沼气发酵的原理

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，去修建沼气池，收集发酵原料，进行日常管理，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。

1、什么叫沼气沼气发酵又叫厌氧消化，是指利用人畜粪便、秸秆、污水等各种有机物在密闭的沼气池内，在厌氧（没有氧气）的条件下，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。在这个过程中，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，按照各自的营养需要，进行分解转化，最终生成沼气。沼气是一种混合气体，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，它的主要成分是甲烷占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，耗痒产乙酸菌、食氢产甲烷菌、食乙酸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。

（1）液化阶段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、作物秸秆、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、甘油和脂肪酸等小分子化合物，这个阶段叫液化阶段。

（2）产酸阶段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、丙酸、丁酸、氢和二氧化碳等，再由产乙酸菌把发酵性细菌产生的内酸、丁酸转化为产甲烷菌可利用的乙酸，氢和二氧化碳。另外还有耗氢产乙酸菌群，这种细菌群体利用氢和二氧化碳生成乙酸，还能代谢糖类生产乙酸，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。

（3）产甲烷阶段在此阶段中，产甲烷细菌群，可以分为食氢产甲烷菌和食乙酸产甲烷菌两大类群，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种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。产甲烷菌的共同特征是：①生长非常缓慢，如甲烷八叠球菌在乙酸上生长时其倍增时间为1-2天，甲烷菌丝倍时间为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。

3、沼气发酵的条件沼气发酵是由多种细菌群参加完成的，它们在沼气池中进行新陈代谢和生长繁殖过程中，需要一定的生活条件，只有用人动为其创造适宜生长条件，使大量的微生物迅速的繁殖，加快沼气池内的有机物分解。另一方面控制沼气池内发酵过程的正常运行也需要一定的条件。因此，只有满足微生物的生长条件和沼气池正常运行条件才能获得产气率大、有机沼肥提供多的效果。

综合起来，人工制取沼气的基本条件是：沼气细菌、发酵原料、发酵浓度、酸碱度、严格厌氧环境和适宜的温度。这些条件有一项对沼气细菌不适应，也产生不了沼气。

（1）沼气细菌制取沼气必须有沼气细菌才行。这个发而需要有酵母菌一样。如果没有沼气细菌作用，沼气池没的有机物本身是不会转变成沼气的。所以沼气发酵启动时要有足够数量含优良沼气菌种的接种物，这是制取沼气的重要条件。在农村含有优良沼气菌种的接种物，普遍存在于粪坑底污泥、下水污泥、沼气发酵的渣水、沼泽污泥、豆制品作坊下水沟中的污泥，这些含有大量沼气发酵细菌的污泥称为接种物。沼气发酵加入接种物的操作过程称为接种，新建沼气头一次装料，如果不加入足够数量含有沼气细菌的接种物，常常很难产气或产气率不高，

甲烷含量低无法燃烧。另外，加入含量的接种物可以避免沼气池发酵初期酸过多而导致发酵受阻。

（2）充足的发酵原料沼气发酵原料是产生沼气的物质基础，又是沼气发酵细菌赖以生存的养料来源。因为沼气细菌在沼气池内正常生长繁殖过程中，必须从发酵原料里吸取充足的营养物质，如水分、碳素、氮素、无机盐类和生长素等，用于生命活动，成倍繁殖细菌和产生沼气。

有机物中的碳水化合物如秸秆中的纤维和淀粉是细菌的碳素营养，有机物中的有机氮和畜粪尿中的含氮物质则是细菌的氮素营养。当有机物被细菌分解时，其中一部分有机物的碳素和氮则被产酸细菌体细胞，以及组成其他新的物质，另一部分有机物则被产同化菌体分解为简单有机物，后经甲烷菌的作用产生甲烷因此，沼气发酵时，原料不仅需要充足，而且需要适当搭配。保持一定的碳、氮比例，这样才不会因缺碳素或缺氮素营养而影响沼气的产生和细菌正常繁殖。

（3）发酵原料浓度沼气池中的料液在发酵过程中需要保持一定的浓度，才能正常产气运行，如果发酵料液中含水量过少、发酵原料过多，发酵液的浓度过大，产甲烷菌又食用不了那么多，就容易造成有机酸的大量积累，结果使发酵受到阻碍。如果水太多，发酵液的浓度过稀，有机物含量少，产气量就少。所以沼气池发酵液必须保持一定的浓度，根据多年实践农村沼气池一般采用6%-10%的发酵料液浓度较适宜。在这个范围内，

