业管理费,并对沼气物业管理服务点购置的沼气池出料、沼肥运输、沼气池维修等机械设备给予重点扶持,为起步阶段尽快运行提供支撑,创造条件给予解决,这是开展沼气物业管理工作的关键。
3.5探索一条规模秸秆能源环境工程商业化发展的途径
一是研究现有的工程运行情况和综合效益,做出秸秆沼气技术的市场评价,找出影响商业化发展的政策、技术、融资、服务等方面的障碍。二是结合生产实际,研究秸秆的收集、处置、利用与生产2个系统科学融合的新系统,以降低秸秆沼气工程的综合造价及生产运行费用。三是研究能实现能源基本自给和生态良性循环的生态农场模式,在将建的试点验证。四是结合盐城市情况,研究几套适合不同县市的优化工程技术,选择资源和经济条件适宜的地点,建设商品化示范工程,为企业和投资者提供商品化工程展示的窗口。五是企业应以优质的产品服务于农村,以合理利润为目标。引入规范的市场竞争机制,发挥政府的指导作用,规范企业的生产、经营和服务行为,建立商品化沼气池的市场准入制度,建立良好的沼气产业。六是以企业为主体,联合高校和科研院所,加强沼气技术与产品的研究与开发,形成产、学、研发展格局,保证沼气事业的健康发展。
生物质沼气技术篇5
（云南省普洱市林业局农村能源站，普洱665000）
摘要：文章介绍了普洱市沼气综合利用的4种类型，沼液浸种技术、沼气应用蔬菜大棚增产技术、沼液在茶树上的增产防虫技术、沼渣在核桃树上的利用技术及技术要点，分析了沼气综合利用的作用，为农村能源循环快速发展提供参考。
关键词：沼气；综合利用；作用
中图分类号：S727.4
文献标识码：B
收稿日期：2014-09-16
作者简介：韩志凯（1973-），男，四川省富顺县人，工程师．
沼气是有机物质在厌氧条件下，经过沼气发酵微生物协同分解代谢所产生的可以燃烧的混合气体，主要成分是甲烷、二氧化碳，含有少量的一氧化碳、氢气、硫化氢、氮气。沼气的综合利用是指将在沼气产生过程中的沼气、沼液、沼渣运用到农业、林业和畜牧业等生产过程中，降低成本，提高经济效益的一项技术措施。普洱市农村户用小型沼气池不断的建设，沼气主要是用来照明和作为生活能源来使用。随着新科技的出现，农民素质的提高，渐渐地认识到只有充分合理把沼液、沼气、沼渣综合利用起来沼气才有核心、才有纽带、才能够发挥沼气池的重大作用、才能够在多方面取得更好的经济、社会和生态效益。
1普洱市农村能源建设概况
普洱市自20世纪80年代初期开始推广农村户用沼气池，全市累计建设沼气池总量已达20.7万户，节柴改灶30.3万台，太阳能6.6万台；同时，建立了较完善的管理、推广、服务体系，沼气产业化建设初现雏形。沼气技术从池型设计、规划施工，到使用管理均趋于成熟。普洱市及各县积极推广“猪——沼——果”、“猪——沼——菜”、“猪——沼——鱼”、“猪——沼——橡胶、核桃”等多种模式。普洱市在农村能源建设过程中，认真贯彻执行“因地制宜，多能互补，综合利用，讲求效益”和“开发与节约并重”的能源建设方针，大力推广先进的新能源和多种能源，走综合建设之路，切实有效地解决农村生产生活所需的能源，促进农村经济、社会、环境协调发展，促进生态环境逐步实现良性循环。在推广节柴灶和大力发展沼气的同时，积极开展沼气综合利用。
2沼气综合利用技术
2.1沼液浸种技术
用于浸种的沼液应是正常运转，并且正常产气的沼气池出料间的沼液，pH值在7.2～7.6之间无污染无恶臭、深褐色的液体。
技术要点：种子包装，将种子装入袋内，一般每袋装10～15kg，由于种子吸水后会膨胀，因此，要留出一定的空间，然后扎紧袋口。浸种位置，将装有种子的袋子悬浮吊人出料间的沼液中，并且固定。浸种时间，根据种子的差异浸种的时间也不同，一般在12～24h，种皮厚而硬的在24~72h。当气温高时可缩短浸种时间。以种子吸饱水为宜，吸水量在25%适宜。浸种后种子处理，取出种子洗净，需要催芽的，按常规方法催芽，然后即可播种。
2.2沼气应用蔬菜大棚增产技术
原理：蔬菜进行光合作用需要C02和光照。沼气中含有25%～35%的C02，沼气灯既可增温发光，因此，蔬菜大棚内增加C02浓度和光、温，可有效地促进增产。技术要点：在大棚内按15m2安装一盏沼气灯，用于增加Coz浓度和光、温；控制好温度一般在28C左右、C02浓度控制在1100xl0-6~1200xl0-6比较适宜。用开关沼气灯和开关大棚通风进行调控。C02浓度和温度不宜过高，过高对蔬菜生长不利，因此，施放C02应在凌晨温度低时进行，同时，要加强肥水管理。这样不但能减少蔬菜病虫害发生，且增产效果明显。
2.3沼液在茶树上的增产防虫技术
春茶在修剪后即可用10%～20%的沼液对茶树进行叶面喷施，沼液中营养成分相对富集，是酵好的速效水肥，用于茶叶叶面施肥，即生态又增加茶叶光合作用，促进茶叶的发芽率，可提高产量的同时，又补充茶树对养分的需要。茶树喷施沼液，对防治红蜘蛛、黄蜘蛛、蚜虫及其杀灭虫卵等有一定的防治效果。其方法有：一是纯沼液喷施；二是沼液稀释喷施；三是沼液加农药加化肥喷施。技术要点：一要用正常产气、正常沼液液体；二要在清晨温度低时进行喷施；三叶面叶背都要喷到，尽可能施于叶背；四要根据树的长势情况来调整喷施次数和浓度。
2.4沼渣在核桃树上的利用技术
沼渣中含有植物（核桃）所需的营养元素，如：碳、氮、磷、钾、镁等；经过发酵、腐熟、堆沤后的沼渣基本杀灭了大部分的病菌微生物和虫卵。沼渣作为肥料具有丰富的微量元素，并且使其变成可溶性的离子，其活性更高，更有利植物细胞的吸收和利用，较一般的肥料更具有肥效。沼渣施人核桃地后对土壤起到改良作用；一是可以提高土壤的有机质含量，增加全氮、全磷含量，增加土壤的孔隙度、土壤容重等，为核桃树的生长创造了优良的土壤条件；二是可以增强土壤的含水量，减少土壤的抗压强度；三是促进土壤中的微团结构增加，同时又激活了土壤中的微生物和微量元素，使得核桃的根系发达，核桃产量增加。技术要点：一是在夏、秋季进行环状或半环状沟进行施用；二是深度在50～100cm与见到核桃的须根为宜；三是施沼渣后进行覆土，浇透水为宜；四是在沼渣堆沤成渣肥期间不能够加入草木灰和石灰。
3沼气综合利用的作用
3.1保证了沼气池持续有效运行
