沼气池发酵原理及修建与管理
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正确发酵、正确管理及安全使用沼气沼气是一种由有机废弃物经过发酵产生的气体,由于其具有环保、可再生、经济等特点,在农村地区得到广泛应用。
然而,如果不正确地发酵、管理和使用沼气,可能会引发安全隐患。
因此,正确发酵、正确管理及安全使用沼气是非常重要的。
本文将从以下三个方面进行论述。
一、正确发酵沼气1.选择合适的原料:沼气的原料主要包括农村生活污水、畜禽养殖废水、农作物秸秆、餐厨垃圾等。
在选择原料时,应考虑其生物降解性、含水率、碳氮比等因素,以提高发酵效率和产气量。
2.保持合理的PH值:沼气发酵需要在一定的PH范围内进行,通常为6.8-7.4。
如果PH值过低,会导致发酵过程酸化,产生大量的硫化氢和甲烷,降低产气量。
如果PH值过高,会导致发酵过程碱化,产生大量的二氧化碳和氮气,同样会降低产气量。
因此,应通过添加酸碱调节剂,定期检测和调整PH值。
3.控制温度和湿度:沼气发酵需要适宜的温度和湿度条件。
一般来说,适宜的温度为25-35摄氏度,适宜的湿度为70-80%。
需要注意的是,温度过低或过高都会影响发酵的正常进行。
可以通过添加保温材料、加热或降温等措施来控制温度。
湿度可以通过增加或减少原料的水分来控制。
4.注意通风和搅拌:沼气发酵过程中需要保持适当的通风和搅拌,以提供充足的氧气和均匀的温度分布。
通风可以通过设置通风设备、增加通风孔等方式实现。
搅拌可以通过机械搅拌器、搅拌器等设备进行。
二、正确管理沼气1.定期清理沼气池:沼气池中会有一些沉淀物,包括废弃物、污泥和未发酵的有机物等。
定期清理沼气池可以防止底部沉积物过多,影响发酵效果和产气量。
2.定期检查设备:沼气发酵设备包括沼气池、管道、发酵槽等,需要定期检查其运行状况。
如发现泄漏、堵塞、腐蚀等问题,应及时修理或更换设备,以保证沼气发酵的正常进行。
3.妥善处理废弃物:沼气发酵过程中会产生一些废弃物,如发酵渣、废水等。
这些废弃物应妥善处理,可以作为有机肥料施用于农田,也可以通过后处理设备进行处理,如污水处理设备、厌氧气化设备等。
沼气发酵基本原理沼气发酵基本原理沼气发酵又称为厌氧消化、厌氧发酵和甲烷以酵,是指有机物质(如人畜家禽粪便、秸秆、杂草等)在一定的水分、温度和厌氧条件下,通过种类繁多、数量巨大、且功能不同的各类微生物的分解代谢,最终形成甲烷和二氧化碳等混合性气体(沼气)的复杂的生物化学过程。
一、沼气发酵微生物沼气发酵微生物是人工制取沼气最重要的因素,只有有了大量的沼气微生物,并使各种类群的微生物得到基本的生长条件,沼气发酵原料才能在微生物的条件下转化为沼气。
(一)沼气微生物的种类沼气发酵是一种极其复杂的微生物和化学过程,这一过程的发酵和发展是五大类群微生物生命活动的结果。
它们是:发酵性细菌、产氢产乙酸菌、食氢产甲烷菌和食乙酸产甲烷菌。
这些微生物按照各自的营养需要,起着不同的物质转化作用。
从复杂不机物的降解,到甲烷的形成,就是由它们分工合作和相互作用完成的。
在沼气发酵过程中,五大类群细菌构成一条食物链,从各类群细菌的生理代谢产物或它们的活动对发酵液酸碱度(pH)的影响来看,沼气发酵过程可分为产酸阶段和产甲烷阶段。
