沼气发酵中碳氮比分析
不同C/N对沼气发酵均匀性影响的研究
不同C/N对沼气发酵均匀性影响的研究
摘要在相同的发酵浓度、相同体积及相同温度的条件下,利用稻草和猪粪的不同比例来调节c/n,采用批量发酵方法,研究c/n对厌氧发酵产气量、产气特性的影响。结果表明:在常温条件,原料不同c/n都能迅速启动;60d平均日产气量和产气率以c/n为33/1最高,分别达762.00ml/2 500ml;0.148 6m3/kg·ts,且能维持较高的产气均匀性。
关键词c/n;沼气;产气量;产气率;均匀性
中图分类号s216.4文献标识码a文章编号 1007-5739(2009)04-0248-02
能源是当今世界面临的五大问题之一。可再生新能源的挖掘,特别是生物质能源的研究开发是当前世界的热点问题。微生物在生长繁殖过程中,分解有机质,把其中贮存的能量转化为再生能源已被人们广泛关注。利用微生物开发能源,对解决能源危机、增加肥料、改善环境、保护生态平衡、促进生态良性循环、推动农村经济与环境可持续协调发展有着重要意义。沼气是利用粪便、农作物秸秆等有机物在特定(厌氧)的条件下,经过微生物生理代谢产生主要成分为ch4的可燃性气体,属生物质能源。农村户用沼气的发酵方式为常温半连续式发酵。在冬春季节,受温度的影响,原料分解慢,沼气的产气率较低,影响沼气的持续利用。提高农村沼气产量,除采取必要的工程措施和保温措施之外,还需改善发酵环境等措施。提高发酵原料的产气率是提高沼气产量的重要措施,而发酵原料的
c/n是影响产气率的主要因子之一。试验就发酵物的不同c/n进行研究,探索不同c/n对沼气发酵产气均匀性的影响,以期为解决农村沼气冬季产气量低、产气不均匀等问题提供参考。
厌氧碳氮比例
厌氧碳氮比例
厌氧碳氮比例是指在厌氧条件下,有机物质在微生物的作用下,被分解产生沼气的过程中,碳和氮在化学式中的比例关系。通常情况下,厌氧碳氮比例为20:1左右。这个比例对于沼气发酵过程的稳定性和沼气质量有着很大的影响。如果碳氮比例过高,会导致氮的利用率低下,产生大量的氨气和硫化氢等有害气体;如果碳氮比例过低,微生物无法获得足够的碳源,也会影响沼气的产量和质量。因此,在进行沼气发酵过程中,需要合理控制厌氧碳氮比例,以保证良好的发酵效果。
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“碳氮比”,是老生常谈,但你真的了解它吗?
“碳氮比”,是老生常谈,但你真的了解它吗?
碳氮比,是指有机物中碳的总含量与氮的总含量的比值。
一般用'C/N'表示。假如碳氮比(C/N)为20,意思是指该有机肥中碳元素的含量是氮元素含量的20倍,当然碳氮比只能说明该肥料中的碳和氮的比例,并不能表示养分含量。
(以下碳氮比大小表示:如15/1<50/1)
什么是碳源、氮源?
1、碳源carbon source
是微生物生长一类营养物,是含碳化合物。
常用的碳源有糖类、油脂、有机酸及有机酸酯和小分子醇,生产发酵上一般用红糖、葡萄糖、糖蜜等等。
根据微生物所能产生的酶系不同,不同的微生物可利用不同的碳源。
2、氮源nitrogen source
作为构成生物体的蛋白质、核酸及其他氮素化合物的材料。把从外界吸入的氮素化合物或氮气,称为该生物的氮源。
把氮气作为氮源的只限于固氮菌、某些放线菌和藻类等。
高等植物和霉菌以及一部分细菌,仅能以无机氮素化合物为氮源。
动物和一部分细菌,只能以有机氮化合物作为氮源。
植物的氮源最重要的是无机化合物的硝酸盐和氨盐。硝酸盐一般需还原成氨盐后才能进入有机体中。
作为氮源的有机化合物有氨基酸、酰胺和胺等。
红糖
碳氮比的作用
碳氮比在我们的种植、发酵过程中,是不可忽视的指标。
1、碳氮比高的有机物分解矿化困难或速度很慢
为什么呢?
