小单元积木式厌氧沼气发酵体研究
呼吸发酵工程实验报告
实验日期： 2023年X月X日 - X月X日实验地点：生物工程实验室实验人员： [你的姓名]一、实验目的1. 理解呼吸发酵的基本原理和过程。
2. 掌握呼吸发酵工程中微生物的培养和发酵技术。
3. 学习分析发酵过程中微生物的生长、代谢和产物形成。
4. 优化发酵条件，提高发酵效率。
二、实验原理呼吸发酵是微生物利用有机物作为碳源和能源，通过呼吸作用产生能量和代谢产物的过程。
根据微生物对氧的需求，呼吸发酵可分为好氧发酵和厌氧发酵。
本实验主要研究好氧发酵，即在有氧条件下，微生物通过有氧呼吸产生能量。
三、实验材料与仪器材料：- 菌种：酿酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）- 培养基：葡萄糖酵母膏培养基- 实验试剂：NaOH、HCl、葡萄糖标准溶液等- 其他：锥形瓶、发酵罐、温度计、pH计、分光光度计等仪器：- 恒温水浴锅- 摇床- 移液器- 烧杯- 试管- 酒精灯- 烧杯架四、实验步骤1. 菌种活化：将菌种接种于葡萄糖酵母膏培养基中，在30℃下培养24小时。
2. 种子培养：将活化后的菌种按一定比例接种于新鲜培养基中，在30℃、200 rpm的摇床上培养4小时。
3. 发酵：将种子培养液按一定比例接入发酵罐中，控制温度、pH值、溶解氧等条件，进行发酵实验。
4. 发酵过程监测：定时取样，测定菌体浓度、葡萄糖浓度、pH值、溶解氧等参数。
5. 发酵终点判定：当葡萄糖浓度降至一定程度，且菌体浓度不再增加时，认为发酵达到终点。
6. 产物分析：采用分光光度计测定发酵液中的酒精含量。
五、实验结果与分析1. 菌体生长曲线：通过测定发酵过程中菌体浓度变化，绘制菌体生长曲线，观察菌体生长规律。
2. 底物消耗曲线：通过测定发酵过程中葡萄糖浓度变化，绘制底物消耗曲线，分析发酵过程中葡萄糖的利用情况。
3. 产物形成曲线：通过测定发酵过程中酒精含量变化，绘制产物形成曲线，分析发酵过程中酒精的生成规律。
4. 发酵条件优化：通过调整发酵过程中的温度、pH值、溶解氧等条件，优化发酵过程，提高发酵效率。
实验室厌氧发酵方案
实验室厌氧发酵方案一、引言厌氧发酵是一种在缺氧条件下进行的生物反应过程，通过微生物的代谢产生有机酸、气体和其他有用物质。
在实验室中，厌氧发酵方案广泛应用于生物能源生产、废弃物处理和生物材料合成等领域。
本文将介绍一种常见的实验室厌氧发酵方案，并探讨其应用和优化。
二、实验室厌氧发酵方案的基本步骤1. 菌种的选择和培养在实验室厌氧发酵中，菌种的选择非常重要。
常用的菌种包括产氢菌、产甲烷菌等。
菌种的培养需要在无氧条件下进行，可以使用密闭培养瓶或无氧罐来提供无氧环境。
培养基的选择应根据菌种的特性和所需产物来确定。
2. 发酵基质的准备和处理发酵基质的选择和处理对于实验室厌氧发酵方案的成功至关重要。
常见的发酵基质包括废弃物、植物生物质和纯化有机物等。
在使用废弃物作为基质时，需要对其进行预处理，如固液分离、调整酸碱度和去除抑制物质等。
3. 实验室发酵装置的设计和操作实验室厌氧发酵装置的设计和操作直接影响发酵的效果和产物的质量。
常见的实验室发酵装置包括密闭发酵罐、发酵袋和连续流动反应器等。
装置的设计应考虑气体的收集和排放、温度的控制和搅拌等因素。
4. 发酵过程的监测和控制实验室厌氧发酵过程中，对发酵过程的监测和控制是必不可少的。
常用的监测指标包括产气量、产物浓度和pH值等。
可以使用气体分析仪、液相色谱仪和pH计等仪器进行监测。
根据监测结果，可以进行相应的控制措施，如调整温度、添加营养物质等。
三、实验室厌氧发酵方案的应用1. 生物能源生产实验室厌氧发酵方案广泛应用于生物能源生产领域。
通过利用产氢菌和产甲烷菌等微生物的代谢产物，可以生产可再生能源，如氢气和甲烷。
这些能源具有高能量密度和低碳排放的特点，对于替代传统化石能源具有重要意义。
2. 废弃物处理实验室厌氧发酵方案可以用于废弃物的处理和资源化利用。
废弃物中含有丰富的有机物质，通过厌氧发酵可以将其转化为有用的产物，如甲烷和有机肥料。
这不仅可以减少废弃物的排放，还可以实现废弃物的资源化利用。
沼气发酵教案反思大班语言
沼气发酵教案反思大班语言教案标题：探索沼气发酵的教案反思（大班语言）教案目标：1. 帮助学生了解沼气发酵的基本原理和过程。
2. 培养学生的观察力和实验探索能力。
3. 提高学生的语言表达和交流能力。
教学准备：1. 沼气发酵实验装置和材料（例如：沼气发酵罐、厨余垃圾、水、气球等）。
2. 图片或视频素材，展示沼气发酵的过程。
3. 沼气发酵的相关知识和术语的简单介绍。
