（环境工程专业论文）农村沼气发酵及其残余物的主要化学成分评价.pdf

两南大学硕十学位论文摘要 农村沼气发酵及其残余物 的主要化学成分评价 环境工程专业硕士研究生谢涛 指导教师陈玉成教授 摘要 农村沼气建设项目对建设社会主义新农村、提高农民生活质量、改善农村生产、优化农村能源 结构、保护农村生态巧境，必将起到积极的推动作用。沼气发酵的工艺参数对沼气产气量影响很大， 采用合适的发酵工艺参数是高效生产沼气的关键。另外，沼液和沼渣是一种优质的有机肥料，能显 著改善土壤生态系统和结构，增加土壤肥力，有效调节土壤中的水、肥、气、热，促进土壤生态环 境良性循环。 本试验模拟农村水压式沼气池的工作原理，通过自制沼气发酵装置，从实际需要出发，研究了 不同类草比、接种物的接种量、堆沤处理方式这3 个影响沼气发酵的重要因素对产气效果的影响 另外，通过综合工艺试验，得到了堆沤处理方式、不同粪草比，不同原料配比和接种物的接种量4 个因素的最佳组合。 通过设置4 个不同粪草比处理，研究粪草比对产气效果的影响。结果表明，在碳氮比不定的情 况下，原料的总固体浓度为8 、p i t 值介于6 8 - - 7 4 、接种沼气池污泥量为原料干物质重量的2 0 、 发酵周期为3 0 d 时，纯猪粪的效果最好，其在总产气量、日均产气量、池容产气率、料容产气率和 原料产气率分别达到了8 8 8 5 1 8 4m l 、2 9 6 1 7 3m l 、0 4 5 2 7m 3 m 3 d 、0 5 3 2 8 m 3 m 3 d 和0 1 9 9 9 m 3 k g t s ， 比粪草比为2 ：1 的处理有很大提高，分别提高了4 t 6 1 、4 1 6 1 ，4 1 5 6 、4 1 6 3 和4 1 6 7 。 在碳氮比一定的情况下设置3 个不同粪草比处理，研究其对产气效果的影响结果表明，在碳 氮比一定的情况下，原辩的总固体浓度为s 、p h 值介于6 8 - z 4 、接种沼气池污泥量为原料于物质 重量的2 0 0 、发酵周期为3 ( k i 时，碳氮比为2 ：l 的处理效果最好，其在总产气量、臼均产气量、池 容产气率，料容产气率和原料产气率分别达到了5 6 6 6 2 2 8 m l ，1 8 8 8 7 4m l 、0 2 8 8 8m s m 3 d 、 0 3 3 9 8 m 3 m 3 r d 和0 , 1 2 7 4 r n 3 k g 、t s 。比粪草比为3 ：l 的处理有很大提商，分别提高了3 0 2 9 、3 0 2 9 、 3 0 2 7 、3 0 2 9 和3 0 2 7 。 通过对沼气池污泥的接种量设置不同的梯度，研究接种量对产气效果的影响试验的其它条件 为：原料总固体浓度为8 、换料时间间隔为7 d p h 值在6 8 - 7 4 之问、发酵周期为3 0 d ，沼气池污 泥的接种量分别为1 0 、2 0 和3 0 。结果表明，在本试验的试验条件下，对发酵原料接种3 0 的 西南大学硕士学位论文摘要 沼气池污泥效果最好，其沼气的总产气量、日均产气量、池容产气率、料容产气率和原料产气率分 别达到了3 7 8 7 3 6 0 m l 、1 2 6 2 4 5m l 、o 1 9 3 0m 3 m 3 d 、0 2 2 7 1 m d 、0 0 8 5 2 m 3 k g t s ，比接种2 0 和1 0 的沼气池污泥的处理的总产气量分别提高了4 4 8 1 0 细1 7 4 4 9 ，池容产气率提高了4 4 8 1 和 1 7 4 4 9 ，料容产气率提高了4 4 7 9 0 , 6 _ j i q i1 7 4 5 4 ，原料产气率分别提高了4 4 9 0 和1 7 4 8 4 。 不同的堆沤方式也影响沼气发酵的效率。本试验在发酵原料总固体浓度为8 、换料时间间隔为 7 d ，p h 值在6 8 - 7 4 之问、发酵周期为3 0 d 时，对原辩分别采用池外堆沤，池内堆沤和不堆沤三种 处理方式。结果表明，池内堆沤处理方式的效果最佳，其沼气的总产气量、日均产气量、池容产气 率、料容产气率和原料产气率分别达到了5 6 6 6 2 ：2 8 m l 、1 9 8 8 2 4 m l 、0 2 8 8 7 m 3 m 3 d 、0 3 3 9 7 n 觑f d 和0 1 2 7 4 m 7 k g t s ，比不堆沤的处理提高3 1 6 3 、3 1 6 3 、3 1 1 1 、3 1 1 1 和3 1 2 0 。 另外，本论文还进行了包括发酵原科的堆沤处理、接种物的接种量、粪草比及原料配比这4 个 对农村家用沼气发酵影响较大的因子的综合工艺试验，每个因子设置3 个水平：堆沤处理方式包括 池外堆沤处理、池内堆沤处理和不堆沤，粪草比为2 ：1 、2 5 ：1 和3 ：1 。原料配比为猪粪+ 稻草、猪粪+ 玉米秸秆和猪粪+ 青草。接种物的接种量为1 0 、2 0 和3 0 * ，采用b ( 3 4 ) 正交设计，原料总固体 浓度为8 ，料液p h 值为6 8 - - 7 4 之间，发酵周期为3 0 d 。结果表明，本试验中的4 个因子对沼气产 量的影响大小依次为：原料配比 粪草比 接种物的接种量 堆沤方式。得出最佳理论组合是：不堆 沤、接种量为3 0 、粪苹比3 ：1 、鲜猪粪+ 青草，实际最佳组合是：池内堆沤、接种量为3 0 n , 6 ，粪草 比3 ：1 、鲜猪粪+ 青草。