沼气池厕所建造及使用

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1、沼气池厕所建造及使用付彦芬研究员fuyf@crwstc.org010-69713471中国疾病预防控制中心农村改水技术指导中心www.crwstc.org第一部分沼气池厕所建造（一）沼气概述（二）原理与结构（三）建造要求（四）使用与保养附：血吸虫病流行地区农村改厕管理办法(节选)（一）沼气概述1.沼气的概念：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。沼气含有多种气体，主要成分是甲烷(CH4)。沼气细菌分解有机物，产生沼气的过程，

2、叫沼气发酵。根据沼气发酵过程中各类细菌的作用，沼气细菌可以分为两大类。第一类细菌叫做分解菌，它的作用是将复杂的有机物分解成简单的有机物和二氧化碳(CO2)等。它们当中有专门分解纤维素的，叫纤维分解菌；有专门分解蛋白质的，叫蛋白分解菌；有专门分解脂肪的，叫脂肪分解菌；第二类细菌叫含甲烷细菌，通常叫甲烷菌，它的作用是把简单的有机物及二氧化碳氧化或还原成甲烷。2.有机物变成沼气的过程：先是分解细菌将粪便、秸秆、杂草等复杂的有机物加工成半成品——结构简单的化合物；后是甲烷细菌的作用下，将简单的化合物加工成产品——即生成甲烷。3.沼气的成分：沼气是一种混合气体

3、，它的主要成分：(1)可燃成分包括甲烷、硫化氢、一氧化碳和重烃等气体；(2)不可燃成分包括二氧化碳、氮和氨等气体。在沼气成分中甲烷含量为55%～70%、二氧化碳含量为28%～44%、硫化氢平均含量为0.034%。4.沼气的理化性质沼气是一种无色、有味、有毒、有臭的气体，它的主要成分甲烷在常温下是一种无色、无味、无臭、无毒的气体。甲烷分子式是CH4，是一个碳原子与四个氢原子所结合的简单碳氢化合物。甲烷对空气的重量比是0.54，比空气约轻一半。甲烷溶解度很少，在20℃、0.1千帕时，100单位体积的水，只能溶解3个单位体积的甲烷。甲烷是简单的有机化合物

4、，是优质的气体燃料。燃烧时呈蓝色火焰，最高温度可达1400℃左右。纯甲烷每立方米发热量为36.8千焦。沼气每立方米的发热量约23.4千焦，相当于0.55千克柴油或0.8千克煤炭充分燃烧后放出的热量。从热效率分析，每立方米沼气所能利用的热量，相当于燃烧3.03千克煤所能利用的热量。（二）原理与结构沼气池厕所是由厕所、畜圈和沼气池(发酵池）三者连通建造而成。原理：人畜粪便和各种有机废物进入沼气池中，在厌氧条件下，经微生物发酵降解，产生沼气和氨气等气体的生物化学过程，改变病原微生物和寄生虫卵的生存环境，以达到无害化处理的目的。(1).沼气发酵的原理：有机物在

5、一定的温度、湿度及厌氧的环境下，经厌氧菌的发酵分解，将原料中60～70％的碳转变为沼气和二氧化碳，同时放出一些热量，其简单反应式如下:(C6H10O6)n+nH2O→3nCO2↑+3nCH4↑+热量沼气发酵过程有两阶段、三阶段和四阶段学说。目前人们多接受三阶段理论。第一阶段为水解，如多糖先水解为单糖，进一步发酵为乙醇与脂肪酸，蛋白质则先被水解为氨基酸，再经脱氨基作用产生脂肪酸和氨，脂肪被碱水解后产生醇和脂肪酸。第二阶段为酸化，经产氢产乙酸细菌将丙酸、丁酸、乙醇等转化为乙酸、氢或二氧化碳。第三阶段为甲烷化，由产甲烷细菌利用乙酸和氢、二氧化碳产生甲烷。（2

6、）沼气发酵的条件①厌气环境。甲烷菌是严格厌氧的，对游离的氧极敏感，因此必须严格密闭沼气池。②充足的营养。各种有机物如人畜粪、秸杆、草、污泥、垃圾及含有机物工业废料等都可作原料，但细菌需要的氮、碳应有一定比例，碳氮比最低为100∶6.2，较恰当为100∶14。③适宜的温度。厌氧发酵最佳温度范围，中温发酵30～35℃，高温发酵50～60℃。低于8℃产气很少。甲烷菌对温度很敏感，波动范围超过3℃就会影响产气。温度高，停留时间可缩短，一般为4～30天。④适量的水份。原料与水应有一定比例，池中原料含水量在90％为宜，一般经验应将原料与水配成糊状，原料与水之比为1

7、∶0.8～1∶1.2。风干畜粪则为1∶3～1∶5。稀释时用污水较清水好。⑤适合的酸碱度。环境中pH值低于6或高于8，甲烷菌的生长繁殖要受到很大影响，过酸pH<5，可加1％的熟石灰或2％草木灰，过碱pH>8时可加水冲淡。一般发酵液中加入0.1％左右的石灰效果较好。⑥控制有毒有害物质含量。原料中有毒有害物质过量时可影响沼气发酵。如硫化物容许浓度为200mg／L，溶解重金属少于1mg／L，氨150mg／L。可用化学沉淀法除去有毒有害物质或用稀释方法控制在容许浓度以下。地下部分:蹲位（蹲、坐便器）进粪（料）口进粪管沼气池（由发酵间和贮气室组成）出料管水压间（出

8、料池）储粪池活动盖导气管。地上部分:厕室、猪圈等。（3）主要结构在池身蹲位安装便器，下端接进