養殖知識  如何快速啟動沼氣池
目前農村沼氣池,正是建池的大好時機,很多農民朋友都在家中忙於建沼氣池或準備建池材料準備建池,大家都希望能夠趕快用上沼氣做飯、燒開水、洗浴等。今天我講的內容就是如何快速啟動沼氣池。
 
沼氣池池型、容積相同,而由於發酵、啟動的各個環節處理不同,其產氣率和使用效果差異很大。首先,啟動順利的沼氣池3—-5天內即可點火使用,而啟動不順利的沼氣池,封池後10天、半月甚至更長時間都不能點火使用,有的甚至需要重新配料啟動。其次,在同一個村,池型、容積相同的條件下,有的沼氣池產氣量就大,而有的沼氣池則產氣量小。原因很多,但總的來說,主要是發酵原料的多少、菌種活力的強弱、新鮮原料補充的是否及時、酸鹼度是否適宜以及管理的好差等主要因素。因此,掌握好沼氣池發酵啟動的各個環節是極為重要。為了使新建沼氣池快速啟動,投入使用,應掌握好以下技術要點。
 
在這裡,我想講二個問題:一是正在建池或最近就準備建池的農戶應如何做好沼氣池啟動產的準備工作;二是剛剛大換料的沼氣戶,如何快速啟動沼氣池
 
一、正在建池或最近就準備建池的農戶應如何做好沼氣池啟動前的準備工作?
(一)及早籌集入池啟動發酵的原料。有的農戶自認為,我家裡養著2頭牛,牛糞直接入池可以保證啟動沼氣池,而不當回事。而家裡養殖量少的農戶認為,先建成沼氣池後再籌集入池發酵原料也來得及。請大家想一下,建一口8立方米的沼氣池需要2264kg鮮豬糞或2400kg鮮牛糞,折合鮮豬糞4.4立方米、鮮牛糞3.4立方米。 (料液濃度按6%計算)。如果不提前準備好入池發酵原料,沼氣池試水、試壓完成後,要想迅速啟動沼氣池,則因發酵原料的缺乏而無法很快實現,只能等原料籌集夠了才能啟動沼氣池。這是造成很多沼氣池試水、試壓合格後不能很快啟動發酵、正常產氣投入使用的重要原因。所以無論是準備大換料的農戶,還是準備最近就要建池的農戶都應及早著手籌集入池發酵原料,並在沼氣池建成前或大換料前備足。
 
(二)新建池農戶或最近就要建池的農戶,應該準備發酵原料的數量是多少?這要根據自己準備建多大的沼氣池、發酵原料的品種、所採用的濃度等進行計算。下面我們用一例子來計算新池或大換料後啟動沼氣池,農戶應準備多少發酵原料的方法。
如某農戶計劃建一口8m3沼氣池、夏天啟動、料液量應佔沼氣池總容積的90%(一般為85%—90%)、料液濃度為5%、發酵原料為牛糞,該農戶養2頭牛,農戶應準備鮮牛糞量為:
⑴ 投料液量應佔沼氣池總容積的90%。則料液總容積為8×0.9=7.2立方米;
⑵ 料液濃度為5%,農戶應準備牛糞量為:①每立方米料液需要幹牛糞為5%×1000kg(每立方米料液質量按1000kg計算)=50kg;②7.2立方米料液需要幹牛糞量7.2×50=360kg;③幹牛糞360kg折算成鮮牛糞360÷0.17(鮮牛糞乾物質含量,祥見表1)=2118kg=2.118噸;④鮮牛糞以重量來計算,稱重難度較大,為方便計算將其折算成體積,則2.118×1.43(祥見表2)=3.02立方米。
該農戶家養2頭牛,在建池前一個月已開始為沼氣池籌備發酵原料,到沼氣池準備啟動發酵時,已積牛糞31天,是否能滿足所需的發酵原料量?我們首先要計算一下兩頭耕牛每天的產糞量,然後計算出31天能產多少立方的新鮮發酵原料。 2×34(祥見表3)×31=2108kg=2.108噸,計算表明,2頭牛31天所產糞便量,能滿足8m3沼氣池的啟​​動所需原料量。
表1 常用沼氣原料總固體含量表
發酵原料名稱 乾物質含量% 含水量%
鮮豬糞 18 82
鮮牛糞 17 83
鮮人糞 20 80
鮮馬糞 22 78
鮮羊糞 75 25
鮮雞糞 30 70
風乾糞 65 35
幹稻草 85 15
幹麥草 85 15
玉米稈 82 18
表2 農村常用沼氣發酵原料體積與重量換算
發酵原料名稱 1立方米原料的重量(噸) 1噸原料的體積(立方米)
鮮豬糞 0.51 1.96
鮮牛糞 0.7 1.43
鮮馬糞 0.4 2.5
羊圈糞 0.67 1.49
鮮禽糞 0.3 3.33
舊沼渣 1 1
混合乾草 0.055 18.18
堆漚秸稈 0.35 2.85
幹麥草 85 15
玉米稈 82 18
 
