农村沼气的建设和使用

成教教案（一）农村沼气的建设和使用教学总目标：1、让学员了解沼气的原理。2、让学员掌握如何建设沼气池并知道如何使用沼气。教学重点：沼气池的建设和沼气的使用。教学难点：沼气的使用。教学方法：讨论法和讲授法课时划分：7课时第一课时 沼气的基本知识一、导入： 在国家大力推动节约型社会建设的今天，作为新型洁净能源和可再生能源的农村沼气建设，被国家列入改善农村生产生活条件的“六小工程”之一，成为各级政府的重点建设项目。大力发展农村沼气，建设绿色生态家园，可为农民提供优质清洁能源，可实现燃料、肥料和饲料的量佳转化，可通过生态链的延长增加农民收入，起着回收农业废弃物能量和物质的特殊作用。同时，发展沼气可保护森林资源，减少农药、化肥和大气污染，改善农村环境卫生，提高农民的生活质量，推进农民奔小康，促进农村经济可持续发展。二、介绍资料： 通过询问农村技术员、查阅图书资料、上网查询等方式，了解查询有关沼气的基本知识。沼气最先是在沼泽中发现的，所以称为沼气。沼气是多种有机物质，在隔绝空气（厌氧或还原条件），并在适宜的温度、湿度条件下，经过微生物的发酵作用产生的一种可燃气体。 沼气的主要成分为甲烷（CH4）和二氧化碳（CO2）。 沼气发酵的主要原料有：多种秸秆、杂草等，农产品加工的各种有机物废物和废水，城市垃圾及生活污水等。 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。第二课时 沼气的用途及价值 在沼气生产过程中，可产生沼气、沼液和沼渣。沼气的综合利用就是将沼气、沼液和沼渣运用到生产过程，是农村沼气建设中降低生产成本、提高经济效益的一系列综合技术措施。1、沼气 沼气除了提供农户生活炊事、照明用能外，农业生产上还能用于塑料大棚内增温和施放二氧化碳，幼禽、蚕房增温，禽，点灯诱蛾，贮粮，柑橘保鲜，发电等。2、沼液沼液中含有各类氨基酸、维生素、蛋白质、赤霉素、生长素、糖类、核酸以及抗生素等。其中赤霉素可使种子提早发芽；核酸、单糖能增强作物的抗早能力；游离氨基酸能增强作物抗冻能力；抗生素则能防治作物病虫害；多种氨基酸和微量无素添加到饲料中，能促进畜禽增产等。沼液主要用于浸种，叶面喷肥，促花保果，养猪、养鸡、养牛、养鸭、养羊及种花等。3、沼渣 沼渣除了含有丰富的氨、磷、钾等大量元素外，还含有对作物生长起重要作用的硼、铁、猛、锌等微量元素，是一种非常好的有机肥。（1）沼渣栽蘑菇，比单纯用棉壳育菇增产29.2%。（2）沼肥种梨，能提高单产3%10%，节省商品肥投资40%60%。那么沼气有哪些用途？ 在使用沼气发酵助剂过程中产生的沼气有以下用途：1、在塑料大棚蔬菜生产中的应用利用沼气为大棚增温和保温燃烧1m3沼气可以释放23000KJ热量，可用这一数据来确定不同容积的大棚增温保温所需沼气量。利用沼气为蔬菜大棚提供CO2气肥；2、沼气养蚕指利用沼气灯给蚕种感光和燃烧沼气给蚕室加温，可以达到孵化快、出蚕齐、缩短饲养期、提高蚕茧产量和质量的目的。3、沼气保鲜和储存农产品原理是：在密闭条件下利用沼气中甲烷和二氧化碳含量高、含氧量极少、甲烷无毒的性质和特点来调节储存环境中的气体成分，造成一种高二氧化碳低氧气的状态，以控制果蔬、粮食的呼吸强度，减少储存过程过程中基质消耗，防治虫、霉、病、菌，达到延长贮存时间并保持良好品质的目的。第三课时 如何建设沼气池 人工制取沼气具有重大的经济意义和社会效益。它为农村农户煮饭、点灯提供了廉价的能源，可为国家大量的煤、柴和电，支援工业建设，又可提高肥效，扩大肥料来源，发展农业生产并能沉降杀灭寄生虫卵，改善环境卫生，促进人畜健康。其水压式沼气池建造技术要点如下： 1、沼气池的组成与规格：水压式沼气主要由进米口、进米管、产气间、出米管、出米间（水压间）组成。