在生产实践中可根据具体的发酵条件和要求来选择应用哪种组合。 此外，本实验通过在沙坪坝区、合川区、涪陵区采集的1 1 个户用沼气发酵残液和沼气残渣样本， 对其进行营养性能分析和安全性能分析发现，沼液和沼渣除了含有丰富的有机质外，还含有氮、磷、 钾、钠、钙、铜、。铁、镁、锰和锌等微量元素，对促进作物生长，提高农产品质量起着重要作用。 论文最后指出，发酵原料的堆沤时间也是影响沼气发酵的重要因子，建议在以后的试验中对此 条件进行进一步的筛选；并且建议采用多种评价方法对沼气发酵残余物进行主要化学成分评价。 关键词：沼气发酵工艺参数禽畜粪便秸秆沼肥 “ 撕南人学硕t 学位论文 a b s t r a c t b i o g a sf e r m e n t a t i o ni nr u r a l a n dp r i m a r y c h e m i c a lc o m p o n e n te v a l u a t eo ft h er e s i d u a l p r o d u c t s e n v i r o n m e n t a le n g i n e e r i n gc a n d i d a t e - x i et a o s u p e r v i s o r ：p r o f c h e ny uc h e n g a bs t r a c t t h ev i l l a g eb i o g n sc o n s t r u c t i o ni sc o n d u c i v et oc o n s t r u c t i n gt h es o c i a l i s mn e a a tv i l l a g e ，r a i s i n gt h e l i v i n gs t a n d a r d so fp e o p l e ，i m p r o v i n gv i l l a g ep r o d u c t i v i t y , e x c e l l e n t i n gv i l l a g ee n e r g ys t r u c t i o na n d p r o t e c t i n gt h ev i l l a g ee c o s y s t e me n v i r o n m e n t t h ep r o c e s s i n gp a r a m e t e r si m p a c tb i o g a sp r o d u c t i o nr a t e a n dq u a l i t ys e r i o u s l y i ti sh i g he f f i c i e n c yt op r o d u c eb i o g a st h a tc h o i c ea p p r o p r i a t ep r o c e s s i n gp a r a m e t e r s m o r e o v e r , b i o g a sr e s i d u a lp r o d u c t sa l eak i n do fs u p e r i o ro r g a n i cf e r t i l i z e r s ，t h e yc o u l di m p r o v i n gs o i l e c o s y s t e ma n ds t r u c t i o n , s o i lf a t t yd i n t , e f f e c t i v e l yr e g u l a t i n gt h ew a t e r , f a t t y , s p i r i t , h o ti nt h es o i l ， p r o m o t i n gt h ee n v i r o r a n e n tv i r t l l o u sc y c l eo f t h es o i le c o s y s t e m t h ee x p e r i m e n t a ls i m u l a t e dt h ep r i n c i p l eo f o p e r a t i o no f h y d r a u l i cp r e s s u r em e t h a n et a n k ，p r o c e e d e d f r o me f f e c t i v ed e m a n d ，t h r o u g ht h em e d i u mo fs e l f - - c o m m a n dm e t h a n ef e r m e n t a t i o np l a n t , w el o o k e di n t o k n o wc l e a r l yt h a tt h e s et h r e ef a c t o r si n c l u d i n gr a t i oo fm u c ka n dg r a s s , t h er a t i oo fm a t e r i a l s ，i n o c u