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沼气发酵的基本条件
作者：张士茹刘胜海
来源：《农民致富之友》2012年第22期
沼气是多种厌氧性细菌发酵分解有机物质产生的，丰富的有机物质在隔绝空气和保持一定水分、温度的条件下，便能生成沼气。于是人们对沼气的产生过程进行了深入研究，逐步弄清了人工制取沼气的工艺条件。人工制取沼气，必须创造厌氧发酵的基本条件，若不具备相用的条件将得不到沼气或得到很少。这些基本条件是：
一、严格的厌氧环境一密封的厌氧发酵池
分解有机物质产生沼气的细菌是产甲烷菌，都是厌氧性细菌，对氧特别敏感，它们在生长、发育、繁殖、代谢等生命活动中都不需要空气，空气中的氧气会使其生命活动受到抑制，甚至死亡。产甲烷菌只能在严格厌氧的环境中才能生长。所以，修建沼气池，要严格密闭，不漏水，不漏气，这是制取沼气的关键。这不仅是收集沼气和贮存沼气发酵原料的需要，也是保证沼气微生物在厌氧的生态条件下生活得好，使沼气池能正常产气的需要。
二、适宜的发酵原料和质优量足的菌种
沼气发酵原料是产生沼气的物质基础，又是沼气细菌赖以生存的营养来源，各种有机物质如人畜粪便、作物秸秆、树叶杂草、生活污水、含有机物质的工业废渣等，都可以作为沼气池发酵的原料。沼气技术，沼气设备但细菌对营养物质中的碳素、氮素需要量必须维持适当的比例：碳氮比例配成25：1-30：1。人畜粪便和作物秸秆是主要的发酵原料。人畜和家禽粪便富含氮元素，称“富氮原料”。这类原料经过人和动物肠胃系统的充分消化，一般颗粒细小，含水量较高，容易厌氧分解，产气快，发酵期短。秸杆。稻草、菜蔓、枇壳等农作物的残余物，这些原料富含纤维素、半纤维素、果胶以及难降解的木质素和植物蜡质，称“富碳原料”。干物质含量比富氮原料高，发酵前一般需经物理、化学、生物三步预处理。富碳原料其厌氧分解比富氮原料慢，产期周期长，产气量高。氮素是构成微生物细胞质的重要原料，碳素不仅构成微生物细胞质，而且提供生命活动的能量。发酵原料的碳氮比不同，因发酵细菌消耗碳的速度比消耗氮的速度要快25～30倍。可以使沼气发酵在合适的速度下进行。如果比例失调，就会使产气和微生物的生命活动受到影响。因此，制取沼气不仅要有充足的原料，还应注意各种发酵原料碳氮比的合理搭配。
沼气发酵微生物是人工制取沼气和内因条件，一切外因条件都是通过个基本的内因条件才能起作用。因此，沼气发酵的前提条件就是要接入含有大量这种微生物的接种物。新鲜原料入池发酵，若加入的菌种很少，厌氧发酵停滞期很长，则迟迟不产气或产气少。采用预先沤制过的原料，并加入少量沼气污泥进行发酵，甲烷含量很快上升。说明厌氧发酵必须有大量菌种。
三、沼气发酵的重要外因条件一温度、水分
第一章概论 1.1引言 沼气是有机物质在厌氧条件下，经过微生物的发酵作用而生成的一种可燃气体。由于这种气体最先是在沼泽中发现的，所以称为沼气。人畜粪便、秸秆、污水等各种有机物在密闭的沼气池内，在厌氧（没有氧气）条件下发酵，即被种类繁多的沼气发酵微生物分解转化，从而产生沼气。沼气是一种混合气体，可以燃烧。沼气是有机物经微生物厌氧消化而产生的可燃性气体。 沼气是一种可持续利用的生态资源。利用沼气，可以节省大量的秸秆、干草等物料，有助于发酵出更多动物饲料和制作更多的纸张；沼气还可以用来做饭、照明、发电等，大大的节省了农民家庭的开支，减少了生活负担；沼气剩下的沼渣和沼液可以当作有机肥料，用于农作物和田地的施肥，增强农作物的抵抗力，减少农作物的病虫发生率，促进营养成分的吸收，改善土壤的板结，持续的保肥保水。 沼气工程技术，是一项以开发利用养殖场粪污为对象，以获取能源和治理环境污染为目的，实现农业生态良性循环的农村能源工程技术。它包括厌氧发酵主体及配套工程技术，主要是通过厌氧发酵及相关处理降低粪水有机质含量，达到或接近排放标准并按设计工艺要求获取能源—沼气：沼气利用产品与设备技术，主要是利用沼气或直接用于生活用能，或发电、或烧锅炉、或直接用于生产供暖、或作为化工原料等：沼肥制成液肥和复合肥技术，则主要是通过固液分离，添加必
要元素和成份，使沼肥制成液肥或复合肥，供自身使用或销售。 1.2我国沼气工程发展现状 随着城镇工业和农村集约化养殖业的发展, 生产过程中排出的各种有机废弃物的污染治理及其资源的综合利用, 已成为当今国际社会普遍关注的问题。在过去20 多年里, 我国利用厌氧消化技术处理工农业有机废弃物取得了较好的能源、环保和经济效益, 并逐步形成了沼气一能源环保工程规模。据报道, 全国现有大中型沼气工程60 0 多处, 总池容21 万多立方米, 年产沼气3 6 7 8万立方米, 年处工业废水和禽畜粪便能力达50 0 多万吨。我们自19 9 2年开始收集大中型沼气工程资料, 并对近百座工程进行了书面调查或实地考察。调查结果表明: “我国大中型沼气工程技术日趋成熟, 工程的整体技术水平和资源利用率近些年提高幅度较大, 各类的沼气工程, 都已从过去单纯追求能源效益, 转入注重发挥沼气技术多功能优势, 为配合菜篮子工程和改善农业生态环境, 为发展农村经济服务, 广泛地开展了沼气及发酵残余物在种植业和养殖业等生产方面的综合利用, “八五”期间建设的沼气工程与“六五”、“七五”期间作比较其工程运行稳定率提高了20 % 一3 0 %, 工程投资回收年限缩短了10 %一20 %。 当前, 大中型沼气工程存在的主要问题是: 有的工程处理技术不完善, 设备匹配不尽合理, 工程运转故障较多; 有的工程采用的厌氧消化工艺及装置与所处理的原料不相适应, 工程处理能力低, 经济效益差; 还有的工程由于原料不足, 造成设备利用率低。认真分