而主要部分产气间的大小由用户家庭人口多少来确定，一般四口之家建8立方米池，57口人的建10立方米池为宜。28立方米产气池挖深2米，直径3米，砌成后净深1.86米，直径2.7，10立方米产气池挖深2.2米，直径3.3米，砌成后净深2.15米，直径3米。进米管和出米管一般采用内直径为2030厘米，长1米的水泥管或陶瓷管，出料间（水压间）一般建造成园柱体最好，池深1米，10立方米的产气池，水压应为1.2立方米，8立方米产气池水压间为1立方米。注意：在挖坑时若遇到较松软或有暗洞的土层时，一珲要先用三七夯实处理后再砌垒。2、产气间的砌筑。基础按设计尺寸挖成后，每一层用24厘米砖砌一周，从第二层开始用112厘米砖砌至45厘米，放置进米管和粜管，继续砌至第16层（1米），在砌墙的同时，将四周与土墙之空隙用三七土夯实。然后开始发拱，第一层基础用24厘米砖平砌一周，然后以12厘米砖进行发拱，使拱顶与池底的高度为1.86米，正中面留直径50厘米的园口。砌墙灰缝饱满，内角卡紧，外角挂灰，发拱时砌面要水平，灰缝要不断完善，拱圈要圆。3、出料间的蕼筑。出料也叫水压间，其作用不仅但负平常用肥时提取液肥的功能，而最主要的是储存水肥的功能，当主池内沼气压力增大时，水肥经出料管压入出料间，用气后主池压力降低，水肥又自动流回主地，从而起到储水作用。蕼筑。12厘米砖平砌然后发拱收顶留口即可。4、池底的处理。产气间和出料间均已砌成后就可以处理池底，清除浮土，挖成锅底状，用夯全面夯实后，然后用100150号混凝土浇46厘米厚，拍捣密实收面即可。5、池子粉刷。池子的粉刷好坏关系到池子的密封程度与产气，所以应严格操作。最普遍的是七层粉刷法：三遍水泥沙浆，一遍纯水泥膏浆，三层稀水泥浆。操作上每上遍沙浆都要求压光压实，为使其结合紧密，每上一层沙浆前，都要先刷一次纯水泥稀浆作连接层。具体粉刷次序如下：先用纯水泥沙浆粉刷，厚度5厘米。第二层：待第一层初凝后先用水泥稀浆粉刷一遍，随即用1：1.5的水泥沙浆粉刷5毫米。第三层，等第二层初凝后用水泥稀浆刷一遍后，随即用1：1水泥沙浆粉刷5主毫米。第四层仅粉刷产气间的进、出料口以上。用纯水泥膏上1毫米厚。最后用板刷采用米字型复刷法，刷纯水泥稀浆三遍。注意：每遍必须刷出池外，池内不留任何接茬，连通管接触处要特别注意粉刷不留一个沙眼，全池内壁不留一个空白点。6、产气间的上盖。产气间的上口与盖有固定的模具可一次用水泥沙浆浇砌而成。7、投料与使用。以上砌筑全部完成后，要养护15天，然后套料。首先装入经拌和无土的猪粪、牛粪、鸡粪在大粪23方左右，让其先发热。二天后加入稀猪粪、稀人粪尿，并加入一定数量的发酵剂。最后加入水至池容积的85%90%，封盖时要注意用泥和湿土密封严实，后倒入少量的水。57天即可产气，先排净杂气，然后即可用沼气做饭、点灯。8、沼气池的管理。一次性投料后二个月内达到产气高峰。平常注意加入各种粪，沼液也要经常提取，以保持池内的动态环境，以利于产气。产气间因投入的均为猪粪、牛粪、鸡粪、人粪尿等细肥，故很少杂物沉淀，大约五年内池底不需清理。第四课时 沼气的原料沼气池是四位一体生态型大棚模式中的核心部分，起着连结养植与种植、生产与生活用能的 纽带作用。沼气池位于日光温室的一端，它是靠填充的粪便，借助温室等其他条件进行厌氧 发酵而产生以甲烷为主要成分的混合气体，为生活(照明、炊事)和生产提供能源；同时沼气发酵的残余物(沼液、沼渣)可为蔬菜、农作物等生长发育提供优质有机肥，从而达到改善环 境，利用能源，促进生产，提高生活水平的目的。四位一体生态型大棚模式沼气池生产运行管理是指从发酵原料的筹集、配比到启动、产气、应用、日常管理等周而复始的运转过程，要使沼气池产气多，持续均衡产气、供肥，必须从开始 投料起就认真抓好管理工作。