l u m i m p a c t e dt 0b i o g a sp r o d u c t i o n i na d d i t i o n ，t h r o u g ho r t h o g o n a lc r o s s ，w eg o tk n o wc l e a r l ys t a c kr e t t i n g p r o c e s s i n gm o d e ，r a t i oo f m u c ka n d 罂a 辅，t h er a t i oo f m a t e r i a l sa n di n o c u l m m t h r o u g hf o u rd i f f e r e n tr a t i oo fm u c ka n dg r a s s ，w el o o k e di n t ot h ee f f e c to fl o w e r i n go fc h a r g e i n t e r v a lo na e r o g 印e s i s t h er e s u l t ss h o w e dt h a tu n d e r8 o f r a wt o t a ls o l i d sc o n c e n t r a t i o n , 6 8 刀4o f p h ， t h e m e t h a n e t a n ks l u d g e ，2 0 0 , o f t h e m i n o c u l a t e d , a t t e r3 0 d a y so f f e r m e n t a t i o n , i t w a s p u r e p i g m u c k t h a t t h ee f f e c tw a se x e e e l l e n t t h et o t a la e r o g e n e s i st o l e r a n c ew a s8 8 8 5 1 8 4m lt h ed a ya e r o g e n e s i st o l e r a n c e w a s2 9 6 1 7 3m l 。t h ep i th e l da e r o g e n e s i sr a t ew a s0 4 5 2 7m n d ，t h es t u f fh e l da e r o g e n e s i sr a t ew a s 0 5 3 2 8m 3 m 3 d t h er a wm a t e r i a la e r o g e n e s i sr a t ew 0 1 9 9 9m 3 k g i s a l lo f t h e mw e r a i s e d4 1 6 1 ， 4 1 6 1 ，4 1 5 6 。4 1 6 3 a n d 4 1 6 7 i n c o m p a r i s o n o nc a r b o n - n i t r o g e nr a t i od e f i n i t eo c c a s i o n s ，t h r o u g ht h r e ed i f f e r e n tr a t i oo f m u c ka n dg r a s s ，w el o o k e d i n t ot h ee f f e c to f l o w e r i n go f c h a l g ei n t e r v a lo i la e r o g e n e s i s t h er e s u l t ss h o w e dt h a tu n d e r8 o f r a wt o t a l s o l i d sc o n c e n t r a t i o n , 6 8 ，7 4o f p h ，t h em e t h a n et a n ks l u d g e ，2 0 o f t h e mi n o c u l a t e d , a f t e r3 0d a y so f 1 1 1 两南大学硕十学位论文 a b s t r a c t f e r m e n t a t i o n ，i t w a sc a r b o n - n i t s o g e n r a t i o f o r 2 ：l t h a t t h ee f f e c t w a s e x e c e l l e n t t h e t o t a la e r o g e n e s i s t o l e r a n c ew a s5 6 6 6 2 2 8m kt h ed a ya e r o g e n e s i st o l e r a n c ew a s1 8 8 8 7 4m l ，t h ep i th e l da e r o g e n e s i sr a t e w a s0 2 8 8 8 m 3 m 3 d ，t l l es t u f f h e l da e r o g e n e s i sr a t ew a s0 3 3 9 8m 3 m 3 d 。