给沼气池找热源
发布时间:2010年07月19日 14:10 | 进入复兴论坛 | 来源：《科技苑》
（主持人）观众朋友大家好，欢迎收看科技苑。沼气是一种清洁能源，现在已经越来越多地应用到我们的生活当中来。沼气可以作为燃气供给居民使用，不仅节约了能源，也给生活带来了方便和实惠。在2002年的时候，黑龙江省的海林农场也建造了一座沼气池，不过，他们建造沼气池可是费过一番的周折。
（采访）黑龙江省海林农场刘场长：两次去农业部，带着农场的文件去申请资金，但是在北方这么高纬的地方没有成功的范例，农业部也不敢批。
农业部在农村是大力推广沼气事业的，海林的沼气池不被批准是因为海林农场的地理位置。海林农场地处北纬四十五度，平均气温只有零下10度，最冷的时候能达到零下三十几度。这样的低温，沼气池就算建成了，也用不成。
（采访）黑龙江省海林农场沼气站站长游空：冬天温度太低，这个加温设施跟不上，再一个没有那个条件，冬天基本停4个月到5个月左右，一般到来年的4、5月份才能开始慢慢启动。
沼气池受不了低温是制约北方发展沼气池的一个关键原因。畜禽粪便、秸秆这些废弃物进入沼气池，要通过发酵才能分解产气，在这个过程中有几种厌氧微生物不断地工作着，它们有分解有机质的本领，在这个过程中它们对那些废弃物进行分解，开始了发酵继而产生甲烷。而这些产甲烷菌的生存也需要一定的温度，在25-30度左右才最活跃，低于这个温度，这些厌氧细菌也就罢工了。
所以北方的沼气池最多能运转半年，成了半年产气半年闲。冬天闲下来的沼气池在天寒地冻的黑龙江还有给冻裂的危险，因此海林农场的建沼气池的计划一直搁置着。其实沼气池怕冷，农场也很清楚，可执意想建沼气池，是因为它们有一大难题一直盼望能解决。
（采访）黑龙江省海林农场刘场长：我们是海林农场，那么说农场其实就是农村，我们农场的养殖规模这个奶牛已经达到了9000多头，如果这些奶牛都散养，那么说这整个的街道上人家说有4有，有哪4有啊？农村的，是路上有牛粪，是院里有猪粪，是房后有人粪，是屋里有鸡粪。这离党中央要求的新农村建设相差太远，而且还污染了环境。
在农村，畜禽粪便是农村环境的一个大污染源。尤其是近几年，海林农场搞多种经营，几乎家家户户都养了奶牛，奶牛的数量多起来，牛粪的污染就更严重了。为了能够集中处理随处散落的牛粪，海林农场专门给奶牛建立了养殖小区。
（采访）黑龙江省海林农场刘场长：到现在为止就是我们成立了13个养殖小区，特别现在这个是一个核心区，这一个区就达到3400多头。
奶牛从一家一户的散养到现在的规模化养殖，粪尿虽说集中起来了，可牛粪的量一下子变得特别大，每天都要有工人专门清粪打扫，而且成堆的牛粪怎么处理更是问题。
（采访）黑龙江省海林农场刘场长：说这牛集中起来了，出现了另外一个问题，就是说每天就这一个牛场生产的粪便就达到150、160吨，说这150、160吨往哪儿放？冬天还勉强，特别是夏天，地里都种上庄稼了，是往路边堆也没那么大地方，污染了环境。往树趟子里堆把树烧死，下雨的时候，流到河里还污染了河水。
大量的牛粪堆到哪里都是污染。看到其他地方都用上了沼气池，他们也觉着利用沼气池发酵是最简便处理牛粪的方法。考虑到沼气池受不了冷，他们就先在室内建一个小的沼气池探探路。
（采访）黑龙江省海林农场刘场长：：我们考虑到北方那么冷，当时想建在牛舍里，牛舍里冬天10度，要比外面零下20度要好，所以在牛舍200立方，建完以后，然后通料，一个多月之后就产气了。完了我们就烧水用，感觉很好，实验人员和厂领导非常兴奋，觉得这个事能做下去。场长说，成副，你就开始干吧！
（采访）海林农场程书记：建筑队的队长根我说，领导，没人说这事你能做成的，都看着呢，整砸锅了呢。
困难和问题都摆在眼前，那么，海林农场的大型沼气站到底要怎样建呢？
（主持人）建在暖卷里的沼气池能够顺利产气了，这给了海林农场很大的信心。为了处理更多的畜禽粪便，海林农场准备着手建造大型沼气池。方法好是好，可是要实现起来还挺有难度的，因为建在大型沼气池要建在户外，这和沼气池低温不产气是一个大矛盾。那么，海林农场能不能顶得住方方面面的压力，建成大型的沼气池呢？
因为沼气池怕冷，除非把沼气池建到室内，在东北才能保证四季产气，否则即便是沼气再能解决废弃物的污染问题，再能产生清洁能源，谁也不敢立马在东北建户外的沼气池。一边是臭气熏天的废弃物，一边是怕冷的沼气池，那这沼气池还能建成吗？