表3 人、畜日排糞、尿 (近似值)
種類 體重(公斤) 日產糞量(公斤) 日排尿量(公斤) 年產糞量(公斤)
50 6 15 2190
500 34 34 12410
500 10 15 3650
15 1.5 2 548
1.5 0.1 0 36.5
50 0.5 1 182.5
(三) 為了方便農民朋友使用,我們將不同濃度發酵原料每立方米不同原料、不同濃度發酵原料每立方米池容需要量列表如下供大家使用參考。需要注意的是,一是該表列出的數據是每立方米的需要量,而我們所建的8立方米沼氣池實際裝料率一般為85%—90%。因此計算時應8×0.85(或0.9)=6.8立方米(或7.2立方米);二是料液濃度夏季一般為6%,查表4入池原料為鮮牛糞每立方米353公斤,8立方米沼氣池應加料量則=6.8×353=2400kg=3.43立方米。三是3.43立方米是怎樣計算出來的,看上面表2農村常用沼氣發酵原料體積與重量換算,鮮牛糞一噸原料的體積為1.43立方米,與實際發酵需要的鮮牛糞重量(公斤折算為噸)相乘即可將重量單位換算為體積單位。

表4 不同濃度發酵原料每立方米池容需要量 單位:公斤
原料名稱
6%濃度 8%濃度 10%濃度
加料量 加水量 加料量 加水量 加料量 加水量
鮮豬糞 333 667 445 555 555 445
鮮牛糞 353 647 471 529 588 412
鮮騾馬糞 300 700 400 600 500 500
 
(四)將籌集好的發酵原料按照下面的方法進行發酵原料的預處理後,即可入池發酵啟動。
 
二、快速啟動沼氣池
(一)選擇優質原料並堆漚
1、備足備好新建或換料後重新啟動沼氣池的發酵原料。各種有機物質,如人畜禽糞便、作物秸稈、農副產品加工的廢水、剩渣及生活污水等都可做沼氣池發酵原料。沼氣發酵原料既是生產沼氣的物質基礎,又是沼氣微生物賴以生存的營養物質來源。要認真選擇好發酵啟動的第一池原料,是沼氣池能否快速啟動的重要因素之一。用於啟動新建成的沼氣池原料盡量採用純淨的牛糞、馬糞或豬糞或混合原料(如豬、牛糞混合,牛馬糞混合等)。切忌用雞糞和人糞做發酵原料啟動沼氣池。新建沼氣池農戶,應備多少發酵原料?在上面我們已經講過這裡不再重複。在沼氣池啟動和發酵中,掌握適宜的料液濃度是很重要的,沼氣池的發酵濃度,隨季節不同(即發酵溫度不同)而變化。一般濃度範圍為6%—12%,夏季濃度以6%—8%為宜,冬季濃度以10%—12%為宜。新池或大換料沼氣池啟動進料量過少,有效物質少,不易啟動且產氣時間短;進料量過多,不利於沼氣細菌的活動,原料不易分解,產氣慢而少。那麼新池或大換料後啟動沼氣池,料液濃度通常宜在5%左右為好。
 
2、原料堆漚處理。農作物秸稈由木質素、纖維素、半纖維素、果膠和蠟質等化合物組成,進行沼氣發酵秸稈難於分解,其中的木質素是一種很難被細菌分解利用的物質,而纖維素的分解也比較慢。所以,農業廢棄物入沼氣池發酵的分解率只有50%左右,如果秸稈直接入池會大量漂浮結殼,而不能被充分分解利用,而畜禽糞便原料較容易分解利用。為了加快纖維素的分解,進而加快沼氣發酵過程的進行,使池內發酵原料既不易結殼,又易進料和出料,達到管理方便,產氣率高的目的,所以應對發酵原料進行堆漚。
用於啟動的第一池原料應盡量採用純淨的牛糞或豬糞,不論用牛糞或豬糞啟動,都應進行堆漚(夏季3—5天,春秋季6—8天),
 