综合利用是沼气池的生命。只有很好地进行了综合利用，沼气池才能够安全持续地发挥其应有的节约能源、生态高效的作用，农民才会更主动的对沼气池进行维护和保养。
3.2调整农村用能结构，保护森林资源
沼气池有效地解决了大部分不超过5口之家的生活用能问题，改变了原始的用能方式，解脱了部分劳动力，有效地保护了森林资源低价值消耗，减少了水土流失，保护了当地的生态环境，改变了农村环境卫生状况。
3.3促使农民增产增收
开展沼气综合利用势必要带动养殖业、种植业和农村庭院经济的发展。因此，以沼气为纽带的多种生态模式就不断地发展起来如：沼气——猪一果、沼气——牛、羊——蔬菜、沼气——渔——哝家乐等，节约了农药、肥料，美化了环境，又增加农副产品的品质和产量，拓宽了农民创业路子，增加了收入。
3.4提高有机农产品的品质质量
利用沼液、沼气进行茶叶和咖啡等农作物的施肥和防病、防虫，有机肥的施用，可大大减少化肥和农药在农产品中的残留，即保证了食品的安全又可以开发绿色食品、无公害农产品。为下一步提升产品（有机生态普洱茶、有机蔬果等）品质奠定良好的基础。
生物质沼气技术篇6
【关键词】沼气建设环境效益经济效益
一、引言
广西是农业大省,GDp的26%来自农业,农村人口占全区总人口的82%,而且广西的大部分农村地区都属于喀斯特地形,农村地区传统能源缺乏,农民的生活用燃料主要是柴火,能源供需矛盾严重制约着农村的发展。近年来,在沼气国债项目和“生态家园富民计”的推动下,广西大力推广“猪-沼-稻”、“猪-沼-菜”、“猪-沼-蔗”、“猪-沼-茶”、“猪-沼-花”等三位一体生态能源模式,把沼气技术推广与养猪、养牛、种菜、种果结合起来。截至2009年6月,广西已累计建成户用沼气池约344.9万座。沼气的使用不仅缓解了废气对农村大气的污染,同时还满足了农民炊事、照明对能源的需求,缓解了广西农村的能源矛盾,沼渣回田下地,也帮助农民实现增产增收,加快了广西新农村建设。
二、沼气建设的生态环境效益
1、广西农村面源污染的危害性。农村面源污染是指农村地区在农业生产和居民生活过程中产生的、未经合理处置的污染物对水体、土壤、空气、生物及其产品造成的污染。随着结构调整的不断深入,规模化畜禽养殖业迅速发展,带来了严重的畜禽粪便污染问题,这成为当前农村面源的主要污染源之一。广西是一个农业大省,农业总产值约占国内生产总值(GDp)的26%左右,其中,畜牧业总产值约占农业总产值的36%左右,大量养殖的畜禽排放的废便形成庞大的污染源,畜禽粪便大多是露天存放或随地排泄,既不卫生又污染环境。其次,农业生产中使用化肥和农药。化肥在使用过程中浪费严重,约有70%逸失于环境中,造成对农业环境的污染,主要表现为几个方面:一是部分化肥随农业退水和地表经流进入河、湖、库、塘,污染了水体,造成了水体富养化;二是不合理使用化肥,使土壤板结、地力下降;三是化肥中重金属、无机盐等有害成分,由于长期施用对农用环境造成影响,影响了植物品质。由于农药的利用率低于30%,所以70%以上的农药散失于环境之中,使大气、土壤、水体、农畜、水产品受到污染并通过食物链对人体健康造成危害。另外,一些高毒农药的施用在杀死害虫的同时,也杀死、杀伤害虫的天敌和其他益鸟,影响了生态平衡。同时害虫对农药产生了抗药性,使农药施用量越来越大,加重了农业环境污染,使其陷入恶性循环之中。由于农业生产活动的广泛性和普遍性,加上污染涉及范围广、随机性大、隐蔽性强、不易监测、难以量化、控制难度大,因此,农业面源污染已成为目前影响广西农村生态环境质量的重要污染源之一,其发展趋势令人担忧。控制农村面源污染,是事关社会稳定,经济可持续发展,以及人民生活质量提高的大事,也是保护生态环境的需要。
2、沼气建设可有效防治农村的面源污染。沼气建设可有效防治农村的面源污染。首先,沼气建设可减少垃圾、粪便对气、水污染和病菌的传播。农村建沼气池后,垃圾、粪便、渣杂等有机物可作原料投入池制沼气和沼肥,这既增加了沼气发酵的原料,又使垃圾、粪便得到了科学管理,环境卫生也就随之改观,蝇蚊等失去了滋生条件,减少了疾病传播,减少了臭气对人畜的危害,病菌和虫卵也在沼气池中被杀死。其次沼气建设可减轻烟雾对大气的污染。再次,沼气建设可减少农药化肥对水、气、土和食物的污染。农村燃料紧张导致的有机质还田少和植被减少,引起地力下降和害虫天敌减少,迫使多施农药化肥,加重了环境污染。最后,沼气建设是实现农业生产无害化的一条有效途径。沼气作为洁净能源可解决炊事用能,而沼气渣、沼气液中则含有丰富的有机质、腐殖酸、氮、磷、钾等营养成份及氨基酸、维生素、酶、微量元素等生命活性物质,是一种优质高效的有机肥料。利用沼液、沼渣作为水稻、蔬菜、水果、蘑菇等的肥料或养料,不仅大大减少了化肥的用量,而且增强了农作物的抗逆能力,减少病虫害的发生,少用或不用农药,降低了种植成本,提高农产品的品质,生产出无害化的农产品,逐步实现生产无害化。沼气建设不仅能有效防治环境污染,还产生正的生态环境效益,农户用沼气作家庭用能,可以避免对林木的过度砍伐;有效地保护了森林资源。利用沼液与沼气渣在荒山上种植果树有利于减少水土流失,涵养水源、调节区域小气候、提高当地居民的健康水平(释氧、吸尘、保持空气湿润清新等)。另外,沼气池的建设有利于美化农村面貌,建设有沼气池的农村或小城镇是干净、整洁的,而不再是苍蝇漫天飞舞,各种家禽粪便比比皆是的目不忍睹的场景了。
三、沼气建设的经济效益分析
据调查,从建沼气池的投入成本看,根据一般一个家庭建造一个8立方米的沼气池,将各项费用――材料费、人工费等计入,一般情况最多花费1500元左右,将后期的维护费计入200元,也就是建造一个沼气池的总成本为1700元,以后每年将3-5头猪的粪便作为发酵原料投入到沼气池内,便可满足沼气池的需要,沼气池建成后,每年都可产出同水平的沼气,可作为农家燃料和照明的替代品,基本上能满足一个农民家庭的炊事和照明用能需要。如果没有沼气,一家农户要获取相当量的有效能,就需烧掉1500千克的薪柴,因此沼气为农户节约薪材和电费约1200元,据有关统计,一般正常投料的8立方米沼气池年可产沼气420立方米,相当24瓶石油液化气,产沼肥27吨,相当尿素300公斤、磷肥500公斤,钾肥200公斤。由此算来,可为农民节省肥料花费600多元,同时还可以减少农民的农药购买费用200元,因此从总的看,建一个沼气池的总成本最多1700元,而一年后沼气池的年收益最少2000元,一年便可回收总成本,而沼气池至少也可以维持10年左右,那么沼气池每年在较低的维护成本下,可以给农民带来很大效益。