<< 沼气发酵原理和必备条件 >> 沼气发酵是一个复杂的微生物学过程，参加发酵的微生物数量巨大，种类繁多，只有了解参加沼气发酵的多种微生物活动规律、生存条件及作用，并按照微生物的生存条件、活动规律要求，去设计沼气池，收集发酵原料，进行正常管理，使参加发酵的各种微生物得到最佳的生长条件，才能获得较多的产气量和沼肥，满足生产、生活需要。我们现在推出的这两种池体就依据沼气发酵的基本原理设计的，所以它的产气量均高于其它类型的沼气池。 1、 什么叫沼气 沼气发酵又叫厌氧消化，是指利用人畜粪便、秸杆、污水等各种有机物在密封的沼气池内，在厌氧条件下（没有氧气），被种类繁多的沼气发酵微生物分解转化，最终产生沼气的过程，在这个过种中微生物是最活跃的因素，它们把各种固体或是溶解状态的复杂有机物，按照各自营养需要，进行分解转化，最终生成沼气。沼气是种混合体，可以燃烧。因为这种气体最先是在沼泽中发现的，所以称为沼气。它的主要成份是甲烷占55%—70%左右，二氧化碳占25%—40%左右。此外，还有少量氢气、硫化氢、一氧化碳、氮和氨等。 2、 沼气发酵微生物 在沼气发酵过程中，有发酵性细菌、产氢产乙酸菌、耗氧产乙酸菌、食氢产甲烷菌等五大类微生物参加沼气发酵。它们在发酵过程中的作用及对生存条件的要求，有以下三个阶段：第一个阶段落：液化 在沼气发酵中首先是发酵性细菌群利用它所分泌的胞外酶，如纤维酶、淀粉酶、蛋白酶和脂肪酶等，对有机物进行体外酶解，也就是把禽畜粪便、作物秸杆、豆制品加工后的废水等大
分子有机物分解成能溶于水的单糖、氨基酸、甘油和脂肪等小分子化合物这个阶段叫液化阶段。 第二个阶段：产酸 这个阶段是三个细菌群体的联合作用，先由发酵性细菌将液化阶段产生的小分子化合物吸收进细胞内，并将其分解为乙酸、丁酸、氢和二氧化碳等，再由产氢乙酸菌把发酵性细菌产生的丙酸、丁酸转化为甲烷菌可利用的乙酸、氢和二氧化碳。 另外，还有耗氧产乙酸菌群，这种细菌群体利用氧和二氧化碳生产乙酸，还能代谢糖类产生乙酸，它们能转变多种有机物为乙酸。 液化阶段和产酸阶段是一个连续过程，统称不产甲烷阶段。在这个过程中，不产甲烷的细菌种类繁多，数量巨大，它们主要的作用是为产甲烷菌提供营养和为产甲烷菌创造适宜的厌氧条件，消除部分毒物。 第三个阶段：产甲烷 在此阶段中，产甲烷细菌群可以分为食氢产甲烷菌和依乙酸产甲烷菌两面三刀大类群。已研究过的就有70多种产甲烷菌，它们利用以上不产甲烷的三中菌群所分解转化的甲酸、乙酸、氢和二氧化碳小分子化合物等生成甲烷。 ① 生长非常缓慢，如甲烷八叠球菌在乙酸上生长时其培增时间为1—2天，甲烷菌丝倍增时间为4—9天；②严格厌氧，对氧气和氧化剂非常敏感，在有空气的条件下就不能生存或死亡； ③只能利用少数简单的化合物作为营养；④它们要求在中性偏碱和适宜温度环境条件；⑤代谢活动主要终产物是甲烷和二氧化碳为主要成分的沼气。
农村沼气池建设中的十四个常识 农闲之时，有的农民朋友开始张罗庄稼以外的事儿。搞好沼气的建设和维护，自然是“份内的事情”。现特将沼气池的修建以及使用中的常见问题解答如下，供大家参考。 一、应当修建多大的沼气池？ 沼气池容积的大小（一般指有效容积，即主池的净容积），应该根据每日发酵原料的品种、数量、用气量和产气率来确定，同时要考虑到沼肥的用量及用途。 在农村，按每人每天平均用气量0.3－0.4立方米，一个4口人的家庭，每天煮饭、点灯需用沼气1.5立方米左右。如果使用质量好的沼气灯和沼气灶，耗气量还可以减少。 根据科学试验和各地的实践，一般要求平均按一头猪的粪便量（约5公斤）入池发酵，即规划建造1立方米的有效容积估算。池容积可根据当地的气温、发酵原料来源等情况具体规划。在南方地区，一般家用池选择6立方米左右。按照这个标准修建的沼气池，管理得好，春、夏、秋三季所产生的沼气，除供煮饭、烧水、照明外还可有余。虽然冬季气温下降，产气减少，但仍可保证煮饭的需要。 有的人认为，“沼气池修得越大，产气越多”，这种看法是片面的。实践证明，有气无气在于“建”（建池），气多气少在于“管”（管理）。沼气池子容积虽大，如果发酵原料不足，科学管理措施跟不上，产气还不如小池子。 二、“三结合”的沼气池有哪些好处？ 沼气池、猪圈、厕所三者修在一起，是广大群众在实践中创造出来的一项重要经验。它的主要好处是：第一，人、畜粪便能自动流入池内密闭发酵，节省输送粪入池的劳力，有利于把人、畜粪便有效地管理起来；第二，每天都有新鲜发酵原料入池，有利于提高产气率；第三，这种沼气池宜建在棚内或住房附近，管理方便，输气导管的距离较短，减少了购买输气管的开支；第四，有利于在冬季保持池温。 三、进料管与出料间为什么不要合在一起？ 沼气池的进管是新鲜发酵原料入池的地方，出料间是取出经过发酵后肥料的地方。如果进料管与出料间合在一起，在平时少量出料时，就把新入池的发酵原料取出使用，这既不能使新鲜原料得到充分发酵、产气，也不利于沉降、杀灭新鲜粪便中的寄生虫卵。因此，在修建沼气池时，进、出料间（管）一定要分开，并尽可能使它们安置在对称的位置上。 四、怎样检查沼气池是否合格？ 修建沼气池的技术人员，在建好沼气池后，都要对沼气池进行检查，除了在施工过程中，对每道工序和施工的部分要按相关标准中规定的技术要求检查外，池体完工后，就对沼气池各部分的几何尺寸进行复查，池体内表面应无蜂窝、麻面、裂纹、砂眼和孔隙，无渗水痕迹等明显缺陷，粉刷层不得有空壳和脱落。接下来最基本的和主要的检查是看沼气池有没有漏水、漏气。检查的方法有两种：一种是水试压法，另一种是气试压法。 水试压法即向池内注水，水面至进出料管封口线水位时可停止加水，待池体湿透后标记水位线，观察12小时。当水位无明显变化时，表明发酵间的进出料管水位线以下不漏水，才可进行试压。 试压前，安装好活动盖，用泥和水密封好，在沼气出气管上接上气压表后继续向池内加水，当气压表水柱差达到10千帕（1000毫米水柱）时，停止加水，记录水位高度，稳压24小时，如果气压表水柱差下降0.3千帕（300毫米水柱）内，符合沼气池抗渗性能。 气试压法的第一步与水试压法相同。在确定池子不漏水之后，将进、出料管口及活动盖严格密封，装上气压表，向池内充气，当气压表压力升到8千帕时停止充气，并关好开关。稳压观察24小时，若气压表水柱差下降在0.24千帕以内，沼气池符合抗渗性能要求。 五、怎样判断沼气池漏水和漏气？