t h er a wm a t e r i a la e r o g e n e s i sr a t e w a s o 1 2 7 4 m j k g 。t s a l l o f t h c r n w e r a i s e d3 0 2 9 ，3 0 2 9 ，3 0 2 7 ，3 0 2 9 0 , a n d3 0 2 7 i n c a r b o n - n i t r o g e nr a t i of o r3 ：1 t h o u g hd i f f e r e n ti n o c u l u r no ft h em e t h a n et a n ks l u d g e ，w es t u d i e dt h a tt h ei n o c u l u me f f e c t e do nt h e b i o g a sp r o d u c t i o n t h ec o n d i t i o nw a st h e $ a l i l et ot h ef o r m e r , b u tt h ei n o c u l u mw e r e1 0 0 a ，2 0 a n d3 0 s e p a r a t e l y t h er e s u l ts h o w e dt h a t3 0 0 oo fi n u c u l u mw a se x e c e l l e n t , w i 血3 7 8 7 3 6 0m lo ft h et o t a l a e r o g e n e s i st o l e r a n c e ，1 2 6 2 4 5m lo ft h ed a ya c r o g e n e s i st o l e r a n c e ，o 1 9 3 0m j i m j do ft h ep i th e l d a c r o g e n a s i sr a t e ，0 2 2 7 1m 3 m 3 do fs t u f fh e l da e r o g e n e s i sr a t e ，0 0 8 5 2 m 3 k g t so ft l l e r a wm a t e r i a l a e r o g e n e s i sr a t e t h e s er e s u l t si n d i c a t e dt h a tt h et o t a la e r o g e n e s i st o l e r a n c ew e r er a i s e d4 4 ：8 1 5 a n d 1 7 4 4 9 i nc o m p a r i s o nt o2 0 a n dl o s e p a r a t e l y , 4 4 8 1 a n d1 7 4 4 9 a tp i th e l da e r o g e n e s i sr a t ei n c o m p a r i s o nt o 2 0 0 oa n d1 0 s e p a r a t e l y , 4 4 7 9 a n d1 7 4 5 4 a tt h es t u f fh e l da c r o g e n e s i sr a t ei n c o m p a r i s o nt o2 0 a n d1 0 0 os e p a r a t e l y ，4 4 9 0 a n d1 7 4 8 4 a tt h er a wm a t e r i a la c r o g e n a s i sr a t ei n c o m p a r i s o nt o2 0 a n d1 0 0 os e p a r a t e l y d i f f e r e n ts t a c k r e t t i n gp r o c e s s i n g m o d ea l s o i m p a c t i n gb i o g a sf e r m e n t a t i v ee f f i c e n c y t h e e x p e r i m e n t a t i o nc o n d i t i o nw a st h es a m et ot h ef o r m e r , b u tm a t e r i a l sw e r ep u t t e di np r a c t i c er e s p e c t i v e l yt o t h r e ep r o c e s s i n gm o d e si n c l u d i n gt h eo u t s i d es t a c kt e t t i n g , p o o li n s i d es t a c kr e t t i n ga n dn o ts t a c kr e t t i n g t h er e s u l ts h o w e dt h a tp o o li n s i d es t a c kr e t t i n gw a se x e c e l l e n t , t h et o t a la e r o g e n a s i st o l e r a n c ew a s 5 6 