嘉禾合颖的解释:猪粪尿通过厌氧发酵而产生沼气

为了养猪业的可持续发展，我们提倡生态养猪，生态养猪中的一个重要技术就是猪粪尿的资源化利用。自古以来猪粪尿就是作为肥料解决农业对肥料的需要。农谚中称“养猪不挣钱，回头看看田”就是这个道理。

      随着科学技术的发展，猪粪尿不仅可作为农作物的肥料，还可以将猪粪尿通过厌氧发酵而产生沼气，作为农村中很好的能源。这项技术经过100多年的实践发展，目前在我国已比较成熟。沼气发酵技术最可贵的地方是猪粪尿经过沼气厌氧发酵以后，粪尿中的N、P、K肥分没有很大损失，如果在发酵过程中，适当的加入一部分农作物的秸秆，还可以增加肥料的数量。沼气发酵后可以除去猪粪尿的臭味，猪粪尿中的寄生虫及有害微生物通过厌氧发酵而大部分被杀灭，对改善农村的生活条件极为有益。利用沼气对发展农村养猪有百利而无一害。但是由于猪粪尿厌氧发酵主要依靠的是厌氧菌的繁衍和活动，因此受到环境条件的制约，最主要是温度的制约，因此它在我国的推广受到了很大的限制。在自然条件下，黄河以北的猪粪尿厌氧发酵可以进行5～6个月左右，黄河以南大致有8～10个月时间，而华南和云贵和川南地区几乎全年都可进行沼气发酵，特别是华南地区更为适合。如果有保温和加温措施，则北部地区的利用时间可以延长。所以不能将厌氧发酵猪粪尿作为唯一的环境保护的主要措施，要因地制宜。

      下面介绍关于猪粪尿厌氧发酵的主要技术和效益。

1 沼气发酵的主要技术

1.1 温度保证

      因为厌氧发酵是微生物繁衍的活动结果，微生物生存需要温度。沼气发生的厌氧菌的生存温度为8～70 ℃，高温发酵的温度为52～58 ℃、32～38 ℃为中温发酵，12～30 ℃为常温发酵，10 ℃以下为低温发酵。这主要是不同菌种对温度的需要，我们常用的是12～30 ℃的常温发酵，这种发酵的最佳温度是15～25 ℃。

1.2 菌种

      基本上为两大类，一类是分解菌，另一类是产甲烷菌。分解菌有纤维分解菌、脂肪分解菌和蛋白分解菌等好几十种，产甲烷菌也很多。这些菌在自然环境中是常在菌。分解菌先将猪粪尿分解后，再由产甲烷菌利用分解的炭分子产生甲烷。而氨气、磷除一部分氧化后挥发外，大部分都留在沼渣和沼液中，因此主要肥效降低很少。

1.3 发酵原料

      沼气菌也和其他微生物一样要靠C、N、P、K和其他元素来维持生命和活动。并将C转化成甲烷CH4（沼气中的主要成分），所以在沼气发酵中要有这些营养元素。粪尿中含有很丰富的N、P、K等元素，再加一些草和秸秆作为碳的原料。所以利用这些农村的废弃物来生产能源物质是非常好的，一头育肥猪一年可产28～42 m3的的沼气，所以一个农户养2～3头猪，所产的沼气就可以作为基本生活能源之需，如果多养一点猪，沼气池大一点，产的沼气多一点，则多余的沼气可以发电、照明用。

1.4 沼气发酵的水分

      冬季88%～90%，夏天90%～94%左右。

1.5 酸碱度

      沼气池中的pH值在6.8～7.6之间，pH值过高过低都不太合适。如果发生过高或过低现象则要通过调节原料来补救。

1.6 沼气池必需密闭和不漏气

      沼气地的容积要根据猪场污水排放量及设计的沼气池的功率而定，沼气池的功率高，体积可小一点，功率低需要发酵10～15 d的池与当前效率高的只要48 h的发酵的池比较，其体积差很多，因此要与沼气池的设计者商定。