R U RAL EN ER GY No.42000(92Issue i n All)?20? 沼气正常发酵的工艺条件 孙进杰赵丽兰(山东省蓬莱市农业局蓬莱265600) (1)厌养环境在厌氧发酵过程中,大多数不产甲烷微生物为厌氧菌,须要在无氧条件下,将复杂的有机物质分解成简单的有机酸等。产甲烷菌则是专性厌养菌,氧对产甲烷菌不仅不会起促进作用,相反会起到毒害、抑制作用。因此,修建沼气池要确保池壁不渗水、不漏气。 (2)发酵原料在厌氧发酵过程中,原料既是产生沼气的基质,又是沼气发酵微生物赖以生存的养料来源。除了矿物油和木质素外,自然界中的有机物质一般都能被微生物发酵产生沼气,但不同的有机物有不同的产气量和产气速度。较难分解的有机物质,在投料前要进行切碎、堆沤等预处理。若有机物已经过牲畜肠胃消化、阴沟厌养消化及工业发酵,因此,粪便、阴沟污泥、酒厂废液、酵母厂废水、豆制品厂废水及纸浆废水等都是较好的沼气发酵原料。 (3)发酵温度沼气发酵与温度有密切的关系,在一定温度范围内,温度越高,产气量也越高。但是产气量并不与温度的增高呈正比,在30～60℃之间有两个产气高峰:一个介于30～40℃之间,另一个介于50～60℃之间,这是因为有两个不同的微生物群在起作用。另外,沼气发酵温度突然上升或下降,对产气量有明显的影响。若温度突然上升或下降5℃,产气量会显著降低,若变化过大,则产气过程停止。为防止沼气发酵温度的突变,沼气池应采取必要的保温措施。将沼气池建于温室大棚内(夏季遮阴),是防止温度突变的有效措施之一。 (4)p H值沼气微生物的正常生长、代谢需要适中的p H值(6.5～7.5),p H值在6.4以下和7.6以上都会对产气产生抑制作用。p H值在5.5以下时,产甲烷菌的活动完全受到抑制。在沼气发酵过程中,池内p H值会有规律地发生变化。在发酵初期,池内产生大量的酸,p H值下降。随后,氨化作用产生的一部分氨,会中和掉一部分酸,同时,由于产甲烷活动利用了大量的挥发酸,会使p H 值恢复正常。这就是说,在正常情况下,沼气发酵过程中的p H值变化是一个自然平衡过程,一般不须要进行人为的调节。但如果配料不当,或操作管理不合理,可能会导致大量挥发酸积累,从而使p H值下降。在日常管理中,可能会遇到p H值过高或过低影响产气的情况,此时便须要进行人为调节。调节方法有以下几种,一是经常换料(少量),以稀释发酵液中的挥发酸,提高p H值;二是向池中加入适量的草木灰或氨水,调节p H值;三是适当加入牛、马粪便,并加水冲淡,此法可用于p H值过高时。 (5)接种物在发酵过程中,菌种质量的好坏、数量的多少将直接影响到产气率的高低。实际操作中,要视发酵原料的不同,决定是否须要接种。如果原料是粪便及其他已发酵过的原料,由于本身含有大量的发酵微生物,不须要接种。如果原料是工、农业废水,由于这些物质不含有发酵微生物或数量太少,入池后,必须加入足够量的接种物。接种物可以从自然界中方便地获得,阴沟污泥、粪坑底脚污泥等都可作接种物。如果条件允许,在沼气池大换料时,采用发酵液作为接种物,可以取得同样好的结果。加入接种物的数量,要视接种物的来源确定。如果采用沼气池发酵液作接种物,接种量应占总发酵料液的30%以上;若采用沼
农村沼气推广存在的主要问题与对策 李恋恋 （湖南农业大学，长沙，410008 ） 摘要：农村沼气工程，用沼气工程技术处理人畜粪便，既能有效解决农村生活能源问题，又能获得农业生产所需的有机肥料，改善农村人居环境，具有良好的经济、生态和社会效益。但在实际推广过程中，全国大部分省份或多或少面临推广难题，解决这一问题，在农村推广沼气将具有重要的、积极的现实意义. 关键词：农村沼气推广效益 农村沼气工程是一件造福万民的工程，将沼气、沼液、沼渣（简称“三沼”）运用到生产过程中，降低生产成本，提高经济效益的一项接口技术措施。经过多年实践，许多综合利用技术日趋成熟，取得了良好的经济效益和社会效益。全国开展沼气综合利用项目已达几十个，范围涉及到种植业、养殖业、加工业、服务业、仓贮业等诸多方面。沼气综合利用把沼气与农业生产活动直接联系起来，成为发展庭院经济、生态农业，增加农户收入的重要手段，也开拓了沼气应用的新领域。通过沼气综合利用，可促进农村产业结构调整，改善生态环境，提高农产品的产品质量，增加农民收入，实现可持续发展。 2010年，全国有4000万农户使用户用沼气，达到适宜农户的30%左右；全国规模化养殖场大中型沼气工程总数达到4700处左右，达到适宜畜禽养殖场总数的39%左右。全国4000万户农村户用沼气，每年产生约154亿立方米的沼气，相当于替代2420万吨标准煤的能源消耗和1.4亿亩林地的年蓄积量，农民每年可增收节支200亿元。 一、沼气的含义与功能 沼气，是有机物在厌氧条件下经微生物的发酵作用而生成的一种可燃烧的混合气体，是一种可再生的清洁能源，由于这种气体最先是在沼泽中发现的，所以称为沼气。沼气是一种混合气体，主要成分是甲烷、其余为二氧化碳、氧气、氮气和硫化氢，其中甲烷含量约为55%--70%，二氧化碳含量约为30%--45%。甲烷的热值为35.9MJ/m3，沼气低热值20--25MJ/m3,与空气混合燃烧时，呈蓝色火焰，温度高达1400℃，能够产生大量的热量，每立方米沼气的热值相当于5500大卡原煤3.3公斤。 沼气的功能有很多。一是可以能解决人们的炊事照明；二是减少薪柴的砍