4. 大班教学环境的布置和准备。
教学过程：引入（5分钟）：1. 引导学生观察图片或视频素材，介绍沼气发酵的基本概念。
2. 引发学生的好奇心，问一些问题，例如：“你知道什么是沼气吗？它是如何产生的？”探索实验（15分钟）：1. 将沼气发酵实验装置放在教室中央，向学生解释每个部分的作用。
2. 分组让学生参与实验，每组提供一些厨余垃圾和水，让他们将其放入沼气发酵罐中。
3. 引导学生观察实验过程中的变化，例如气球的膨胀和气味的变化。
4. 鼓励学生互相交流和分享他们的观察结果。
讨论与总结（10分钟）：1. 引导学生回顾实验过程，让他们用自己的话解释沼气发酵的原理和过程。
2. 引导学生讨论沼气发酵的应用领域和环保意义。
3. 提供一些简单的术语和表达，帮助学生描述他们的观察结果和实验过程。
扩展活动（10分钟）：1. 分发一些图片或绘本，让学生根据图片描述沼气发酵的过程。
2. 鼓励学生进行角色扮演，模拟沼气发酵实验的过程，并用语言表达出来。
3. 鼓励学生用自己的话创作一个简单的沼气发酵故事。
评估：观察学生在实验中的参与度和对沼气发酵的理解程度，以及他们在讨论和扩展活动中的语言表达能力。
教案反思：1. 教师在引入环节需要引发学生的兴趣和好奇心，可以使用更具吸引力的图片或视频素材。
2. 在实验环节，教师应提前准备好足够的实验材料，确保每个学生都能参与其中。
3. 在讨论与总结环节，教师可以提供一些简单的术语和表达，帮助学生更准确地描述他们的观察结果和实验过程。
4. 扩展活动可以进一步激发学生的创造力和语言表达能力，可以鼓励学生展示他们的创作成果。
厌氧发酵实习报告
厌氧发酵实习报告
一、实习目的
1. 了解厌氧发酵的原理和过程。
2. 掌握厌氧发酵实验操作方法。
3. 观察并分析厌氧发酵的产物。
二、实验原理
厌氧发酵是在缺氧条件下,由特定的微生物对有机物进行分解的过程。
主要分为四个阶段:水解、酸化、醋酸发酵和甲烷发酵。
有机物首先被水解为小分子,然后经过酸化作用产生挥发性脂肪酸,最后经过醋酸发酵和甲烷发酵生成甲烷和二氧化碳。
三、实验步骤
1. 准备实验材料:厌氧发酵装置、基质(如秸秆、粪便等)、种子污泥、氢氧化钠等。
2. 组装厌氧发酵反应器,加入基质和种子污泥,充分混匀。
3. 密封反应器,排除空气,创造厌氧环境。
4. 控制温度在35-37°C,促进微生物发酵。
5. 定期检测并记录产气量、pH值等参数。
6. 收集并分析产气成分(甲烷、二氧化碳等)。
四、实验结果与分析
1. 产气量随时间呈现先增加后趋于平稳的趋势。
2. pH值在发酵初期有所下降,后期趋于中性。
3. 产气主要成分为甲烷和二氧化碳,占比约为60%和40%。
4. 剩余固体可作为有机肥料利用。
五、实习体会
通过本次实习,我对厌氧发酵原理和过程有了更深入的理解。
掌握了相关实验操作技能,并亲自观察了发酵过程中的各种现象。
厌氧发酵不仅可以实现有机废弃物的资源化利用,还能产生可再生能源甲烷,具有重要的环境和经济价值。
木薯渣厌氧发酵制取沼气的研究
木薯渣厌氧发酵制取沼气的研究浦跃武,刘坚 (华南理工大学生物科学与工程学院,广东广州510006)摘要 研究了木薯渣的酸化特性和不同接种率(60%、70%、80%)对厌氧发酵产沼气的影响。
试验结果表明,木薯渣极易酸化,但厌氧发酵甲烷化是可行的,在试验采用的接种率中,70%的接种率能调控发酵系统的pH 、VF A 浓度在正常范围,产气能顺利启动和进行,产气率和最高甲烷含量分别为249.35m l/g VS 和48.16%,优于其他两组,为木薯渣厌氧发酵产沼气的深化研究和应用提供了参考依据。
关键词 木薯渣;酸化特性;接种率;厌氧发酵;沼气中图分类号 S216.4 文献标识码 A 文章编号 0517-6611(2009)29-14308-03Study on B ioga s Production of Ca ss ava D regs by Anaerobic Ferm enta tionPU Y ue 2wu et a l (School of B ioscience and B ioengineering,South China University of Technology,Guangzhou,Guangdong 510006)Abstract The acidification characters of cassava dregs and the i m pact of different inoculation rate (60%,70%and 80%)on the biogas p roduction