四、广西沼气建设中存在的问题
1、沼气建设资金缺乏。广西是经济欠发达省份,农户建一个沼气池需人民币1500元左右,同时农民建成沼气池之后需要完成改厨、改厕、改圈等配套设施,又需要资金1500-2500元。列入项目建设村的,国家对每口沼气池扶持资金也只有800-1200元,剩余的资金全部由农户自负。这使经济发展水平较为落后的地方尤其是贫困村,在经济上无力承担,在一定程度上阻碍了农民沼气建设的积极性,沼气建设的推广也受到很大的限制。
2、沼气建设技术落后和建后管理滞后。广西在发展沼气工程的过程中,在户用沼气方面取得较大成就。到2008年,全区累计建成户用沼气池300万座左右。但是在沼气池建造过程中工艺类型多,效率普遍不高。大部分地区都是用土法建沼气工程,发酵温度低,缺搅拌,沼气产气率低。其次是产品利用率低,经济效益差。广西建沼气工程以处理废弃物和生产能源为出发点,而不是以充分利用资源为出发点,在工艺设计中对产品的应用重视不够,包括有机肥的生产、沼气发电余热的利用等。同时受限于技术水平和成本控制,普遍采用传统的现场加工安装的方式,没有实现工程的设备化和标准化,传统安装方式工期长,难维护,不便于检修,质量难保障。同时进出料方式落后,手动操作管理,不但需要人工较多,而且效率极低。由于沼气建设的专业技术力量和实际操作经验仍然较为薄弱,造成广西的个别地方沼气池建成后无法使用。而有的地区沼气池建成后,管理却十分滞后,大部分农村地区拥有少量的维修点或是没有维修点,没有普及相应的后期管理组织,许多已建沼气池由于得不到正常维护或是买不到相应的配件,逐渐成为病池和废弃池退出使用,严重影响了其他未建沼气池农户的积极性。
3、沼气建设没有实现产业化发展。在广西的沼气池开发方面,大多还是处于“一户一池”的状态,每家每户各建一个小沼气池,建有沼气池的农户,一般配套养几头猪,猪粪入池发酵沼气,沼气用于炊事和照明,沼液和沼渣则作为农业耕种的生态有机肥。而大型沼气工程的开发则较少。沼气资源是一种可再生的清洁能源,而煤炭、石油、天然气等能源则是不可再生能源,随着人们对能源的需求增加,对沼气产业化的需求也越来越强烈。
4、沼气综合利用知识缺乏。由于受技术的限制,一部分农民对发展沼气,信心不足。他们认为搞沼气建设只能照明、煮饭,现在农村都通了电,用上了煤,甚至用上了液化气,没有必要再进行沼气建设。并且对沼气建设在治理农村环境污染,保护生态环境,发展生态农业中的作用缺乏了解。
五、加强广西沼气建设的对策
1、加强资金投入。积极向国家和自治区政府反映当前农村沼气建设面临的困难和问题,争取国家提高项目补助标准;同时,尽力整合各类资金,缓解一次性投入过大的矛盾,尽量减轻建池农户的经济负担。
2、加强沼气技术研发。当前,技术是制约广西沼气建设的最关键的因素。政府应加紧沼气推广技术研发工作,加强管理人员和施工人员的培训,招揽一些拥有精湛的沼气建设和维修技术的人才,有计划地培训一大批农民沼气技术人员,以适应农村沼气建设的需要,确保建池质量,全面提升沼气建设的技术含量,以满足广西各地沼气建设的需要。对于影响沼气未来发展的一些重大关键技术,应由自治区林业局牵头,联合区内科研单位以及国内外一些科研院校,进行重点集中技术攻关,政府给予政策与资金支持。为确保这些重点攻关的技术能迅速转换成生产力,建议建立广西沼气中试基地,以基地为依托,就地研究、就地成果转换,成熟后向全区甚至全国推广。建立广西沼气中试基地,对于目前还没有专业的沼气研究机构的广西来说,显得至关重要,对于保持广西农村沼气在国内的领先优势也有着重要现实意义。
3、加强后期服务体系建设。加快后期服务体系建设,服务体系建设要充分考虑沼气农户需求、沼气发展潜力、技术力量配备等因素,建立功能完善、服务高效的服务体系,以提高沼气池的使用率,及时解决农民在沼气使用过程中出现的各种问题,解决建池农户的后顾之忧。政府应鼓励发展协会领办、个体承包、股份合作等多种服务模式,确保沼气农户受益,充分发挥农村沼气的长期综合效益和在新农村建设中的重要作用。
4、推进沼气产业化发展。近年来,广西农村的大量青壮年劳动力外出务工,致使农村的畜牧业发展受限,农村“一家一户”的沼气池形式不能产生相应的功效,因此在农村的沼气推广不应局限于户用沼气池,而是开发多户用的中型沼气池以及大型沼气工程,特别是以秸秆原料集中发酵供气的沼气工程,所产沼气供给周围用户,收取一定的费用,实现沼气商品化,对于大型沼气工程,可以试行沼气发电,使我区的沼气逐渐走向产业化道路。
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生物质沼气技术篇7
近年来，榆社县委县政府，强抓机遇，坚持巩固、提高和发展的基本原则，把农村沼气建设与节约能源、治理环境、生态建设、扶贫开发、调整农业产业结构、提高农民群众生活质量相结合。坚持因地制宜、多能互补的发展思路，科学规划，合理布局，建管并重，扎实推进。加强全县农村沼气推广技术力度和服务体系建设，推进以沼气为主的农村多种可再生能源建设事业全面发展，进一步开展与户用沼气配套的多能互补技术和项目开发，深入开展沼气、沼渣、沼液综合利用的研究和推广，不断提高我县农村可再生能源建设利用水平。
一、户用沼气建设项目
1、户用沼气建设情况
截止目前，全县共完成户用沼气建设7929户，（其中，2006年国债1500户、2007新农村4190户，2008年国债2000户，2009年退耕还林11户、2010年退耕还林228户）从使用情况看，现在正常使用的2775户，占建池总数的35%；间歇使用的2220户，占建池总数的28%；全县平均使用率为63%。
2、户用沼气的生态、环境和社会效益