农村家用沼气池的修建技术 农村常用的家用沼气池池形一般为圆形、方形和长方形。实践证明以圆形池最好，目前修建也最多。 因为圆形或近似于圆形的沼气池与长方形池比较，具有以下优点：第一，相同容积的沼气池，圆形比长方形的表面积小，省工、省料；第二，圆形池受力均匀，池体牢固，同一容积的沼气池，在相同荷载作用下，圆形池比长方形池的池墙厚度小；第三，圆形沼气池的内壁没有直角，容易解决密封问题。 修建沼气池的基本技术农村家用沼气池是生产和贮存沼气的装置，它的质量好坏，结构和布局是否合理，直接关系到能否产好、用好、管好沼气。因此，修建沼气池要做到设计合理，构造简单，施工方便，坚固耐用，造价低廉。 有些地方由于缺乏经验，对于建池质量注意不够，以致池子建成后漏气、漏水，不能正常使用而成为“病态池”；有的沼气池容积过大、过深，有效利用率低，出料也不方便。 实践证明，沼气池的结构要“圆”（圆形池）、“小”（容积小）、“浅”（池子深度浅）；沼气池的布局，南方多采用“三结合”（厕所、猪圈、沼气池），北方多采用“四位一体”（厕所、猪圈、沼气池、太阳能温棚）。 修建沼气池需要的材料修建沼气池材料主要是水泥、沙、石子、砖，还需要一些混凝土预制构件或选用其它成型材料做进、出料管、池盖以及输配气管件、灯、灶具等。 各地要因地制宜，就地取材。 修建沼气池的步骤１．查看地形，确定沼气池修建的位置；２．拟定施工方案，绘制施工图纸；３．准备建池材料；４．放线；５．挖土方；６．支模（外模和内模）；７．混凝土浇捣，或砖砌筑，或预制混凝土大板组装；８．养护；９．拆模；１０．回填土；１１．密封层施工；１２．输配气管件、灯、灶具安装；１３．试压，验收。 农户修建沼气池容积沼气池容积的大小（一般指主池的净容积），应该根据每日发酵原料的品种、数量、用气量和产气率来确定，同时要考虑到沼肥的用量及用途。 在农村，按每人每天平均用气量０．３～０．４立方米，一个４口人的家庭，每天煮饭、点灯需用沼气１．５立方米左右。 如果使用质量好的沼气灯和沼气灶，耗气量还可以减少。根据实践，一般要求平均按一头猪的粪便量（约５公斤）入池发酵，即规划建造１立方米的有效容积估算。池容积可根据当地的气温、发酵原料来源等情况具体规划。北方地区冬季寒冷，产气量比南方低，一般家用池选择８立方米或１０立方米；按照这个标准修建的沼气池，管理得好，春、夏、秋三季所产生的沼气，除供煮饭、烧水、照明外还可有余，冬季气温下降，产气减少，仍可保证煮饭的需要。 修建沼气池应该知道的几个问题１．在相同容积和发酵条件下，浅池为什么比深池的产气率高？ 首先，因为沼气池底部发酵原料多，菌种多，是产生沼气的主要部位。浅的圆池底增大了厌氧微生物与发酵原料的接触面积，所以产气比较高。其次，同一容积的池子，深度浅的池子，池底压力比深池相对小一些，有利于厌氧微生物的活动和气体的扩散。因此，在修建沼气池时，要适当增大池底部的直径，降低池子的深度（一般家庭用的沼气池，深度宜在２米左右），便于管理维修，提高产气量，又能减轻出料的劳动强度。当然，池子也不能过浅，过浅不利于冬季保温和沉淀粪便中的寄生虫卵。同时，由于池子过浅，池子的跨度越大，也会增加建池材料的用量和施工的难度。 至于寒冷地区修建沼气池的深度，必须修建在冻土层以下，或与太阳能温棚相结合（满足种植土层厚度即可）。
沼气发酵 食品院轻化071 肖小根 目录 ?课程感言 ?沼气发酵简介 ?沼气发酵机理 ?沼气发酵工艺 ?沼气发酵工艺条件 ?沼气池的类型 ?沼气的利用与前景 ?中国发展沼气产业的现实意义 课程感言 “发酵工程原理与技术”这门课程内容分为五篇，前三篇从原料到产物阐述了发酵的整个过程后两篇是对发酵工程的延伸。第五篇讲述的“发酵工厂废物处理和清洁生产技术”是目前我们国家及至全世界都在致力于发展的技术，以应对日趋严重的能源、资源和环境危机。 整本书的主要内容侧重于对发酵工程原理的介绍，大部分内容与“工业微生物学”和“生物化工”相类似，可以说是以往学习的相关知识的综合，在学习过程中也是一种巩固。我认为学习这门课程的目的最重要还是要知道如何去运用它。在本教中关于发酵工程的应用内容不多主要集中在第五篇：关于发酵工厂废物处理和清洁生产技术的介绍。这部分内容我也大略地看过，由于全球环境污染日趋严重，节能减排、防污治污技术必然成为全球的聚集点。对于这方面的内容我也比较感兴趣，我希望能找到一种技术，通过查找一些资料来系统地它认识和了解，同时也希望以此作为一根主线用具体的例子来串连起教材的所有内容，最终我选择了沼气发酵。选择它的理由有三点：1、更贴近于实际生活；2、它能够在节能减排、资源循环利用的条件下有效地改善农村居民的生活；3、该技术已经成熟，相关资料比较多，但亟待大力推广，学习它在将来更有可能用得上。 在介绍沼气发酵这一技术中，我主要引用了：《微生物学教程》（第二版高教出版社周德庆主编）和《发酵工程》（科学出版社韦革宏杨祥主编）和百度关于沼气发酵的内容。 我希望能够通过对“沼气发酵”的全面了解，以后自己可以来建造沼气池。