前三群细菌的活动可使有机物形成各种有机酸,因此,将其统称为不产甲烷菌。
后二群细菌的活动可使各种有机转化成甲烷,因此,将其统称为产甲烷菌。
1、不产甲烷菌在沼气发酵过程中,不能直接产生甲烷微生物统称为不产甲烷菌。
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,现已观察到的包括细菌、真菌和原生动物三大类。
以细菌种类最多,目前已知的有18个属51个种,随着研究的深入和分离方法的改进,还在不断发现新的种。
根据微生物的呼吸类型可将其分为好氧菌、厌氧菌、兼性厌氧菌三大类型。
其中,厌氧菌数量最大,比兼性厌氧菌、好氧菌多100~200倍,是不产甲烷阶段起主要作用的菌类。
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、脂肪分解菌和其他一些特殊的细菌,如产氢菌、产乙酸菌等。
2、产甲烷菌在沼气发酵过程中,利用小分子量化合物形成沼气的微生物统称为产甲烷菌。
正确发酵、正确管理及安全使用沼气正确发酵、正确管理和安全使用沼气对于保障农村能源供应和环境保护至关重要。
本文将从发酵过程、管理措施和安全使用几个方面详细介绍。
一、发酵过程1. 原料选择:沼气发酵的原料有很多种类,包括粪便、秸秆、农作物残余物等。
选择适宜的原料对于正常发酵至关重要。
一般来说,少量的废弃物和植物材料是较好的选择,以维持发酵的平衡性。
2. 发酵池设计:沼气发酵需要一个密闭的发酵池。
池子的尺寸要根据所需的沼气产量进行合理的设计。
同时,池子需要保持温度稳定,并能有效地混合发酵物料。
3. 发酵条件控制:发酵池内部的环境条件对于沼气的产生起着重要作用。
首先,保持池内的温度在适宜范围内,一般维持在30-40度之间。
其次,要控制发酵物料的湿度,一般在70-80%之间为宜。
此外,要合理控制酸碱度,以促进发酵过程。
4. 发酵过程监测:要定期监测发酵过程中的关键参数,如沼气产量、温度、酸碱度等。
这些监测数据能够帮助及时调整发酵条件,保证发酵的顺利进行。
二、管理措施1. 发酵废物的堆放:发酵废物在堆放过程中要注意科学管理。
首先,要选择合适的堆放场地,尽量远离居民区和水源地。
其次,要合理控制堆放量和分布,以避免过度集中和过度分散。
另外,要定期翻动发酵废物,促进发酵过程。
2. 发酵废物处理:当发酵废物经过沼气发酵后,其残渣还可以作为有机肥料进行处理利用。
可以进行垂直截流、高效过滤、物化处理等方法,提高发酵废物的利用价值。
3. 沼气的收集和储存:沼气发酵后需进行收集和储存,以供后续使用。
收集方法有两种,一种是通过简易的集气囊,另一种是建立专门的沼气储气池。
储存时,要避免沼气泄漏,确保储气器的密封性。
三、安全使用1. 安全使用设施:在使用沼气的过程中,要安装安全使用设施,如阀门、压力计等,以确保沼气的正常供应和使用安全。
2. 定期检查维护:要定期对沼气设备进行检查和维护,包括检查设备的密封性、阀门的开关情况、管道的连接情况等。
沼气发酵的原理
沼气发酵是一种利用有机废弃物产生可燃气体的生物发酵过程。
它是一种清洁能源,可以替代传统的化石能源,对环境友好,具有
广阔的应用前景。
那么,沼气发酵的原理是什么呢?
