浅谈农村户用病态沼气池的诊断方法

许其生　郭益鸿

摘要:针对当前户用沼气运行中存在的问题,根据日常处理病态沼气池的实践经验,结合沼气发酵的理论知识,针对性的提出正确诊断病态沼气池的方法。

关键词:病态 沼气池 诊断

在国家大力发展农村沼气的政策引导下,新绛县积极实施建设农村户用沼气,经过近5年的建设, 目前全县已累计发展农村户用沼气8000多户。在农村户用沼气发展的过程中,及时正确地处理病态沼气池,进而提高农村户用沼气池的使用率,是实现农村沼气事业健康可持续发展的重要保障。因此,针对当前农村户用沼气运行过程中出现的问题,根据沼气发酵科学理论,结合农村户用沼气日常管理的实践经验,对如何处理农村户用病态沼气池的方法进行了简单的总结,便于推动沼气事业的长足发展。

1 正确诊断农村户用病态沼气池的理论依据

沼气发酵必须具备的基本条件即“一池”、“两足”、“三度”。

1.1 “一池” 一个合格的沼气池为甲烷菌提供了密闭的厌氧环境,由于产沼气的甲烷菌对氧气非常敏感,氧气对甲烷菌有着非常强的抑制作用,所以提供一个绝对的厌氧环境是甲烷菌生长繁殖的前提条件。同时,气密性合格的沼气输气管路,也是正常使用沼气的必要条件。

1.2 “两足” 指高质量并充足的甲烷菌(接种物)和沼气发酵原料。高质量的充足甲烷菌有两个含义:一是往准备启动的沼气池中加入有效容积30%以上甲烷菌(正处于对数生长期的沼液);二是沼气池发酵液中的甲烷菌始终处于对数生长期。高质量的充足发酵原料有三个含义:一是沼气池中发酵原料的浓度要满足甲烷菌的生长发育的需要;二是发酵原料的碳氮比必须处在20～30:1,以25:1最佳;三是发酵原料中绝对不能含有杀虫剂、杀菌剂、洗涤剂、重金属和辛辣类物质等甲烷菌抑制剂。

1.3 “三度” 指沼气发酵的温度、浓度和酸碱度。沼气发酵的温度必须在10℃以上,并且温度的剧烈变化不能超过5℃;沼气发酵的浓度必须处在8～12%之间,浓度过高或过低都会严重抑制甲烷菌的正常生长和发育;沼气发酵液的适宜酸碱度即PH值必须处在6.5～7.5之间,不适宜的温度和浓度都会导致沼气发酵液酸碱度的增高或降低,从而影响到沼气池的正常产气。

2 农村户用病态沼气池的诊断方法

中医医生为病人诊断疾病要经过望、闻、问、切“四诊”。同样,农村沼气技术人员在为病态沼气池诊断时也必须要走“一看、二问、三判断、四处理”的四个步骤。

2.1 “一看” 在室外就是查看沼气池的位置是否避风向阳、有无保温设施和沼气池地面周围有无塌陷,重点查看沼气池周围有无用过的洗涤剂包装、有无沼气池日常管理措施的痕迹,同时还要查看出料口沼液表面发酵泡沫的状况、发酵液浓度状况和酸碱度状况。在室内主要是查看沼气输气管路和沼气用具是否规范安装以及用气时沼气压力表的状况。

2.2 “二问” 向农户询问沼气池的日常管理措施,主要包括“三勤、三度和三个安全措施”。“三勤”是指勤进料、勤出料和勤搅拌,是否做到先出料后进料、出多少进多少?勤进料主要是问清楚最近几次进料的时间、品种、数量和具体过程。“三个安全措施”是指安全发酵措施、安全管理措施和安全用气措施。同时,还要问清楚农户的用气习惯。

2.3 “三判断” 根据“一看、二问”掌握的情况,弄清楚病态沼气池是否满足沼气发酵的基本条件“一池、两足、三度”,这就为正确处理病态沼气池提供了科学的依据。同时,弄清楚沼气不够用是否是由于输气管路的气密性不好或者是堵塞或者是不良的用气习惯造成的。

2.4 “四处理” 根据判断的结果,依据沼气发酵的基本条件采取正确措施处理病态沼气池,使病态沼气池的发酵基本满足“一池、两足、三度”的要求,最终使病态沼气池正常产气运行。

3 沼气池常见的几种故障及处理方法

3.1 新建沼气池装料不产气。

3.1.1 原因①装料时没有加入足够数量的接种物,池内产甲烷菌少,使沼气发酵不能进行(“两足”中的充足的接种物没有达到);②加入沼气池的料液水温低于12℃以下,抑制了甲烷菌的生命活动,如在北方寒冷地区第一次加料时是寒冷季节,池温低,会造成长时间不产气(“三度”中的温度没有达到要求的温度);③沼气池的发酵液浓度过大,初始所产的乙酸产甲烷菌吃不了使挥发酸大量积累导致料液酸化(“三度”中的浓度没有达到要求)。科学研究Scientific Research新能源产业37