榆社县农业局积极鼓励农民发展沼气建设产业，全力发展沼气生态链。把兴建沼气池与改厕、改圈、改厨、改院结合起来，实现畜禽养殖、厕所、沼气池“三位一体”。沼气池的普及建设和推广为榆社县“猪-沼-果”、“猪-沼-菜”、“猪-沼-粮”、“猪-沼-瓜”等一大批各具特色无公害农产品的种植提供了沼气能源生态模式。目前，我县的沼气建设户已达7929户，沼液喂猪规模为17980头，实施沼液浸种84788亩，沼肥种果1580亩，沼液种菜8068亩，沼液种瓜1800亩。通过综合利用调查表明：建一个8立方米的沼气池年可节约标煤2吨，节电100度，减少化肥用量150公斤，共折合人民币1000元，全县7929个沼气池，共增收节支792余万元，三沼综合利用技术的推广应用，为农业生产提供了大量优质有机肥料，大大减少了化肥和农药施用量，由于沼肥富含生物活性物质，可明显提高农产品质量，有效促进了无公害蔬菜和绿色食品的开发，为农民生活质量的改善搭建了平台。
二、村级服务网点建设项目
随着沼气建设在我县的蓬勃发展，建池数量的增加，搞好农村沼气的后续管理和服务，保证所建沼气池长期高效运行，已经成为解决沼气用户的后顾之忧、推进我县沼气又好又快发展的瓶颈。为此，我们紧紧围绕专业化服务、物业化管理、市场化运作的原则，建立健全全县服务网点。目前，全县9个乡镇都陆续建起了沼气物业服务站，从业人员达到50余人。
1、村级服务网点项目建设情况
我县的38个农村沼气服务网点已全部运行，正在逐步完善，项目已全部落实到乡、村，服务网点的检测设备、抽渣车、沼气配件、定制的38套沼气宣传版面、文件柜、柜台和印发的各种沼气宣传资料等已全部发放到服务网点。与市农业局签定了项目合同，沼气技工已全部服务上岗。在项目实施中我们按照文件要求全部达到“六个一”的标准：一处服务所、一套进出料设备、一套检测设备、一套维修工具、一批沼气配件，一处原料预处理场所等。
2、网点建设的目的
通过农村沼气村级服务网点的建设、运作、科学规划，沼气技术和沼气配套物资服务的完善，为我县农村沼气长久运行探索适宜服务模式，实现了沼气配套器材供应、更换到户，沼气技术服务指导直接到户。通过村村都有沼气技术员，逐步完善了沼气建设管理和服务体系，提高了服务质量，保证了全县所建沼气池安全正常运行，解决了沼气户的后顾之忧。
三、高效低排放生物质炉项目
1、项目建设的目的
通过试点使用高效低排放户用生物质炉，把我县农村的各种果树枝、秸杆、玉米芯等废弃生物质作为燃料，用于农户采暖和做饭使用。从而摸清和了解到生物质炉具在我县农村实际使用的效果及其产生的经济效益和社会效益，为生物质炉进一步推广使用提供可行性依据。
2、项目实施后取得的实际效益
从我县的生物质炉具试点使用效果来看，主要体现在两个社会效益上。一个是间接的提高了农户的经济效益，在榆社县农村，我们以最少人口三口之家算，每户做饭加取暖每年至少要消耗三吨以上的煤炭，最少也要花1000多元钱，而现在我们用自己修剪或废弃的果树枝作为燃料，通过这种使用了气化技术和余热利用技术，能使燃料充分燃烧的生物质炉来解决我们的做饭、取暖、洗澡等诸多生活问题，并且我们的这种果树枝原料是完全免费的，果树是年年修剪，不断更新的，所以果树枝是取之不尽，用之不竭的可再生能源。从这一方面讲，每户农户减少或节约1000多元买煤买炭的钱，实际上农户已经是增收了。另一个效益则是体现为改善了我们居住的生态环境。以前农民总是把果树枝进行田间焚烧，或有一部分农户用传统的柴灶烧火做饭，两者都是烟熏火燎，浓烟滚滚。不仅浪费了大量生物质资源，同时还严重污染了大气环境，排出了大量的二氧化硫，一氧化碳，煤焦油等有毒有害气体，影响着农村人们的生活质量和身体健康，而现在使用了生物质炉具，不仅使大量农田废弃物、果树枝变废为宝。更重要的是它在燃烧过程中，可达到“零排放”——即不排渣、无烟、无二氧化硫、煤焦油等有害气体，不污染大气环境，同时还有效的堵绝了村里村外、田间地头果树枝的乱丢乱弃，整洁了村容村貌，净化了生活环境。
四、省柴节煤吊炕项目
我县是典型的农业县，全县果园面积5.7万亩，玉米面积16.2万亩，有相当丰富的果树枝和玉米秸秆可作为省柴节煤连炕灶的优质原料。截止目前，我县已建设省柴节煤吊炕5000铺，该项目的实施，有效地解决了农村燃料紧缺的问题，改善了农村生活、生态环境，提升了优化环境指数，为开展新农村建设新局面搭建了平台。达到了农村农民节能、减排、增效的完美效果。发展省柴节煤连炕灶建设项目是造福农民的好事、实事，是改善生态环境的必然选择。
五、可再生能源事业健康发展
沼气用户在种植业和养殖业方面都得到了实惠，为全县推广可再生能源起到了示范样板作用。在样板作用的带动下，广大农民深刻认识到，发展可再生能源不仅可以保证和改善农业生态环境，合理利用自然资源，而且可以提高劳动生产率和资源利用率，促进农业可持续发展。因此，农村基层干部和群众迫切要求发展以沼气为主的农村可再生能源，全县已建设沼气用户7929户、服务网点38处，推广生物质炉示范户300户，省柴节煤吊炕5000铺，太阳能路灯90盏。
六、农村可再生能源发展思路
1、因地制宜，农民自愿
新建户用沼气每年要坚持农民自愿的原则，而且新建数量不能大，要逐年发展，保证建一户用一户。要因地制宜，着眼长远，从农村的实际出发，充分考虑农村畜牧养殖水平、农户宅院位置、农民生活习惯等各方面的因素，充分尊重农民意愿，尊重客观规律，因村制宜，因户制宜，真正从具备发展使用沼气条件或者说通过努力可以具备发展使用条件的农村和农户入手，扎扎实实把沼气建设使用作为一项长期性的工作抓下去。
2、牧沼结合，互利互补
牧沼结合是解决粪源紧张的关键。针对目前粪源紧张的严重局面，应采取积极的多种鼓励政策，引导农民特别是沼气用户发展畜牧业，在沼气用户中积极探索快速养猪的新方法、新途径，对现已建成沼气的用户并有养殖条件和意愿与积极性高的，实行养殖与沼气项目配套扶持，以实现两者的互动，以求得在最短的时间内解决粪源紧缺的局面。
3、加大资金扶持，促进沼气正常运行
通过调查，我县农户沼气使用原料来源单一，都是利用动物的粪便作为沼气的原料。由于家中老力外出打工，家中缺乏老力，90%农户没有养殖畜禽，几乎所有的原料靠外购。按照每一户每一天用沼气两立方计算，需要补助每方0.8元，每天补助1.6元。按每年平均7个月计算，每户一年需要补助336元用于购买粪源。以奖带补提高农户的积极性，促进沼气的正常运行。