沼气的初始启动浓度要低一些便于启动。夏季和初秋池温高，原料分解快，浓度可适当低一些，冬季、初春池温低，原料分解慢，发酵料液浓度保持在10%为宜。

(4)适当的酸碱度酸碱度用pH来表示，pH7为中性，pH7以下为酸性，pH7以上为碱性。测定发酵料液，碱度一般利用酸碱试纸测定：把一张pH7试纸，深入经搅拌后的发酵液中，立即取出与pH试纸附带的标准比色卡对比，从颜色的变化就知道发酵液的酸碱度。

沼气发酵细菌最适宜的pH在5.5以下。就是料液化的标准浓度过高，接种物中的产甲烷菌数量不足，或者在沼气池内一次加入大量的鸡粪、暑渣造成发酵料液浓度过高，都会因擦黑内酸与产甲烷的速度失调而引起挥发菌(乙酸、丙酸、丁酸)的积累，导致pH下降。这是造成沼气池启动失败或运行失常的主要原因。

在沼气发酵过程中，pH变化规律一般是；在发酵初期，由于产酸细菌的迅速活动产生大量的有机酸，是pH下降；但随着发酵继续进行，一方面氨化细菌产生的氨中和了一部分有机酸，另一方面甲烷菌群利用有机酸转化成甲烷，这样使pH一直保持在7.0-7.5的范围内，使发酵正常运行。所以沼气池内的料液发酵时，只要保持一定的浓度、接种物和适宜的温度，它就会正常发酵，不需要进行调整。

（5）严格的厌氧环境沼气发酵中起主要作用的是厌氧分解菌

和产甲烷菌。它们怕氧气、在空气中暴露几秒钟就会死亡，就是说空气中的氧气对它们有毒害致死的作用。因此，严格厌氧环境是沼气发酵的最主要条件之一。我们根据沼气细菌怕空气的特性，修建的沼气池除进出料口外必须严格密闭，达到不漏水不漏气，保证沼气细菌正常生命代谢活动和贮存沼气。（6）适宜的温度沼气池内发酵液的温度，对产生沼气的多少有很大影响，这是因为在最适宜的温度范围内温度越高，沼气细菌的生长、繁殖越快，产沼气就多；如果温度不适宜，沼气细菌生长发育慢，产气就少或不产气。所以，温度是生产沼气的重要条件。

究竟多高的温度才适宜呢？一般说沼气细菌在8-60℃范围内都能进行发酵。人们把沼气发酵划分为三个发酵区，即常温度发酵区10-26℃；中温发酵区28-38℃，最适温度为35℃；高温发酵区46-60℃。农村的沼气发酵，因为条件的限制，一般都采用常温发酵。冬季池温低产气少不产气。为了提高沼气池温度使沼气常年产气，在北方寒冷地区把沼气池修建在日光温室内或太阳能禽畜舍内，使池温增高。提高了冬季的产气量，达到常年产气。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，去修建沼气池，收集发酵原料，进行日常管理，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。

（1）液化阶段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、作物秸秆、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、甘油和脂肪酸等小分子化合物，这个阶段叫液化阶段。（2）产酸阶段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、丙酸、丁酸、氢和二氧化碳等，再由产乙酸菌把发酵性

细菌产生的内酸、丁酸转化为产甲烷菌可利用的乙酸，氢和二氧化碳。另外还有耗氢产乙酸菌群，这种细菌群体利用氢和二氧化碳生成乙酸，还能代谢糖类生产乙酸，它们能转变多种有机物为乙酸。

3、沼气发酵的条件沼气发酵是由多种细菌群参加完成的，它们在沼气池中进行新陈代谢和生长繁殖过程中，需要一定的生活条件，只有用人动为其创造适宜生长条件，使大量的微生物迅速的繁殖，加快沼气池内的有机物分解。另一方面控制沼气

池内发酵过程的正常运行也需要一定的条件。因此，只有满足微生物的生长条件和沼气池正常运行条件才能获得产气率大、有机沼肥提供多的效果。

酵受阻。

（2）充足的发酵原料沼气发酵原料是产生沼气的物质基础，又是沼气发酵细菌赖以生存的养料来源。因为沼气细菌在沼气池内正常生长繁殖过程中，必须从发酵原料里吸取充足的营养物质，如水分、碳素、氮素、无机盐类和生长素等，用于生命

活动，成倍繁殖细菌和产生沼气。

夏季和初秋池温高，原料分解快，浓度可适当低一些，冬季、初春池温低，原料分解慢，发酵料液浓度保持在10%为宜。

(4)适当的酸碱度酸碱度用pH来表示，pH7为中性，pH7以下为酸性，pH7以上为碱性。测定发酵料液，碱度一般利用酸

碱试纸测定：把一张pH7试纸，深入经搅拌后的发酵液中，立即取出与pH试纸附带的标准比色卡对比，从颜色的变化就知道发酵液的酸碱度。

(5)严格的厌氧环境沼气发酵中起主要作用的是厌氧分解菌和产甲烷菌。它们怕氧气、在空气中暴露几秒钟就会死亡，

就是说空气中的氧气对它们有毒害致死的作用。因此，严格厌氧环境是沼气发酵的最主要条件之一。我们根据沼气细菌怕空气的特性，修建的沼气池除进出料口外必须严格密闭，达到不漏水不漏气，保证沼气细菌正常生命代谢活动和贮存沼气。