6 6 2 2 8m l t h ed a ya e r o g e n e s i st o l e r a n c ew a s1 8 8 8 7 4m kt h ep i th e l da e r o g e n e s i sr a t ew a s 0 2 8 8 8 m 3 r n 3 d ，t h es t u f fh e l da c r o g e n a s i sr a t ew a s0 3 3 9 8r a 3 m 3 d t h er a wm a t e r i a la e r o g e n e s i sr a t e w a so 1 2 7 4 m j 他t s a l lo f t h e mw e r er a i s e d3 1 6 3 、3 1 6 3 、3 1 1 1 ，3 1 1 1 a n d3 1 2 0 i nn os t a c k r e t t i n g b ( 3 4 ) o r t h o g o n a l c r o s s w a s u s e d i n t h es t u d y f b r m e b e s t c o n t r o l c o n d i t i o n o f b i o g a s f o n n e n t a t i o n , t h ef a c t o r sc o n c l u d e ds t a c kr e t t i n gp r o c e s s i n gm o d e ，r a t i oo fm u c ka n dg r a s s ，t h er a t i oo fm a t e r i a l sa n d i n o c u l u m e v e r yf a c t o rh a dt h r e el e v e l s ，s t a c kr e t t i n gp r o c e s s i n gm o d ec o n c l u d e ds t a c kr e t t i n gi nt h ei x ) o l ， o u to ft h ep o o la n dn os t a c kr e t t i n g r a t i oo fm u c ka n dg r a s sc o n c l u d e d2 ：1 2 5 ：1a n d3 ：l ，t l l er a t i oo f m a t e r i a l sc o n c l u d e dp i gm u c k + s t r a w ，p i gm u c k + g r e e ng r a s sa n dp i gm u c k + c o r n ，i n o c u l u mc o n c l u d e d 1 0 0 , , 2 0 0 oa n d3 0 0 o o t h e rc o n d i t i o nw a st h es a l n ea st h ef o n n e r f r o mt h es t u d y , w eo a nk n o wt h a tt h ef o u r f a c t o r s e f f e c tw a st h er a t i oo f m a t e r i a l s r a t i oo f m u c ka n dg r a s s i n u c u l u m s t a c kr e t t i n gp r o c e s s i n g m o d e t h eb e s tc o n d i t i o nt h e o r e t i c a lw a sn os t a c kr e t t i n g , 3 0 0 oo f i n o c u l u m , 3 ：1o f r a t i oo f m u c ka n dg r a s s ， p i gm u c k + g r e e ng r a s s t h eb e s tc o n d i t i o ni nt h es t u d yw a ss t a c kr e t t i n gi n s i d e ，3 0 * 0o f i n o c u l u m , 9d a y so f p e r i o do fe m p l o y i n gm a t e r i a l s ，t h em e t h a n et a n ks l u d g e w ec a nc h o i c eo n eo f t h e ma c c o r d i n gt ot h er e a l i t y c o n d i t i o n 硬南大学硕+ 学位论文 a b s t r a c t f u r t h e r m o r e ，t h ee x p e r i m e n ts a m p l i n gl 1 t h es w a t c ho fb i o g a sf e r m e n t a t i o nr a f f l n a t ea n db i o g a s f e r m e n t a t i o nl