一、沼气发酵原料的配备农村中可以用来作沼气发酵原料的有很多，最常用的是人、畜(猪、牛、马、羊、鸡、鸭)粪 便，各种作物秸秆(稻草、麦草、玉米秸)、青杂草、烂菜叶、水葫芦、废渣废水(酒糟、制 豆腐的废渣水、屠宰场废水)等都是很好的沼气发酵原料。但四位一体生态型大棚中的沼气池不能用各种作物秸秆作发酵原料，因为秸秆在沼气池中的滞留期长达90天以上，影响对蔬 菜的施肥，而且出料困难，故不能采用作物秸杆做发酵原料。二、搅拌方法：1、机械搅拌：机械搅拌器安在沼气池上部。这种装置适于单一原料粪和粉碎后的作物秸秆原料。2、液搅拌：用人工或泵从沼气池中抽取一定量的料液，再将其倾入沼气池中，以产生较强的液体回流，达到搅拌的目的。3、气搅拌：将沼气压缩后从池底冲入池内，产生较强的气体回流，达到搅拌的目的。三、添加剂和抑制剂 有不少物质可以促进发酵作用，因此可作为添加剂来促进发酵。而另外有些物质则可抑制发酵的进行，需要在发酵时加以控制。但还有一些物质对发酵的影响，往往与它们的浓度有关。如在低浓度时它们可起到刺激作用，而在高浓度时则产生抑制作用。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。第五课时 沼气的产生及制取一、沼气的主要成分沼气的主要成分是甲烷，它的分子式CH4。最简单的有机化合物。甲烷是没有颜色、没有气味的气体，沸点-161.4，比空气轻，它是极难溶于水的可燃性气体。甲烷和空气成适当比例的混合物，遇火花会发生爆炸。化学性质相当稳定，跟强酸、强碱或强氧化剂（如KMnO4）等一般不起反应。在适当条件下会发生氧化、热解及卤代等反应。二、制取沼气的基本条件通过上面的试验，我们制取了沼气。看似简单的试验，其实包含了许多影响因素。沼气的形成大致可以分为两个阶段：首先将多种复杂的有机物转化为低级脂肪酸，然后再转化为甲烷和二氧化碳等。根据以上试验过程，考察当地沼气池的生产过程，并查找相关资料，可以归纳出制取沼气的基本条件。1、严格的厌氧环境沼气发酵微生物包括产酸菌和产甲烷菌两大类，它们都是厌氧细菌，尤其是产生甲烷的甲烷菌对氧特别敏感。它们不能在有氧的环境中生存，哪怕微量的氧存在，也会使发酵受阻。因此，建造一个不漏气、不漏水的密闭沼气池，是人工制取沼气的关键。2、足够和优良好接种物接种物是沼气发酵所需要的含有大量微生物的厌氧活性污泥，也称菌种。只有具备足够优良的接种物才能保证沼气发酵高效运行。3、必要的发酵温度沼气发酵菌种在86范围内都能发酵产气，并且温度越高，发酵越活跃，产沼气越多。4、适宜的酸碱度在沼气发酵过程中，沼气菌适宜在中性或微碱性的环境中繁殖。发酵液的PH值控制在6.87.5为宜。第六课时 沼气的利用沼气的综合利用: 沼气发酵不仅是一个生产沼气能源的过程，也是一个造肥的过程。在这个过程中，作物生长所需的氮、磷、钾等营养元素基本上都保持下来，因此沼液是很好的有机肥料。沼液及沼渣总称为沼肥，是生物质经过沼气池厌氧发酵的产物。据测定，沼液中含有丰富的氮、磷、钾、纳、钙等营养元素。沼液、沼渣中的大部分物质都是新生的，这就是沼液、沼渣与敞口池中粪水的根本区别。 沼液中，已经测出各类氨基酸、维生素、蛋白质、赤霉素、生长素、糖类、核酸以及抗生素等，这些物质都是综全利用的物质基础。例如：赤霉素可使种子提早发芽，某些核酸、单糖能增强作物的抗旱能力，某些游离氨基酸能增强作物抗冻能力某些抗生素则能防治某些作物病虫害，多种氨基酸和微量元素添加到饮料中以弥补其不足，促进畜禽增产等。1、稻猪沼稻：即用稻谷、秸秆、谷糠养猪，猪粪下池产沼气，沼气煮饭、点灯、照明，沼肥还田种稻、添加沼液喂猪。这种模式的特点是链条短，投资少，易管理，见效快，适应性强，易于推广。