（6）适宜的温度沼气池内发酵液的温度，对产生沼气的多少有很大影响，这是因为在最适宜的温度范围内温度越高，沼气细菌的生长、繁殖越快，产沼气就多；如果温度不适宜，沼气细菌生长发育慢，产气就少或不产气。所以，温度是生产沼气的重要条件。

沼气发酵

沼气发酵第一节概述一、定义：沼气发酵，又称厌氧发酵或厌氧消化，是指有机物质（如作物秸杆、杂草、人畜粪便、垃圾、污泥及城市生活污水和工业有机废水等）在厌氧条件下，通过种类繁多、数量巨大、功能不同的各类微生物的分解代谢，最终产生沼气的过程。二、沼气的组成：沼气是由微生物产生的一种可燃性混合气体，其主要成分是甲烷(CH4)，大约占60%，其次是二氧化碳(CO2)大约占35%，此外还有少量其它气体，如水蒸气、硫化氢、一氧化碳、氮气等。不同条件下产生的沼气，其成分有一定的差异。例如人粪、鸡粪、屠宰废水发酵时，所产生的甲烷含量可达70%以上，农作物秸杆发酵所产生的沼气中甲烷含量一般为55%左右。第二节沼气发酵的微生物学过程一、沼气发酵的微生物种类：第一类叫发酵细菌。包括各种有机物分解菌，它们能分泌胞外酶，主要作用是将复杂的有机物分解成较为简单的物质。例如多糖转化为单糖，蛋白质转化为肽或氨基酸，脂肪转化为甘油和脂肪酸。第二类叫产氢产乙酸细菌。其主要作用是前一类细菌分解的产物进一步分解成乙酸和二氧化碳。第三类细菌称产甲烷菌。它们的作用是利用乙酸、氢气和二氧化碳产生甲烷。在实际的发酵过程中这三类微生物既相互协调，又相互制约，共同完成产沼气过程。二、沼气发酵过程的三个阶段

淀粉、主要是乙酸、第三节沼气发酵原料的分类与特性自然界中几乎所有的有机物质都可作为沼气发酵的原料。人工制取沼气的主要原料是畜禽粪便污水、食品加工业、制药和化工废水、生活污水等。在农村，也用农作物秸杆制取沼气。但由于其来源和形成过程不同，它们的化学成分和结构也迥然不同，由此造成原料的发酵性能差异相当大一、按原料来源分： 1．农村发酵原料富N原料。通常是指人、畜和家禽粪便，也包括青草等碳氮比低的原料。其含氮量高，碳氮比多在25∶1以下，即在沼气发酵的适宜的碳氮比范围内或以下。这类原料中粪便经过了人和动物的胃肠系统的充分消化，一般颗粒细小，含有大量的低分子化合物─—人和动物

沼气发酵的原理与条件

沼气发酵的原理与条件目前，沼气池已经进入千家万户，成为农村家庭不可缺少的基础设施之一，为农民生活提供了优质生活燃料，为农村生产提供了高效有机肥料。但是在实践中经常出现沼气池建好了，原料也装上了，就是产气不好，甚至有不产气的情况。这是为什么呢？本人多年从事农村能源工作，在此想根据我工作、学习的体会与家有沼气池的农民朋友进行一下交流探讨。首先让我们了解一下沼气发酵的原理和保证沼气发酵正进行的条件。一、沼气发酵的原理沼气发酵是指各种有机物（如人畜粪便、秸秆、青草等）在厌氧（没有氧气）条件下，被各类沼气发酵微生物（也叫沼气细菌）分解转化，最终生成沼气的过程。这是一个有多种沼气发酵微生物参加、非常复杂的生物学过程，在这一过程中，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。从复杂有机物的降解，到甲烷（沼气中主要的可燃成分，约占55—70%）的形成，就是由它们分工合作和相互作用来完成的。这些微生物按其在沼气发酵中的作用可分为两类：一是不产甲烷菌。它们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。二是产甲烷菌。它们是甲烷的生产者，是沼气发酵微生物的核心，它们严格厌氧，对氧和氧化剂非常敏感。它们依靠二氧化碳和氢生长，并以废物的形式排出甲烷，是要求生长物质