e a b v i n g si ns h ap i n gb a , h ec h u a n f ul i n ge r e a w ef o u n dt h a tt h ei n c l u s i o n sw e r en o t o n l ya b u n d a n to r g a n i cm a t t e r , b u ta l s om a n ym i c r o e l e m e n t ss u c h a sn i t r o g e n ，p h o s p h o r , p o t a s s i u m , n a t r i u m , c a l c i u m , e n p r u m , i r o n ，m a g n e s i u m , m a n g a n e s ea n dz i n c u m t h e s ew l e , r ei m p o r t a n c et op r o m o t i n gp l a n t g r o w t ha n da d v a n c i n ga g r i c u l t u r a lp r o d u c t i o nq u a l i t y f i n a l l y , s o m ef u r t h e rr e s e a r c h e sw e r es u g g e s t e do nt h ef o l l o w i n gd e r e c t i o n ss u c ha ss t a c kr e t t i n gt i m e ； m u l t i - e v a l u a t i o nt ob i o g a sf e r m e n m t i o nr e l i c l k e y w o r d s ：b i o g a sf e r m e n t a t i o np r o c e s s i n gp a r a m e t e r f e c e so f l i v e s t o c k s t r a w b i o g a s f e r t i l i z e r v 独创性声明 学位论文题目：盛挝塑氢塞醛区基巍金塑盟圭蔓焦堂盛金迁盆 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取 得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文 中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得西南大学 或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本 研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。 学位论文作者：卸涛 签字日期： 御年6 月占日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解西南大学有关保留、使用学位论文的规定， 有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被 查阅和借阅。本人授权西南大学研究生院可以将学位论文的全部或部分内 容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、 汇编学位论文。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权书，本论文：口不保密，口保密 期限至年月止) 。 学位论文作者签名：卿谚导师签名： 签字目期：嗣年6 月r 日签字日期： 学位论文作者毕业后去向： 工作单位： 通讯地址： 电话： 邮编： 两南大学硕仁7 位论文 第l 章文献综述 第1 章文献综述 1 1 沼气在新农村建设中的作用 我国是农业大国，大多数人口居住在农村，从事农业或与农业有关的生产活动，全国人口中农 村人口约占7 0 ，农村用能占整个社会用能的4 0 ，其中大部分是生活用能，并大都在粗放式使用。 当前我国农村地区在能源消费过程中存在利用效率低下和浪费严重的现象。以全国1 7 亿农户计算， 在搞沼气之前存在着两大浪费现象：一是直接燃烧作物秸秆因其热效低而造成的浪费，每年约有2 5 亿 吨生物质能源被浪费掉；二是人畜禽的粪便，生活垃圾、生活废水等所含的生物质能源的浪费，这相当 于2 5 亿吨生物质能源。这些加起来为5 亿吨生物质能源，相当于1 4 亿吨标准煤。在能源浪费的同时也 给农村生态环境带来严重污染，十分不利于农业和农村的可持续发展我国农村能源消费的现状和地 位决定了迫切需要加强对农村能源的节约，建设节约型新农村。 沼气建设是推进农业结构调整，促进农业增效和农民增收的富民工程。沼气技术及其产业的发 展为我国农业生产步入循环生态发展轨道和节约农村能源提供了可能。沼气发酵的主要原料是畜禽 粪便，沼液、沼渣的综合利用又可以减少化肥、农药的使用量，降低生产成本，改善农产品的品质， 提高农产品的市场竞争力。