首先,沼气发酵的原理基于微生物在无氧条件下对有机物质进
行分解产生沼气的过程。
在发酵过程中,主要参与的微生物包括厌
氧菌和厌氧古菌。
它们通过一系列的生物化学反应,将有机物质分
解成沼气的主要成分甲烷和二氧化碳,同时释放出能量。
其次,沼气发酵的原理涉及到发酵条件的控制。
发酵过程需要
一定的温度、PH值和营养物质等条件的支持。
一般来说,沼气发酵
的最适温度为35-40摄氏度,PH值在6.8-7.2之间,同时需要适量
的水分和氧气。
这些条件的控制对于发酵过程的稳定和高效至关重要。
此外,沼气发酵的原理还与发酵物质的选择有关。
一般来说,
适合进行沼气发酵的有机物质主要包括农业废弃物、畜禽粪便、食
品废弃物等。
这些有机物质含有丰富的碳水化合物,是微生物进行
发酵的理想底物。
最后,沼气发酵的原理还涉及到发酵过程的控制和管理。
在实际应用中,需要对发酵罐的结构设计、进料方式、搅拌方式等进行合理的设计和控制,以提高发酵效率和产气量。
总的来说,沼气发酵的原理是一种利用微生物对有机物质进行分解产生沼气的生物发酵过程。
通过对发酵条件、发酵物质的选择以及发酵过程的控制和管理,可以实现沼气的高效产生。
这种清洁能源具有重要的环境和经济意义,对于推动可持续能源的发展具有重要的意义。
沼气池修建与使用(原理)沼气是一种优质燃料,可用来点灯、做饭。
沼气灶通过导管与沼气池相连。
这就是一个精心设计科学合理的沼气池模型,由活动盖、贮气室、发酵间、进料口、出料口、水压池、单向阀等主要部分组成。
.这是目前我省广泛推广的“三位一体”沼气池,就是把厕所、太阳能畜禽舍与地下的沼气池建在一起。
人、畜禽粪便经进料口进入沼气池厌氧发酵,产气的沼气上升到贮气室,随着沼气的逐渐增多,压强逐渐增大,池内的液面开关下降,料液通过出料管上升,经单向阀流入水压池,形成液面开关差。
当打开开关用气时,贮气室内压强逐渐减小,水压池内的料液经进料口处单向阀、进料管,流人发酵间,以维持内.外压力新的平衡。
这样,不断地产气和用气,使发酵间和料间的不断升降,始终维持压力平衡的状态。
“三位一体”沼气池建设达到了改厕、改圈、改厨、改院的效果,综合效益显著。
我省家用沼气池在国标沼气池的基础上,加以改进和完善(见模型),改斜管进料、出料,为直管进料、出料;改水压池为水压、酸化、沉淀池,并在进料口和出料口处安装单向阀,以实现自动循环的目的。
池内增设旋流布料墙为旋流布料沼气池,池内增设分流布料墙为分流布料沼气池,均可起到料液分布均匀、破壳和提高产气效率的作用。
出料管下口位于沼气池内总深度的中部二分之一处,实现中层出料更有利于杀卵灭菌。
另外,还可将水压池加盖太阳能温室,一年四季不打开,起到增温、保温的作用.沼气发酵原理微生物代谢的过程称为发酵,是指有机物质在一定的水分、温度和厌氧条件下,通过各类微生物的分解代谢,最终沼气的过程。
这个过程有以下三个阶段:(1)液化阶段:为产甲烷菌提供营养和为甲烷菌创造适宜的厌氧条件,消除部分毒物。
(2)产酸阶段(3)产甲烷阶段:产甲烷菌群,利用以上以上两步所分解转化的小分子化合物等生成甲烷。
附:发酵间与储气室称为主池。
水压间的作用一是起着存放从主池挤压出来的料液作用;二是用气时起着将沼气压出的作用。
一、沼气池的工作原理:当池内产生沼气时,储气间内的沼气不断增多,压力不断增高,迫使主池内液面开关下降,挤压出一部分料液到水压间内。
沼气发酵的原理
沼气发酵原理是指通过有机物质在缺氧条件下发酵产生甲烷气体的过程。
