沼气发酵基础知识PPT课件

8
二、常ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ发酵原料
（一）常用沼气发酵原料的种类及特点 1、农业废弃物：各种农作物秸杆、稻壳、 花生壳、杂草等。 特点：分解速度慢、产气周期长、原料总 产气量较高。 2、 动物粪便：猪粪、鸡粪、牛粪等。 特点：含水量高，70-80%，分解速度和产 气速度快。 3、工业废弃物：主要指各种工业有机废水 如造纸、酒精、制药、制革、味精等行业废水。 特点：来源广、原料化学成份及产气特性 差别很大，需根据具体水质确定相应的处理方案。
15
环卫效应：用沼气池处理人畜粪便，可杀虫 灭菌，改善庭院“脏、乱、差”的环境卫生， 减少常见病和多发病，不再受烟熏火燎之苦。 社会效应：解放农家妇女，提高农民的科技 素质，促进庭院经济发展，创造良性生态环 境，生产无公害绿色食品，提高生活质量。
16
六、常用户用沼气池
传统水压式沼气池 17
曲流布料沼气池
9
（二）原料的预处理 （1）粉碎：2-6mm长的颗粒。 破坏部分木质素，提高纤维素和半纤维素的 消化，增大接触面，产气率可提高15-20%。 （2）堆沤：
①利用好氧代谢除去原料表面的蜡质。 ②原料含水量加大，入池后快速沉淀，降低 了结壳现象。 ③堆沤过产生70度以上的高温，可杀死病菌 和虫卵。
④大分子化合物经细菌分解成小分子化合物， 且纤维素变得疏松，增大了接触面，提高了产气 速度。
沼气发酵基础知识
信阳市农村能源环境保护站
1
一、沼气发酵的基本概念
1.什么是沼气
沼气作为一种可燃性气体，由于这种气体最 先是在沼泽中发现的，所以称为“沼气”。通俗 上又叫“坑气”、“瓦斯”。
该气体广泛存在于自然界中，池塘、粪便池、 煤矿都能产生沼气。在一些生物体内也有沼气 产生，象牛、羊等反刍类动物的胃在食物消化 中也会产生沼气。
甲烷缓慢甚至停止。这主要是由于过量的氨氮与 挥发性酸的缘故。过低：微生物营养不良，产气 不旺。
11
三、沼气发酵原理
沼气发酵的整个过程可分为三个阶 段：
第一阶段：水解阶段，纤维素、半 纤维素等复杂有机物被微生物分解为水 溶性有机物。
第二阶段：产酸阶段，上述水溶性 有机物被产氢产乙酸菌分解为以乙酸为 主的挥发性有机酸。
（4）溶解度：甲烷在水种溶解度很 小，在20℃、一个大气压下，100个单位 体积水只能溶解3个单位体积的甲烷，这 就是我们利用排水法收集沼气的原因。
（5）有毒性：当空气中甲烷的含量 达到25﹪～30﹪时，对人畜有一定的麻 醉作用。
7
4.沼气的物理、化学性质（4）
（6）爆炸极限：在常压下，标准沼 气与空气混合的比例在8.8﹪～24.4﹪， 在密闭的条件下，遇到火会迅速燃烧、 膨胀，发生爆炸。这是很危险的，但我 们也可以利用爆炸产生的推动力来带动 发电机组发电。
第三阶段：产甲烷阶段，第二阶段 的产物被最终转化为沼气。
12
四、影响沼气发酵的工艺因素
1、严格的厌氧环境 2、发酵温度：适宜温度：8～65℃，但40～50 ℃是需要避开的
温度段。温度突然上升或下降都会对沼气发酵产生很大的影 响。 3、接种物：接种量，当采用下水道污泥作接种物时，接种量 一般为发酵料液的10％～15％，当采用老沼气池发酵液作接 种物时，该比例应提高到30％以上。 4、PH值：6.8～7.5，当发酵料液酸化时，可采取向沼气池中投 加草木灰或石灰水的方法进行调节。 5、搅拌：主要目的是增加微生物与料液的接触，加快产沼气 速度，同时还可防止结壳现象的发生。 6、毒性物质：包括各种农药，含各种重金属离子的试剂。
2
2．沼气的产生
沼气是有机物质在厌氧环境 和一定的温度、酸碱度条件下， 经过沼气细菌的复杂生化作用而 产生的一种可燃气体。
3
3．沼气中的主要气体成分
1）甲烷 CH4 50％—70％，可燃成分； 2）二氧化碳 CO2 30％—45％； 3）硫化氢H2S 臭鸡蛋气味，腐蚀管道
和炉具，对人体有危害，但是借助其 独特的气味可以识别管道是否漏气； 4）氢气H2，含量很少，可燃成分.
13
五、沼气技术的功能和效应
沼气是生态家园的核心，是连接养殖 和种植、生活用能和生产用肥的纽带，起 到回收农业废弃物能量和物质的特殊作用。 沼气和农业主导产业相结合，可取得“四 省、三增、两减少、一净化”的综合效应。 四 省：省煤、省电、省钱、省劳力 三 增：增肥、增效、增产 二减少：病虫害减少、水土流失减少 一净化：净化环境
4
4．沼气的物理、化学性质（1）
沼气的主要成分是甲烷。甲烷是无色、无 臭直的径气为体3.，76分埃子（式3.C7H64×，1分0-子10量m为）1,约6，为甲水烷泥分砂子 浆孔隙的1/4。
（1）密度：在00C、101325Pa标准状态下， 甲烷对空气的相对密度为0.55; 沼气对空气的相对密度约为0.94； 甲烷的密度是0.72 ㎏/m3 标准沼气的密度是1.22 ㎏/m3
10
（三）原料配比 ① 营养配比（C/N） C：微生物合成自身物质及其活动提供能源
以及形成甲烷的主要物质。 N：构成微生物细胞的主要物质。 C/N：适宜值20~30：1 过大：发酵不易启动，而且产气效果不好。 过小：过量氮变成可溶性氨，导致氨中毒。 调节方法：主要通过调整粪草的比例。 ②浓度 TS% 常规发酵工艺：以TS6-12%为宜，过高：产
14
能源效应：8米3沼气池在全年可产沼气380～450米3，
解决农户 10～12 个月的生活燃料，节柴3吨，节电100 度左右。
经济效应：“三结合”庭院沼气全年可增收节支
1500 元； “四位一体”生态温室全年经济收入高达 8000元／亩。
生态效应：生态效应一口8m3的沼气池一年的产气能
量相当于3.5 亩薪炭林年生长量，或相当于125亩干旱草 地的年地表生物量。
18
曲流布料沼气池的基本尺寸
19
5
4.沼气的物理、化学性质（2）
（2）热值：甲烷的低位热值为35.9 MJ/m3，
沼气的低位热值20-25 MJ/m3。(液 化气的低位热值100 MJ/m3左右)
（3）临界温度和压力： 沼气的临界 温度为－37℃， 临界压力为 5.664MPa(相当于56个大气压)
6
4.沼气的物理、化学性质（3）