1.7 发酵过程每天要适当搅拌

      一天两次即可，要特别注意人不能进入沼气池，以免出现危险。有的沼气池设计有搅拌装置，比较方便和安全。

1.8 污水成分变化

      发酵后粪尿水中的COD和BOD5降低80%以上，而肥料物质减少不多。此外沼渣不定期积存一部分肥料。

      表1为猪场污水发酵前后的成分分析。

      从表1可见沼液中肥料元素还是保持相当一部分，此外沼渣中还保留了更多一些的肥料元素，因此沼气发酵仅是将发酵原料中的C转化为CH4而已，其他的元素基本很少损失。

2 沼气池建设的基本技术

      沼气发酵的方法是一项利国利民的措施，但一定按照沼气的各项利用的技术要求进行建设和利用。此外，还要因地制宜，北部寒冷地区可以利用时间短一些，搞一些相对简易一点的池子。黄河以南地区多发展一些。沼气池投资不是太大，可因地制宜，就地取材，制池的材料种类也较多。一般农家用或小规模池的建设投资农民都能负担，但大型池投资较大，需要有一定的资金。建沼气池的投资一般2～3年就可收回。沼气池的建设一定要请当地的沼气部门帮助，不要自己随意建池，以免发生危险和漏气。产出的沼气要用掉，否则排入空气会造成二次污染。

      利用沼气发电是一项比较成熟的技术，也是利用沼气最有价值的方法，过去用沼气发电需要配用一部分柴油，现在已可不用柴油了，这样成本可以降低很多，沼气的利用价值更高了。但必须解决沼气的产量和质量，要有足够量的的沼气量，按实际发电计算，发一度电约需0.4～0.6 m3的沼气，视沼气质量而定。华南地区每立方米优质沼气池平均每天能产0.8 m3沼气，但简易的沼气池产量要低不少，可按设计产气量计算需要建筑的沼气池的体积。

      建设沼气池是一项专门技术，一方面必须安全，另一方面沼气池的密封要求高，当前我国有专门的国家标准可以遵照执行（GB-4759-4752-84，GB-4750-4752-2000）。我国大部分县市都有沼气推广部门，建沼气池要取得他们的支持和指导，不要自己盲目的建设。

      下面简单的介绍与沼气池的建设有关的几点基本要求。

2.1 沼气池的基本结构和类型

      沼气池实际上是一个立方的或圆立方的池体，在这个池体内进行厌氧发酵。发酵池有一个入料口，一个出渣口和出水口，在池顶有一个出沼气口。

      池内根据厌氧方式的不同而内部有不同的设施，如为了提高发酵效率，而加一些填料，以附生更多的沼气菌。为了加强沼液的流动，有的池设计专门配置的水管，以水流搅动料液，还有为了操作方便而加一个搅拌器的。

      沼气口的类型有：水压式、浮罩式、半塑式沼气池、塔型沼气池、帽式沼气池、方型浮罩式沼气池等等。

2.2 制作沼气池的建筑材料

      沼气池制作材料很多，可用砖、水泥、玻璃钢、铸铁、不锈钢板等，体积小用砖即可，体积大可根据经济条件和建筑要求选材，一般用水泥钢筋混凝土比较普通，国外用不锈钢的比较多。

      沼气池最主要要坚固、密封，不能漏气。因此建池的选料要考虑好。

2.3 干物质含量

      猪粪尿及猪栏冲洗水，还可加一些切碎后的秸秆和青草等，但要注意其干物质浓度在8%～10%左右。

2.4 混合与搅拌

      最好要准备一部分用过的沼渣或净牛粪和猪粪混合后，用作接种物原料，用塑料袋或塑料布密封好，厌氧条件下发酵2 d左右，当原料温度升到5～60 ℃时即可入池，再加上发酵料液，达到沼气池的20%左右，待其发酵，每天搅拌两次，一般有2～3 d就会发酵，发酵的接种物约为启动原料的30%左右，当沼液的pH值达到6.5以上时，即可使池保持厌氧条件令其发酵，以后每天加一些料液一周内加到设计容量。如发酵过程中pH值低于6.5时可加点草木灰进行调节达到pH7.0左右即可。

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