沼气发酵基础知识PPT课件
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9-沼气发酵
水压式沼气池启动后状态
1-加料管；2-发酵间；3-初始液面；4-水压间（出料间）
启动后状态：发酵间产生的气体造成水压间液面高于发酵间，当产 生的气体量最大时，发酵间的液面下降到最低位置（A-A）；
• 70年代初，由于能源危机和石油价格上涨，许多国家开始寻找新的能源， 厌氧发酵技术显示出其优势，普遍受到关注。
• 我国许多城市相继建成了大型厌氧发酵设施，用来处理城市污泥和粪便。
厌氧发酵技术的主要特点
▪ 可将潜在于有机废物中的低品位生物能转化为可直接利用 的高品位；
▪ 与好氧处理相比，厌氧消化不需要通风动力，设施简单， 运行成本低，属于节能型处理方法；
• 同时，也应该对其它微量营养元素(P、Na、K、Ca等)加以 适当的调整和控制。
温度(temperature)
沼气发酵通常采用低温、中温和高温三种发酵温度。 • 低温发酵(<20℃)
温度随气候变化，产气率不高，病原微生物难于杀灭。 • 中温发酵(30～39℃)
最佳温度为37℃，这是甲烷菌的第一个最佳活性温区，产气量中等。中温 发酵过程要求15～30天的停留时间，由于易于管理，因此普遍采用。
蛋白质+nH2O→氨基酸＋脂肪酸＋NH3＋CO2＋H2S
C3 H5 (RCOO)3 3H2O C3 H5 (OH )3 3RCOOH
(脂 肪 ）
（甘油） （脂肪酸）
2(C6 H10O5 )n nH2O nC12 H 22O11 2nC6 H12O6
（碳水化合物）
（双糖）
（单糖）
抑制物(stayer)
• 对厌氧消化有抑制作用的物质。 • 甲烷菌的生长受到抑制，厌氧过程中挥发性脂肪酸
和H2气就会积累。
沼气发酵的相关技术知识22页PPT
优点是需消化器容积小，投资少， 处理效果好；
缺点是产沼气量相对较少，起动漫， 管理复杂，运行费用稍高，一般适宜 于以废水达标排放，减少环境污染为 目的的地方。
7
3、家用沼气池的种类
1 固定拱盖水压式沼气池 3 无活动盖底层出料水压式沼气池
2 变型的水压式沼气池 4其他各种变型的水压式沼气池
8
4、常用反映原料有机物含量的指标
标。BOD/COD的值称为可被生化指标，用来衡量废弃物是否适宜于采用 生物化学法进行处理。比值越大，表示越容易被生化处理，一般认为 BOD/COD>0.3的废弃物才适用于采用生化处理。
9
第三章 沼气池的一般数据指标
1、沼气池尺寸大小
沼气池的大小，主要根据养殖畜禽的多少和用气量的大小来确定。 现在一般农户家庭四至五口人，建10立方米沼气池即可满足家庭做饭和 点两盏沼气灯的用气量。按每立方米沼气池容积，可处理1-1.5头成猪的粪便 ，10立方米可配套养10头至15头成猪。3立方米可处理1头牛的粪便，10立方 米沼气池可配套养3头成牛。有的农户养殖量大或想多用气，则可参照上述比 例，自己计算。
（1）总固体(total solid，TS)： 又称干物质，是指原料中除去水分以后剩下的物质。
（2）挥发性固体（volatile solid，VS）： 原料中总固体中除去灰分以后剩下的物质。
（3）化学需氧量（chemical oxygen demand，COD）: 指用强氧化剂重铬酸钾，在强酸溶液中将有机物氧化为CO2、
H2O所消化的氧量，用CODCr 以一般写成COD，其单位为mg/L。 （4）生物需氧量（biochemical oxygen demand，BOD）： 指在有充足氧气存在的条件下，由于微生物的活动，降解有机
缺点是产沼气量相对较少，起动漫， 管理复杂，运行费用稍高，一般适宜 于以废水达标排放，减少环境污染为 目的的地方。
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3、家用沼气池的种类
1 固定拱盖水压式沼气池 3 无活动盖底层出料水压式沼气池
2 变型的水压式沼气池 4其他各种变型的水压式沼气池
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4、常用反映原料有机物含量的指标
标。BOD/COD的值称为可被生化指标，用来衡量废弃物是否适宜于采用 生物化学法进行处理。比值越大，表示越容易被生化处理，一般认为 BOD/COD>0.3的废弃物才适用于采用生化处理。