最简单的微生物。在沼气池中，发酵原料生成沼气，是通过一系列复杂的生物化学反应来实现的，一般认为这个过程大体上分为三个阶段： 1、水解发酵阶段。固体的有机物通常不能进入微生物体内为微生物利用，只有将固体有机质水解成分子量较小的可溶性物质才可以进入微生物细胞内被进一步分解利用。这个将不容于水的大分子物质变成能溶于水的小分子物质的过程，就叫做水解，它是由一些好氧和厌氧微生物完成的。 2、产酸阶段。各种可溶性的物质在微生物的细胞内继续分解转化成低分子物质，同时也有一部分氢、二氧化碳等无机物释放出来，但这一阶段中的主要产物是乙酸，约占70%以上，所以称为产酸阶段。是由产酸菌来完成的。上述两个阶段是一个连续的过程，通常称为不产甲烷阶段，它是复杂的有机物转化成沼气的先决条件。 3、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变成甲烷和二氧化碳，其中二氧化碳在氢气的作用下还原成甲烷。这一阶段就叫产甲烷阶段。有机物在沼气池里变成沼气的过程，好比工厂里生产一种产品的三道工序，前两道工序是将复杂的有机物加工成半成品——简单化合物。第三道工序是在甲烷菌的作用下将半成品加工成产品——甲烷气。二、沼气发酵的条件

产生沼气的基本原理

产生沼气的基本原理 1?沼气定义? 沼气是指利用人畜粪便、秸秆、污泥、工业有机废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，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。沼气是一种高效、清洁燃料，是各种有机物质在适宜的温度、湿度下，经过微生物的发酵作用产生的一种可燃气体。其主要成分是甲烷和二氧化碳，通常情况下甲烷(CH4?)约占所产生的各种气体的50~70%，二氧化碳(CO2)约占30~40%,此外还有少量氢(H2)、氮气(N2)、一氧化碳(CO)、硫化氢(H2S)和氨(NH3)等。? 在构成生物体的物质中，除了矿物质和木质素外，几乎所有的生物质都可以用来产生沼气，包括动物和人的排泄物、污水污泥、农作物秸秆、含碳工业废物等，所以沼气的成本相当低廉。沼气的生产工艺比较简单，一个农村家庭就可以建造自己的沼气池。沼气的用途也很广泛，它不仅能用于燃烧和照明，还可以作为燃料用于发电。沼气这种来源丰富、成本低廉的优质气体燃料，无论在发达国家还是在发展中国家均得到高度重视。发达国家主要从保护环境出发，建立了很多沼气工程，以处理城乡有机废弃物，并获得煤气替代品。在发展中国家，沼气是解决农村能源的一项重要途径，印度和中国是最早大力开发沼气的国家，并且取得了巨大的成就。沼气是一种高热值、高品位的能源，它是最合理利用、多次利用和综合利用生物质能的最有效形式，可以将植物机体的肥料、饲料、热能3种机能充分发挥出来。在广大农村牧区普及沼气，可以把人畜粪便和杂草、秸秆、枯叶等一起投入沼气池发酵，制取沼气作燃料。沼气池中的水和沉渣，保存了植物和粪便中的绝大部分氮、磷、钾元素，是优质的有机肥料，可以使生物质能利用3次至4次，使生物体内的能量和各种成份都能得到充分的利用。在城镇利用工业生产中的废物和生活污水来生产沼气也正在迅速发展，造纸厂、酿酒厂、屠宰厂的废水和生活污水中均有大量的有机物，这些废物都可以作为沼气生产的原料，变废为宝，从而减少城市污染，造福市民。? 我国是一个农业大国，农业废弃物资源分布广泛，其中农业秸秆年产量超过6亿吨，可作为能源用的秸秆约3.5亿吨，约折合1.5亿吨标准煤；工业废水和禽畜养殖场废弃物理论上可以产生沼气近800亿立方米，相当于5700万吨标准煤。沼气已成为我国农村能源的重要组成部分，它不仅可解决农村的部分能源问题，而且可以把养殖业、种植业有机的融为一体，形成绿色农业、环保农业，促进农村经济的快速发展。沼气技术在我国具有巨大的发展潜力。据专家测算，安装一个6-8m3的沼气罐，能解决5口之家每年的做饭、取暖、照明、洗浴等生活能源。每年可节约煤约8000块、节电约230度、薪柴和秸秆2吨左右（相当于3.5亩森林植被），折合人民币可节约2500元以上，同时还可减少2吨二氧化碳的排放，保护森林资源和防治水土流失。一次产生的沼渣相当于300斤氮肥、250斤磷肥、200斤钾肥，含有17种氨基酸和多种微量元素，对40多种农作物病虫害有显着的防治效果。? 2?沼气产生的基本原理? 沼气是有机物质在隔绝空气和保持一定水分、温度、酸碱度等条件下，经过多种微生物(统称沼气细菌)的分解而产生的。沼气细菌分解有机物质产生沼气的过程，叫沼气发酵。这是沼气产生的基本原理，即厌氧机理，其发酵的生物化学过程，大致可分为3个阶段，见图?