（采访）海林农场程书记：整成通过实验是成功了，那么接下来就是做大这件事了，这回知识和技术都没底了，不敢弄，就想到找大学找院所，通过多方联系，就选定了农业部，当时，他们说可以设计，有样板，去了留民营，到顺义区看了，这我们都去看了，都是他们设计的，而且运行的不错。
成书记参观了北京郊区的大型沼气池，这些沼气池通过辅助的锅炉加温，在冬季都能正常运转产气。不过，黑龙江省的海林农场的冬季比北京冷得多，在天寒地冻的4、5个月里要想保证沼气池的运转，不卯足了劲的添柴烧火哪行，可这样能源耗费也就太大了。要想在海林用上大型沼气池，首先就得从降低能耗，让沼气池能够经济又实用地运转。于是他们先从沼气池的保温上动起脑筋。
（采访）海林农场成书记：我们是北方人，我们再北方生活几十年，怎么保暖，怎么抗寒我们来设计吧，我们知道怎么做，那保温这块我们来做。
于是海林农场大兴土木建起了沼气池，要消化160吨左右的牛粪，海林农场计算着沼气池容积有2000立方米的大水泥房子。而建池子的规格都是一样的，海林农场主要加强了墙壁的保温处理。
（采访）黑龙江省海林农场沼气站站长游空：沼气池中间有苯板保温，内墙钢筋混凝土20公分，苯板十公分，再加上外墙是37公分，整个包在一起。
墙壁加厚了，还用上苯板做了保温层，沼气池就像穿了保暖衣，热量保得住散失得就少，今后用来加温的煤和柴都能少用一些。保温做好后，沼气池的加温的设备自然也是少不了的一项。
（采访）黑龙江省海林农场沼气站站长游空：咱们的这个大型沼气工程，设计的初期，就是增温考虑的燃煤的锅炉来给沼气池增温，
这是海林农场给沼气站配备的x容量的锅炉，专门用来给沼气池加温的。一到冬天，沼气站的院子里就开始堆满了煤块。通过燃煤锅炉加温，沼气池冬季也能正常产气了。可到了年底一算账，他们觉着这沼气有点太费钱了。
（采访）黑龙江省海林农场沼气站站长游空：05冬天到06年，一年运行，和计划的差距很大，煤烧了400多吨，当时500一顿，煤就20万，我们感觉成本太大了，承受不了。
煤不仅成本高，而且燃烧对环境也造成污染。看到这一点，海林农场开始想法让冬天的沼气池少用一些煤。
（主持人）海林农场用烧锅炉加温的方法，能够保证沼气池在冬天也能正常发酵产气，这样，沼气的成本高了不说，烧煤也是一件污染环境的事，那么怎么才能减少耗能？又有没有其他的热源可以利用呢？而此时，他们把目光转向了发酵原料上。
（采访）黑龙江省海林农场沼气站站长游空：进料的时间就是他清粪的时间，每天早上6—10点，这个时候是比较集中的时候，这个时候清粪之后马上就运到这里，要是放到外面就冻啊，温度就低了，这样能保证温度6、7度。
现在添到进料池的原料是凉的，再用煤给烧热了；如果原料能变热乎些，耗煤量不就能少一些吗。进料时，牛粪一定要先用水给稀释了，这样不仅提供了一个液体的发酵环境，水还能隔开空气，给不喜欢氧的的厌氧菌一个良好的发酵环境。要让原料变热，可以做文章的就是填进牛粪里的水了。
（采访）黑龙江省海林农场程书记：我在糖厂工作了十年，糖厂有大量的热水，大量的40度的水，要是能用在沼气池增温上，那不是同样能减少大量能耗吗？就产生了这么一个想法。
海林农场的糖甙场生产糖甙，有一道甜叶菊浸提的工序，这个环节里有四十度左右的废水产出，要是能利用上混合到牛粪里，也能提高发酵原料的温度，不过，方法好是好，这热水能不能用，成书记的心里也没底。
（采访）黑龙江省海林农场程书记：这个东西到底能不能行，我们就咨询了专家，有的说行，有的说不行，那么行不行得自己试试，自己汤条路试一试。就做了几组对比实验，两个多月之后，结果就出来了。
实验的结果让成书记和实验小组喜出望外，结果表明，糖甙场产出的废水里面有机质的含量高，能够促进牛粪的发酵。而且有温度的水混合到牛粪里，一下子就把发酵原料的温度提高了10来度。
（采访）黑龙江省海林农场程书记：牛舍室内的粪有5、6度，工厂的废水40度，一比一混合温度可以达到二十多度，有利于沼气的生产，再适当地加加温就能达到三十度，中文发酵。
利用上了废水，发酵原料的温度能有20度，可依然没有达到30度正常发酵的要求，燃煤炉还在用，那这差了10度的热量还能从哪里去找呢？
（采访）黑龙江省海林农场程书记：：当时在海林农场里部分人家是用太阳能热水器，我就想推广使用。户用沼气池延伸到大型沼气工程，那么户用的太阳能能不能用刀大型的沼气工程来增温，就琢磨，可以研究。可以考虑，这是一个新的课题。