主要包括以下几个步骤:
1. 垃圾处理:厨余垃圾、粪便等有机废弃物被投放到沼气池中。
2. 发酵过程:在缺氧条件下,这些有机废弃物被微生物分解,产生一系列的有机酸和气体,主要包括甲烷(CH4)和二氧化碳(CO2)。
3. 微生物作用:发酵过程主要由两类微生物完成,一类是厌氧菌,它们在无氧条件下将有机物质分解成有机酸;另一类是甲烷菌,它们在有机酸的作用下将有机酸转化为甲烷。
4. 产气条件:沼气发酵需要一定的温度、PH值和湿度条件。
一般来说,温度在25-35摄氏度之间是最适宜的发酵条件,
PH值在6-7之间。
湿度则需要保持在相对湿度70-90%的范围内。
5. 压力调控:发酵过程中产生的沼气会被收集起来,通常通过压力调控系统调整沼气的压力,以确保沼气产生和储存的安全。
通过利用沼气发酵原理,可以将有机废弃物转化为可再生能源--沼气,减少了有机垃圾的排放量和对化石燃料的依赖,同时
还能起到环保和清洁能源的作用。
沼气池原理沼气池是一种利用有机废弃物产生沼气的装置,它是一种环保、可再生能源利用的重要设施。
沼气池原理主要是利用微生物在无氧条件下分解有机物产生沼气的过程。
下面将详细介绍沼气池的原理及其相关内容。
首先,沼气池的原理是基于生物发酵的过程。
有机废弃物经过一系列的微生物分解作用,产生沼气和沼渣。
这一过程主要包括四个阶段,厌氧、酸化、产气和沼渣沉淀。
在厌氧条件下,有机废弃物被微生物分解为有机酸,随着反应的进行,有机酸逐渐转化为甲烷和二氧化碳,最终产生沼气。
同时,沼渣会沉淀在池底,形成有机肥料,具有很高的营养价值。
其次,沼气池的原理是基于温度和pH值的影响。
在沼气池的运行过程中,温度和pH值是影响沼气产生的重要因素。
适宜的温度和pH值有利于微生物的生长和活动,从而促进沼气的产生。
一般来说,沼气池的适宜温度范围为25-35摄氏度,pH值范围为6.8-7.2。
因此,对沼气池的运行温度和pH值进行合理的控制,可以提高沼气的产量和质量。
此外,沼气池的原理还与沼气的利用方式相关。
沼气主要由甲烷和二氧化碳组成,可以作为生活用气、工业燃料和发电燃料使用。
同时,沼渣也可以作为优质的有机肥料,用于农田的施肥。
因此,在沼气池的设计和运行过程中,需要考虑沼气的利用方式,合理配置沼气利用设备,提高沼气的利用效率。
最后,沼气池的原理与环境保护和资源利用息息相关。
沼气池可以有效地处理有机废弃物,减少废弃物对环境的污染。
同时,沼气是一种可再生能源,利用沼气可以替代化石能源,减少对化石能源的依赖,有利于节能减排和环境保护。
因此,沼气池的建设和运行对于环境保护和资源利用具有重要意义。
综上所述,沼气池原理是基于生物发酵的过程,受温度和pH值的影响,与沼气的利用方式相关,对环境保护和资源利用具有重要意义。
通过合理设计和运行沼气池,可以实现有机废弃物的资源化利用,促进环境保护和可持续发展。
希望本文对沼气池原理有所帮助,谢谢阅读!。
沼气池建设方案1. 引言沼气池是一种利用有机废弃物进行发酵产生沼气的装置。
它可以将生活垃圾、畜禽粪便等有机物质转化为可再生能源,同时减少环境污染。
本文将介绍沼气池建设方案,包括设计原理、施工步骤和注意事项。
2. 设计原理沼气池的设计原理基于生物发酵的过程。
有机废弃物在缺氧环境下通过厌氧发酵产生沼气,其中主要成分为甲烷和二氧化碳。
沼气池的设计目的是提供一个适宜的环境,促进有机物发酵产生沼气。