产生沼气的基本原理

产生沼气的基本原理 1 沼气定义沼气是指利用人畜粪便、秸秆、污泥、工业有机废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，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。沼气是一种高效、清洁燃料，是各种有机物质在适宜的温度、湿度下，经过微生物的发酵作用产生的一种可燃气体。其主要成分是甲烷和二氧化碳，通常情况下甲烷(CH4 )约占所产生的各种气体的50~70%，二氧化碳(CO2)约占30~40%,此外还有少量氢(H2)、氮气(N2)、一氧化碳(CO)、硫化氢(H2S)和氨(NH3)等。在构成生物体的物质中，除了矿物质和木质素外，几乎所有的生物质都可以用来产生沼气，包括动物和人的排泄物、污水污泥、农作物秸秆、含碳工业废物等，所以沼气的成本相当低廉。沼气的生产工艺比较简单，一个农村家庭就可以建造自己的沼气池。沼气的用途也很广泛，它不仅能用于燃烧和照明，还可以作为燃料用于发电。沼气这种来源丰富、成本低廉的优质气体燃料，无论在发达国家还是在发展中国家均得到高度重视。发达国家主要从保护环境出发，建立了很多沼气工程，以处理城乡有机废弃物，并获得煤气替代品。在发展中国家，沼气是解决农村能源的一项重要途径，印度和中国是最早大力开发沼气的国家，并且取得了巨大的成就。沼气是一种高热值、高品位的能源，它是最合理利用、多次利用和综合利用生物质能的最有效形式，可以将植物机体的肥料、饲料、热能3种机能充分发挥出来。在广大农村牧区普及沼气，可以把人畜粪便和杂草、秸秆、枯叶等一起投入沼气池发酵，制取沼气作燃料。沼气池中的水和沉渣，保存了植物和粪便中的绝大部分氮、磷、钾元素，是优质的有机肥料，可以使生物质能利用3次至4次，使生物体内的能量和各种成份都能得到充分的利用。在城镇利用工业生产中的废物和生活污水来生产沼气也正在迅速发展，造纸厂、酿酒厂、屠宰厂的废水和生活污水中均有大量的有机物，这些废物都可以作为沼气生产的原料，变废为宝，从而减少城市污染，造福市民。我国是一个农业大国，农业废弃物资源分布广泛，其中农业秸秆年产量超过6亿吨，可作为能源用的秸秆约3.5亿吨，约折合1.5亿吨标准煤；工业废水和禽畜养殖场废弃物理论上可以产生沼气近800亿立方米，相当于5700万吨标准煤。沼气已成为我国农村能源的重要组成部分，它不仅可解决农村的部分能源问题，而且可以把养殖业、种植业有机的融为一体，形成绿色农业、环保农业，促进农村经济的快速发展。沼气技术在我国具有巨大的发展潜力。据专家测算，安装一个6-8m3的沼气罐，能解决5口之家每年的做饭、取暖、照明、洗浴等生活能源。每年可节约煤约8000块、节电约230度、薪柴和秸秆2吨左右（相当于3.5亩森林植被），折合人民币可节约2500元以上，同时还可减少2吨二氧化碳的排放，保护森林资源和防治水土流失。一次产生的沼渣相当于300斤氮肥、250斤磷肥、200斤钾肥，含有17种氨基酸和多种微量元素，对40多种农作物病虫害有显著的防治效果。 2 沼气产生的基本原理沼气是有机物质在隔绝空气和保持一定水分、温度、酸碱度等条件下，经过多种微生物(统称沼气细菌)的分解而产生的。沼气细菌分解有机物质产生沼气的过程，叫沼气发酵。这是沼气产生的基本原理，即厌氧机理，其发酵的生物化学过程，大致可分为3个阶段，见图

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

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。如果说微生物是沼气发酵的核心，那么产甲烷菌又是沼气发酵微生物的核心，产甲烷菌是一群常特殊的微生物。它们严格厌氧，对氧和氧化剂非常敏感，适宜在中性或微碱性环境中生存繁殖。它们依靠二氧化碳和氢气生长，并以废物的形成排出甲烷，是要求生长物质最简单的微生物。产甲烷菌的种类很多，目前已发现的产甲烷菌有 3 目、4科、7 属和13 种，根据它们的细胞形态、甲烷螺旋形菌类。产甲烷菌生长缓慢，繁殖倍增时间的15 倍。由于产甲烷菌繁殖较慢、在发酵启动时，需加入大量甲烷菌种。产甲烷菌在自然界广泛分布，如土壤中，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，下不道污泥，腐烂秸秆堆，牛马粪以及城乡垃圾堆中都有大量的产甲烷菌存在。由于产甲烷菌的分离、培养和保存都有较大的困