3.1.2 解决方法一是取出部分料液,加入正常产气一个月以上的沼气池中的沼液;二是加入晒热的水。

3.2 装料后产气很少且有气燃烧不理想

3.2.1 原因沼气池密封性不好,可能漏水或漏气(“一池”中的条件不合格);输气管道、开关等可能漏气;缺乏产甲烷菌种,不可燃气体成分多(“两足”中的高质量充足的接种物没有达到要求);配料过浓,使挥发酸积累过多,抑制了产甲烷菌的生长(“三度”中的浓度和酸碱度不达标);可能是池温太低(“三度”中的温度不达标)。

3.2.2 解决方法新建沼气池及输气系统均应进行试压检查,必须达到质量标准,保证不漏水不漏气才能使用;排放池内不可燃气体,添加菌种,主要是加入活性污泥或粪坑、老沼气池中的渣液,或换掉大部分料液;注意调节发酵液的PH为6.8～7.5。判断发酵液是否过酸,除用PH试纸测试外还可根据沼气燃烧时火苗发黄、发红或者有酸味来判断。调节PH的方法:从进料口加入适量的草木灰或适量的氨水或石灰水等碱性物质,并在出料间取出粪液倒人进料口,同时用长把粪瓢伸人进料口来回搅动。用石灰调节PH时,不能直接加入石灰,石灰水的量也不能过多,因为它和池内的二氧化碳结合,而生成碳酸钙沉淀。二氧化碳减少过多,会影响沼气产量。

3.3 低压时压力表上升快,以后上升越来越慢直至停止上升

3.3.1 原因①气箱或输气系统慢跑气;漏气量与压力成正比,压力越高漏气越多。压力低产气大于漏气,压力表水柱上升,当压力上升到一定高度,产气与漏气相平衡,就不再上升了;②进出料管或出料问有漏孔,当池内压力升高,进出料间液面上升到漏水孔位置,粪水渗透漏出池外,使压力不能升高;③池墙上部有漏气孔,粪水淹没时不漏气,当沼气把粪水压下去时,便漏气了;④粪水淹没进出料管下口上沿太少,当沼气把粪水压至下口上沿时,水封不住沼气,所产的沼气便从进出料口溢出。总之,“一池”中要求的一个合格的沼气池没有达到要求。

3.3.2 解决方法检查沼气池及进出料间和输气系统是否漏气或漏水,找到漏处进行维修;如发酵料液不够,从进料口加料加水至零压线;定期出料,始终保持液面不超高。

3.4 压力表上升缓慢或不升

3.4.1 原因:①沼气池或输气管漏气(“一池”中要求的一个合格的沼气池没有达到要求);②发酵原料不足(“两足”没有达标);③沼气发酵接种物不足(“两足”没有达标)。

3.4.2 解决方法检修沼气池或输气管道;增添新鲜发酵原料;增加沼气发酵接种物。

3.5压力表上升慢,到一定高度不再上升。

3.5.1 原因①气箱或管道漏气;②进料管或出料管有漏水孔。(“一池”中要求的一个合格的沼气池没有达到要求)。

3.5.2 解决方法检修沼气池气箱或管道,堵塞进、出料管出现的漏水孔。

3.6 压力表上升快,气多,但较长时间点不燃

3.6.1 原因发酵原料接种物少(“两足”中的高质量充足的接种物没有达到要求)。

3.6.2 解决方法排放池内不可燃气体,增掭接种物或换掉大部分料液、调节酸碱度(PH=6.8～7.5为宜)。

3.7开始产气正常,以后逐渐下降或明显下降

3.7.1 原因①逐渐下降是未添新料(“两足”中的高质量充足的发酵原料没有达到要求);②明显下降是管道漏气;③池内进了有毒的发酵原料,影响正常发酵(“两足”中的高质量充足的发酵原料没有达到要求)。

3.7.2 解决方法取出一些旧料,添新料;检查维修输气系统漏气问题;中和有毒物质或进行大换料。

3.8平时用气正常,突然无气

3.8.1 原因①活动盖被冲开;②输气管道断裂或脱节;③输气管被老鼠咬破;④压力表漏气;⑤池子突然涌水漏气;⑥用后未关阀门或关不严。

3.8.2 解决方法重新安装活动盖;接通输气管;更换破损的管道;修复压力表;检查维修沼气池;用气后关紧阀门或更换关不严的阀门。

3.9 出料口出料不正常

3.9.1 原因①液位差不够;②出料管下端被沉渣淤积;③有秸杆等长纤维物堵塞出料口等。

3.9.2 解决方法用竹杆捅通出料管、用抓钩掏出长纤维物或大出料清除沉渣。

3.10 原产气很好,大约三四个月以后有明显下降,进出料口有鼓泡翻气现象

3.10.1 原因加了部分草料,造成池内发酵原料已经结壳,沼气很难进入气箱,而从出料口翻出去,一般只用人、蓄粪便很少出现此情况。

3.10.2 解决方法进行破壳,安装抽粪器,经常搅拌。

参考文献:

[1]农业部人事劳动司农业职业技能培训教材编审委员会.沼气生产工上册.中国农业出版社.

[2]北京土木建筑学会北京科智成市政设计有限公司.新农村建设生物质能利用.中国电力出版社.

[3]任济星.农村沼气技术500问.中国农业出版社.