by anaerobic fer mentati on were studied .The experi m ental results show that the acidification of cassava dregs was very easy and quick,but methanati on by anaer obic fer mentati on was feasible .Among the inoculation rates used in the experi ment,70%inoculation rate can control pH and VFA concentration in nor mal range,gas p roducti on can start and keep s moothly,the gas p r oducti on rate and maxi m um methane content were 249.35m l/g VS and 48.16%res p.,which were better than the other t wo gr oup s .This study p rovided reference basis for the further research and app lication of biogas p roducti on of cassava dregs by anaer obic fer mentation .Key words Cassava dregs;Acidification characters;I noculati on rate;Anaer obic fer mentation;B i ogas基金项目 木薯原料生产酒精、淀粉、变形淀粉污水综合治理及利用研究开发(桂科攻08150042223)。
2022高考生物 高考考点5 发酵工程研究成果与分析
高考考点5 发酵工程研究成果与分析Ⅰ热点知识简介1．沼气发酵沼气是有机物经沼气发酵微生物的发酵作用而产生的一种混合气体。
其主要成分是甲烷CH4，另外还有二氧化碳和少量的硫化氢、一氧化碳、氢等。
甲烷是一种无色无味的可燃气体，和空气混合遇明火就能燃烧并放出大量的热。
1沼气发酵①沼气发酵微生物沼气发酵微生物分为不产甲烷群落和产甲烷群落。
不产甲烷微生物群落主要是一类兼性厌氧菌，它们具有水解和发酵大分子有机物而产生酸的功能，在满足自身需要的同时，为产甲烷微生物提供营养物质和能量。
产甲烷微生物群落，通常称为甲烷细菌。
甲烷细菌可利用不产甲烷微生物的中间产物和最终代谢产物作为营养物质和能源而生长繁殖，并最终产生甲烷和二氧化碳等。
②沼气发酵过程沼气池中的大分子有机物，在一定的温度、水分、酸碱度和密闭条件下，首先被不产甲烷微生物菌群分泌的胞外酶水解成小分子物质，如氨基酸、单糖类等。
然后这些小分子物质进入不产甲烷微生物菌群，通过发酵作用被转化成为酸类和三氧化碳。
甲烷细菌将不产甲烷微生物产生的中间产：物和最终代谢物分解转化成甲烷、二氧化碳和氨。
在产气阶段产生的甲烷和二氧化碳都能挥发而排出池外，而氨以强碱性的亚硝酸氨形式留在沼池中，中和了产酸阶段的酸性，创造了甲烷稳定的碱性环境。
③影响沼气发酵的主要因素a，温度沼气发酵微生物众多，对温度的适应范围也不一样，按发酵类型大体可分为四类。
高温发酵52～58℃，中温发酵32～38℃，常温发酵12～30℃，低温发酵10℃t以下。
实践证明，农户沼池采用20～28℃的常温发酵比较经济实用。
b．酸碱度一般不产甲烷微生物对酸碱度的适应范围较广，而产甲烷细菌对酸碱度的适应范围较窄，只有在中性或微碱性的环境里才能正常生长发育。
所以，沼气池里发酵液的in，将酒内酵母杀死，然后经过验酒、贴商标、包装出厂。
Ⅱ新高考探究1谷氨酸棒状杆菌合成谷氨酸的途径如下图所示要提高谷氨酸的产量必须采取的措施是A．增加葡萄糖B．增加谷氨酸脱氢酶C．改变细胞膜透性，使谷氨酸排放细胞外D．增加a-酮戊二酸答案： C2为研究微生物群体生长规律，常将少量的某种细菌接种到培养基中，定时取样测定培养基里的细菌数目，以时间为横坐标，以细菌数目的对数为坐标，得到生长曲线图，对培养基的要求是A恒定容积的液体培养基B．任意容积的液体培养基C．恒定容积的半固体培养基D．任意容积的半固体培养基答案： A3黄色短杆菌合成赖氨酸的途径如下图所示，试分析要增加赖氨酸的产量，本质上必须A．增加天冬氨酸B．增加天冬氨酸激酶C．降低消除高丝氨酸脱氢酶D减少苏氨酸答案： C4谷氨酸除用于制造味精外，还可用于治疗神经衰弱及配制营养注射液，应用前景广泛。