原因是当微生物分解有机物时,同化5份碳时约需要同化1份氮来构成它自身细胞体,因为微生物自身的碳氮比大约是5:1。而在同化(吸收利用)1份碳时需要消耗4份有机碳来取得能量,所以微生物吸收利用1份氮时需要消耗利用25份有机碳。也就是说,微生物对有机质的正当分解的碳氮比的25:1。
蔬菜类沼气厌氧发酵工艺条件及经济分析研究
蔬菜类沼气厌氧发酵工艺条件及经济分析研究
蔬菜类沼气厌氧发酵是一种将蔬菜类有机废弃物转化为沼气的可持续能源生产方法。在该工艺中,蔬菜类废弃物通过一系列发酵过程被微生物分解产生沼气。本文主要讨论蔬菜类沼气厌氧发酵的工艺条件和经济分析。
首先,蔬菜类沼气厌氧发酵的工艺条件包括:温度、pH、碳
氮比和反应时间等。一般来说,最适宜的温度范围是35-40摄
氏度,过高或过低的温度会导致微生物活性受到抑制。pH值
应保持在酸性-中性范围内,通常在6-8之间,以利于微生物
的生长和活性。碳氮比是指废弃物中碳和氮的比例,通常在
20-30之间,过高的碳氮比会导致氮的缺乏,从而抑制微生物
的生长。反应时间要根据废弃物的特性和反应器的规模来确定,一般为15-25天。
其次,蔬菜类沼气厌氧发酵的经济分析主要包括投资成本、运营成本和收益等方面。投资成本包括建设沼气发酵装置的设备和建筑物等方面的费用。运营成本包括废弃物处理和维护的成本,以及能源消耗和劳动力成本等。收益主要来自沼气的销售或利用,以及由废弃物处理节约下来的成本。蔬菜类沼气厌氧发酵可以将有机废弃物转化为可再生能源,为生态环境提供了减排减污的解决方案,同时也能带来经济效益。
为了评估蔬菜类沼气厌氧发酵的经济可行性,需要进行详细的成本分析和收益预测。根据具体情况,可以考虑采用不同的沼气利用方式,如发电、加热或煮食等。同时,还要考虑政府的扶持政策和市场的需求情况,以确定项目的可行性和潜在收益。
总之,蔬菜类沼气厌氧发酵是一种可持续的能源生产方法,具有重要的环境和经济意义。通过合理的工艺条件和经济分析,可以为相关行业和政府机构提供决策参考,推动蔬菜类废弃物资源化利用和可再生能源的发展。蔬菜类沼气厌氧发酵是一种对环境友好、可持续发展的能源生产方法。在当前全球环保意识不断增强的背景下,蔬菜类沼气厌氧发酵技术的研究和应用越来越引起人们的关注。本文将进一步探讨蔬菜类沼气厌氧发酵的相关工艺条件和经济分析。
发酵碳氮比计算方法
发酵碳氮比计算方法
碳氮比计算公式为:d=(C/N)100%。碳氮比是指有机物中碳的总含量与氮的总含量的比值,一般用“C/N”表示。例如,蘑菇培养料的碳氮比为30-33:1,香菇培养料的碳氮比为64:1。
此外,微生物生长对碳氮比有一定要求。例如,土壤微生物生长时,用于组成细胞物质的C/N值为5∶1,但在合成这些细胞物质时还需要消耗20份碳素作为能量来源,这样土壤微生物生长的C/N=25∶1。如果原料C/N值较低,微生物在生长过程中就会将多余的氮素分解为氨而放出,使发酵液中构成碱度的物质NH4HCO3增加,可以提高发酵液的缓冲能力。C/N值过高,氮素不足影响微生物生长。
因此,适当的碳氮比例有助于微生物发酵分解。如需了解更多关于发酵碳氮比的信息,建议咨询农业专家或查阅农业类书籍。
沼气发酵的影响因素
沼气发酵的影响因素
作者:任海涛
来源:《中国科技博览》2014年第09期
摘要
沼气作为一种重要的生物质能,是可再生能源的重要组成部分。沼气由于最初发现于沼泽中,故名沼气。沼气是利用粪便、农作物秸秆等有机物在厌氧的条件下,经过微生物生理代谢产生主要成分为CH4和CO2,还有少量的H2、H2S、CO等可燃性气体,属生物质能源。通过厌氧发酵可杀死秸秆等发酵原料中的病源虫卵,故发酵后的沼液是很好的液体有机肥料,可以用沼液喷施蔬菜、果树和农作物,除具有良好肥效外,还有抗寒、抗病虫害和增产的作用。沼渣是沼气发酵后剩余的半固体物质,其中含有丰富的有机质、腐殖酸、氨基酸、氮、磷、钾等微量元素;它可以作为土壤的改良剂,减少使用化学肥料带来的环境污染,促进生态农业建设。开展沼气发酵的研究有着重大的意义和作用。
关键词:沼气发酵的影响因素
【分类号】:S216.4
s
1.温度
