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李愛芹
（作者單位：130021吉林省農(nóng)業(yè)機械研究院）
本文對寒冷地區(qū)戶用沼氣冬季產(chǎn)氣存在的問題進行分析，先簡單分析，寒冷地區(qū)的沼氣在冬季產(chǎn)氣遇到的問題，再根據(jù)分析的問題，提出相應的解決辦法，旨在提高寒冷地區(qū)的沼氣的利用效率，改善冬季產(chǎn)氣問題，積極推動寒冷地區(qū)合理的對沼氣進行利用，最終推動農(nóng)村積極健康發(fā)展。
沼氣是一種可再生的清潔能源，合理地利用沼氣可有效提高農(nóng)民對資源的利用率，減少農(nóng)民對森林的傷害，從而可以全面提高農(nóng)村居民的生活品質(zhì)。但是，在寒冷的東北地區(qū)，確實存在戶用沼氣冬季產(chǎn)氣的問題，這會嚴重影響沼氣的功能與作用，影響農(nóng)戶的日常生活。基于此，本文對寒冷地區(qū)戶用沼氣冬季產(chǎn)氣存在的問題進行研究，并以這些問題為基礎(chǔ)，提出相應的解決辦法，旨在提高戶用沼氣冬季的產(chǎn)氣量，積極滿足農(nóng)民日常生活的基本需求。
一、沼氣池的作用研究
與傳統(tǒng)能源比較，沼氣是一種清潔能源，因為沼氣的來源簡單，同時使用方便，而且沼氣還不會給環(huán)境帶來影響，同時可以對農(nóng)村的很多垃圾進行利用，使之成為沼氣的來源。沼氣與傳統(tǒng)的石化能源相比，沼氣不僅來源簡單，沼氣的安全性也要高于傳統(tǒng)石化能源，因為沼氣本身是無毒無害的，同時沼氣燃燒后，還不會產(chǎn)生大量硫化物，不會給空氣造成污染，如果農(nóng)村合理的對沼氣池進行建設(shè)，便能有效地利用沼氣資源，并通過不斷添加農(nóng)產(chǎn)品廢料，可以實現(xiàn)沼氣供應的基本需求。
實際的使用中，沼氣的作用主要有：用于炊事做飯，還能烘干農(nóng)副產(chǎn)品，能滿足供暖、照明和氣焊等基本需求，可有效提高沼氣的利用效率，同時，沼氣還可以用于內(nèi)燃機燃料，還可以用于生產(chǎn)甲醇、福爾馬林、四氯化碳等化工原料，總得來說，沼氣是一種清潔可再生的多功能能源，沼氣池的廢物，還可以用作肥料和飼料，能有效提高資源的利用效率。減少對化石能源的開采與消耗，積極推動農(nóng)村經(jīng)濟發(fā)展。
在沼氣的長期應用中，我國已經(jīng)研究出了一條適用于我國國情的沼氣的應用方式，例如沼液養(yǎng)殖等，形成了類似豬—沼—果的形式，這種方式，能有效提高沼氣的利用率，降低養(yǎng)豬廢料的剩余問題，通過沼氣生產(chǎn)，不僅能提高養(yǎng)豬廢料的利用率，還能生產(chǎn)沼氣，并實現(xiàn)對沼氣的利用，最后，再將沼氣生產(chǎn)剩余的物品用于果蔬生產(chǎn)的肥料，如此方式，可有效提高資源的利用效率，降低資源的浪費，同時所生產(chǎn)的沼氣，還可以用于日常生活，全面推動了沼氣的合理運用，降低資源浪費，保證農(nóng)業(yè)的積極發(fā)展。
由于沼氣具有較高的利用價值，所以為了保證沼氣的合理利用，需要對沼氣池的建設(shè)進行研究，通過控制沼氣池的氣密性，從而能夠提升沼氣池的可靠性。另外，冬季的沼氣池不僅容易出現(xiàn)沼氣池的過冬問題，甚至還有不在冬季產(chǎn)氣的問題，所以，為了避免這些問題，需要對合理的內(nèi)容進行研究，在提出有效的解決辦法，確保沼氣池能夠處于較好的工作狀態(tài)，從而為農(nóng)戶的日常生活提供便利。在寒冷地區(qū)，沼氣池冬季受限的原因，主要在溫度和結(jié)構(gòu)上。為了確保沼氣池能夠始終提供穩(wěn)定服務。所以就要求，沼氣池需要做好的沼氣池的冬季維護，確保它能始終為用戶提供足夠的沼氣，滿足實際使用需求。