4、提高质量，完善标准
对现已建成并投入使用的沼气用户，采取逐一排查摸底的方式，征得用户的理解和支持，多方筹措资金，对沼气建设进行高标准的改造，提高质量标准，完善配套设施，使我县的沼气项目实现真正“一池三改”的标准，使用户用得开心、政府放心、群众舒心。
5、完善体系，强化服务
继续加强农村沼气的物业化管理，实行服务体系完善，服务收费规范化，使服务被用户接受，服务体系不断壮大。加强沼气的管理服务是沼气能否正常使用的重要环节，应引起各级政府部门的高度重视。希望有关部门在现在服务体系、网点的基础上，进一步完善县、乡、村三级服务网络体系建设，培养专业技术队伍，加强技术装备，提高技术指导和服务水平，按照市场化的运作模式研究制定运作机制，使技术人员愿意服务，能够解决故障和问题，使用户点得着、用得上，出了故障有人管，管得了，只有这样，沼气建设使用才能真正惠及千万群众。
6、加强宣传，珍惜成果
还需加强宣传力度，不失时机宣传以沼气为主的可再生能源，给社会一个对可再生能源的再认识。强化沼气用户“三分建设、七分管理”的意识，珍惜国家巨额投资建设的成果，破除怕麻烦、不愿管的传统落后思想和习俗，真正使沼气能够建一座、用一处，烧得旺，达到方便、快捷、安全、卫生的要求。
生物质沼气技术篇8
我们临汾市1997年开始发展沼气,目前全市农村户用沼气池保有量达12万座。据抽查统计,截止2008年底,全市农村户用沼气池中有3~4万余座没有正常运行而闲置着。随着建池技术、标准的不断改进和创新,临汾市户用沼气池使用率逐年提高,闲置率和废弃率逐年下降。但每年又会不同程度地新出现闲置、废弃的沼气池,这种情况极不利于农村沼气事业的发展。不管基于何种原因,沼气池闲置、废弃问题都会给沼气事业的发展带来一系列严重的负面影响,它不仅造成人力、物力的浪费,更重要的是严重挫伤了农民建设沼气的积极性,加大农村沼气的推广的难度,阻碍沼气事业的健康发展。正确分析沼气池闲置、废弃的原因,探究解决沼气池闲置、废弃问题的方法和途径,是沼气事业健康发展的关键。从而根本上解决沼气池闲置问题,提高沼气利用率,把这项利国利民,功在当代、利在千秋的好事情办好。
1沼气池闲置、废弃的原因
1.1思想认识问题
思想认识问题是沼气池闲置的主要症结之一。1997~2004年,临汾市在沼气工作推广初期,为了引导示范,大多数建池户都享有政府一定数额的补贴,农民自己投入的资金不多,且农民的认识只限于“做饭、点灯”,没有意识到沼气建设对生态的保护和改善以及对农业生产积极作用,建池被动。特别是在临汾市这样一个煤炭资源相对丰富的地区,当时农村生活能源价格相对低廉,也形成了人们对沼气建设认识的局限。从而使农村沼气建设缺乏统一的发展规划,缺乏切实可行的措施。
1.2建设时间问题
目前我们推广的沼气池都是砖混结构和全混结构,建一座沼气池一般需要4~5天左右的时间,完成改厨、改圈、改厕一般需要7~9天时间,农村沼气国债项目建设期限是一年,而由于资金、设备、配套、组织、农忙、天气、降雨等原因,实际建设时间推到秋冬季节,且只有一个半月到三个月,因此施工时间紧,冬季施工造成投料产气和病态池发生。产业论坛industryForum27新能源产业
1.3施工质量和病池问题
由于施工时技术、材料等把关不严,技工管理不到位,造成一些池子未经使用就漏水、漏气或使用一段时间后漏水、漏气;由于投料时没有考虑各种发酵物料的比例而使料液偏酸造成酸中毒;由于投入一些不利于厌氧细菌活动的物质而使发酵受到抑制。以上情况都造成沼气池产气少或不产气,从而影响了沼气池的使用。
1.4规划布局问题
农户受风水和迷信思想的影响,庭院沼气的布局和规划要让位和服从于农户意见,给沼气池合理规划带来一定影响。造成部分沼气池建设没有实现“一池三改”,有的是沼气池和厕所相连,但不能与畜禽圈相连,有的虽然沼气池和养殖圈相连,但不能与厕所贯通;不能避开树木,有效利用阳光,导致沼气池使用困难,无法正常越冬,影响了沼气池效益的发挥。有的甚至出现池体裂损。
1.5发酵原料问题
近年来畜禽价格市场波动较大,加之疫病等方面的问题,每年都有一批农户建池后放弃养殖,导致沼气池使用一段时间后无发酵原料而闲置;有的农户因畜禽粪便不足,投入了过多秸秆类原料造成结壳,导致产气不足,无法正常使用,最终闲置。
1.6越冬问题
临汾市冬季比较寒冷,庭院沼气池未采取防寒保温措施,池内温度低,造成病态池的出现,最终闲置或报废。
1.7搬迁及人口变动问题
多年来农村住宅缺乏长远规划,个别农户建池后又修建搬迁新住宅,直接导致沼气池报废。另一方面农户家庭人口处在动态变化之中,目前大多数家庭都是3～4口人,建池时有人员管理,使用一段时间后,家庭主要劳力外出打工,也会造成沼气池闲置。
1.8管理服务问题
沼气池的建设和管理需要有一定的技术性和连续性,农户接受沼气技术培训缺少,在沼气出现问题时找不出原因就放弃管理,弃之不顾;能职部门缺乏工作经费和设备,技术指导地域范围广、数量多,对沼气生产知识及技术普及宣传力度不够,技术跟踪服务体制不完善;乡村农村沼气服务体系建设滞后、服务经费不能保证、服务人员流失严重;沼气综合利用效益发挥不好,农户主动交纳服务指导费动力不足;所有这些都造成沼气的管理和服务不能适应每年大量新建设的沼气池的服务需求。
2解决沼气池闲置、废弃问题的办法和途径
开发利用沼气,功在当代、利在千秋。要摆脱沼气利用率不高的困境,首先政府要从政策、资金上加大扶持力度,其次要建立一套完善的沼气技术服务网络,同时引导推广沼气综合利用,通过沼气综合开发,以效益带发展、促利用。
2.1加强领导、提高认识
沼气涉及到农业、农村的方方面面,是实现农村经济的可持续发展、加快新农村建设、改善农村生态环境、提高农产品质量和品质、增加农民收入的一条正确途径。各级政府要把发展沼气作为生态农业、生态保护的一项基础工程来抓,为沼气发展创造良好的政策条件。在制定沼气建设发展规划时,应因地制宜、科学发展,防止盲目求多、急功近利。只有从根本上解决干部和农民对沼气的认识问题,使他们充分认识和体会到建沼气的好处,沼气事业才具有发展的基础和动力。