1.2.2 厌氧处理工艺选择 1、各类厌氧工艺性能概述 （1）完全混合厌氧工艺（CSTR） CSTR是在常规消化器内安装了搅拌装置，使发酵原料和微生物处于完全混合状态，该消化器常采用恒温连续投料或半连续投料运行，适用于高浓度及含有大量悬浮固体原料的处理。在该消化器内，新进入的原料由于搅拌作用很快与发酵期内的发酵液混合，使发酵池底浓度始终保持相对较低的状态。而其排除的料液又与发酵液的底物浓度相等，并且在出料时微生物也一起被排出，所以，出料浓度一般较高。该消化器具有完全混合的状态，其水力停留时间、污泥停留时间、微生物停留时间完全相等，即HRT=SRT=MRT。为了使生长缓慢的产甲烷菌的增殖和冲出速度保持平衡，要求HRT较长，一般要10-15d或更长的时间，进料浓度8%-12%。中温发酵时负荷为3-4kgCOD（m3.d），高温发酵为5-6 kgCOD（m3.d）。 CSTR的优点：1.可以进入高悬浮固体含量的原料；2.消化器内物料的均匀分布，避免了分层状态，增加了底物和微生物接触的机会；3. 消化器内温度分布均匀；4.进入消化器的抑制物质，能够迅速分散，保持较低的浓度水平；5.避免了浮渣、结壳、堵塞、气体逸出不畅和短流现象。 缺点：1.由于消化器无法做到使SRT和MRT在大于HRT的情况下运行，所以需要消化器体积较大；2.要有足够的搅拌，所以能量消耗较高；3.生产用大型消化器难以做到完全混合；4.底物流出该系统时未完全消化，微生物随出料而流失。 （2）厌氧接触工艺反应器 厌氧接触工艺反应器是完全混合式的，是在连续搅拌完全混合式厌氧消化反应器（CSTR）的基础上进行了改进的一种较高效率的厌氧反应器。反应器排出的混合液首先在沉淀池中进行固液分离，污水由沉淀池上部排出，沉淀池下部的污泥被回流至厌氧消化池内。这样的工艺既保证污泥不会流失，又可提高厌氧消化池内的污泥浓度，从而提高了反应器的有机负荷率和处理效率，与普通厌氧消化池相比，可大大缩短水力停留时间。目前，全混合式的厌氧接触反应器已被广泛应用于SS浓度较高的废水处理中。其不足之处在于，厌氧污泥经沉淀池再回流，温度变化较大，影响了厌氧处理效率的提高，同时，厌氧罐内的热能损失也较大。但因受水泵性能的限制，该装置进料的干物质浓度（TS%）为4-6%，故需配兑2.5-3倍于发酵原料重量的配料污水；还需多级“预处理”以去除堵察水泵和管道的秸草等较大固形物。 （3）厌氧滤器（AF） 厌氧滤器是采用填充材料作为微生物载体的一种高速厌氧反应器，厌氧菌在填充材料上附着生长，形成生物膜。生物膜与填充材料一起形成固定的滤床。厌氧滤床可分为上流式厌氧滤床和下流式厌氧滤床二种。污水在流动过程中生长并保持与充满厌氧细菌的填料接触，因为细菌生长在填料上将不随出水流失，在短的水力停留时间下可取得较长的污泥泥龄。厌氧滤器的缺点是填料载体价格较贵，反应器建造费用较高，此外，当污水中SS含量较高时，容易发生短路和堵塞。 （4）上流式厌氧污泥床反应器（UASB） 待处理的废水被引入UASB反应器的底部，向上流过由絮状或颗粒状厌氧污泥的污泥床。随着污水与污泥相接触而发生厌氧反应，产生沼气引起污泥床的扰动。在污泥床产生的沼气有一部分附着在污泥颗粒上，自由气泡和附着在污泥颗粒上的气泡上升至反应器的上部。污泥颗粒上升撞击到三相分离器挡板的下部，这引起附着的气泡释放；脱气的污泥颗粒沉淀回到污泥层的表面。自由状态下的沼气和由污泥颗粒释放的气体被收集在三相分离器锥顶部的集气室内。液体中包含一些剩余的固体物和生物颗粒进入到三相分离器的沉淀区内，剩余固体物和生物颗粒从液体中分离并通过三相分离器的锥板间隙回到污泥层。UASB反应器的特点在于可维持较高的污泥浓度，很长的污泥泥龄（30天以上），较高的进水容积负荷率，
沼气发电技术发展现状 SANY标准化小组 #QS8QHH-HHGX8Q8-GNHHJ8-HHMHGN#
沼气发电技术发展现状2009-07-09 16:27 能源是国民经济发展和社会活动的基础，随着全面建设小康社会步伐的加快，中国对能源生产和消费也提出了更高的要求。可再生能源是中国实现可持续发展的重要能源，沼气发电是可再生能源的主要利用方式，合理有效利用这一新型能源，技术与产业化水平是关键。 1.国内外沼气发电技术现状 沼气技术即厌氧消化技术，主要用于处理畜禽粪便和高浓度工业有机废水。我国经过几十年的研发应用，在全国兴建了大中型沼气工程2000多座；户用农村沼气池1060万户，数量位居世界第一。不论是厌氧消化工艺技术的积累，还是建造、运行管理等方面的经验，整体水平已进入国际先进行列。 沼气发电在发达国家已受到广泛重视和积极推广，如美国的能源农场、德国的可再生能源促进法的颁布、日本的阳光工程、荷兰的绿色能源等。生物质能发电并网在西欧如德国、丹麦、奥地利、芬兰、法国、瑞典等一些国家的能源总量中所占的比例为10左右，并一直在持续增加。 我国沼气发电研发工作有20多年的历史，特别是“九五”、“十五”期间有一批科研单位、院校和企业先后从事了沼气发电技术的研究及沼气发电设备的开发。在这一领域中，逐渐建立起一支科研能力强、水平高的骨干队伍，并建立了相应的科研、生产基地，积累了较多的成功经验，为沼气发电技术的应用研究及沼气发电的设备质量再上台阶奠定了基础。 沼气发电设备方面，德国、丹麦、奥地利、美国的纯燃沼气发电机组比较先进，气耗率≤kWh（沼气热值≥25MJ/m3），价格在300～500美元/kWh。我国在“九五”、“十五”期间研制出20～600kW纯燃沼气发电机组系列产品，气耗率～kWh（沼气热值≥21MJ/m3），价格在200～300美元/kWh，其性价比有较大的优势，适合我国经济发展状况。 2.沼气发电产业将成为朝阳产业 沼气发电是一个系统工程，它包括沼气生产、沼气净化与储存、沼气发电及上网等多项单元技术的优化组合，也涉及到国家对沼气发电的扶持政策和技术法规等。剖析国内已有的沼气发电工程，借鉴发达国家的沼气发电经验，以及国家对可再生能源的政策导向，笔者认为我国沼气发电产业在未来的若干年后会有突破性进展，其依据是： （1）国家相关政策的出台将打通包括沼气发电在内的绿色电力上网的瓶颈当一个国家经济实力达到一定程度后，就会把目光更多地投向环保，会更关注可持续发展问题，就会把资金投向这一领域，出台相关的政策来确保可持续发展战略目标的实现。 以德国为例。战后的德国经过几十年的经济复苏，已经具备经济能力来处理可持续发展问题。为了保护环境，控制全球变暖和促进能源的可持续供应，德国于1990年制定了“输电法”，2000年又出台了“可再生能源法”。“输电法”规定公用电网对沼气发电输送来的电力实行优惠收购价，这一政策促进德国沼气发电技术的提高，促成了随后700多个沼气工程的建立。而“可再生能源法”提高了可再生能源发电上网的收购价，对于装机达到500kW的发电站，输送到电网的电力获得的补贴比1999年增加了37。