二、寒冷地區(qū)戶用沼氣冬季產(chǎn)氣存在的問題
本文以東北地區(qū)為例，研究寒冷地區(qū)戶用沼氣冬季產(chǎn)氣存在的問題，具體內(nèi)容如下。
1、東北地區(qū)氣候寒冷，影響產(chǎn)氣作用
因為東北地區(qū)冬季氣候寒冷，所以容易造成沼氣池出現(xiàn)凍結(jié)的問題，一旦凍結(jié)的問題發(fā)生，沼氣就無法正常產(chǎn)出沼氣，最終就導致產(chǎn)氣問題的出現(xiàn)。這一部分，需要對沼氣的發(fā)酵過程進行研究，研究得到，沼氣的產(chǎn)量高低與用氣的時間長短，與建池標準、投料數(shù)量、原料配比、發(fā)酵原料濃度、發(fā)酵溫度等，具有明顯的關(guān)系。由此可見，溫度是影響沼氣發(fā)酵的主要原因，北方地區(qū)的氣候寒冷，冬季江河湖泊容易出現(xiàn)上凍的問題，同理，沼氣池也會發(fā)生沼氣池上凍的問題，這樣就會影響沼氣池內(nèi)部細菌的工作，因為沼氣池內(nèi)部細菌為厭氧細菌，它們適宜的溫度是不低于10℃，最高不能超過55℃，但是實際的作用中，冬季沼氣池內(nèi)部的溫度，必然會低于10℃，這樣就會影響沼氣池的正常運行，導致產(chǎn)氣效率降低，使用率降低，原料分解率低，沼氣使用綜合效益降低。
2、設(shè)計與施工不規(guī)范
沼氣池的設(shè)計會影響寒冷地區(qū)冬季沼氣的生產(chǎn)，其中設(shè)計問題主要體現(xiàn)在如下幾個部分：
①設(shè)計不規(guī)范，設(shè)計未按照相關(guān)規(guī)范標準進行，進而導致部分內(nèi)容不符合設(shè)計標準，也就導致沼氣池的產(chǎn)氣效率受到影響，進而影響沼氣池的工作效率。同時，如果主池的容積比例失調(diào)，水壓間相對太小，設(shè)計為考慮到荷載等因素，這些因素都是設(shè)計因素，也都會給冬季沼氣池產(chǎn)氣帶來影響。
②沼氣池建造不規(guī)范，不合理，這樣的原因主要是因為，在建造過程中，如果未注意度地基的控制，地基加固效果不佳，就可能導致后續(xù)出現(xiàn)塌陷的問題，影響沼氣池的服務能力，另外，如果施工中，池內(nèi)壁密封不夠徹底，且沒有遵循“四層抹面法”進行密封施工，就會給沼氣池帶來影響，甚至造成沼氣池出現(xiàn)漏水漏氣的問題。
這兩個問題的存在，都不利于沼氣池的穩(wěn)定與可靠，都需要做好相應的改進，為保證沼氣池實在冬季仍能夠提供足夠的沼氣支持，就需要對這些問題進行控制與處置，從而保證沼氣供應的充足。
3、發(fā)酵原料本身的問題
發(fā)酵原料的問題，是沼氣池不產(chǎn)氣的主要原因，這個問題，也可能是影響寒冷地區(qū)戶用沼氣不產(chǎn)氣的原因。為確保沼氣池能夠穩(wěn)定提供沼氣，就需要對發(fā)酵原料進行控制，如果發(fā)酵原料投入的量過多或過少，都會影響沼氣池的產(chǎn)氣效率，另外，如果發(fā)酵原料在投入沼氣池之前，沒有進行預處理，就會導致發(fā)酵物處在外堆漚區(qū)，且這個區(qū)域的發(fā)酵溫度低，而發(fā)酵溫度低，所產(chǎn)生的甲烷量也就相對較少，所以產(chǎn)氣效率就受到了影響。同時，如果發(fā)酵原料未經(jīng)過添加營養(yǎng)液，或是配合比設(shè)置的不合理，都能影響發(fā)酵的效率，甚至不利于冬季寒冷地區(qū)的沼氣生產(chǎn)。
三、寒冷地區(qū)用沼氣冬季產(chǎn)氣存在問題的解決辦法
為了保證寒冷地區(qū)的戶用沼氣在冬季也能產(chǎn)出沼氣，也能滿足日常使用需求，就需要如下的解決辦法，促進冬季產(chǎn)氣問題的控制，保證農(nóng)村的積極發(fā)展。
1、沼氣池的保溫措施