沼气
发展历史
沼气是由意大利物理学家A.沃尔塔于1776年在沼泽地发现的。1916年俄国人Β.П.奥梅良斯基分离出了第一 株甲烷菌（但不是纯种）。中国于1980年首次分离甲烷八叠球菌成功。世界上已分离出的甲烷菌种近20株。
4、适宜的酸碱度（pH值）
沼气发酵适宜的酸碱度为pH=6．5～7．5。pH值响酶的活性，所以影响发酵速率。
1、沼气发酵后残渣中有机物含量减少； 2、消化后残渣是一种气味很小的固体或流体，不吸引苍蝇或鼠类； 3、可产生有用的终产物—甲烷，它是清洁而方便的燃料； 4、在沼气发酵过程中杂草种子和一些病原物被杀灭； 5、发酵过程中N、P、K等肥料成分几乎得到全部保留，一部分有机氮被水解成氨态氮，速效性养分增加； 6、发酵残渣可作为饲料； 7、沼气发酵在处理有机物可大量地节省曝气消化所消耗的能量； 8、厌氧活性污泥可保存数月而无需投加营养物，1
利用技术
2
发电技术
3
燃料电池技术
4
污染治理
5
修建好处
沼气作为能源利用已有很长的历史。我国的沼气最初主要为农村户用沼气池，20世纪70年代初，为解决的秸 秆焚烧和燃料供应．不足的问题，我国政府在农村推广沼气事业，沼气池产生的沼气用于农村家庭的炊事来逐渐 发展到照明和取暖。目前，户用沼气在我国农村仍在广泛使用。我国的大中型沼气工程始于1936年，此后，大中 型废水、养殖业污水、村镇生物质废弃物、城市垃圾沼气的建立拓宽了沼气的生产和使用范围。随着我国经济发 人民生活水平的提高，工业、农业、养殖业的发展，大废弃物发酵沼气工程仍将是我国可再生能源利用和环护的 切实有效的方法。
2001 3 分析沼气发酵的微生物过程
20013 分析沼气发酵的微生物过程。
（9 分）在沼气发酵过程中，有发酵性细菌、产氢产乙酸菌、耗氧产乙酸菌、食氢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：第一个阶段落：液化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、作物秸杆、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、甘油和脂肪等小分子化合物这个阶段叫液化阶段。
第二个阶段：产酸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、丁酸、氢和二氧化碳等，再由产氢乙酸菌把发酵性细菌产生的丙酸、丁酸转化为甲烷菌可利用的乙酸、氢和二氧化碳。
另外，还有耗氧产乙酸菌群，这种细菌群体利用氧和二氧化碳生产乙酸，还能代谢糖类产生乙酸，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。
第三个阶段：产甲烷在此阶段中，产甲烷细菌群可以分为食氢产甲烷菌和依乙酸产甲烷菌两面三刀大类群。
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中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。
①生长非常缓慢，如甲烷八叠球菌在乙酸上生长时其培增时间为1—2天，甲烷菌丝倍增时间为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。
中小型沼气厌氧干发酵成套装置[实用新型专利]
![中小型沼气厌氧干发酵成套装置[实用新型专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/884ed4e279563c1ec4da71d8.png)
专利名称：中小型沼气厌氧干发酵成套装置专利类型：实用新型专利
发明人：赵福祥,崔金铨,宋俊雄
申请号：CN200820068193.4
申请日：20080628
公开号：CN201245646Y
公开日：
20090527
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：一种中小型沼气厌氧干发酵成套装置，属于沼气设备技术领域。
本装置由供给装置供料，中间装置存储，发酵装置发酵得到沼气，沼渣通过浓缩和排水装置进行处理，实现了沼气生产的连续进行，提高了沼气的产量和生产安全。
申请人：赵福祥,崔金铨,宋俊雄
地址：443000 湖北省宜昌市隆中后岭11号-118室
国籍：CN
代理机构：宜昌市三峡专利事务所
代理人：成钢
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沼气发酵微生物群落演变论文素材
