沼气发酵原理和条件是什么?
沼气发酵是指利用人、畜粪便和秸秆、污水等各种有机物 在厌氧条件下,经发酵微生物分解转化,最终产生沼气的过
程。
发酵微生物细分五大类:发酵性细菌、产氢产乙酸菌、耗氢 产乙酸菌、食氢产甲烷菌、食乙酸产甲烷菌等。 粗分两大类:产
酸菌和产甲烷菌。
发酵过程分三个阶段:
一是液化阶段。在沼气发酵中,首先发酵细菌群利用它分泌 的胞外酶,对有机物进行体外酶解,分解成能溶于水的单糖、氨
基酸、甘油和脂肪酸等小分子化合物。
二是产酸阶段。由三种菌群发酵性细菌、产氢产乙酸菌、
耗氢产乙酸菌合称产酸菌共同作用,产生乙酸、氢和二氧化 碳。
三是产甲烷阶段。在此阶段,食氢产甲烷菌和食乙酸产甲烷
氧化碳小...全部
沼气发酵是指利用人、畜粪便和秸秆、污水等各种有机物 在厌氧条件下,经发酵微生物分解转化,最终产生沼气的过
程。
发酵微生物细分五大类:发酵性细菌、产氢产乙酸菌、耗氢 产乙酸菌、食氢产甲烷菌、食乙酸产甲烷菌等。
粗分两大类:产
酸菌和产甲烷菌。
发酵过程分三个阶段:
一是液化阶段。在沼气发酵中,首先发酵细菌群利用它分泌 的胞外酶,对有机物进行体外酶解,分解成能溶于水的单糖、氨
基酸、甘油和脂肪酸等小分子化合物。
二是产酸阶段。由三种菌群发酵性细菌、产氢产乙酸菌、
耗氢产乙酸菌合称产酸菌共同作用,产生乙酸、氢和二氧化 碳。
三是产甲烷阶段。在此阶段,食氢产甲烷菌和食乙酸产甲烷
氧化碳小分子化合物等生成甲烷。
五类细菌的共性是:①生长缓慢;②严格厌氧;③只需要简 单的有机物作为营养;④适合中性偏碱环境;⑤代谢最终产物为
甲烷和二氧化碳。
沼气发酵条件:
(1) 严格的厌氧条件。沼气发酵中起主要作用的是产酸菌和 产甲烷菌,两大菌群为厌氧菌,在空气中暴露几秒就会死亡。
因 此,严格的厌氧环境是沼气发酵最主要的条件之一。
(2) 发酵原料。20世纪70、80年代,用秸秆不易腐、有蜡质 层、易结壳,现通常用人畜粪,要求C/N比在25-30:1之间。
(3) 厌氧活性污泥(沼气细菌)。
普遍存在于粪坑底污泥, 下水道污泥、沼气发酵渣水、沼泽污泥,是有生命的东西,加人 量占总发酵料液的10% - 15%。
(4) 温度。沼气发酵,一般采用常温发酵,温度范围在8- 65t:之间,最适宜温度为351C左右。
温度是生产沼气的重要条 件,温度越高,产沼气就越多,温度越底,产沼气就少或不产 气。
(5) 酸碱度。沼气发酵细菌最适宜的pH即酸碱度为6。8- 7。5之间,发酵微生物生长旺盛。沼气火蓝火苗为正常,如发现 红黄火苗即偏酸。
影响PH的因素:①原料本身就偏酸或偏碱,如酒厂废料, pH在5。5以下,就是料液酸化的标志,pH在3。5-5之间,为 严重偏酸;②投料浓度过高,产酸之后pH下降;③原料当中混 有大量的毒性物质。
调节方法:如果出现红黄火苗,加草木灰进行调节。①从出
料口抽出7-8桶沼液,加一桶草木灰,从厕所进料口冲进沼气
池内;②石灰水澄清液加沼液水逐渐调节,方法同上。
如果不出现红黄火苗,不产气,方法是除去一部分料液,使 浓度达到6% -10%,剧毒物质要除去。
(6) 浓度。农村沼气池一般采用6%-10%的发酵料液浓度 较适宜。冬、春两季温度低,浓度在10%;夏、秋温度高,浓 度要求在6%。
(7) 负荷。单位体积消化器,每天所承受的有机物的量。
每 立方米沼气池,每天处理粪便的量,为沼气池的负荷。10米3的 沼气池,一天只能处理大猪1头,小猪2-3头,要求每天料液 随进随出。
影响负荷的因素:①消化器的容积,负荷与容积成正比;② 原料的性质,秸杆原料发酵时间长,滞留期长;③活性污泥的含
量;④发酵原料的浓度,负荷与浓度成正比;⑤消化器的类型 (与温度有关)。
(8) 搅拌。搅拌优点:①打破发酵池内有机物结壳;②发酵 温度均勻;③原料与活性污泥(菌种)充分接触。
搅拌方法:①料液回流搅拌。晴天下午1-2时,从出料口 掏出0。5-1吨沼液,再从厕所进料口冲进池内;②机械搅拌。
从出料口用粪勺搅拌,来回拉动,使料液波动。
(9) 毒性物质。毒性物质有重金属化合物无机盐和有机盐, 各种剧毒农药、电石、电液废水、能做土农药的各种植物、洗涤 剂、酸菜水、工业废水等。在一定量条件下,具有促进作用,超
量起到抑制作用。收起