因此，发展农村沼气，可以在解决农村生活用能的同时，带动生态养殖 业和高效种棱业的发展，推动农业结构调整，给农民带来可观的经济效益。并且。农村沼气有很强 的适宜性。首先，沼气能源在农村分布广泛，凡是有生物的地方都能获得制取沼气的原料。其次， 沼气能源投资少，建设周期短，有利于保护农村环境 发展农村沼气是农村社会经济可持续发展的一个重要举措。近年来，党和国家越来越重视沼气 建设，大力推广农村沼气应用，从中央到地方都出台了一系列鼓励和扶持发展农村沼气项目的方针 政策。农村沼气建设迎来了前所未有的发展机遇。， 1 1 1 能源效益 农村办沼气是解决能源问题的需要。多年以来，广大农村一直沿用古老的燃烧方式，仅天津地 区每年就大约烧掉1 5 亿多k g 的秸杆和3 0 多t 吨煤。随着人1 3 的增长，生产上机械化，电气化的发展， 整个农村的耗能数量将会更大，造成两个突出问题：一是严重缺乏能源，二是现有能源没有得到充 分利用 沼气建设的能源效益非常显著，一般来讲。农村五口之家，每天烧6 7 d 月的沼气，每户就可节 约一吨煤，仅天津市就节约8 0 多万t 煤1 个沼气池年可产气4 0 0 立方米，基本可满足3 至5 口之家的生 活用能。如果烧柴草，一户每天要烧柴草l o 多k g ，一年就是3 5 0 0 多蚝若改用沼气，每年每户可节 约秸杆两t 多。沼气在广大农村的推广普及，炊事用能由柴改为沼气，大大地减少了森林资源的能源 性消耗，森林资源得到了有效保护。说明兴办农村沼气对解决农村能源问题具有十分重要的意义 两南大学硕十学位论文 第1 章文献综述 曼! 曼曼皇曼! 皂曼! ! ! ! ! 苎! ! ! ! 皇! ! 曼曼曼皇量曼曼曼曼苎曼曼! ! 曼! 曼! ! 曼曼! 曼曼! ! 曼皇曼皇曼曼曼曼曼曼! 曼曼岂曼皇舅! ! ! 曼皇曼曼! 曼曼曼曼曼 1 1 2 环境效益 沼气池改变了农民的生活，最直接的贡献就是解决农村脏、乱、差的问题。农村脏、乱，差的实 质是由于不合理的生产生活方式造成的，既浪费资源，又污染环境。消除脏乱差，必须要统筹生产 生活。拓展农业功能，推进垃圾、秸秆、粪便、污水等农村生产生活废弃物转化为肥料，燃料、饲 料等资源，发展循环农业，把脏、乱、差问题解决在生产生活单元内部，推动农业生产方式由“资源 一产品一废弃物”的线性模式向“资源一产品废弃物一再生资源”的循环利用模式转变，形成资源与 环境，人与自然协调发展的良性格局。 发展沼气大大推进了社会主义新农村建设，既解决了广大农村粪水横流。臭气熏天的恶劣现象， 又从根本上促进了村容村貌的明显改观。沼气以人畜粪便和其他污染物为主要原料，变废为宝，改 变了过去“烧柴做饭熏眼，粪水蚊蝇满院”的落后状况，对农村摆脱脏、乱、差的困境走向现代文明 生活具有重大的意义。过去农家的庭院里，猪舍、鸡舍偏居一隅，粪便随处可见。有了沼气后，人 畜粪便都进了沼气池，庭院里、巷道上再也不见粪堆的影子，家里家外环境改变了用农民的话来 形容沼气建设给他们带来的好处则更为生动，就是“照明不用电，沼气来做饭，卫生又方便，实惠看 得见”。 1 1 3 经济效益 发展农村沼气，是增加农民收入的有效途径，它能刺激和带动农村的种、加、养发展，拓展农 民致富的渠道，更重要的还能发展绿色无污染农产品，其产值成倍增加。从近几年来的实践看。发 展沼气池不仅促进了养殖业和种植业发展，提高农产品质量和数量。同时也减少了购买化肥、农药 等生产支出，有效地解决农产品品质低、农民收入低的问题。据测算，9 2 万座沼气池每年可为农民 增收节支约9 亿元。 就拿建一个8m 3 的“一池三改”模式户来说，用沼气工程需投资3 0 0 0 元，使用年限可达1 5 年，年 产沼气3 0 0 余m 3 ，可供一家3 - 巧口人做饭、点灯生活用能，仅此一项年可为农户节支7 0 0 - - 8 0 0 元。户 均增加3 头猪，增收4 5 0 元，可提供沼肥l o 吨，替代化日6 1 5 0 k g ，节约化肥农药开支2 0 0 元，沼液喂猪 节约饲料1 2 0 k g ，节支1 2 0 元，开展沼气二氧化碳施肥、沼液喷施等综合利用，起到明显的增产增收 效果，年均提高效益1 0 ，户均增收8 0 0 元，以上合计户均年可增收节支2 0 0 0 元以上，成为贫困山区 农民增加收入、脱贫致富的有效途径 另外，在一般的年份，一e 1 8m 3 的沼气池正常产气的情况下，能满足一年中8 个月的烧水做饭需 要，按平均每户年用煤2 计算，如果使用沼气，每户至少可以节约l t 煤。如晋中市现有9 0 0 0 p 农民用 上了沼气，那么，一年就可吼节约9 0 0 0 t 的煤，i t 煤按2 6 0 元计算，可节约2 3 4 0 0 0 0 元，经济效益非常 可观因此，沼气的使用将是未来提高农民收入的一个亮点，它节约了农业生产成本，增加了农民 收人。 2 西南大学硕十学何论文 第1 章文献综述 1 1 4 社会效益 沼气建设与文明新村、生态家园建设相结合，农村面貌焕然一新。在农村大力推广沼气池和推 广沼气综合利用为重点的先进实用农业技术，并与实施“五改十化”( 改水、改路、改厕、改厨、改房： 住宅楼房化、庭院绿美化、用水自来化、户问路硬化、厕所厨房卫生化、家具现代化、燃料沼气化、 电话程控化、电视闭路化，言行文明化) 结合起来，同旧村改造、新村建设结合起来，建设新型生态 家园，加快了村屯的综合整治，工作，村容村貌大为改观。 