2.2健全管理和服务体系
2.2.1加强市、县级农村能源管理机构的职能作用。加强队伍建设,增加人员编制,提高人员素质,保证每年有充足的工作、宣传、指导、培训和研发经费;
2.2.2建立乡村沼气服务站、点。每站固定1～2名服务人员,配备常用沼气配件、小型沼液运输罐和抽料泵,公布联系方式,及时解决农户沼气使用过程中出现的各种问题,定期对沼气设施进行检查和维修。每年由政府、农户提供和支付服务费用,建立服务技工服务质量考核办法,提高服务人员的服务水平和服务自觉性。以服务好、收入多、农户乐为服务原则;
2.2.3各级农村能源管理机构定期组织检查培训,以使用率为考核目标,同时传授新技术,解决新问题。
2.3提高技工建池质量产业论坛industryForum28
建池质量是沼气发展的根本,建池技术要求非常严格,每个环节都要认真、规范,做到精心设计、精心施工,这是保证沼气池能够正常使用的前提。为保证建池质量,必须做到:
2.3.1建池施工人员必须经过严格的沼气建设技能培训并考核合格后方可持证上岗;
2.3.2建池用料必须符合规定的标准,不符合标准的材料一律不用;
2.3.3工程建设中不得偷工减料,不可减少任何一道工序;
2.3.4建成后必须经过严格的检验,确保沼气池不漏水不漏气后方可投入使用。
2.4推广保温越冬、“一池三改”和“四位一体”技术,确保沼气池安全越冬
“一池三改”和“四位一体”是解决沼气池越冬问题的最佳模式。秋冬季节将日光温室、沼气池、猪舍和厕所结合起来,不但可以确保沼气池正常运行的料液温度,同时可以满足设施农业发展的能流、物流良性循环,达到农民增收的目的。庭院沼气以“填饱肚子、盖好被子”为主的越冬保温技术已经成熟,要加强宣传引导。
2.5针对性地选择建池区域和建池户
只要有针对性地选择适宜建池区域和建池户,沼气的利用和发展就会达到理想的效果。选择条件有:经济收入、养殖数量、庭院特点、人口结构、文化水平、产业结构和迫切程度等。
2.5.1贫困地区
临汾市贫困地区多处于山区,交通不便,经济落后,能源短缺,帮助农民解决生活用能,增加农民收入更为迫切。
2.5.2平川农业区域
临汾市平川以农业为主的地区,养殖条件好,经济作物面积大,农民科技素质高,沼气综合效益能更好的发挥。沼气既可解决生活用能,又能带动养殖业和高效经济作物种植业的发展。
2.5.3适宜农户率先发展
选择技术意识和文化素质高的农民作示范户。这些农户对新技术有较强的接受能力,善于学习和实践,建池后能够精心管理,能起到一定的示范带动作用。
2.5.4坚持做到“四不建”
即没有发酵原料的不建、家中人口流动性过大的不建、没有积极主动性的不建、不搞“三改”配套的不建。
2.6抓好典型示范,加大推广力度
要集中力量办好一批高标准、高效益的示范点,做到乡乡有示范村,村村有示范户,以点带面,促进农村沼气建设快速发展。
2.7增加必要的资金投入
沼气建设是一次性投入、长期受益的农村公益设施,加快农村沼气建设关键之一是要解决资金投入问题,国家应加大对基层农村使用清洁能源的投入力度,真正让农民用得起沼气。在沼气普及过程中,要尽快完善和解决沼气池管理和技术服务经费等难题,并多渠道筹集资金对闲置和报废沼气池进行再利用,要给予农户一定的优惠政策,帮助农户改造和再利用种种原因造成的废弃池。对已经闲置的沼气池,要查明原因,分类指导进行改造利用。未达到“三改”标准的沼气池,缺什么配套什么,使其恢复应有功能;病态池要根据其成因进行修复;属于管理不到位造成闲置的沼气池,要强化管理使其恢复使用。
2.8发挥纽带作用,提高竞争力
农村沼气建设要发挥纽带作用,实现“五结合”,即与果、菜、草、畜四大支柱产业发展相结合;与扶贫开发、整村推进项目的实施相结合;与社会主义新农村建设相结合;与退耕还林、保护生态环境相结合;与发展农村庭院经济和无公害农产品生产相结合。充分发挥纽带作用,拓宽自己的发展空间。
2.9健全服务体系,加强管理功能
规范的管理和健全的服务是沼气正常使用的有效保障。可从以下方面抓起:一是加强县、乡两级农村能源管理机构,把沼气工作作为农村工作的一项重要内容来抓,并定期研究和解决沼气生产中存在的问题;二是建立一批沼气技术服务网点,及时解决沼气使用过程中出现的各种问题,并定期检查和督促农户对沼气池的使用,定期对沼气设施进行检查和维修,逐步探索走出一条沼气服务的有效模式,达到“让农民乐意出资接受服务,服务技工收入不断提高,服务网点人员长期稳定,已建沼气周年高效利用”的目标;三是市级农村能源管理机构定期组织技术培训,并把最新技术传授给农户,不断提高沼气综合利用水平,发挥沼气的最大效益,以效益促发展、促利用。
生物质沼气技术篇9
关键词 农村沼气；现状；成效；问题；发展对策；福建大田
中图分类号S216.4文献标识码a文章编号1007-5739（2012）17-0207-02
农村沼气作为农村新能源，经过多年的推广、使用，其在缓解国家能源压力、保护生态环境、改善农村生活条件、改良土壤理化性状、促进生态农业发展、推进社会主义新农村建设、实现农业增产提质、实现农户节支增收等方面正逐步发挥积极作用，同时对沼气人才培养、技术创新、后续服务提出更高的要求[1-4]。
1大田县农村沼气发展现状
1.1基本情况
（1）大田县县域概况。大田县位于福建省中部闽江上游，与德化、永春、漳平、永安、三元、沙县和尤溪相毗邻，全县总面积22.94万hm2，现辖8镇10乡1场、263个行政村、8个居委会，农业人口31.92万人，7.6万户。2009年生产总值52.39亿元，农林牧渔业总产值25.95亿元。随着产业结构调整，畜牧业、茶产业、木薯产业、食用菌产业发展势头良好，全县3400hm2高山生态茶园被列为全国绿色食品标准化生产基地，成为全市首个全国绿色食品原料标准化生产基地县。沼气资源日益丰富，“三沼”综合利用前景广阔。
（2）农村沼气推广机构建设情况。2003年4月由县编办核编，正式成立农村环保能源站，目前实有工作人员7名。2006年成立由县委常委为组长、各县直部门为成员的县农村沼气工程建设领导小组，专职负责全县农村沼气工程建设的规划、组织、监督、指导等工作。同年，各乡镇对应成立乡（镇）农村沼气工程建设领导小组。组建沼气生产工队伍，为全县沼气建设服务。目前，全县持证技工67人，其中：初级沼气生产工53人，中级工14人。