3. 沼气池种类根据不同的设计要求和使用场景,沼气池可以分为以下几种类型:3.1 固定式沼气池固定式沼气池是最常见的一种类型。
它通常由一个封闭的容器和输送管道组成。
有机物质在容器内发酵产生沼气,然后通过管道输送出来供应使用。
3.2 浮顶式沼气池浮顶式沼气池在固定式沼气池的基础上增加了一个浮顶结构。
浮顶可以根据沼气产生的压力自由上升和下降,以适应不同的沼气产生量。
这种设计可以有效地防止沼气外泄。
3.3 混合式沼气池混合式沼气池是一种将固定式沼气池与浮顶式沼气池相结合的设计。
它既能够适应较大的沼气产生量,又能够有效地控制沼气的外泄。
4. 沼气池建设步骤沼气池的建设需要经过以下几个步骤:4.1 规划和设计在建设沼气池之前,需要对使用场景和需求进行规划和设计。
确定沼气池的类型、尺寸、材料等。
4.2 准备施工材料根据设计方案,准备所需的施工材料,包括容器、输送管道、固定装置等。
4.3 施工组装按照设计方案,进行沼气池的施工组装。
先搭建容器结构,然后连接输送管道,最后安装固定装置。
4.4 密闭测试施工完成后,对沼气池进行密闭测试,确保容器和管道没有漏气和渗漏现象。
4.5 填充有机废弃物通过进料口将有机废弃物填充到沼气池中,注意控制填充量,避免过量导致堵塞和压力过大。
4.6 发酵过程有机废弃物开始发酵后,每日检查沼气池的沼气产生情况和压力变化,根据需要进行调整和排气。
5. 注意事项在沼气池建设过程中,需要注意以下几点:5.1 安全防护在施工和使用过程中,必须严格遵守安全操作规程,戴好安全装备,避免发生意外事故。
沼气发酵产生沼气的原理
沼气发酵产生沼气的原理是通过微生物的发酵作用将有机物质分解成沼气成分。
具体来说,沼气发酵过程主要包括以下几个步骤:
1. 垃圾装入沼气池:将有机废弃物、粪便等有机物装入密闭的沼气池中。
2. 发酵阶段:在沼气池中,有机物质被厌氧微生物(包括细菌、放线菌和古细菌)分解为可供微生物利用的有机质。
这些微生物以厌氧的方式进行代谢,分解有机物质,产生沼气、有机酸和其他可溶性有机物。
主要的代谢过程是酸化阶段和甲烷生成阶段。
3. 酸化阶段:在酸化阶段,有机物质被厌氧细菌分解为有机酸、醇和二氧化碳等。
这些产物会使反应液呈酸性,并发酵过程的温度升高。
4. 甲烷生成阶段:在甲烷生成阶段,产酸细菌进一步将有机酸和醇分解为甲烷(CH4)和二氧化碳(CO2),同时还会产生少量的氮气和硫化氢等气体。
这些产物就是我们所说的沼气。
总体来说,沼气发酵通过厌氧微生物的作用,将有机物质分解为沼气和其他有机物质。
发酵过程是在没有氧气的环境下进行的,主要产物是甲烷。
因此,沼气发
酵是一种既能有效处理有机废弃物,又能产生可再生能源的环保技术。
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。
λ3、溶解度:甲烷在水中的溶解度很小。
λλ 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。
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一、碳氮比适宜的发酵λ沼气发酵原料按其物理形态分为固态原料和液态原料两类;按其成分又有富氮原料和富碳原料之分。
λ富氮原料通常指富含氮元素的人、畜和家禽和粪便,这类原料经过了人和动物肠胃系统的充分消化,一般颗粒细小,含有大量低分子化合物---人和动物未吸收消化的中间产物,含水量较高。