同时，沼气建设是农村生产生活中一项重大变革，以沼气为纽带的生态家园富民工程建设，其 本身就是一项科技含量比较高的项目，又因其效益显著，能提高农民学科学、用科学的积极性，使 他们把精力投入到将实用技术转化为现实生产力的行列中去，增加了农业的科技含量，提高了农民 的科技水平。模式户根据自身的特点发展种养、加工等庭院经济项目，这样可以大量消化和转移农 村剩余劳动力，消除社会的一些不安定因素，又提高人力资源、土地资源以及其他资源的利用率。 种养业的发展提供了大量原材料和经济基础，促使农业生产由粗放型向集约型、由租加工向深加工 发展，农民在模式建设中，逐步树立起商品的信息观念、时效观念、价值观念和市场观念，人的科 学文化素质普遍得到提高，有力地促进了乡风文明建设，推动了农村社会的全面进步。 1 1 s 生态效益 农村沼气建设有利于改善生态环境，使生态系统的能量流动和物质循环得以完善，促进农业可 持续发展，较好地保护森林资源，并相应地起到减少水土流失、保护水资源的作用如一个80 的 沼气池，每个沼气池年节约薪柴1 0 2 4k g 。约相当于保护0 2 2 h m 林地：一个沼气池年节约煤炭8 4 7 k g ， 折6 0 5 蚝标煤，按每千克标煤减排二氧化碳2 6 c , 4 k g 计算，则每个沼气池年可减排二氧化碳1 6 1 2 k g 按每千克标煤减排二氧化硫0 0 2 2 4 k g 计算，则每个沼气池年可减排二氧化硫1 3 6 k g 。 同时，长期使用沼肥，能有效地改善土壤结构，提高地力，减轻化肥对土壤有机质的破坏，j 时 保护耕地上质量起着重要作用。经发酵的沼肥能有效提高肥效1 0 2 0 ，还田后能有效增加土壤有 机质，可以减少化肥使用，也减少农药的施用，这大大提高了农产品的安全性，减少了农药的残留 毒性，使广大的城乡人民吃上了安全、放心的无公害绿色食品经实际测试，连续施用沼肥3 年，土 壤有机质含量增加o 3 9 ，全氮增加0 0 5 ，土壤容重减少o 2 9 妇一，孔隙度增加6 6 ，土壤微生物 活跃，保水抗旱性能提高，实现了农业生态的良性循环。此外，高效、清洁能源的使用，使农民从 传统的生活方式向健康、文明、卫生的生活方式转变，有利于农村小城镇建设。 1 1 6 卫生效益一 在沼气发酵的连续运行过程中，使沼渣中沉积的大部分寄生虫卵和肠道致病菌丧失了其致病力， 根除了因此而引发的寄生虫病害及肠道传染病的传播导体，减少了传染病的发生试验检测沼气厌 氧发酵对秸秆、粪便中病原体无害化处理的效果如表1 - 1 ( 赵恒斗，2 0 0 3 ：程莉，等，2 0 0 3 ；l u s k ， p e l a l ，1 9 9 6 ：p h i ll u s k ，e t a ，1 9 9 9 ：j e r o m eg o l d t e i n ，2 0 0 4 ) 沼气池阻断了疫病传播渠道，对 西南大学硕十学位论文第l 章文献综述 防控人备疾病、疫病有显著效果。例如，2 0 0 5 年4 月发生在四川省资阳县的猪链球菌病，已建沼气 户中。猪和人无一例感染。2 0 0 5 年1 1 月，中国疾病预防控制中心健康教育所在河北、江西、陕 西、贵州四省对农村沼气卫生效果进行了入户调查，共抽取样本量为1 6 1 9 户，其中，建沼气户1 2 0 9 户，未建沼气户4 1 0 户。结果显示。运行3 个月以上的沼气池发酵液中的寄生虫卵阳性率为零，达 到了粪便无害化的国家标准。未建沼气户蛔虫病、钩虫病、肠道传染病患病率分别是已建沼气户的 2 9 倍、3 9 2 倍和9 8 6 倍；已建沼气户中未发现蛲虫病患者。未建沼气户庭院蚊蝇孽生环境发生率 是已建沼气户的2 0 3 倍。由于粪便在沼气池里经过发酵，杀灭了绝大部分的病原菌和寄生虫，人畜 粪便、生活污水等直接流入沼气池作为发酵原料，可以改变农村生活环境脏、乱、差的状况；而且 可以消灭蚊蝇的孳生场地，减少有害病菌的传播途径，净化环境。避免对地下水源的污染。因此， 沼气生态农业技术对改善农村环境卫生，提高人民健康水平具有重要的作用。 表i - i 沼气厌氧发酵对秸秆、粪便中病原体无害化处理的效果 t a b 1 - le f f e c t s o f a n a e r o b i c f e r m e n t a t i o n o n p a t h o g e n i n n o c e n t t l r e a t m t i nc u l m a n d f e c e s 1 2 沼气农用的环境风险 。 沼气农用的环境风险主要体现在病源性微生物污染风险上，沼气池沉渣不能直接施用于农田。 因为沼气池沉渣尽管由于密封和沉淀的作用，大量的虫卵都陆续被杀死，但难免还有一些活着的寄 生虫卵在，尤其是在“三结合”的沼气池，每天都有新鲜粪便入池。因此，沉渣中还有活着的寄生虫 卵和病原菌的存在，如果不经过处理、堆沤，直接施用到耕地上，寄生虫卵和病原菌得到合适的环 境条件，又会孵化为鳓，繁殖起来，危害人畜健康。起了传播疾病的作用，所以，使用沼气沉渣也 是存在病原性微生物污染危险的。另缎，某些重金属元素，如汞、铅、砷、镉等元素，通过饲料进 入畜禽体内富集后混入粪便直接排出体外。农户利用粪便进行沼气发