堆漚的方法有兩種。一種是池外堆漚,堆漚時,在糞堆上潑水,保持其濕潤(加水量以使料堆下部不流水為宜),並加蓋塑料薄膜,以聚集熱量和富集菌種。當堆內發熱燙手時(50—60℃),要立即翻堆,把堆外的翻入堆內,並補充水分待堆內顏色呈棕色或褐色,即可入池內發酵。
另一種方法是池內堆漚。池內堆漚與池外堆漚相比,其能量和養分損失要少一些,而且可以利用堆漚時所產生的熱量來升高池溫,當發酵原料的料溫上升到50℃時(打開活動蓋口塑料薄膜時有水蒸氣),再加入接種物和水至零壓線。
 
(二)添加質優、量足的接種物
1、添加質優、量足的接種物。為了加快沼氣發酵的啟動速度和提高沼氣池產氣量,而向沼氣池中加入富含沼氣微生物的物質,統稱為接種物。在一般的沼氣發酵原料中,沼氣微生物的含量很少,僅靠其自己繁殖,不利於盡快產氣。所以在新池啟動和老沼氣池大換料時,一定要添加10%以上的接種物。有些農戶怕麻煩、圖省事,接種物添加的很少或不加接種物,是造成新建沼氣池不能很快啟動或啟動後產氣率很低不能正常使用的重要原因之一。農村採集接種物一般是取正常產沼氣的池內沼液和沼渣。此外,糞坑底部的沉渣、池塘底部污泥、下水道、污水處理廠的污泥等,特別是屠宰場、食品加工廠和釀造廠的污泥,由於有機物含量多,適於沼氣微生物生長,含有大量的沼氣微生物。因此,都是良好的接種物。
 
接種物的繁殖能力強弱,與產氣量有直接的關係,如有一個村,幾口沼氣池都是同一天加料啟動,但由於接種物的來源不同,正常產氣後,其產氣量有明顯的不同。由於受條件的製約,我們不可能對接種物的繁殖能力進行測試,但我們應盡量選擇產氣好的沼氣池的沼渣、沼液做接種物為好。
 
2、接種量。接種量多少與產氣的好壞有直接的關係,請看表5,接種量為10克時,其產氣量為1435毫升。接種量為50克時,其產氣量為10093毫升。

加入接種物的數量要足夠,接種物太少,不利於產氣。接種物過多,又會佔去沼氣池的有效容積,影響產氣量。通過實踐,加入接種物的數量一般應佔發酵料液總重量的10%—–30%為宜。對農村沼氣池發酵啟動來說,採用污泥作為接種物時,接種量一般為發酵料液的10—15%;採用老沼氣池發酵液作為接種物時,接種量應佔發酵料液的30%左右;若以底層沉渣作接種物時,接種數量應佔發酵料液的10%以上。
 
很多農民朋友,對加入接種物數量的多少並不是太關心,圖省事、怕麻煩,不願意到老沼氣戶的沼氣池裡去抽提沼液,好一點的啟動沼氣池接種量能達到料液總量的10%就很不錯了。這是目前一部分沼氣池啟動慢,不能很快使用的主要原因。而有的老沼氣戶總怕街坊鄰居把自己家裡的沼液或沼渣抽走過多而影響自己家裡用氣,不願意讓多抽提沼渣、液。
 
因此,建議新建沼氣戶應先抽取老沼氣池的沼渣液,再給老沼氣池裝上自己預處理好的堆漚入池原料,給預補償,實現雙贏。
 
表5 接種量與產氣量的關係
原料 接種量 沼氣量(毫升) 甲烷含量(%) 每克人糞產氣量(毫升)
人糞50克 10 1435 48.2 0.029
人糞50克 20 4085 56.46 0.096
人糞50克 50 10093 66.3 0.202
人糞50克 150 16030 68.7 320.6
 
 
 注:1、發酵溫度為28℃,產氣量為28天累計數。
 
2、接種物為沼渣,其產氣量已扣除。
使用較多的秸稈作為發酵原料時,需要加大接種數量,其接種量一般應大於秸稈重量。
 
3、接種物的富集培養。當新池啟動,附近又沒有正常使用的沼氣池,接種物到什麼地方找?農村採集接種物在糞坑底部的沉渣、池塘底部的污泥、屠宰場、食品加工廠和釀造廠的污泥等、都是良好的接種物。
 
如果接種物收集得很少,可以進行擴大培養,其操作方法是:將所收集的接種物和大於接種物3倍的發酵原料均勻混合後加水稀釋,用塑料薄膜覆蓋嚴進行厭氧富集培養,待培養液體表面看到很多小氣泡時,就可以將富集培養好的接種物和發酵原料混合入池,如第一次擴大培養的數量不夠,還可以繼續加入原料和水擴大培養,直到滿足需要為止。
 