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第三章 沼气池的一般数据指标
1、沼气池尺寸大小
沼气池的大小，主要根据养殖畜禽的多少和用气量的大小来确定。 现在一般农户家庭四至五口人，建10立方米沼气池即可满足家庭做饭和 点两盏沼气灯的用气量。按每立方米沼气池容积，可处理1-1.5头成猪的粪便 ，10立方米可配套养10头至15头成猪。3立方米可处理1头牛的粪便，10立方 米沼气池可配套养3头成牛。有的农户养殖量大或想多用气，则可参照上述比 例，自己计算。
（1）总固体(total solid，TS)： 又称干物质，是指原料中除去水分以后剩下的物质。
（2）挥发性固体（volatile solid，VS）： 原料中总固体中除去灰分以后剩下的物质。
（3）化学需氧量（chemical oxygen demand，COD）: 指用强氧化剂重铬酸钾，在强酸溶液中将有机物氧化为CO2、
H2O所消化的氧量，用CODCr 以一般写成COD，其单位为mg/L。 （4）生物需氧量（biochemical oxygen demand，BOD）： 指在有充足氧气存在的条件下，由于微生物的活动，降解有机
周孟津沼气发酵的基本原理和工艺-精PPT54页
46、我们若已接受最坏的，就再没有什么损失。——卡耐基 47、书到用时方恨少、事非经过不知难。——陆游 48、书籍把我们引入最美好的社会，使我们认识各个时代的伟大智者。——史美尔斯 49、熟读唐诗三百首，不会作诗也会吟。——孙洙 50、谁和我一样用功，谁就会和我一样成功。——莫扎特
周孟津沼气发酵的基本原理和工艺-精
1、纪律是管理关系的形式。——阿法 纳西耶 夫 2、改革如果不讲纪律，就难以成功。
3、道德行为训练，不是通过语言影响 ，而是 让儿童 练习良 好道德 行为， 克服懒 惰、轻 率、不 守纪律 、颓废 等不良 行为。 4、学校没有纪律便如磨房里没有水。 ——夸 美纽斯
5、教导儿童服从真理、服从集体，养 Nhomakorabea儿童 自觉的 纪律性 ，这是 儿童道 德教育 最重要 的部分 。—— 陈鹤琴
《沼气发酵原理》PPT课件
定的水分、温度和厌氧条件下，经 微生物发酵转换而成的一种方便、 清洁、优质、高品位的气体燃料。
一.沼气的概念与特性
❖ 沼气的来源 沼气发酵是自然界中普遍而典型
的物质循环过程，按其来源不同， 可分为天然沼气和人工沼气两大类。
一.沼气的概念与特性
❖ 沼气的成分
沼气主要成分是甲烷，其含量一般 为50%～70%。另外还含有二氧化 碳和少量的硫化氢、氢气、一氧化碳、 氮等气体；其中二氧化碳约占30%～ 40%，其他成分含量很少。
5.调节好发酵原料酸碱度
沼气发酵启动过程中，一旦发生酸化 现象，往往表现为所产气体长期不能点 燃或产气量迅速下降，甚至完全停止产 气，发酵液的颜色变黄。
6.启动与放气试火
选择晴天将预处理过的原料和准备好 的接种物混合在一起，立即投入池内， 并按浓度要求加水、封好活动盖。无拱 盖的沼气池将原料从水压间的出料口通 道投入池内。沼气池便开始启动。
(七) 持续的搅拌
静态发酵沼气池随着发酵 时间的推移，由下向上逐步 分成沉渣层、活性层、清液 层、浮渣层。
沼气池的静止状态
静态沼气池技术问题
●静态发酵导致池内原 料严重结壳、沉淀、分 层。 ●发酵间存在“微生物 贫乏区”、“发酵盲区” 和“料液短路”。 ●清渣困难，导致沼气 池因出料难而报废。 ●池温低，产气少，不 能全年用气。
6、启动与放气试火
初期所产生的气体主要是原料经酸化作用产生 的二氧化碳，同时池内还有大量空气，因而气 体中的甲烷含量低，通常不能燃烧。所以，当 沼气压力表上的水柱达到30~40厘米水柱时， 应放气试火。第一次排放的气体主要是二氧化 碳和空气，甲烷含量很少，一般点不着。当压 力表再次上升到20厘米以上水柱时，应进行 第二次放气，并开始试火，如果能点燃，说明 沼气发酵已经正常启动，以后即可使用。一般 封池3天后即可点燃。
一.沼气的概念与特性
❖ 沼气的来源 沼气发酵是自然界中普遍而典型
的物质循环过程，按其来源不同， 可分为天然沼气和人工沼气两大类。
一.沼气的概念与特性
❖ 沼气的成分
沼气主要成分是甲烷，其含量一般 为50%～70%。另外还含有二氧化 碳和少量的硫化氢、氢气、一氧化碳、 氮等气体；其中二氧化碳约占30%～ 40%，其他成分含量很少。
