沼气发酵原理与条件
[宣布日期：2019/5/27 11:48:53]一、沼气发酵原理
沼气发酵是一个（微）生物作用的历程 。。。。。种种有机质 ，，，，，包括农作物秸秆、人畜粪便以及工农业排放废水中所 含的有机物等 ，，，，，在厌氧及其他相宜的条件下 ，，，，，通过微生物的作用 ，，，，，转化成沼气 ，，，，，完成这个重大的历程 ，，，，，即为沼气发酵 。。。。。
（一）液化阶段
农作物秸秆、人畜粪便、垃圾以及其他种种有机放弃物 ，，，，，通常是以大分子状态保存的碳水化合物 ，，，，，如淀粉、 纤维素及卵白质等 。。。。。他们不可被微生物直接吸收使用 ，，，，，须通过微生物渗透的胞外酶（如纤维素酶、肽酶和脂肪酶等）举行酶解 ，，，，，剖析成可溶于水的小分子化合物（即多糖水解成单糖或双糖 ，，，，，卵白质剖析成肽和氨基酸 ，，，，，脂肪剖析成甘油和脂肪酸） 。。。。。这些小分子化合物进入到微生物细胞内 ，，，，，举行的一系列的生物化学反应 ，，，，，这个历程称为液化 。。。。。
（二）产酸阶段
液化完毕后 ，，，，，在不产甲烷微生物群的作用下 ，，，，，将单糖类、肽、氨基酸、甘油、脂肪酸等物质转化成简朴的有 机酸（如甲酸、乙酸、丙酸和乳酸等）、醇（如甲醇、乙醇等）以及二氧化碳、氢气、氨气和硫化氢等 ，，，，，由于其主要的产品是挥发性的有机酸（其中以乙酸为主 ，，，，，约占80%） ，，，，，故此阶段称为产酸阶段 。。。。。
（三）产甲烷阶段
产酸阶段完成后 ，，，，，这些有机酸、醇已经二氧化碳和氨气等物质又被产甲烷微生物群（又称产甲烷细菌）剖析 成甲烷和二氧化碳 ，，，，，或通过氢还原二氧化碳形成甲烷 ，，，，，这个历程称为产甲烷阶段 。。。。。这种以甲烷和二氧化碳为主的混淆气体便称为沼气 。。。。。
二、沼气发酵的工艺条件
沼气发酵微生物要求有相宜的生涯条件 ，，，，，对温度、酸碱度、氧化还原势及其他种种情形因素都有一定的要求 。。。。。在工艺上只有知足微生物的这些生涯条件 ，，，，，才华抵达发酵快、产宇量高的目的 。。。。。实践证实 ，，，，，往往由于某一条件没有控制好而引起整个系统运行失败 。。。。。因此 ，，，，，控制好沼气发酵的工艺条件是维持正常发酵产气的要害 。。。。。
（一）严酷的厌氧情形
沼气发酵微生物包括产酸菌和产甲烷菌两大类 ，，，，，他们都是厌氧性细菌 ，，，，，尤其是爆发甲烷甲烷菌是严酷厌氧菌 ，，，，，对氧特殊敏感 。。。。。他们不可在有氧的情形中生涯 ，，，，，哪怕只有微量的氧保存 ，，，，，微生物的生运气动也会受到抑制 ，，，，，甚至殒命 。。。。。因此 ，，，，，制作一个不漏水、不漏气的密闭沼气池（罐） ，，，，，是人工制取沼气的要害 。。。。。
沼气发酵的启动或新鲜质料入池时会带进一部分氧 ，，，，，造成了沼气池内较高的氧化不还原势 。。。。。但由于在密闭的 沼气池内 ，，，，，好氧菌和兼性厌氧菌（此类菌在有氧或无氧情形里都能生涯与运动）配合的作用 ，，，，，迅速消耗了消融氧 ，，，，，使沼气池的氧化还原势逐渐降低 ，，，，，从而创立了优异的厌氧条件 。。。。。
（二）发酵温度
沼气发酵微生物在一定的温度规模举行代谢运动 ，，，，，可以在8～65℃爆发沼气 ，，，，，温度差别 ，，，，，产气速率也差别 。。。。。在 8～40℃规模内 ，，，，，温度越高 ，，，，，产气速率越大 ，，，，，但不是线性关系 。。。。。40～50℃使沼气微生物高温菌和中温菌运动的太过区间 ，，，，，它们在这个温度规模内都不太顺应 ，，，，，因而此时产气速率会下降 。。。。。当温度增高到50～55℃时 ，，，，，由于沼气微生物中的高温菌活跃 ，，，，，产沼气的速率快 。。。。。