為了降低寒冷地區(qū)冬季氣溫對沼氣池產(chǎn)氣的影響，就需要對沼氣池的保溫進行控制，確保保溫效果降低照此受到寒冷溫度的影響，從而保證沼氣池中沼氣池內(nèi)部細菌都能處于穩(wěn)定的工作轉(zhuǎn)臺。同時，還要對沼氣池的選擇進行選擇，應該選擇在背風向陽的位置，確保沼氣池內(nèi)部的發(fā)酵，能夠在溫度合理的條件下進行，從而提高沼氣的發(fā)酵頻率，促進農(nóng)村生活水平的發(fā)展，在選址確認后，需要對建設(shè)進行控制，沼氣池建設(shè)過程中，應制定完善的監(jiān)督管理體系，確保各項施工符合相關(guān)標準，從而全面提升寒冷地區(qū)沼氣的利用率。另外，日常使用過程中，也要注意給沼氣池進行保暖作業(yè)，保證沼氣池處于一個很好的環(huán)境中，可以使用干草、桔梗等農(nóng)產(chǎn)品剩余的物品，對沼氣池進行覆蓋，從而保證沼氣池在冬季仍舊能夠穩(wěn)定運行。
2、沼氣池的建設(shè)控制
為了保證，沼氣的有效供應，在實際的設(shè)計階段，需要有專業(yè)的審核人員，對設(shè)計進行審核與控制，從而確保沼氣池的設(shè)計符合實際要求與技術(shù)標準。具體建設(shè)中，主要沼氣池的原材料控制，確保各項材料的選擇復合材料選擇標準，從而保證沼氣池的施工符合要求，注意對沼氣池的密封進行控制，避免出現(xiàn)漏液和漏氣問題，從而積極提高沼氣池的可靠性的，從而保證沼氣池在冬季也能提供穩(wěn)定的沼氣供應。
3、沼氣池的增溫技術(shù)應用
為了確保沼氣池在冬季能夠提供穩(wěn)定的服務，就需要對沼氣池內(nèi)部的溫度進行增加，所以需要引入相應的技術(shù)設(shè)備，達到增溫增氣的目的，例如：生物質(zhì)發(fā)酵增溫技術(shù)，使用生物質(zhì)，可在一定程度上提高沼氣池的問題，使得生物質(zhì)在發(fā)酵過程中，會產(chǎn)生溫度，從而達到加熱沼氣池的目的，最終能夠滿足加熱需求，達到沼氣池升溫的目的，另外，為保證增溫技術(shù)的合理應用，本文選擇所提供的技術(shù)，并在有限的時間內(nèi)進行相關(guān)檢定，沼氣的可靠性得到保證，另外，還可以引入太陽能增溫技術(shù)，該項技術(shù)是以太陽能熱水器為基礎(chǔ)實現(xiàn)的，其主要是實現(xiàn)熱循環(huán)，達到提高用料溫度的目的。為了徹底改變溫度對發(fā)酵的影響，實際發(fā)酵過程中，我們要發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)發(fā)酵模式的方法，比如引入低溫發(fā)酵技術(shù)，通過低溫發(fā)酵技術(shù)，東北寒冷氣候，就不會給沼氣池的合理利用帶來影響，從而能積極沼氣池的產(chǎn)氣能力，積極推動沼氣的合理利用。
4、合理控制沼氣池的原材料
為了滿足沼氣池冬季工作的基本需求，就需要對沼氣池的原材料進行選擇，包括各種投入原材料的控制，要加強對配合比的檢查，確保配合比符合檢驗結(jié)果，之后對投入量進行設(shè)計，按照規(guī)范，嚴格控制每次投入量，進而保證投入量的合理，避免產(chǎn)氣不足的問題，另外，還要預先對原材料進行處理，促使其可以穩(wěn)定雨欣，對于營養(yǎng)液，就需要按照工程的相關(guān)規(guī)范添加，從而積極提高沼氣的生產(chǎn)效率。
5、其他值得注意的內(nèi)容
冬季戶用沼氣池蓄水圈的進出料口、水壓間都應該進行加蓋作業(yè)，因為通過加蓋，可以避免雪透過進出料口和水壓間進入到沼氣池中，進而進一步降低沼氣池的內(nèi)部溫度。從而能夠確保沼氣池能夠處于較好的工作狀態(tài)。除此之外，還要注意沼氣池的管理，通過有效地控制，注意沼氣池的保溫，也可以通過外加，隔熱保溫層的方式，進一步增加沼氣池的隔熱能力，從而提升沼氣池的可靠性。同時，加蓋作業(yè)，還可以避免人畜跌傷。并且，如果室外溫度低于0℃時，可以知道沼氣池在冬季是不會進行工作的，所以這個時候，可以將頂蓋打開，拔下導氣管，避免冬季緩慢的產(chǎn)氣并且發(fā)生膨脹，最終造成池體的破壞，或是沼氣池外漏造成室內(nèi)窒息和燃燒事故的發(fā)生。