沼气利用技术

沼气利用技术一、引言沼气利用技术是指将有机废弃物通过发酵产生的沼气进行收集、储存、净化和利用的过程。沼气是一种可再生能源，具有高效节能、环保等优点，因此在现代化社会中得到了广泛的应用。本文将详细介绍沼气利用技术的相关知识。二、沼气产生原理沼气产生是一种微生物发酵过程，主要由厌氧菌分解有机物质而产生。在发酵过程中，厌氧菌将有机物质分解成二氧化碳和甲烷等成分，最终形成沼气。沼气主要含有甲烷和二氧化碳两种成分，其中甲烷含量较高，可达50%以上。三、沼气利用技术 1. 沼气回收技术沼气回收技术是指通过收集和储存沼气来实现能源利用的过程。通常采用地下式或地上式储罐来进行储存，并通过管道输送到需要使用的

地方。在回收过程中需要注意对沼液进行处理以防止对环境造成污染。 2. 沼气净化技术沼气净化技术是指对沼气中的杂质进行去除，使其达到使用要求的过程。常用的沼气净化技术包括物理吸附、化学吸收、膜分离等。其中，物理吸附法是一种较为简单有效的方法，通过活性炭等材料对沼气中的杂质进行吸附，从而达到净化的目的。 3. 沼气利用技术沼气利用技术是指将沼气转化为能源供应社会生产和生活所需的过程。常见的沼气利用方式包括发电、热能利用、燃料替代等。其中，发电是一种高效利用沼气能源的方式，可以通过燃气发电机组将沼气转化为电能，并向电网输送。四、沼气利用技术应用案例 1. 湖北省黄冈市某污水厂该污水厂采用了地下式储罐储存产生的沼气，并通过管道输送至厂区内进行利用。其中，部分沼气回收后直接供给污泥干化设备进行加热，另一部分则通过燃气发电机组转化为电能，向电网输送。

沼气池发酵原理及修建与管理

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。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。 2、产甲烷菌:有3目、7科、19属和70种，繁殖倍增时间一般都

沼气转化的原理

沼气转化的原理沼气转化是指将有机废弃物（如农业废弃物、畜禽粪便、食品废弃物等）通过生物发酵产生的沼气经过处理和利用，转化为可再生能源的过程。沼气主要由甲烷（CH4）和二氧化碳（CO2）组成，还含有少量的氢气（H2）、硫化氢（H2S）、氮气（N2）等。沼气转化的原理主要分为四个阶段：水解、酸化、甲烷产生和稳定阶段。第一阶段是水解，有机废弃物经过细菌分解生成有机酸、醇、糖等，这些有机物能够提供能源给后续的阶段。第二阶段是酸化，通过厌氧细菌的作用，有机酸和醇被进一步分解生成酸性物质如乙酸、丙酸、丁酸等。在这个过程中，由于缺乏氧气，生物产生的酸性物质无法被氧化成二氧化碳，而是转化为氢气、甲酸、乙酸等物质。第三阶段是甲烷产生，甲烷是沼气主要的成分，这一阶段通过乙酸消耗产生。乙酸再通过乙酸菌的作用，转化为甲酸和二氧化碳，甲酸又通过甲酸菌的作用，将乙酸进一步氧化生成甲烷和二氧化碳。这个过程需要一定的温度、pH值和适宜的微生物环境条件。最后一个阶段是稳定阶段，稳定阶段的主要作用是降低沼气中的硫化氢和氮气的含量，以减少对环境的污染和对后续利用设备的腐蚀。在稳定阶段中，硫化氢通

过硫化氢还原菌的作用转化为硫化物或硫。而氮气则通过放气的方式排出。总的来说，沼气转化的原理是通过微生物（如厌氧菌、乙酸菌、硫化氢还原菌等）的作用，将有机废弃物分解并转化为甲烷和二氧化碳的过程。这一过程不仅能够有效地处理有机废弃物，减少环境污染，还能够产生可再生的能源沼气，用于替代传统的化石能源，有助于减少温室气体排放、改善能源利用效率。同时，沼气转化也能够产生有机肥料，用于农田的土壤改良和植物生长。