因此,在进行沼气发酵时,它们不必进行预处理,就容易厌氮分解,产气很快,发酵期较短。
λ富碳原料通常是指富含碳元素的秸秆和秕壳等农作物的残余物,这类原料富含纤维素、半纤维素、果胶以及难降解的木质素和植物蜡质。
干物质含量比富氮的粪便原料同,且质地疏松,比重小,进沼气池后容易飘浮形成发酵死区----浮壳层,发酵前一般需经预处理。
富碳原料厌氧分解比富氮原料慢,产气周期较长。
λ氮素是构成微生躯体细胞质的重要原料,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,其发酵产气情况差异也很大。
从营养学和代谢作用角度看,沼气发酵细菌消耗的速度比消耗氮的速度要快25—30倍。
因此,在其他条件都具备的情况下,碳氮比例配成25—30:1可以使沼气发酵在合适的速度下进行。
沼气池容积与家庭人口、畜禽饲养量的关系1、沼气池容积与全家人口关系2、沼气池容积与畜禽饲养量关系3、常用沼气原料总固体含量二、质优足量的菌种λ接种物的来源主要有如下几处:沼气池、湖泊、沼泽、池塘底部;阴沟污泥之中;积水粪坑之中;动物粪便及其肠道之中;屠宰场、酿造厂、豆制品厂、副食品加工等阴沟之中以及人工厌氧消化装置之中。
农村沼气一般加入接种物的量为总投料量的10%--30%。
在其他条件相同的情况下,加大接种量,产气快、气质好,启动不易出现偏差。
λ三、严格的厌氧环境λ沼气微生物的核心菌群----产甲烷菌是种厌氧性细菌,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以抑制,甚至死亡。
产甲烷只能在严格厌氧的环境中才能生长。
所以,修建沼气也,要严格密闭,不漏水,不漏气,这不仅是收集沼气和贮荐举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求。
这就是为什么把漏水漏气的沼气称为“病态池”的道理。
四、适宜的发酏酵温度λ温度是沼气发酵的重要外因条件,温度适宜则细菌繁殖旺盛,活力强,厌氧分解和生成甲烷的速度就快,产气就多。
温度是产气好不的关键。
λ研究发现:在10—60℃的范围内,沼气均能正常发酵产气。
低于10℃或高于10℃或高于60℃都严重抑制微生物生存、繁殖,影响产气。
在这一温度范围内,一般温度愈高,微生物活动愈旺盛,产气量愈高。
微生物对温度变化十分敏感,温度突升或空降,都会影响微生物的生命活动,使产气状况恶化。
λ通常把不同的发酵温度区分为三个范围,即把46—60℃称为高温发酵,28—38℃称为中温发酵,10—26℃称为常温发酵。
农村沼气池靠自然温度发酵,属于常温发酵。
常温发酵虽然温度范围较广,但在10—26℃范围内,温度较高,产气较好。
这就是为什么沼气池在夏季,特别是气温最高的7月产气量大,而在冬季最冷的1月产气很少,甚至不产气的原因,也是农村沼气池在管理上强调冬天必须采取越冬措施,以保证正常产气的原因。
五、适宜的酸碱度λ沼气微生物的生长、繁殖,要求发酵原料的酸碱度保持中性,或者微偏碱性,过酸、过碱都会影响产气。
测定表明,酸碱度在PH=6—8之间,均可产气,以PH=6.5—7.5产气量最高,PH低于6或高于9时均不产气。
λ农村户用沼气池发酵初期由于产酸菌的活动,池内产生大量的有机酸,导致PH下降。
随着发酵持续进行,氨化作用产生的氨中和一部分有机酸,同时甲烷菌的活动,使大量的挥发酸转化为甲烷(CH4)和二氧化碳(CO2),使PH逐渐回升到正常值。