5.调节好发酵原料酸碱度
沼气发酵启动过程中，一旦发生酸化 现象，往往表现为所产气体长期不能点 燃或产气量迅速下降，甚至完全停止产 气，发酵液的颜色变黄。
6.启动与放气试火
选择晴天将预处理过的原料和准备好 的接种物混合在一起，立即投入池内， 并按浓度要求加水、封好活动盖。无拱 盖的沼气池将原料从水压间的出料口通 道投入池内。沼气池便开始启动。
(七) 持续的搅拌
静态发酵沼气池随着发酵 时间的推移，由下向上逐步 分成沉渣层、活性层、清液 层、浮渣层。
沼气池的静止状态
静态沼气池技术问题
●静态发酵导致池内原 料严重结壳、沉淀、分 层。 ●发酵间存在“微生物 贫乏区”、“发酵盲区” 和“料液短路”。 ●清渣困难，导致沼气 池因出料难而报废。 ●池温低，产气少，不 能全年用气。
6、启动与放气试火
初期所产生的气体主要是原料经酸化作用产生 的二氧化碳，同时池内还有大量空气，因而气 体中的甲烷含量低，通常不能燃烧。所以，当 沼气压力表上的水柱达到30~40厘米水柱时， 应放气试火。第一次排放的气体主要是二氧化 碳和空气，甲烷含量很少，一般点不着。当压 力表再次上升到20厘米以上水柱时，应进行 第二次放气，并开始试火，如果能点燃，说明 沼气发酵已经正常启动，以后即可使用。一般 封池3天后即可点燃。
《沼气基本知识》课件
03
厌氧发酵过程中产生的沼气主要包括甲烷、二氧化 碳和少量硫化氢等气体。
厌氧发酵微生物
01 厌氧发酵微生物主要包括厌氧细菌、产甲烷菌等 。
02 厌氧细菌将复杂的有机物分解为简单的有机物， 产甲烷菌则将简单有机物转化为甲烷。
03 厌氧发酵微生物在厌氧环境中生存，对氧气敏感 ，需要在严格厌氧的环境中进行培养。
03
沼气发酵工艺
厌氧消化器类型
完全混合式厌氧消化器（CSTR ）
工作原理是原料与发酵后的沼液混合在一 起，具有较高的有机负荷率，适用于处理 含悬浮物高的原料。
推流式厌氧消化器（PFR）
工作原理是原料在反应器内沿一定方向流 动，适用于处理低悬浮物、高有机物含量 的原料。
升流式固体反应器（USR）
高效厌氧反应器（EGSB）
厌氧发酵过程
厌氧发酵过程可以分为水解、酸化、产氢产乙酸和甲烷化四个阶段。
水解阶段是将复杂有机物分解为简单的水溶性有机物；酸化阶段是将水溶性有机物转化为酸；产氢产乙 酸阶段是将酸转化为乙酸和氢气；甲烷化阶段是将氢气和二氧化碳转化为甲烷。
厌氧发酵过程中产生的沼气可以用于能源利用，如燃烧发电、供热等，同时也可以用于化工生产，如合 成氨、甲醇等。
为了保持反应器内的均 匀混合，需要定期搅拌
或混合。
定期排泥并回流部分沼 液以维持反应器的稳定
运行。
厌氧消化器启动与维护
01
启动前的准备
清洗和消毒反应器，准备接种污泥 和接种物。
监测与调整
定期监测沼气产量、沼液成分和发 酵产物，根据需要进行调整。
03
02
接种污泥
将接种污泥加入反应器中，启动厌 氧消化过程。
无毒无味
沼气无毒、无味，但其易燃易爆，需要在特定的条件下储 存和使用。
厌氧发酵过程中产生的沼气主要包括甲烷、二氧化 碳和少量硫化氢等气体。
厌氧发酵微生物
01 厌氧发酵微生物主要包括厌氧细菌、产甲烷菌等 。
02 厌氧细菌将复杂的有机物分解为简单的有机物， 产甲烷菌则将简单有机物转化为甲烷。
03 厌氧发酵微生物在厌氧环境中生存，对氧气敏感 ，需要在严格厌氧的环境中进行培养。
03
沼气发酵工艺
厌氧消化器类型
完全混合式厌氧消化器（CSTR ）
工作原理是原料与发酵后的沼液混合在一 起，具有较高的有机负荷率，适用于处理 含悬浮物高的原料。
推流式厌氧消化器（PFR）
工作原理是原料在反应器内沿一定方向流 动，适用于处理低悬浮物、高有机物含量 的原料。
升流式固体反应器（USR）
高效厌氧反应器（EGSB）
厌氧发酵过程
厌氧发酵过程可以分为水解、酸化、产氢产乙酸和甲烷化四个阶段。
水解阶段是将复杂有机物分解为简单的水溶性有机物；酸化阶段是将水溶性有机物转化为酸；产氢产乙 酸阶段是将酸转化为乙酸和氢气；甲烷化阶段是将氢气和二氧化碳转化为甲烷。
厌氧发酵过程中产生的沼气可以用于能源利用，如燃烧发电、供热等，同时也可以用于化工生产，如合 成氨、甲醇等。
为了保持反应器内的均 匀混合，需要定期搅拌
或混合。
定期排泥并回流部分沼 液以维持反应器的稳定
运行。
厌氧消化器启动与维护
01
启动前的准备