2 沼气池的建造技术 2.1 沼气的基本知识 2.1.1 沼气及其产生过程 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，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。因此，有机物变成沼气的过程，就好比工厂里生产一种产品的两道工序：首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；再就是在甲烷细菌的作用下，将简单的化合物加工成产品——即生成甲烷。 2.1.2 沼气的成分 沼气是一种混合气体，它的主要成分是甲烷，其次有二氧化碳、硫化氢(H2S)、氮及其他一些成分。沼气的组成中，可燃成分包括甲烷、硫化氢、一氧化碳和重烃等气体；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%。 2.1.3 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，是优质的气体燃料。燃烧时呈蓝色火焰，最高温度可达 1?400? ℃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。 2.2 家用沼气池的类型 随着我国沼气科学技术的发展和农村家用沼气的推广，根据当地使用要求和气温、地质等条件，家用沼气池有固定拱盖的水压式池、大揭盖水压式池、吊管式水压式池、曲流布料水压式池、顶返水水压式池、分离浮罩式池、半塑式池、全塑式池和罐式池。形式虽然多种多样，但是归总起来大体由水压式沼气池、浮罩式沼气池、半塑式沼气池和罐式沼气池四种基本类型变化形成的。与四位一体生态型大棚模式配套的沼气池一般为水压式沼气池，它又有几种不同形式。 2.2.1 固定拱盖水压式沼气池 固定拱盖水压式沼气池有圆筒形(见图2.1)、球形(见图2.2)和椭球形(见图2.3) 三种池型。这种池型的池体上部气室完全封闭，随着沼气的不断产生，沼气压力相应提高。这个不断增高的气压，迫使沼气池内的一部分料液进到与池体相通的水压间内，使得水压间内的液面升高。这样一来，水压间的液面跟沼气池体内的液面就产生了一个水位差，这个水位差就叫做“水压”(也就是U形管沼气压力表显示的数值)。用气时，沼气开关打开，沼气在水压下排出；当沼气减少时，水压间的料液又返回池体内，使得水位差不断下降，导致沼气压力也随之相应降低。这种利用部分料液来回串动，引起水压反复变化来贮存和排放沼气的池型，就称之为水压式沼气池。
1.4 实验研究目的，技术路线 我国目前的农作物发酵制沼气技术与发达国家相比,起步较晚,大型项目的运行经验相对较少。由于我国幅员辽阔,不同地域的农作物资源种类不同,其物理和化学性质也有较大的差别,加之我国不同地区年平均气温差别较大,使我国农作物厌氧发酵制备沼气的大型项目难有统一的设计参数标准。对于不同的大型沼气项目,必须结合项目实际的农作物种类和物性、气候条件、供热条件、沼液和沼渔的消纳和后续处理工艺、农作物的价格和最大运输半径、原料的储存和供料方式、发电机组的选型等因素进行综合考虑,才能使项目实施后获得最佳的经济和社会效益。 根据我国农作物制备沼气技术的应用现状,结合本文研究的农作物制备沼气项目实际案例,本文的研究目的为:;研究发酵原料的物理化学性质和产气率,提出合理估算农作物（主要是黄瓜藤）和粒径的方法,为项目实例提供工艺选择、系统设计和经济性计算提供可靠依据。 为了实现上述目的,本文研究内容主要集中如下几个方面: （1）研究农作物破碎预处理的特点,为合理计算破碎预处理能耗提供计算方法。 （2）研究了黄瓜藤的鲜活度对发酵产气量和产气速率等因素的影响。 （3）不同投配率对发酵产气量和产气速率等因素的影响；为了厌氧发酵反应的持续反应，同时还研究不同投配率对于pH值的影响。 1.5 论文章节安排 本论文共包括六章内容。 第一章介绍课题的研究背景，国内能源消费和可再生能源利用现状，以及课题的主要研究内容和意义。 第二章厌氧发酵反应制备沼气的基本原理和影响参数。
第三章阐述农作物的破碎原理，从中说明粒度与能耗间的关系，并且从能耗的角度分析不同粒度的颗粒的耗能情况。 第四章针对需要采用实验方法对各个因素进行研究，确定实验的数据测量的方法以及实验进行过程中需要的注意事项，防止实验失败。 第五章实验采用定制CSTR厌氧反应器对黄瓜藤在中温条件下进行厌氧消化反应实验，研究系统的稳定性能和产气性能。 第六章作出对课题的总结和展望，总结本课题的研究成果，并提出不足之处和以后还需进一步研究的方向。
农村新型沼气厕所农村户用沼气日常管理技术 摘要介绍了农村用户沼气的日常管理技术，包括日常进、出料、搅拦、检查、大换料等方面内容，对常见的问题进行分析，并提出解决方法，以为农村户用沼气的正常使用提供参考。关键词农村户用沼气；日常管理；问题；方法 S216.4 A 1007-5739（xx）02-0293-02 沼气池启动后，加强日常管理、控制好发酵过程是提高产气率的重要技术措施。要使沼气系统长时间内产气好、产气旺，必须做好“三分建池，七分管理”。 1日常管理 加入沼气池的发酵原料，经沼气细菌发酵产生沼气，原料的营养成分会逐渐被消耗，为保证沼气细菌有充足的食物，使沼气池正常产气，就要不断地补充新原料，做到勤加料、勤出料。沼气池加新料一般要在产气量高峰没有下降以前进行，即启动后20 d，最迟不得超过30 d。畜禽舍和厕所与沼气池相结合的，从沼气启动开始即可进料，一般存栏4头猪或1~2头牛，再加上人粪尿就可以满足发酵原