(三)加入溫度較高的水
加入溫度較高的污水。新池啟動,加入池內的水應佔大部分池容。因此,水的質量好壞、溫度高低,對啟動快慢影響很大。當發酵原料進完後,最好能從正常產氣的沼氣池水壓間中取200—-400公斤富含菌種的沼液加入發酵間,再找水坑或污水坑中的發泡污水,加至距天窗口30—40厘米處。除了注意加入水的質量外,還應盡量想辦法提高水的溫度,例如,採用曬熱的污水或池塘的水。切忌將從井裡抽出來的水直接加入池內,造成池溫下降,難以啟動。因為沼氣池結構如同保溫瓶,加入冷水,要靠外部熱量提高其溫度是比較困難的。沼氣池一旦處於“冷浸”狀態,要改變其狀態,需要經過很長的時間。而我們很多農戶在秋末、春初啟動新建沼氣池,為圖省事、方便,把從井裡抽出來的水直接入池,是造成新建沼氣池“冷浸”,不能很快啟動產氣的主要原因。
 
(四)低濃度啟動
在沼氣池啟動和發酵過程中,掌握適當的料液濃度是很重要的。沼氣池運行後,最適宜的發酵濃度,隨季節不同而變化。一般濃度為6%—-12%,夏季濃度以6%—8%為宜,低溫季節以10%—-12%為宜。
 
沼氣池啟動,進料量過少,有機物質少,不易啟動且產氣時間短;進料量過多,則含水量過少,發酵原料不易分解,並容易積累大量酸性物質,不利於沼氣細菌的生長繁殖,影響正常產氣。合適的啟動進料量,可掌握在4%—-6%,初始濃度低些,有利於啟動快,早產氣、早用氣、早用肥,正常產氣以後,再逐步將料液濃度由4%—6%提高到6%—-12%的發酵正常濃度。
 
(五)調節好發酵料液的酸鹼度
在沼氣發酵過程中,沼氣微生物適宜在中性或微鹼性的環境中生長繁殖。發酵液的過酸或過鹼都不利於原料發酵和沼氣的產生。一個啟動正常的沼氣池一般不需要調節PH值,靠其自動調節就可達到平衡。在沼氣發酵過程中,酸鹼度的變化規律是,在發酵初期,由於產酸菌的活動,沼氣池內會生成大量有機酸,導致發酵液偏酸,但隨著發酵繼續進行,氨化作用產生的氨,可以中和一部分有機酸。同時,隨著產甲烷菌的生長繁殖,大量的揮發酸隨即被利用,這樣就可使酸鹼度回升到正常值。但如果原料配製不適當,或缺乏正常管理,也會使揮發酸大量積累。當酸鹼度低於6或高於8時,發酵過程就會受抑制,甚至停止。一旦出現上述現象,在農村一般採用以下措施來調節。
 
一旦發生酸化現象,往往表現為所產氣體長期不能點燃或產氣量迅速下降,甚至完全停止產氣,發酵液的顏色變黃。為了加速PH值自然調節作用,可向沼氣池內投一些接種物,當PH值降到6.5以下時,需取出部分發酵液,重新加入大量接種物或者老沼氣池中的發酵液。也可加入草木灰或石灰水調節,使PH值調節到6.5以上,以達到正常產氣的目的。
 
(六)密封好天窗口活動蓋
沼氣池啟動時,在進完發酵原料、接種物和水後,要注意仔細封好活動蓋,以免漏氣或產氣過旺時,沖開活動蓋。活動蓋密封的方法為:選擇粘性大的粘土,先將乾粘土錘碎,揀去雜物,加水泡軟後,拌和揉搓成為麵團狀即可。封蓋前,先用掃帚掃去粘在蓄水圈、活動蓋底部及天窗口周圍邊上的泥砂雜物,再用水沖洗,使蓄水圈、活動蓋表面潔淨,以利粘結。清洗完後,將揉好的膠泥條,均勻地附在活動蓋口和天窗口邊緣上,再把活動蓋坐在天窗口上。注意,活動蓋與天窗口之間的間隙要均勻,用腳踏緊,使之緊密結合。再用膠泥密封好活動蓋後,將水灌入蓄水圈內。即可打開開關,待壓力表水柱上升30厘米以上時就可放氣試火。
 
(七)放氣試火
沼氣發酵啟動初期,所產生的氣體主要是經酸化作用產生的二氧化碳,同時封池時氣箱內還有大量空氣,因而氣體中的甲烷含量低,通常不能燃燒。所以,當沼氣壓力表上的水柱達到30厘米以上時,應放氣試火。放氣1—-2次後,所產氣體中的甲烷含量達到30%以上時,即可點燃使用。