粪便沼气产生的原理

粪便沼气产生的原理粪便沼气产生的原理是通过厌氧发酵过程中微生物的作用将有机物分解产生的一种气体。整个过程可以分为三个主要阶段：水解、酸化和产气。首先是水解阶段，也称为有机物的预处理阶段。在这个阶段中，微生物群体分解粪便中的复杂有机物质，将其转化为可溶解的有机物。此过程需要一定的时间，并开始产生一些中间产物，如脂肪酸、糖类和氨基酸等。接下来进入酸化阶段。在这个阶段，产生的可溶解有机物会被酸化菌转化为挥发性脂肪酸（VFAs），例如乙酸、丙酸和丁酸等。这些挥发性脂肪酸是后续产气阶段的前体物质，因此在沼气产生过程中起着重要的作用。酸化阶段需要适宜的温度（通常在35-40摄氏度）和中性至碱性的环境条件。最后是产气阶段。在这个阶段，产生的挥发性脂肪酸开始被产气菌转化为沼气。这些产气菌属于甲烷菌和乙酸菌，其中甲烷菌主要将乙酸和二氧化碳转化为甲烷和水，乙酸菌则将其他的挥发性脂肪酸转化为乙酸和部分甲烷。这些产气菌都是厌氧菌，因此需要缺氧的环境才能正常生长和繁殖。在沼气产生的过程中，需要注意一些关键因素。首先是温度，一般来说，适宜的温度范围能够促进产气菌的活性和产气效果，常用的适宜温度范围是35-40摄氏度。其次是搅拌和通气，适当的搅拌可以保持产气菌和底物的良好接触，促进底物的降解和产气，通气则可以控制沼气的产量和气体成分。最后，垃圾深度和

停留时间也是影响产气效果的因素，垃圾深度一般要达到一定的高度，以保证产气的持续性和稳定性，停留时间则是指底物在反应器中的留存时间，通常需要根据底物的性质和产气速率进行调控。总结起来，粪便沼气的产生是通过厌氧发酵过程中微生物的作用将有机物分解产生的气体。水解、酸化和产气是沼气产生过程中的三个主要阶段，需要适宜的温度、pH值、搅拌和通气条件以及适当的垃圾深度和停留时间来保证沼气产量和质量的稳定性。粪便沼气的产生不仅能够解决废弃物的处理问题，还能够获得可再生能源，具有重要的环境和经济意义。

农村沼气制作法

农村沼气制作法时间:2009-10-23 16:09来源:未知作者:admin 点击: 225次农村沼气制作法沼气是有机物质在厌氧的环境中，经沼气微生物分解而产生的一种可燃气体。因为最早是在沼泽地中发现的，因此称为沼气。沼气是含有多种气体成分的混合气。它的主要成分是甲烷，约占总体积的60％～70％；其次是二氧化碳，约占总体积的25％～35％；此外还有少量的氢气、一氧化碳、硫化氢等。沼气是由作物秸秆、人畜粪便、垃圾污泥等有机物质在一定温度、水分和隔绝空气条件下，经过微生物的发酵作用而产生的。沼气在自然界分布很广，凡是有水和有机物质同时存在的地方几乎都有沼气的产生。沼气发酵原理沼气发酵是沼气微生物在厌氧条件（隔绝空气）下，以发酵的方式分解有机物，最终产出沼气的过程。沼气发酵是一个极其复杂的生理生化过程。需要经过水解、产酸、产甲烷三个阶段。从沼气发酵的全过程看，液化阶段所进行的水解反应大多需要消耗能量，而不能为微生物提供能量，所以进行比较慢，要想加快沼气发酵的进展，首先要设法加快水解阶段。对原料进行预处理和增加可溶性有机物含量较多的人粪、猪粪以及嫩绿的水生植物都会加快液化的速度，促进整个发酵的进展。产酸阶段能否控制得住（特别是沼气发酵起动过程），是决定沼气微生物群体能否形成，有机物转化为沼气的进程能否保持平衡，沼气发酵能否顺利进行的关键。沼气池第一次投料时适当控制秸秆用量，保证一定数量的人畜粪便入池，以及人工调节料液的酸碱度，都是控制产酸阶段的有效手段。产甲烷阶段是决定沼气产量和质量的主要环节，首先要为甲烷菌创造适宜的生活环境，促进甲烷菌旺盛成长。防止毒害，增加接种物的用量，是促进产甲烷阶段的良好措施。根据温度对沼气发酵的影响，沼气发酵可分为常温发酵、中温发酵和高温发酵。沼气的综合利用能 1．作生活用。以沼气用作生活燃料，大大减少了生活用柴用煤，保护了森林资源，节省了秸秆和煤炭，生态环境逐步得到改善。 2．沼气贮粮。利用沼气贮存粮食，可有效抑制微生物生长繁殖，杀死粮食中的害虫，保持粮食品质，避免粮食贮存中的药剂污染。 3．沼气贮果。利用沼气中甲烷和二氧化碳含量高，含氧量极低及甲烷无毒的特性贮藏水果，贮存期长，好果率高，而且成本低，无药害，外观、硬度、甜度等基本保持鲜果风味，并在一定程度上减轻了由于贮存、保鲜、运输等环节滞后给果农带来的积压，提高了经济价值。 4．沼液可以用来喂猪、养鱼、浸种、施肥，减少污染，降低成本，增加了效益。 5．沼渣是优质有机肥料，符合生态农业的要求，另外沼渣可用于栽培蘑菇，作育苗、育秧的营养土。发菇快，菇质好，杂菌少。农村沼气制作法（二）来源：电子农务作者：点击：1613 责任编辑：镇川-zhenchuan时间：2006-9-15