料的需要，但要相应补充沼气池中的水量，以保证原料浓度。沼气池进料应先出料、后进料，维持出料量和进料量平衡，以保持气箱容积。 1.1日常出料 按照“先出后进，出多少、进多少”的原则，以保证有足够、稳定的贮气空间和适宜的发酵浓度。进、出料后要始终保持发酵液面在正常水位，以防止沼气因水位低于进、出料管口而溢出。若出料后不能及时进料，导致发酵液面高出进、出料管口，可暂时加水使液面达到正常水位[1]。 1.2日常进料 一般农村户用沼气池每间隔5~10 d进、出料1次，进、出占总有效容积5%的原料，也可按1 m2沼气池进干料3~4 kg的比例加入发酵原料。沼气池应尽量与厕所、圈舍连通，否则从远处运输原料费时、费力，且进料不及时，还可能造成料、水混合不均匀而影响正常产气。 1.3勤搅拌
沼气池发酵原理及修建与管理 山东绿环动力设备有限公司杨思卫转载提供 第一讲沼气发酵基础知识 一、什么是沼气 λ在日常生活中，特别是在气温较高的夏、秋季节，人们经常可以看到，从死水塘、污水沟、储粪池中，咕嘟咕嘟地向表面冒出许多小气池，如果把这些小气泡收集起来，用火去点，便可产生蓝色的火苗，这种可以燃烧的气体就是沼气。 λ沼气实质上是人畜粪尿、生活污水和植物茎叶等有机物质在一定的水分、温度和厌氧条件下，经凼气微生物的发酵转换而成的一种方便、清洁、优质、高品位气体燃料，可以直接炊事和照明，也可以供热、烘干、贮粮。 二、沼气的来源 λ可分为天然沼气和人工沼气两大类。 人工沼气和天然沼气的差异
三、沼气的成分 都是以甲烷为主要成分混合气体，沼气中的主要成分是甲烷（λCH4）、二氧化碳（CO2）和少量的硫化氢（H2S）、氢（H2）、一氧化碳（CO）、氮（N2）等气体。其中甲烷约占50—70%、二氧化碳约占30—40%，其他成分含量较少。沼气中的甲烷、氢气、一氧化碳等是可以燃烧的气体，人类主要利用这一部分气体的燃烧来获得能量。 四、沼气的性质 沼气是一种无公气体，有轻微有臭鸡蛋味，燃烧后，臭鸡蛋味消除。λλ 1、热值:甲烷是一种发热相当高的的优质气体燃料。 2、比重:与空气要比，甲烷的比重为0.55，沼气较轻，分布在上层；二氧化碳较重，分布于下层。λ 3、溶解度:甲烷在水中的溶解度很小。λ λ 4、临界温度和压力:平均临界温度为-37℃，平均临界压力为 56.64×105帕，也是沼气只能以管道输气。 λ5、燃烧特性:一个体积的沼气需要6—7个体积的空气才能充分燃烧。 第二讲沼气发酵基本原理 一、沼气发酵微生物 1、不产甲烷菌：不产甲烷菌能将复杂的大分子有机物变成简单的小分子量的物质。它们的种类繁多，根据作用基质来分，有纤维分解菌、半纤维分解菌、淀粉分解菌、蛋白质分解菌、脂肪分解菌和一些特殊的细菌，如产氢菌、产乙酸菌等。
“三沼”的综合利用 摘要：农作物秸秆、人畜禽粪便等有机物在沼气池的厌氧环境中，通过沼气微生物分解转化后所产生的沼气、沼液和沼渣，统称“沼气发酵产物”，通常也称“三沼”。广泛推广并综合利用好“三沼”，既有降本增效的功能，又能改善环境，保护生态。本文介绍了贵州遵义凤冈县“三沼”综合利用模式，并提出了“三沼”综合利用的几点建议和意见。 关键词：三沼；生态农业；综合利用 沼气建设是富民工程、德政工程、民心工程，“三沼”就是沼气池在生产中产生的沼气、沼渣、沼液。“三沼”的综合利用是沼气建设的核心内容和关键，要把沼气池建设与种植业、养殖业有效结合起来，寻找最佳切入点，以菜促畜，以畜建沼，以沼促菜、促果、促畜，提高农产品质量和市场竞争力，增加农村综合生产效益。如何真正实现“三沼”综合利用，提高沼气项目建设的经济效益、社会效益和生态效益，是沼气建设重大课题。 我国沼气利用历史悠久，综合利用农业废弃物资源，实现废弃物资源、闲置资源的开发利用，是生态农业的一大特点。生态户的建设需建沼气池，沼气池的正常运转又消耗处理掉大量畜禽粪便、秸秆杂草等农业废弃物。这样不仅使农
业废弃物资源得到了充分利用，利于生态农业建设，还避免了对环境的污染；同时，也是农民增收的一个新途径。 1 “三沼”综合利用简介 1.1沼气的用途 1.1.1沼气养蚕。沼气养蚕是指利用沼气灯给蚕种感光和燃烧沼气给蚕宝加温，可以达到孵化快，出蚕齐、缩短饲养期、提高蚕茧质量和产量的目的。 1.1.2沼气保鲜和储存农产品。沼气气调储藏，就是在密闭条件下利用沼气中甲烷和二氧化碳含量高，含氧量极少，甲烷无毒的性质和特点来调节储藏环境中的气体成分，以控制果蔬、粮食的呼吸强度.减少储藏过程中的基质消耗，防治虫、霉、病、菌，达到延长储藏时间并保持良好品质的目的。 1.2沼液在种植业中的综合利用 1.2.1沼液浸种。小麦、水稻、棉花、花生等多种作物均可用沼液浸种，浸过的种子播后萌芽早，出芽齐，抗病力强，幼苗生长旺盛。注意事项：选用上年生产的新种良种，浸种前对种子进行翻晒和筛选，以确保种子质量和纯度。 1.2.2沼液叶面喷洒。根据不同作物种类和生长期，可采用纯沼液、稀释沼液或与药物混合的沼液进行喷洒。叶面喷洒沼液可调节作物生长代谢，为作物提供营养，还可杀灭蚜虫等病虫害。注意事项：不要在中午高温时进行，以免灼伤叶片：下雨前不要喷洒，以保证效果；最好喷洒于叶片背面，