2、猪沼鱼：这种模式适合畜牧、水产养殖专业户，猪粪下池产沼气，开启闸阀将沼气池的沼渣和自溢流管溢流出的沼液引入池塘养鱼，塘泥再返田作肥料，沼气作生活燃料，并可诱蛾灭虫喂鱼。3、牧草兔猪沼牧草：该模式适合养兔场，牧草选用俄罗斯饲料菜、间作黑麦草，这样兔子一年四季都有青饲料，兔粪发酵后喂猪。料肉比为5.1:1，沼液喂猪喂兔，沼气用作生活能源，沼渣还田于牧草。4、粮田鸽猪沼粮田：该模式适合养鸽为主的专业户，粮食喂鸽，鸽粪发酵喂猪，沼液再用于猪、鸽饲用，沼气用作生活能源，沼渣肥田。5、鸡猪沼菜：即猪圈上建鸡舍养鸡，鸡粪落下来喂猪或将鸡粪收集后发酵喂猪，猪圈下建造沼气池，沼气用于煮猪食和照明，沼液喂猪或做叶面肥喷施蔬菜，沼渣返地种菜。采用这种模式的最大特点是能够充分利用时间、空间和劳动力。实现以沼促菜，以菜促猪，以猪促沼的良性循环。6、猪沼菇：即猪粪下池产沼气，沼渣培育食用菌，菌糠废料下田，添加沼液养猪。此种模式较适合经济不发达地区，可帮助农民迅速脱贫致富。7、鸡猪沼孵鸡：鸡粪喂猪，猪粪下池，沼气用于孵鸡，沼渣饲养蚯蚓，沼液种青饲作物，蚯蚓和青饲料再来喂鸡和猪。8、糟猪沼电：酿酒后的废糟喂猪，废糟水和猪粪下池产沼气，沼气发电酿酒和搞动力加工，沼渣养鱼或肥田。9、太阳能暖圈喂猪沼气池贮肥池水窖果园：该配套模式适合于气候干旱，冬季寒冷的渭北旱源地区。果园里的水窖和滴灌系统加上种草覆盖可起到保墒抗旱、增草促畜、肥田改土的作用。一口沼气池左牵种植右联养殖，既降低种养成本又增加经济效益，同时还能解决农村能源问题，生活环境和生态效益也相应得到了改善和提高。可见，高效生态农业应从沼气池开始。第七课时 沼气的管理一、日常安全管理 1、沼气池的出料口、进料口都要加盖，防止人、畜掉入池内造成伤亡。揭开活动盖时，不要在沼气池周围吸烟或使用明火。 2、要教育小孩不要在沼气池边和输气管路上玩火、燃放鞭炮等。试火时必须在远离沼气池的灶具上，不要在导气管上边试火，以免造成回火导致沼气爆炸。 3、经常检查输气系统，防止漏气着火。 4、每天要观察压力表上水柱变化。特别是夏天，温度高，产气多，池内压力过大时，要立即用气和放气，以防胀坏气箱，冲开活动盖。不能在室内和日光温室内放气，以防引起爆炸。 5、如一次出料数量较大时，应打开开关，以免负压过大损坏沼气池。 二、安全用气 1、沼气池、灶具和输气管道不能靠近柴草等易燃物品，以防失火。 2、使用沼气时，要先点燃引火物，再开开关，以防一时沼气放出过多，燃到身上或引起火灾。 3、如在室内闻到臭蛋味时，应迅速打开门窗或风扇，将沼气池排出室外，这时不能使用明火，防引起火灾。 三、安全出料和维修 1、下池也料、维修一定要做好安全防护措施。打开活动顶盖敞开几小时，先出浮渣和部分料液，使进出料口、活动盖口三口通风，并向池鼓风，排除池内残留沼气，下池前，先做活动物试验。下池时，为防止意外，要求池外有人监护并系好安全带，发生情况可以及时处理。 2、揭开活动顶盖时，不要在沼气池周围点火吸烟。进池出料、维修，只能用手电或电灯照明，并且要先在池外打开开关，然后方可进池照明，不能用用油灯、蜡烛等明火，不能在池内抽烟。 3、禁止向池内丢明火烧余气，防止失火、烧伤或引起池子爆炸。 四、事故的一般抢救方法 1、送风。一旦发生池内人员昏倒，而又不能迅速救出时，应立即采用人工办法向池内送风，输入新鲜空气。切不可盲目入池抢救，以免造成连续发生窒息中毒事故。 2、救治伤员。将窒息人员抬到地面避风处，解开上衣和裤带，注意保暖。轻度中毒人员不久即可苏醒。较重人员应就近送医院抢救。 3、灭火。被沼气烧伤的人员，应迅速脱掉着火的衣服，或卧地慢慢打滚或跳入水中，或由他人采取各种办法进行灭火。切不可用手扑打，更不能仓惶奔跑，助长火势；如在池内着火要从上往下泼火灭火，并