沼气发酵微生物群落演变论文素材随着人们对可再生能源的需求不断增长，利用沼气发酵技术进行有机废弃物处理和能源生产变得越来越重要。
沼气是一种由微生物在缺氧条件下分解有机物产生的混合气体，主要包含甲烷和二氧化碳。
在沼气发酵过程中，微生物群落的演变对沼气产量和质量有着重要影响。
本文将就沼气发酵中微生物群落的演变进行讨论，并提供相关论文素材供读者参考。
1. 沼气发酵微生物群落的组成沼气发酵微生物群落主要由厌氧菌、厌氧古菌和厌氧真菌组成。
厌氧菌是沼气发酵过程中最重要的微生物类群，可以分解有机物产生甲烷。
厌氧古菌是沼气发酵过程中产甲烷的关键微生物，它们具有甲烷合成酶和氢酶等功能酶。
厌氧真菌可以分解复杂有机物，促进沼气产量的提高。
2. 沼气发酵微生物群落的演变原因沼气发酵过程中，微生物群落的演变受多种因素的影响。
首先，原料的种类和质量会直接影响微生物群落的结构和功能。
不同种类和质量的有机物会选择性地促进某些微生物的生长。
其次，沼气反应器的操作条件（温度、pH值、有机负荷等）会对微生物群落的构成和数量分布产生重要影响。
此外，微生物之间的相互作用和竞争也会导致微生物群落的变化。
3. 沼气发酵微生物群落的演变研究方法研究沼气发酵微生物群落演变的方法包括传统分离鉴定和分子生物学技术。
传统分离鉴定方法通过分离沼气反应器中的微生物，利用形态学和生理生化特征进行鉴定。
分子生物学技术主要包括PCR扩增、16S rRNA或ITS基因测序、荧光原位杂交和高通量测序等，可以对微生物群落进行更为详细和准确的描述。
4. 沼气发酵微生物群落演变的影响因素沼气发酵微生物群落演变的影响因素可分为内部因素和外部因素。
内部因素包括微生物群落的种类、数量和相互作用等。
外部因素包括原料和环境因素，如温度、pH值、有机负荷以及添加剂等。
了解和控制这些影响因素对于提高沼气产量和质量具有重要意义。
5. 沼气发酵微生物群落演变的应用研究沼气发酵微生物群落演变的研究对于优化沼气反应器运行以及提高沼气产量和质量具有重要应用价值。
实验室厌氧发酵方案
实验室厌氧发酵方案
实验室厌氧发酵是一种重要的生物学实验手段，可以用于探究微生物代谢途径，了解生物发酵过程以及制备有用的代谢产物等。
以下是一份实验室厌氧发酵方案，供参考：
实验材料：
- 厌氧菌培养物
- 培养基液
- 发酵罐或培养瓶
- 气密性盖子或塞子
- 气体容器和压力计（用于测定发酵产物的气体产量）
- 厌氧处理设备（如封闭式抽滤器等）
实验步骤：
1. 制备培养基液，并在实验室内静置一段时间，以使其达到室温。
2. 将预处理好的厌氧菌培养物接入培养基液中，根据菌株特性选择合适的培养条件，如温度、pH等。
3. 将培养液转移至发酵罐或培养瓶中，盖上气密性盖子或塞子，封闭容器。
4. 在厌氧环境下，进行发酵过程。
可在发酵过程中采集样品，分析发酵液的成分变化。
5. 监测并记录发酵产物的气体产量，以了解发酵过程中气体的生成情况。
6. 在发酵结束后，开启发酵罐或培养瓶，取出发酵产物进行分析和检测。
注意事项：
1. 实验过程需要保持尽可能的无氧条件，避免外来氧气进入发酵液中。
2. 实验中需测量并记录发酵产物的气体产量，以便后续分析和计算。
3. 实验中涉及到的厌氧菌种类和培养条件需根据实验目的和实验室设备进行选择和调整。
4. 实验结束后，需及时清理实验室设备和消毒培养器具，避免交叉污染。
沼气发酵教案中班科学实验
沼气发酵教案中班科学实验教案标题：沼气发酵教案中班科学实验教学目标：1. 了解沼气发酵的基本原理和过程。
2. 学习如何制作沼气。
3. 培养学生的观察力和实验操作能力。
教学准备：1. 沼气发酵实验装置：透明玻璃瓶、橡皮塞、水龙头、橡皮管。
2. 沼气发酵实验材料：厨余垃圾、水。
3. 实验记录表。
4. 图片或视频资料，用于展示沼气发酵的过程。
5. 课堂展示材料：沼气发酵的原理图、制作沼气的步骤。
教学步骤：1. 导入（5分钟）：- 通过展示图片或视频资料，引起学生对沼气发酵的兴趣。
- 提问：你们知道什么是沼气吗？它有什么用途？2. 知识讲解（10分钟）：- 讲解沼气发酵的基本原理和过程，简单介绍沼气的用途。
- 展示沼气发酵的原理图，解释每个步骤的作用。
3. 实验操作（20分钟）：- 将透明玻璃瓶装满一半的厨余垃圾，加入适量的水。
- 用橡皮塞将瓶口封住，将橡皮管一端连接到橡皮塞上的小孔，另一端放入水中。
- 观察实验装置，解释气泡产生的原因。
- 让学生用手轻轻摇动瓶子，观察气泡的变化。
4. 实验记录（10分钟）：- 学生使用实验记录表记录实验过程中的观察结果。
- 引导学生描述气泡的形状、数量和变化情况。