厌氧沼气发酵原理公式

厌氧沼气发酵原理公式厌氧沼气发酵是一种利用微生物在无氧条件下分解有机物产生沼气的过程。它是一种可持续发展的能源利用方式，可以解决有机废弃物处理和能源短缺的问题。厌氧沼气发酵的原理可以用以下公式表示：有机物（碳水化合物、蛋白质、脂肪等） + 微生物→ 沼气 + 发酵液在厌氧沼气发酵过程中，有机物被微生物分解为沼气和发酵液。微生物是厌氧沼气发酵的关键。常见的厌氧沼气发酵微生物包括甲烷菌、乙酸菌、丙酸菌等。厌氧沼气发酵的过程可以分为四个阶段：水解、酸化、产甲烷和稳定阶段。在水解阶段，微生物将有机物分解成小分子的有机化合物，如葡萄糖、蛋白质和脂肪酸。在酸化阶段，这些小分子有机化合物被进一步分解为低碳数的有机酸，如乙酸、丙酸和丁酸。在产甲烷阶段，乙酸、丙酸和丁酸被甲烷菌进一步分解产生甲烷。在稳定阶段，微生物继续分解残留的有机物，产生少量的甲烷和二氧化碳。厌氧沼气发酵需要适宜的环境条件。温度是影响厌氧沼气发酵的一个关键因素，通常在35℃到55℃之间为最适温度。pH值也是一个重要参数，通常在6.5到8.5之间为最适pH值。此外，沼气发酵

还需要合适的碳氮比、营养物质和微量元素等。厌氧沼气发酵的优点在于可以综合利用有机废弃物，减少环境污染。同时，沼气可以作为一种清洁能源供应热能和发电。此外，厌氧沼气发酵还可以产生有机肥料，用于农作物的生产，提高土壤肥力。厌氧沼气发酵的应用领域广泛。在农村地区，可以利用农业废弃物和畜禽粪便产生沼气，满足农户的能源需求。在城市地区，可以利用食品废弃物、厨余垃圾和污水处理厂的污泥产生沼气，解决城市废弃物处理和能源供应的问题。此外，沼气还可以应用于工业生产、温室农业和交通运输等领域。厌氧沼气发酵是一种利用微生物分解有机物产生沼气的过程。通过合适的环境条件和微生物的作用，有机物可以转化为沼气和发酵液。厌氧沼气发酵具有可持续性和环保性，并可以综合利用有机废弃物，提供清洁能源和有机肥料。它在农村和城市等领域具有广阔的应用前景。

沼气发酵的原理

沼气发酵的原理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，去修建沼气池，收集发酵原料，进行日常管理，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。 1、什么叫沼气沼气发酵又叫厌氧消化，是指利用人畜粪便、秸秆、污水等各种有机物在密闭的沼气池内，在厌氧（没有氧气）的条件下，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。在这个过程中，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，按照各自的营养需要，进行分解转化，最终生成沼气。沼气是一种混合气体，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，它的主要成分是甲烷占 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，耗痒产乙酸菌、食氢产甲烷菌、食乙酸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。（1）液化阶段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、作物秸秆、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、甘油和脂肪酸等小分子化合物，这个阶段叫液化阶段。（2）产酸阶段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、丙酸、丁酸、氢和二氧化碳等，再由产乙酸菌把发酵性细菌产生的内酸、丁酸转化为产甲烷菌可利用的乙酸，氢和二氧化碳。另外还有耗氢产乙酸菌群，这种细菌群体利用氢和二氧化碳生成乙酸，还能代谢糖类生产乙酸，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。（3）产甲烷阶段在此阶段中，产甲烷细菌群，可以分为食氢产甲烷菌和食乙酸产甲烷菌两大类群，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种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。产甲烷菌的共同特征是：①生长非常缓慢，如甲烷八叠球菌在乙酸上生长时其倍增时间为 1-2 天，甲烷菌丝倍时间为 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。