清洗和消毒反应器，准备接种污泥 和接种物。
监测与调整
定期监测沼气产量、沼液成分和发 酵产物，根据需要进行调整。
03
02
接种污泥
将接种污泥加入反应器中，启动厌 氧消化过程。
无毒无味
沼气无毒、无味，但其易燃易爆，需要在特定的条件下储 存和使用。
沼气工程技术与工艺 ppt课件
利用设施，包括沼渣、沼液综合利用和进一步处理装
置。
PPT课件
17
六、沼气工程建设模式
沼气工程发酵流程图
PPT课件
18
循环系统
储 气 罐 脱水 脱硫
燃料
一级贮粪池 （调节池）
二级贮粪池 加热预混池
厌氧反应 器
保温
沉淀池（出料）
PPT课件
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应用模式
根据现场条件和对发酵残留物处理利用 方式和要求的不同，沼气工程可以有两 大类，即生态类型和环保类型。在实际 工程设计中，根据现场条件、沼气利用 和排放等方面的要求，可以选择模式。
生产用能
干式阻火器
湿式贮气柜
脱硫塔
汽水分离器
人工湿地
好氧塘 沼气
废水 沉砂集水池 水力筛网 水解酸化池
沼液 厌氧消化罐
兼氧塘
采用清洁 饲养工艺
水力筛网
沼渣
种植黑麦草
种植有机茶
种植秋玉米 优质粮田及 果园、蔬菜 等用肥
奶牛青饲料及优质产品
粪便
集粪池 混合
一次发酵 好氧搅拌
锯未 秸杆（粉碎）
腐熟 二次发酵
（方式） （ 需求和用途） （土地承载力）
n 以肥料为主
固体有机肥 （品种、市场） 鲜粪外售 （需求）
少量沼气 （利用方式）
n 以污水达标排放为主
少量沼气 （能量） 肥料生产 （品种、市场）
污水处理 （处理方式、排放标准）
PPT课件
22
3、三沼的应用
沼气——已经开始注重集中供气系统的建设，利用增压和减压调节
36
4.沼气的竣工
沼气池的气密性验收完成后，接着进行包括输配管
路的全系统气密性和防渗漏验收。单体验收和分段验 收合格后，进行全系统验收，确保全系统不渗水、不 漏气后，再进行沼气工程的发酵启动运行工作。
沼气发酵 PPT
沼液沼渣循环利用技术
在特色产业种植区，与发展无公害农产 品相结合，建立沼液沼渣为纽带的循环农业 生产模式，进一步延伸利用链条，增加附加 值。 有以下两种模式： 一、“四位一体”模式； 二、“畜-沼-果（菜）”模式。
“四位一体”模式
把沼气池建到冬暖式蔬菜大棚里，在大 棚一端养猪，猪圈下建沼气池，棚内种植瓜、 果、菜等高效作物。猪粪入池产生沼气，点 燃沼气可增加大棚的二氧化碳，沼液、沼渣 用作有机肥源。一般可增产10%～20%，种植 的产品质量可达到绿色食品或无公害食品标 准。
沼气发酵原料的特点
• 水生植物原料
农村的一些水生植物如水葫芦、水花生、 水草等，由于其繁殖速度快、产量高、组织 鲜嫩，能被沼气菌群分解利用，也是沼气发 酵的一种良好原料。
沼气发酵原料的特点
• 农产品加工的各种有机废物和废水
农产品加工的有机废物、废水如酸酒、 食品、屠宰废水等含有有机物成分，是沼气 发酵的好原料，但由于其来源不同，化学成 分、发酵产气潜力等差异较大，因而其发酵 工艺不尽相同。
在常规饲 养情况下，利用沼液作为添加 剂喂猪，是促进生猪生长的一项技术措施。 沼液不仅可促进生物能的转化，加快体内肝 糖、肥糖的积存，加快生长速度和提高饲料 转化率，而且可降低饲料消耗，是一项无害、 安全的实用技术。
沼液喂猪
• 饲喂技术
①饲喂沼液前，应对猪进行驱虫、健胃和防疫， 并把喂熟食改为喂生食；
报告人：周建峰
目录
• • • • 沼气发酵原料及特点 沼气发酵技术 沼气发酵的产物及利用 沼气发酵的前景
沼气发酵原料
沼气发酵原料的特点
• 富氮原料
富氮原料主要是指人、畜、家禽的粪便 等。这类原料经过动物肠胃系统的充分消化， 含有较多的低分子化合物和较高的含水量， 且颗粒较细，氮素含量较高，碳氮比一般都 小于25:1。富氮原料的产气特点是分解速度 快、发酵周期短、产气速度快，单位原料的 总产气量比农作物秸秆低，是目前农村沼气 发酵原料的主要来源之一。
厌氧发酵制沼气PPT演示课件
在产酸阶段，产氢、产醋酸细菌把前一阶段产生的一些可溶性有机 物进一步分解成挥发性脂肪酸（丙酸、丁酸、乳酸、长链脂肪酸） 醇、酮、醛、CO2和H2等。 在产甲烷阶段，产甲烷菌将第二阶段的产物进一步降解成甲烷和 CO2，同时利用产酸阶段产生的H2将部分CO2转化成甲烷。
6
堆肥有机