5. 总结与展示（10分钟）：- 让学生分享他们的观察结果，并解释产生气泡的原因。
- 展示制作沼气的步骤，让学生理解实验中发生的化学反应。
- 引导学生思考：为什么沼气发酵可以产生能量？6. 拓展活动（可选）：- 鼓励学生在家中尝试制作沼气，并带来实验结果进行分享。
教学评估：1. 教师观察学生在实验过程中的参与度和操作技巧。
2. 学生对实验结果的描述和解释是否准确。
3. 学生在课堂展示中对沼气发酵的理解和应用能力。
教学延伸：1. 鼓励学生了解更多关于沼气发酵的知识，如不同材料的发酵效果、沼气发酵的环境要求等。
2. 引导学生思考沼气发酵对环境保护和可持续发展的意义。
注意事项：1. 在实验操作中，确保学生的安全意识，避免使用尖锐或危险的工具。
一种试验用微型厌氧发酵集气装置及方法[发明专利]
![一种试验用微型厌氧发酵集气装置及方法[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/0890f0aba8956bec0875e356.png)
专利名称：一种试验用微型厌氧发酵集气装置及方法专利类型：发明专利
发明人：王晓昌,邢保山,马静,李倩,袁宏林
申请号：CN201810463995.3
申请日：20180515
公开号：CN108913540A
公开日：
20181130
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开了一种试验用微型厌氧发酵集气装置及方法，该装置包括排气管、单向阀、三通阀、小量筒、气管夹、取样口、气体取样垫、排气口、水封液和大量筒；排气管一侧与厌氧发酵反应器管路连接，另一侧经单向阀和三通阀与小量筒底部软管胶连；三通阀的另一侧与软管连接且设有气管夹；取样口一侧与小量筒底部胶连，另一侧用气体取样垫密封；排气口在小量筒的最大刻度线处，小量筒底座裁剪后倒置放入盛有水封液的大量筒内；打开气管夹排空气体，关闭气管夹收集气体。
本发明优点：可实现微量气体的收集，准确测定其产气量及其产气速率；可自行制作，造价低廉；占地空间小，操作简单；密闭性好，气体组分均一。
申请人：西安建筑科技大学
地址：710055 陕西省西安市雁塔路13号
国籍：CN
代理机构：西安智大知识产权代理事务所
代理人：段俊涛
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小单元积木式沼气发酵体（SY-III）系统在农村的应用庞德茂2 时军2 赵化文1 庞然11 泰亚达新技术研究所北京1000402 三益生态环境工程有限公司北京100070提要农村沼气以其分散的特点有其存在的必要，但国家花大力气推广后，农民没有得益，原因是农民一时半会儿很难掌握沼气厌氧发酵的管理技术，管理不到位；农村里技术员少，无法逐一处理户用沼气池的技术问题；更有甚者建池单位技术低劣，池子建设初期就是废池：漏气漏水。
设计一个农民使得起、用的上的简单沼气发生装置，是沼气从业者的责任。
本文介绍了SY-III积木式小单元沼气厌氧发酵这一系统的开发和应用可以有效的解决或避开以上缺陷，成为真正意义上的农民使得起、用得上的“傻瓜“式沼气发生器。
本技术还适用于少量有机废弃物（有机垃圾、餐厨垃圾、农业废弃物、禽畜粪便等）的处理上。
关键词：沼气厌氧发酵小规模厨余餐厨垃圾两步法沼气发酵，Small biogas unit building block body (SY-III) systems in rural applicationsPang Demao 2 shi Jun 2 pangran 1 huaWen Zhao 11 Tai Yada Technology Institute Beijing 1000402 Sanyi environmental Engineering Co., Ltd. Beijing 100070Summary of biogas in rural areas has its dispersed nature of its existence is necessary, but great efforts to promote the country, the farmers do not benefit, because the farmer is difficult to grasp the short-lived fad of anaerobic methane fermentation management, and administration; rural where