通常产气岑岭温度一个在35℃左右 ，，，，，另一个在54℃左右 。。。。。这是由于在这个相宜的发酵温度中 ，，，，，由两个差别的微生物群加入作用的效果 。。。。。前者叫中温发酵 ，，，，，后者叫高温发酵 。。。。。
若沼气发酵温度突然上升或下降 ，，，，，对产宇量有显着的影响 。。。。。若温度突然上升或下降5℃ ，，，，，产宇量会显著降低 ，，，，， 若转变过大 ，，，，，则产气历程可能会阻止 。。。。。为避免沼气发酵温度的突变 ，，，，，沼气池应接纳须要的保温步伐 。。。。。将沼气池建于大棚内（夏日遮阴） ，，，，，是避免温度突变的有用步伐之一 。。。。。
常温发酵 ，，，，，在发酵历程中基本上不举行温度控制 ，，，，，发酵料液的温度随自然温度有纪律地举行转变 ，，，，，其优点是 装备简朴 ，，，，，无需加温 ，，，，，便于推广；；；；；其弱点是产气率低 ，，，，，尤其是冬季经常由于温度过低 ，，，，，而影响产气或阻止运行 。。。。。高温顺中温发酵处置惩罚效率高 ，，，，，处置惩罚时间短 ，，，，，产宇量高 ，，，，，但弱点是装备较量重大 ，，，，，需要消耗大宗的能量用于加温顺保温 。。。。。
（三）发酵质料
在厌氧发酵历程中 ，，，，，质料即是爆发沼气的基质 ，，，，，又是沼气发酵微生物赖以生涯的养料泉源 。。。。。除了矿物油和木 质素外 ，，，，，自然界中的有机物质一样平常都能被微生物发酵爆发沼气 ，，，，，但差别的有机物有差别的产宇量和产气速率 。。。。。较难剖析的有机物质 ，，，，，在投料前要举行切碎、堆沤等预处置惩罚 。。。。。若有机物已经由牲畜肠胃消化、阴沟厌氧消化及工业发酵 ，，，，，入池后很快就会产气 。。。。。因此 ，，，，，农业剩余物秸秆、杂草、树叶等 ，，，，，猪、牛、马、羊、鸡等家畜家禽的粪便 ，，，，，工农业生产的有机废水废物（如豆制品的废水、酒槽和糖渣等）及水声植物都可以做为沼气发酵的质料 ，，，，，如水葫芦等 。。。。。
沼气发酵质料按其形态分为固态质料和液态质料两类：按其营养因素又分有富氮质料和富碳质料之分；；；；；按其泉源分为农村沼气发酵质料、城镇沼气发酵质料和水生植物三类 。。。。。
富氮质料通常指富含氮元素的人、畜和家禽的粪便 。。。。。这类质料经由了人和动物肠胃系统的充分消化 ，，，，，一样平常颗 粒细小 ，，，，，含有大宗低分子化合物——人和动物未吸收消化的中心产品 ，，，，，含水量较高 。。。。。因此 ，，，，，在举行沼气发酵时 ，，，，，不必 举行预处置惩罚 ，，，，，就容易厌氧剖析 ，，，，，产气很快 ，，，，，发酵期较短 。。。。。
富碳质料通常指富含碳元素的秸秆和秕壳等农作物的剩余物 。。。。。这类质料富含纤维素、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质料高 ，，，，，且质地松散 ，，，，，相对密度小 ，，，，，进沼气池后容易漂浮形成发酵死区——浮壳层 ，，，，，发酵前一样平常需经预处置惩罚 。。。。。富碳质料厌氧剖析比富氮质料慢 ，，，，，产气周期较长 。。。。。
发酵质料的评估和计量 ，，，，，通常用总固体（TS）、悬浮固体（SS）、挥发性固体（VS）及挥发性悬浮固体（VSS）、化学耗氧量（COD）和生物耗氧量（BOD）等指标评价和计量质料中有机物的含量和沼气的产量 。。。。。
泉源：百度文库