厌 物微生物 氧 消 化 原 理
• 解：
M TS
W2 W1
100% 1.95 100% 19.5% 10
WTS W M TS 1000 1.95% 195(kg)
13
原料的碳氮比 混合原料碳氮比的计算
14
常用发酵原料的碳氮比
15
例：人粪和猪粪各100kg，配合成碳氮比为25：1的 混合发酵原料，需稻草多少kg？
细胞物质 有机酸，醇类，O2， NH3，H2S等，能量， 微生物
细胞物质 CO2，CH4等，
能量
7
堆肥有机
厌 物(C、N、
氧 消
O、H、P、 S等)
化
细胞物质(微生物繁殖)
有机酸、醇类、 CO2 、 H2S 、 NH3 、 能量
细胞物质 CO2 、 CH4 等，能量
原
理
酸性发酵阶段
碱性发酵阶段
两段理论
在发酵液中添加少量的ZnSO4、磷矿粉、炼钢渣、炉灰等，有助于促进厌 氧发酵，提高产气量和原料利用率。同时添加少量K、Na、Mg、Zn、P等 元素也能提高产气率。但是有些化学物质能抑制发酵微生物的生命活力， 含氮化合物（蛋白质、氨基酸、尿素等）过多，抑制甲烷发酵（加碳源， 调节C/N）；Cu、Zn、Cr等重金属及氰化物也会抑制厌氧消化
进 酶的反应速度，有利于纤维素等大分子化合物的分解。 24
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堆肥有机
厌 物微生物 氧 消 化 原 理
• 解：
M TS
W2 W1
100% 1.95 100% 19.5% 10
WTS W M TS 1000 1.95% 195(kg)
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原料的碳氮比 混合原料碳氮比的计算
14
常用发酵原料的碳氮比
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例：人粪和猪粪各100kg，配合成碳氮比为25：1的 混合发酵原料，需稻草多少kg？
细胞物质 有机酸，醇类，O2， NH3，H2S等，能量， 微生物
细胞物质 CO2，CH4等，
能量
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堆肥有机
厌 物(C、N、
氧 消
O、H、P、 S等)
化
细胞物质(微生物繁殖)
有机酸、醇类、 CO2 、 H2S 、 NH3 、 能量
细胞物质 CO2 、 CH4 等，能量
原
理
酸性发酵阶段
碱性发酵阶段
两段理论
在发酵液中添加少量的ZnSO4、磷矿粉、炼钢渣、炉灰等，有助于促进厌 氧发酵，提高产气量和原料利用率。同时添加少量K、Na、Mg、Zn、P等 元素也能提高产气率。但是有些化学物质能抑制发酵微生物的生命活力， 含氮化合物（蛋白质、氨基酸、尿素等）过多，抑制甲烷发酵（加碳源， 调节C/N）；Cu、Zn、Cr等重金属及氰化物也会抑制厌氧消化
进 酶的反应速度，有利于纤维素等大分子化合物的分解。 24
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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.
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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
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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
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（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
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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。
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曲流布料沼气池的基本尺寸
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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)
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4.沼气的物理、化学性质（3）
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。
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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。
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六、常用户用沼气池
传统水压式沼气池 17
曲流布料沼气池
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（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
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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。
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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。
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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。
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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。
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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。
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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.
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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
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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
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（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
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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。
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曲流布料沼气池的基本尺寸
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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)
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4.沼气的物理、化学性质（3）