太阳能和沼气一样，也是一种清洁能源，而且，太阳光的能量充足，又无处不在，要是能把这种免费而来的能源利用到沼气池加温上面来，不就能够节省大量的燃煤吗。于是，沼气站的房顶上又多了一排排的太阳能热水器。
（采访）黑龙江省海林农场程书记：我们给沼气站是做了360平方米的太阳能管，房顶上的两片都是，成本很低，10来万，太阳能就上了。
太阳能热水器能把水加热到80度，热水通过管道在沼气池里转上一圈，就像暖气一样带热了沼气池里的发酵原料，通过热传递，沼气池里的发酵原料就能达到30度左右的温度。温度一合适，发酵的效率高了，产气量也就上来了。
有了太阳能辅助加温，沼气池现在可以不用燃煤加热了。不过，用上一段时间之后，他们发现沼气池产气并不是很稳定，时多时少。一琢磨，他们发现问题出在这太阳上。
（采访）黑龙江省海林农场沼气站站长游空：光用太阳能晚间不行，晚间温度提高不了那么多了。
冬天一到，北方昼短夜长，太阳露面的时间短了，太阳能的利用率自然就降低了。太阳能热水器的热水供应得不及时，发酵原料的温度也有变化，沼气池产气才会变得时高时低的。那么，还有没有能帮助这不稳定的太阳能一把的其他热能呢？
（采访）黑龙江省海林农场沼气站站长游空：这个是排气管，这个排气温度在600度左右，晚间有时候看着管子有点发红。这个节到上边看着都是红的，开一会就很烫了，
这是沼气发电机的排气管。沼气发电机在发电的同时，除了有大量的有温度的废水外，还有大量的废气产生。这些废气都是热气，原本要排放到空气中的，原来的沼气池里的热是用煤换的，可这里还有用不上的热气白白流走了，怎么看都觉着可惜。
（采访）黑龙江省海林农场沼气站站长游空：想办法也把这部分热能收回来，所以加上一道换热器，一道的效果也不好，排出的尾烟也是一百七八十度，我们再上一道，两道换热器，尾烟再排出去就60度左右了。这样尾烟的热能捕回来了，给沼气池增温。
换热器就像一个储热箱子，热气通过换热器把热量传递到水里，水的温度就能达到八十度左右，排出的烟气温度只剩20多度了。而沼气发电机换热出来的热水和太阳能加温的热水一并通过管道进到沼气池里面去，沼气池里就像铺设了暖气管道一样，温度也提高了上来。
不过，发电机也不用一直都开着，沼气发电机和太阳能能起到互补的作用。
（采访）黑龙江省海林农场沼气站站长游空：这个机器是晚上和早上排，一般是下午3点到7-8点钟，一般是根据榨奶时间，这样晚上停的时间比较短，3点钟时间就没有太阳，开到9点的时候太阳起来了，把机器停了就用太阳能走，太阳能增温一白天，下午没有太阳了，三点就把机器开了，这么一配合就保证太阳能的增温效果。
经过太阳能沼气发电机和废水的同步加温，沼气池里面的温度就能达到正常发酵的温度了，产气也就有了保障。
（采访）黑龙江省海林农场沼气站站长游空：咱们现在一天产气也得在1000多方左右，咱们除了供居民使用，咱们南站还有发电机，那个发电机开着，你们也看了没有锅炉，没有烧火的地方，就靠发动机增温、保温，使车间和消化池都能正常的运行。
沼气站把产出来的沼气先是储存在沼气柜里，而后通过管道统一供应给农场的各家各户的。海林农场的很多居民家里都通上了沼气，这给他们的生活也带来了许多的方便。
（采访）用户：不用买抗罐和买罐了，一年就是来收沼气费，一年五口人一百多。
（采访）用户：做饭快，好吃，火硬。
海林农场的沼气工程不仅优化了居民的生活方式，沼气供给居民生活使用，而且处理了废弃的牛粪和糖甙场的废水，沼气还能发电，沼气电供给了糖甙场的机器运作，奶牛场的挤奶厅榨奶机的发动，充足的电能还点亮了海林农场街边上的路灯和五彩的冰灯，整个沼气工程在运作过程中也实现了一个大的循环圈。
（采访）黑龙江省海林农场刘场长：这样就在我们农场整个形成一个大的农业上的一个循环经济圈，老百姓的生活改善了，环境变好了，成本降低了。
（主持人）经过海林农场的不懈努力，现在这种寒地大型沼气池也开拓出了节能减排的新模式。整个生产过程当中利用上了废弃的牛粪资源，和免费的太阳能，期间产生的沼气能源不仅能供应给居民生活实用，还能用于生产发电，整个过程形成了一个大的经济循环圈。
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