technicians less are not able to handle the technical aspects of household biogas digesters; What is more technology to build the pool units, poor initial construction is the waste pond pool: leaks leaks. Design a farmer makes, the use of simple gas generating device, is the responsibility of methane practitioners. This article describes the SY-III building block anaerobic methane fermentation of small unit development and application of this system can effectively solve or avoid the above shortcomings, a true sense of the farmer makes, the lingua franca of the "fool" type of gas occurred device. The technology also applies to a small amount of organic waste (organic waste, food waste, agricultural waste, livestock manure, etc.) of treatment.Keywords: Biogas Anaerobic fermentation Small-scale Kitchen Food waste Two-step methane fermentation,1 沼气是一种可再生能源沼气是一种可再生能源，它可以作为农村炊事、照明等生活用能，是农村实现燃气化的一条有效途径。
沼气与养殖、种植相结合进行综合利用，具有明显的经济效益。
1.1实验数据表明厌氧发酵是有机质废弃物的能源转换最有效的方式，对农业有机废弃物尤是如此。
沼气能源化模式具有环境有效性和经济可行性的优势, 是农村废弃物得以有效处置的最佳方式之一。
2.沼气是我国目前大力发展的四大重点可再生能源项目之一发展农村沼气是中央投资的重要惠民工程。
在政府的扶持下, 目前我国己建有户用沼气池近三千万口, 其中大多数为圆形户型水泥沼气池。
农业部《2003—2010年全国农村沼气建设规划》提出，计划到2010年，全国沼气总量达5 O00万户以上，全国20％的农户可使用沼气。
同时，重点在东部沿海城市和部分省会城市郊区“菜篮子”养殖基地支持建设沼气工程。
[1 ]2.1 国家对沼气项目投入的资金总额呈逐年增加态势根据沼气建设规划，国家2003～2010年对沼气项日的总投资为610亿元，中央投资为449亿元，约3 000万农户受惠。
2.2 成果收效甚微国家有关部门近年花大力气，投入巨大资金推广农村小沼气池可谓用心良苦，但是，近年有一项调查显示：成果收效甚微。
个中原因，是沼气厌氧发酵是个生物工程，农民厌氧知识缺乏，管理不到位；农村里技术员少，无法逐一处理户用沼气的技术问题；更有甚者建池单位技术低劣，不少池子建设初期就是废池：漏气漏水。
极大的阻碍了沼气事业发展和推广。
3．三分建设，七分管理由于厌氧发酵过程复杂，是个生物工程，有关部门在管理上感到力不从心。
不仅存在重建轻管的现象,也存在管理、配件、服务等环节上的一些死角。
由于使用故障得不到及时排除,不仅已严重地影响了沼气效益的有效发挥,还可能导致前功尽弃,重蹈20世纪50年代和70年代末期大办沼气时只建不管,而最终造成沼气池“一年来气、二年漏气、三年无气”的覆辙。
3.1沼气池处于非正常使用状态的占到88．37％有一项调查显示，有25．59％的农户反映以前利用沼气池，但现在废弃不用；有53．49％的农户反映建后一直未利用；9．30％的农户表示间或使用沼气池；仅有11．63％的农户表示现在正常使用沼气池整体来看，沼气池处于非正常使用状态的占到88．37％。
3.2小沼气仍然有存在的市场和必要小沼气仍然有存在的市场和必要。
原因是它比较适应农村分散的特点。
但要求农民短时间要掌握厌氧发酵技术比较难，农村专业沼气技术人员缺乏，户型沼气池建成几月后，就停止产气，形同鸡肋。
当然，由专业人员管理的集中供气模式，一村或几村联供沼气站还能维持运行，经验表明这是农村沼气推广的好方式。