1.2农村沼气建设情况
（1）农村沼气池建设情况。大田县从20世纪80年代开始实施沼气工程建设，截至2010年底，大田县沼气池保有量6243口，县、乡镇、村共投入扶持资金200万元以上。已普及到全县18个乡镇、1个农场的217个行政村，乡镇普及率100%，村普及率达83.2%。
（2）农村沼气服务体系建设情况。农村沼气后续服务网点41个，其中：县级服务中心1个、省级以上补助建设的乡村服务网点30个。现有网点维修人员41人，共采购检测设备、清池设备、维修工具等沼气维护设备31套，抽渣车7部，并无偿借给各乡村服务网点。全县实现乡镇100%有点，基本实现服务网络无缝覆盖，并具有较强的服务能力。
（3）“三沼”综合利用情况。年产沼肥（沼液、沼渣）逾10万t。茶产业上利用较多，主要通过“猪—沼—茶”生态农业模式进行利用，施用沼肥茶园约200hm2，占全县茶园总面积的5.4%，年利用沼肥逾1万t，年节约化肥、农药逾300t，年节支增收逾280万元。其他产业利用少，不足3000t。
2农村沼气推广的成效
2.1促进新型生态农业产业链形成
通过宣传、示范、引导、培训、技术支持等手段，促进了农户观念从“不明沼气”到“了解沼气”、从“被动等建”到“主动要建”、从“为沼气建沼气”到“为产业发展建沼气”的转变，促进了以“猪—沼—茶”、“猪—沼—菜”、“猪—沼—花”等为模式、种养相结合的新型生态农业产业链形成，解决了农业产业发展面源污染问题，实现养殖零排放，节约了生产成本，提高了产品品质，增强产品竞争力，增加产业效益。
2.2促进农村森林资源保护
按每口8m3计算，沼气池年平均可替代薪柴2t左右（约相当于2333.33m2林地的年生物蓄积量），相当于保护了逾1333.33hm2森林资源。据水利专家测算，666.67hm2森林的蓄水能力相当于1座蓄水量为100万m3的水库。
2.3促进农户节支增收
1口8m3沼气池常年运行，可满足一家4口人日常炊事、照明需要，年可省液化气6罐、电1400kw·h或节约电600kw·h、24个砍柴工日或节约煤1.5～1.8t，每口8m3沼气池年可节约用能开支800～1700元。
2.4保护人民群众身体健康
发展农村沼气，能减少农业产品有毒有害物质残留，减少其对人民身体健康的危害；还可消灭、阻断传染源，切断疫病传播渠道，把环境卫生问题解决在家居、庭院和街区之内，对防控人、畜疾病、疫病有显著效果。据广西卫生防疫站试验对比，经沼气发酵后的人畜粪便，寄生虫卵数量减少95.3%，蚊蝇虫卵未被检出。
2.5促进养殖增收
沼液和沼渣是优质的饲料添加剂，可加快动物体内肝糖、肌糖的积存，减少发病率，提高饲料转化率及畜禽质量，缩短出栏时间，从而增加沼气户的养殖效益。
2.6促进种植业节支增收
沼液和沼渣是优质、高效、无污染的有机肥料，可用作基肥、追肥、叶面肥和浸种，可用沼液、沼渣防治某些病虫害、培肥地力，可提高果菜等作物产量、品质、色泽等，且由于其无污染，所生产的产品市场竞争力强，市价高。据调查，1口8m3沼气池年产约20t优质高效沼肥，肥力相当于复合肥料500kg。施用沼肥还可防治某些病虫害，可促作物增产5%～15%，据估计，1口8m3沼气池年可节约肥料、农药开支约700元，增产增收约500元。
2.7改善农村村容村貌和环境卫生
依托沼气建设的“一池三改”，畜禽粪便、可降解生活垃圾等有机物作为沼气发酵原料进行再生利用，既改善了农村一家一户的小环境，又整治了一村一组的大环境，实现农村家居清洁化、公共环境卫生化，有效治理了农村的面源污染，改善了农村卫生环境。
3沼气发展存在的问题
3.1农户自觉管理意识差
一是由于沼气效益未完全发挥或发挥的不好，导致沼气比其他能源优势不明显，农户管理积极性不高，部分农户对沼气存在可有可无的观念。二是沼气要求管理较为精细与农户做事喜欢简单的习惯相冲突，且农户对沼气认识不够深刻、掌握管理知识较少，导致农户按习惯管理沼气运行，造成管理不到位。个别农户存在能用就用、不能用再说等消极管理观念。三是农户对沼气的收入与支出只以现金计算，有时造成沼气支出多、收益不明显，影响农户自觉管理的积极性。如使用沼气后，以前烧柴的农户节约了砍柴的时间，但农户会因砍柴用的是闲余时间而不将其折算成沼气收益，若是沼气运行管理成本过大或产气不好，就会影响农户使用、管理沼气的积极性。
3.2沼气技术有待完善
在实践中，目前的沼气技术有一定的局限性，导致部分沼气池产气不理想、沼气运行管理成本大、维护成本高、沼肥利用率不高，致使沼气效益不明显。沼气比其他能源优势不明显，有的技术还制约了沼气的发展。如，原料来源问题是目前制约无养殖户发展沼气的瓶颈问题。又如，以稻草为发酵原料的产气技术，由于预处理繁琐，且在实践中产气不理想，导致投料成本大，与其他能源比较优势不明显，农户接受意愿不大，技术有待创新；无法集中供气的大中型养猪场迫切需要解决沼气去向等问题。
3.3沼气专业人才少，知识普及率低
一是目前从事沼气推广、技术指导等管理干部专业对口的少，很多都是半路出家，从其他专业转行从事沼气行业。二是沼气管理干部、技工、网点维护人员掌握沼气知识少，服务技能差，难于很好地为沼气户提供服务。三是农户沼气普及率低，安全防患意识差，“三沼”不能合理、充分利用，沼气效益发挥少。
3.4建池相对集中难，发动、指导、服务工作量大、成本高
由于目前沼气技术局限，在实际使用中，有养猪、牛户的使用效果好于其他农户，因而在实施农村沼气建设中有养猪、牛户建池积极性明显高于其他农户，导致建池户主要以有养猪、牛户为主，造成相对集中建池困难。部分贫困、偏僻的山村虽然有养猪，但由于地理、经济条件限制，导致建池分散，造成发动、指导、服务工作量大、成本高。
3.5服务网点缺乏长效运作资金，难于持续做好沼气后续服务工作
目前中央及地方各级政府高度重视农村沼气服务体系网络建设，对建设农村沼气服务体系网点投入了不少资金，但由于农村沼气服务体系网络运作存在沼气户要优服务与网点服务人员要优效益之间的矛盾；加上农户自觉管理意识差、有偿服务接受意愿低，在目前没有可行的机制供借鉴及运作资金投入不足的情况下，建后服务体系网络运作难。