沼气池发酵原理及修建与管理 第一讲 沼气发酵基础知识 一、什么是沼气 在日常生活中，特别是在气温较高的夏、秋季节，人们经常可以看到，从死水塘、污水沟、储粪池中，咕嘟咕嘟地向表面冒出许多小气池，如果把这些小气泡收集起来，用火去点，便可产生蓝色的火苗，这种可以燃烧的气体就是沼气。 沼气实质上是人畜粪尿、生活污水和植物茎叶等有机物质在一定的水分、温度和厌氧条件下，经凼气微生物的发酵转换而成的一种方便、清洁、优质、高品位气体燃料，可以直接炊事和照明，也可以供热、烘干、贮粮。 二、沼气的来源 可分为天然沼气和人工沼气两大类。 三、沼气的成分 都是以甲烷为主要成分混合气体，沼气中的主要成分是甲烷（ CH4）、二氧化碳（CO2）和少量的硫化氢（H2S）、氢（H2）、一氧化碳（CO）、氮（N2）等气体。其中甲烷约占50—70%、二氧化碳约占30—40%，其他成分含量较少。沼气中的甲烷、氢气、一氧化碳等是可以燃烧的气体，人类主要利用这一部分气体的燃烧来获得能量。 四、沼气的性质 沼气是一种无公气体，有轻微有臭鸡蛋味，燃烧后，臭鸡蛋味消除。 1、热值:甲烷是一种发热相当高的的优质气体燃料。 2、比重:与空气要比，甲烷的比重为0.55，沼气较轻，分布在上层；二氧化碳较重，分布于下层。 3、溶解度:甲烷在水中的溶解度很小。 4、临界温度和压力:平均临界温度为-37℃，平均临界压力为
56.64×105帕，也是沼气只能以管道输气。 5、燃烧特性:一个体积的沼气需要6—7个体积的空气才能充分燃烧。 第二讲 沼气发酵基本原理 一、 沼气发酵微生物 1、不产甲烷菌： 不产甲烷菌能将复杂的大分子有机物变成简单的小分子量的物质。它们的种类繁多，根据作用基质来分，有纤维分解菌、半纤维分解菌、淀粉分解菌、蛋白质分解菌、脂肪分解菌和一些特殊的细菌，如产氢菌、产乙酸菌等。 2、产甲烷菌:有3目、7科、19属和70种，繁殖倍增时间一般都比较长，长者达4—6天，短者3小时左右，大约为产酸菌繁殖倍产时间的15倍。产甲烷菌在自然界中广泛分布，如土壤、湖泊、沼泽中、反刍动物（牛羊等）的肠胃道，淡水或碱水池塘污泥中，下水道污泥，腐烂秸秆，牛马粪以及城乡垃圾堆中都有大量的产甲烷菌存在。甲烷菌的特征：（1）生长缓慢（2）严格厌氧，对O2非常敏感，在有空气的条件下能生存或死亡。（3）只能利用少数简单的化合物作为营养。（4）要求中性偏碱和适宜的温度条件（5）代谢活动的主要产物是甲烷和CO2. 二、沼气发酵过程 ㈠水解发酵阶段 各种固体有机物通常不能进入微生物体内被微生物利用，必须在好氧和厌氧微生物分泌的胞外酶、表面酶（纤维素酶、蛋白酶、脂肪酶）的作用下，将固体有机质水解成分子量较小的可溶性单糖、氨基酸、甘油、脂肪酸。这些分子量较小的可溶性物质就可以进入微生物细胞之内被进一步分解利用。 ㈡产酸阶段 各种可溶性物质（单糖、氨基酸、脂肪酸），在纤维素细菌、蛋白质细菌、脂肪细菌、果胶细菌胞内酶作用下继续分解转化成低分子物质，如丁酸、丙酸、乙酸以及醇、酮、醛等简单有机物质；同时也有部分氢(H2)、二氧化碳(CO2)和氨(NH4)等无机物的释放。但在这个阶段中，主要的产物是乙酸，约占70%以上，所以称为产酸阶段。参加这一阶段的细菌称之为产酸菌。 ㈢产甲烷阶段 由产甲烷菌将第二阶段分解出来的乙酸等简单有机物分解成甲烷和二氧化碳，其中二氧化碳在氢气的作用下还原成甲烷。这一阶段叫产气阶段，或叫产甲烷阶段。 第三讲 沼气发酵基本条件
常见沼气发酵工艺类型汇总 对于沼气发酵工艺，从不同角度有不同的分类方法。一般从投料方式、发酵温度、发酵阶段、发酵级差、料液流动方式等角度，可作如下分类： （一）以投料方式划分 根据沼气发酵过程中的投料方式不同，可将发酵工艺分为连续发酵、半连续发酵和批量发酵三种工艺。 1、连续发酵工艺 沼气池发酵启动后，根据设计时预定的处理量，连续不断地或每天定量地加人新的发酵原料，同时排走相同数量的发酵料液，使发酵过程连续进行下去。发酵装置不发生意外情况或不检修时，均不进行大出料。采用这种发酵工艺，沼气池内料液的数量和质量基本保持稳定状态，因此产气量也很均衡。 这种工艺流程是先进的，但发酵装置结构和发酵系统比较复杂，造价也较昂贵，因而适用于大型的沼气发酵系统，如大型畜牧场粪污、城市污水和工厂废水净化处理，多采用连续发酵工艺。 该工艺要求有充分的物料保证，否则就不能充分有效地发挥发酵装置的负荷能力，也不可能使发酵微生物逐渐完善和长期保存下来。因为连续发酵不会因大换料等原因而造成沼气池利用率上的浪费，从而使原料消化能力和产气能力大大提高。 2、半连续发酵工艺 沼气发酵装置发酵启动初始，一次性投入较多的原料（一般占整个发酵周期投料总固体量的1/4?1/2)，经过一段时间，开始正常发酵产气，随后产气逐渐下降，此时就需要每天或定期加入新物料，以维持正常发酵产气，这种工艺就称为半连续沼气发酵。 我国农村的沼气池大多属于半连续发酵。其中的“三结合”沼气池，就是将猪圈、厕所里的粪便随时流入沼气池，在粪便不足的情况下，可定期加人铡碎并堆怄后的秸秆等纤维素原料，起到补充碳源的作用。这种工艺的优点是比较容易做到均衡产气和计划用气，能与农业生产用肥紧密结合，适宜处理粪便和秸秆等混合原料。 3、批量发酵工艺 发酵原料成批量地一次投入沼气池，待其发酵完后，将残留物全部取出，又成批地换上新料，开始第二个发酵周期，如此循环往复。农村小型沼气干发酵装置和处理城市垃圾“卫生填埋法”均采用这种发酵工艺，这种工艺的优点是投料启动成功后，不再需要进行管理，简单省事，其缺点是产气分布不均衡，高峰期产气量高，其后产气量低，因此所产沼气适用性较差。 （二）以发酵温度划分 沼气发酵的温度范围一般在10?60℃，温度对沼气发酵的影响很大，温度升高，产气率也随之提高，通常以沼气发酵温度区分为：高温发酵、中温发酵和常温发酵工艺。 1、高温发酵工艺 高温发酵工艺指发酵料液温度维持在46?60℃。实际控制温度多在53℃±2℃，该工艺的特点是