寒冷地區(qū)沼氣池的應用受到了很大的限制，明顯影響了沼氣池的功能與作用，所以，在實際的沼氣池建設(shè)中，需要注意日常的維護的工作。首先要做好沼氣池的維護，避免老池空腹過冬，一般取出三分之二的料液用于冬季施肥，之后再加三分之一的新鮮原料，起到對內(nèi)發(fā)酵增溫保濕的作用，從而滿足實際需求，積極推動沼氣池的功能與作用。
同時，如果是年底新建的沼氣池，在年前一般不進料啟動，如果年前就進料啟動，其實是很容易造成風裂的問題，一旦出現(xiàn)風裂了，后續(xù)的沼氣池在實際的應用中，就不會有太好的應用價值。所以為了確保順利過冬，要在冬季增加池內(nèi)的保溫措施，以此為基礎(chǔ)，對頂蓋口和進出料口進行覆蓋，使用塑料薄膜對其進行覆蓋，起到保溫隔涼的作用。
除此之外，冬季注意沼氣池頂部的保溫工作，根據(jù)戶用沼氣池的實際情況，采用相應的辦法，促使沼氣池能夠順利渡過寒冷的冬季。
上述是針對寒冷地區(qū)沼氣池在實際應用時，冬季應該注意的問題，還要對相應的處理辦法進行處置，具體的方法如下。
新池出現(xiàn)空腹過冬的情況下，如果也沒有采取保溫措施，那么，在開春之后，就需要對沼氣池進行一系列的檢查，包括的對沼氣池的氣密性檢查，一般可以使用內(nèi)壁噴水的方法，這一步主要是用貯氣室。10min后，如果出現(xiàn)明顯的淺線紋，說明有風裂的問題，如果需要重新使用，就需要對內(nèi)壁進行進一步處理，從而保證沼氣池能夠處于正常的工作狀態(tài)，進而全面提高寒冷地區(qū)沼氣池冬季產(chǎn)氣的能力。針對這種問題，可以通過1:2的水泥砂漿粉對其進行修復。一般情況下，厚度在2mm左右，之后，再刷上純水泥漿，一般刷3～4遍，如此能確保沼氣池冬季的順利過冬。升溫方法，在沼氣池頂部建一豬舍，或者選擇羊舍。并在角落處建一個廁所，如此一來，就是的糞道與沼氣池相連接，前墻高度為1.0m，后墻的高度設(shè)置為1.8～2m，側(cè)墻形呈弧狀，建筑的面積大部分控制在16～20㎡左右，冬季在上面覆蓋一層塑料薄膜，為太陽能的供暖提供幫助，一方面有利于家畜的生長，另一方面，還有利于沼氣池的安全過冬，如此一來，就能保證沼氣池的安全性和可靠性。從而可以進一步確認沼氣池冬季產(chǎn)氣的基本情況。
除此之外，為了進一步提高對戶用沼氣池的使用，需要注意，可以通過建設(shè)“四位一體”的庭院模式，將沼氣池作為紐帶，配合日光溫室的、豬舍、廁所等，全部局限在一個環(huán)境中，實現(xiàn)一個封閉的閉環(huán)狀態(tài)。從而能夠?qū)崿F(xiàn)沼氣池在冬季產(chǎn)氣，并且保障沼氣池可以成為養(yǎng)豬種菜與保溫等功能的場所，如此一來，能積極推動沼氣池的服務能力，還能促進能量流、物質(zhì)流和養(yǎng)分流的良性循環(huán)，最終實現(xiàn)多層次的綜合利用。但是，這種模式在實際的運用中，確實存在一定的缺陷，這部分缺陷，和主要體現(xiàn)在，為了保障“四位一體”庭院模式的合理建設(shè)，需要注意庭院的大小和采光角度，同時，還要注意，農(nóng)戶本身是否有足夠的經(jīng)濟能力，只有滿足這些條件之后，才能滿足沼氣池冬季產(chǎn)氣的基本需求。
綜上所述，本文以東北地區(qū)為例，研究分析寒冷地區(qū)戶用沼氣冬季產(chǎn)氣問題進行分析，了解了影響冬季產(chǎn)氣的原因包括，再針對各項冬季不產(chǎn)氣的等原因，實施相應的解決辦法，積極推動沼氣池的產(chǎn)氣效率提升，使得沼氣可以滿足農(nóng)村生活的日常便捷。 |