3.6沼气产品有待改进
一是沼气配件（如开关）、灶具等使用寿命短，容易损坏，增加了沼气运行成本。二是沼气配件设计不合理（如某些厂家的积水瓶、净化器接口设计不合理，容易造成漏气），影响沼气使用。三是沼气服务设备不适用，浪费了有限的资金，影响了后续维护能力。如，北京绿百合公司产品，有很多只能作为摆设。四是沼气配套产品品种少，适用性、使用寿命有待提高。如，沼气灯在实际使用中，亮度不够，容易烧坏。沼气热水器存在使用寿命短、有安全隐患等问题。
4今后农村沼气健康发展对策
4.1改变工作重心，实现以管带建
从农户对现实事例易于接受入手，将工作重心转移到后续服务上，加大对后续服务工作的人、财、物投入，注重培育先进典型，抓好已建池的使用指导及管理引导，确保已建池的正常、安全使用，促进沼气效益的充分发挥，做到“建一口，成一口，产效益一口”。充分发挥示范引导作用，通过已建池的巨大沼气效益，以已建池户的现身说法、对比，让农民亲身感受发展沼气的好处和效益，使更多群众主动了解沼气、自觉接受沼气，实现以沼气池“好用”的现实事例带动农户建池。
4.2加大科技创新投入
安排专项沼气技术创新经费，由基层沼气管理干部结合当地实际及存在的沼气技术问题进行技术创新，确保沼气技术具有较高适用性。
4.3加大宣传培训力度
沼气知识普及程度影响到沼气管理干部、技工、网点服务人员的技能水平和服务能力，也影响到沼气户的用气安全及“三沼”综合利用，从而影响沼气项目整体效益。要充分利用各种宣传手段，宣传沼气建设的政策、意义、成效、使用管理知识等，让农户知沼气、明沼气、会用沼气。要为沼气管理干部、技工创造学习、培训机会，严抓培训质量，切实提高沼气技术指导、服务技能，确保所有已建户得到正确指导、高效服务，促进沼气效益充分发挥。
4.4加大后续服务运作的资金投入
通过资金投入，积极进行长久运作机制探索，加快建立能协调沼气户要优服务与网点服务人员要优效益之间矛盾、运作市场化、服务专业化的服务机制，推动农村沼气后续服务网络的正常运转。
5参考文献
[1]马金国，罗海军，黄立君，等.平罗县农村沼气服务体系建设现状及发展建议[J].宁夏农林科技，2012，53（3）：85.
[2]周露茜，黄建强.农村沼气建设存在的问题有对策——以湖南省隆回县为例[J].现代农业科技，2012（6）：272.
生物质沼气技术篇10
我县是一个以农业为主的少数民族自治县，各类饲养量达110多万头，牲畜粪便530多万吨，农作物秸秆130多万吨。县委、县政府采取“政府引导，农产自愿”的原则，大抓农村沼气池建设，走资源节约之路，将实用技术转化为现实生产力，提高资源利用率。沼气池建设起步于2005年，县上在财力极度紧缺的情况下，共配套财政资金264万元，2006年实施规模1200眼。2007年又配套财政资金240万元，实现规模2000眼。据笔者调查统计，建一个8～10m3的沼气池，年可产沼气400～500m3，可年节约煤炭2吨左右，节约燃料费600元左右，节电200多度，节约化肥、农业150元左右，沼气池年经济效益达2200元以上。尽管县、乡、村各级领导下了决心，花了大力气，在技术、资金上给农户一定的资助，但建设进度不容乐观。目前的现状是广大农户听了激动，看了心动，实际不动。一种小富即安，不思进取的观念，制约着一些新信息，新技术的示范、推广步伐。在能源紧缺，肥料不足的我县，沼气池建设将是推动我县由传统农业向生态农业转变的一个契机，其发展速度的快慢，制约着我县今后“四位一体”生态农业模式的发展步伐。
2效益分析及前景展望
2.1沼气池建设实现了多业结合，加强了物质的循环利用
农村实施沼气池建设，不仅将农作物秸秆、废料、人畜粪便有机结合起来，而且实现了产气积肥同步，种植技术与养殖技术并举，充分达到了以农养牧，以牧促农，产气照明，生活用能，多业结合，实现了物质的循环利用（下图）。
同时，农作物秸秆、畜禽粪便中的绝大部分养分被保存，做到再次利用，提高了利用率（表1）。
2.2沼气池建设有利于形成优质的有机肥料，改善农村的环境卫生
农作物秸秆、人畜粪便和其他有机废物，通过沼气池发酵后的沼液、沼渣是优质的有机肥料（表2）。农村建沼气池不仅解决了有机肥不足问题，而且施用沼肥，可以明显地改变土壤的理化性状，消除土壤板结。既解决了农村废弃物的乱堆乱放，根除人无厕所畜无圈现象，又净化了农村环境，减少了畜禽疾病的传染途径，改善农村的环境卫生。
2.3沼气池建设有效地解决了农村能源不足问题，增加了农民收入
作为雨养农业的我县，大多农户燃料、肥料、饲料俱缺，而建一个8～10m3的沼气池，年可产气400～500m3。年可节煤2吨左右，节约燃料费600元左右，节电200多度，节约农药、化肥150元左右，年经济效益达2200多元。同时还有利于发展无污染、无公害和绿色农产品。
2.4加强沼气池建设，为我县“四位一体”生态农业的实现奠定强有力的基础
“四位一体”生态农业模式主要是指庭院经济与生态农业相结合的一种新的生产模式。它是以太阳能为动力，把沼气技术、种植技术和养殖技术有机结合起来，形成了沼气池、畜禽圈舍、厕所、日光温室“四位一体”的良性循环生产模式。在生产模式循环中，人畜粪便直接进入沼气池，沼肥为温棚蔬菜及农作物等生长发育提供优质的有机肥，沼气为农业生产和生活提供能源，从而达到改善环境、能源利用、促进生产、提高生活水平为目的，是今后我县发展“高产、优质、高效、低耗”生态农业的一个重要模式。
3发展建议及对策
3.1尽最大努力发挥县乡政府的宏观调控和全方位的服务功能，加大对沼气池建设的行政引导和服务指导力度。为群众收集和提供相关的信息资料，以看得见、摸得着的事实，让群众切实感受到沼气池带来的便利条件和经济效益，彻底排除群众的盲目随从性和后顾之忧。
3.2点面结合、辐射发展。按照我县的实际，因地制宜地结合各乡（镇）、各村组有新农村建设。整村推进、牛棚建设项目的村组，配施沼气池建设，以主项目套子项目，层层配套实施，求得面上的发展。而对没有项目的村组，动员一部分农户率先实施，顶起项目的“领头羊”，起到示范带头，典型引路的作用，求得点面结合，辐射发展。