可农民分散的特点，使得这一模式的推广对农民没有内在的动力。
4．小单元积木式厌氧沼气发酵体（SY-III）应运而生现在要解决的是让农民不需要掌握复杂的沼气发酵管理技术，农民拿来就用就是了。
复杂的发酵技术工作留给专业技术人员去做。
据笔分析，这在技术上完全可行。
设计一个迷你型的“傻瓜”式厌氧沼气发生装置，设计出一种系统生产厌氧发酵原料，农民拿来就用的产品，可以解决这个问题。
小单元积木式厌氧沼气发酵体（SY-III）应运而生。
[1 ] 4.1两步法发酵技术推广酸化水解和厌氧发酵两步发酵技术可以有效的解决这个问题。
两步法发酵技术推广获得越来越多的技术认可[2 ]。
整个厌氧消化过程是一个产甲烷细菌和非产甲烷细菌相互作用，相互制约的动态平衡过程。
许多微生物可以产生胞外酶，其中主要的水解酶有脂肪酶、蛋白酶和纤维素酶等。
它们的作用是将复杂的大分子水解为可被微生物同化的单体。
用于厌氧消化的原料几乎都是不溶性有机大分子的碳水化合物、脂肪和蛋白质等，只有通过水解酶把它们分解成较小的分子后才能被产氢产乙酸菌和产甲烷细菌利用，最终产生甲烷。
这是行内共识。
4.2目前干法，半干半湿法发酵技术已经成熟通常需要采用通气调整堆肥温度和有机物分解速率之间的平衡。
堆肥初期3～ 7d, 通气的主要目的是满足供氧, 使生化反应顺利进行, 以达到提高堆层温度的目的。
当堆肥温度升到峰值以后, 通气的目的以控制温度为主。
W iley 和Sp illane 认为, [3 ] 如果缺少温度调节措施, 堆体温度会很快升至70～ 80℃。
加速原料分解。
（图1）图一发酵体温度测试曲线Figure 1 body temperature of the fermentation test curve4.3采用预均化技术对废弃有机质处理采用预均化技术对废弃有机质（包括垃圾、厨余、农业废弃物、禽畜粪便等））进行处理，调整 PH,C/N,集中酸化酸化水解然后打包待售，农民取回家在适温度37即可产气使用。
称之为小单元积木式厌氧沼气发酵体[4 ]。
笔者试验，产气效率最高在1立方米容积每天产气2-3立方米沼气，连续15-20天左右。
可满足三口之家月用。
发酵后的沼渣可以倒出来用作做肥料。
4.4规模投入对处理料的预均化处理和酸化水解系统要想大规模推广这技术系统还是需要规模投入对处理料的预均化处理和酸化水解后厌氧封包技术设施，这些可由专业人员进行。
其间有能量损失（图2），但以后农民使用简单，可以充分发挥沼气效益。
图二物料温度变化时的能量损失Figure II materials, energy loss when the temperature changes5.结论5．1沼气工程的技术性和复杂的建后管理是农村沼气池发展的瓶颈步骤。
农民短时间很难掌握。
这大大限制了沼气的应用和推广。
5．2解决的办法是把复杂的技术问题由专业技术人员去处理，让农民把产品拿来就用。
产品操作简单化，使用上傻瓜化，才能受农民的欢迎，利于推广。
5．3小单元积木式厌氧沼气发酵体（SY-III）的出现是解决这个问题一个尝试，有很大的市场前景，但离不开国家的前期投入—建设收集有机废弃物酸化水解处理场。
5．4此技术也可以用在所有生产生活的有机废弃物的处理上，如生活有机垃圾、餐余、屠宰废水、禽畜粪便等的小规模处理上。
[参考文献][1 ] 张记市，张雷,王华.城市有机生活垃圾厌氧发酵处理研究[J ] . 生态环境,2005 ,14 (3) :321-324.[2 ] 张波,史红钻,张丽丽,等. p H 对厨余废物两相厌氧消化中水解和酸化过程的影响[J ] . 环境科学学报,2005 ,25 (5) :665-669[3 ] Woo A , Kyungsoo A , Yang H ,et al. Effect s of polyurehane as support material for the methanogenic digester of a two-stage anaerobic wastewater digestion system [ J ] .Journal of Microbiology and Biotechnology ,2002 ,12 (1) :14-17.[4 ]庞然,赵化文，李蓝.小单元积木式厌氧沼气发酵体（SY-III）中试研究[G] // 沼气工程文献编委会（内刊），城镇沼气论文集，2009，198-203.作者简介：庞德茂，通讯作者，主要从事新能源沼气发酵研究 E-maill:ab201@ 赵化文，工程硕士，从事沼气发酵技术研究E-maill:zhaohuawen222@。