所以,在正常的发酵过程中,沼气池内的酸碱度变化可以自然进行调解,先由高到低,然后又升高,最后达到恒定的自然平衡(即适宜的PH),一般不需要进行人为调节。
只有在配料和管理不当,使正常发酵过程受到破坏的情况下,才可能出现有机酸大量积累,发酵料液过于偏酸的现象。
此时,可取出部分料液,加入等量的接种物,将积累的有机酸转化为甲烷,或者添加适量的草木灰或石灰澄清液,中和有机酸,使酸碱度恢复到正常。
六、适度的发酵浓度λ适宜的干物质浓度为4%--10%,即发酵原料含水量为90%--96%。
发酵浓度随着温度的变化而变化,夏季一般为6%左右,冬季一般为8%--10%。
浓度过高或过低,都不利于沼气发酵。
浓度过高,则含水量过少,发酵原料不易分解,并容易积累大量酸性物质,不利于沼气菌的生长繁殖,影响正常产气。
浓度过低,则含水量过多,单位容积里的有机物含量相对减少,产气量也会碱少,不利于沼气池的充分利用。
七、持续的搅拌λ静态发酵沼气池原料加水混合与接种物一起投进沼气池后,按其比重和自然沉降规律,从上到下将明显的逐步分成浮渣层、清液层。
大量的微生物集聚在底层活动,因为此外接种污泥多,厌氧条件好,但原料缺乏,同时形成的密实结壳,不利于沼气的释放。
λ沼气池的搅拌通常分为搅拌、气体搅拌和液体三种方式。
机械搅拌是通过机械装置运转达到搅拌的目的;气体搅拌是将沼气从池底部冲进去,产生较强的气体回流,达到搅拌的目的,液体搅拌是从沼气池的出料间将发酵液抽出,然后从进料管冲入沼气池内,产生较强的液体回流,达到搅拌的目的。
λ农村户用沼气通过采用强制回流的方式进入人工液体搅拌,实践证明,适当的搅拌方法和强度,可以使发酵原料分布均匀,增强微生物与原料的接触,使之获取营养物质有机会增加,活性增强,生长繁殖旺盛,从而提高产气量。
搅拌又可以打碎结壳,提高原料的利用率及能量转换效率,并有利于气池的释放。
采用搅拌后,平均产气量可提高30%以上。
第四讲沼气发酵常用工艺λ我国农村大多数户用沼气池的发酵工艺,从温度来看,是常温发酵工艺;从投料方式来看,是半连结投料工艺;从料注流动方式看,是料液分层状态工艺;按原料的生化变化过程看,是单相发酵工艺,因此其发酵工艺属于常温、半连续投料、分层、单相发酵工艺。
半连续发酵工艺流程λ我国农村户用沼气池一般都采用常温半连续发酵工艺生产沼气,其工艺流程如图5—10所不,这种发酵工艺采用的主要原料是粪便和秸秆,应控制的主要参数是启动浓度、接种物比例及发酵周期。
启动浓度一般小于6%,这对顺利启动有利。
接种物一般占液的总量的10%以上,秸秆较多时应加大接种物数量。
发酵周期根据气温情况和农业用肥情况而定。
第五讲典型户用沼气池与沼气池的建设λ各种有机质通过微一物的作用,进行厌氧发酵人工制取沼气的密闭装置在我国被称为沼气池,它是生态家园的基础和核心。
在设计上力求简易、实用、高效、易管,在修建上保证不漏水、不漏气。
λ在我国,沼气经过100多年的发展历程,形成了各种各样的沼气池。
按储气方式,有水压式、浮罩式和气袋式三大类;按几何形状,有圆筒形、球形、椭球形等多种形状;按发酵机制,有常规型、污泥滞留型和附着膜型三大三类;按埋设位置,有地下式、半埋式和地上式三大百炼成钢;按建池材料,有砖结构池、混凝土结构池、钢筋混凝土结构池、玻璃钢池、塑料池和钢丝网水泥池等;按发酵温度,有常温发酵池、中温发酵池和高温发酵池。