沼气发酵受到温度和温度波动的影响。沼气发酵可分为三个温度范围:50~65℃称高温发酵,20~45℃称中温发酵,20℃以下称低温发酵[49]。此外,随自然温度变化的发酵方式称常温发酵。在同一温度类型条件下,由于沼气发酵微生物的代谢活动随着温度的上升而增加,在一定的温度范围内,温度越高,发酵产气速率越快;短时间内若温度波动幅度过大时,可能导致停止产气。很多研究者对此进行了大量的研究,Harremoes等通过分析实验结果,得出了以下结论:中温厌氧消化的最佳温度为30~40℃。当温度在15℃以上时,厌氧发酵才能很好地进行[50]。温度在10℃以下,无论产酸菌还是产甲烷菌都都受到严重抑制;温度在10℃以上,产酸菌首先开始活动,总挥发酸的产量直线上升;温度在15℃以上时,产甲烷菌的代谢活动才活跃起来,产气率明显提高,挥发酸含量迅速下降,在气温下降时必须考虑保温[51]。
C_N对沼气产气量的影响
C/N 对沼气产气量的影响
高礼安1,邓功成13,赵洪1,李静1,马媛1,李永波1,黎娇凌1,俸才军2,张林2,杨世凯2
(1.黔南民族师范学院生命科学系,贵州都匀555800;2.黔南州农村能源与环境保护办公室,贵州都匀555800)
摘要 以鲜猪粪和风干稻草为原料,采用批量发酵法研究不同C/N (18/1、23/1、28/1、33/1、38/1、43/1)对厌氧发酵产气量和产气特性的影响。结果表明,在常温条件下,各处理沼气发酵均能迅速启动,但C/N 为23/1的处理发酵启动最快;C/N 为33/1的处理60d 发酵平均日产气量、总产气量和T S 产气率最高。关键词 C/N ;沼气;产气量中图分类号 S216.4 文献标识码 A 文章编号 0517-6611(2009)15-06879-02E ffect of C/N on G as P roduction of Biogas
G AO Li 2an et al (Life Science Departm ent of Qiannan N orm al C ollege for Nationalities ,Duyun ,G uizh ou 555800)
Abstract W ith fresh pig m anure and air dry straw as the m aterials ,the effects of different C/N (18/1,23/1,28/1,33/1,38/1,43/1)on gas produc 2tion and gas characteristics in anaerobic ferm entation process were studied w ith batch ferm entation m eth od.T he results sh owed that all treatm ents could be rapidly starting biogas ferm entation under ambient tem perature ,but the starting of biogas ferm entation in treatm ent w ith C/N of 23/1was the m ost rapidly.T he average daily gas production ,total gas production and T S gas production rate in treatm ent w ith C/N of 33/1were the highest in 60d.K ey w ords C/N ;Biogas ;G as production
浅析农村沼气的生产技术要点
浅析农村沼气的生产技术要点
[摘要] 沼气是有机物质在厌氧环境中,在一定的温度、湿度、酸碱度的条件下,通过微生物发酵作用,产生的一种可燃气体。是可再生的清洁能源,既可替代秸秆、薪柴等传统生物质能源,也可替代煤炭等商品能源,而且能源效率明显高于秸秆、薪柴、煤炭等。
[关键词] 农村沼气;生产;技术
一、沼气的产生与使用
要使沼气池正常启动,首先,要选择好投料的时间,然后准备好配比合适的发酵原料,入池后原料搅拌要均匀,水封盖板要密封严密。一般沼气池投料后第二天,便可观察到气压表上升,表明沼气池已有气体产生。最初,要将产生的气体放掉(直至气压表降至零),待气压表再次上升时,在灶具上点火,如果能点燃,表明沼气池已经正常启动。如果还不能点燃,照上述方法再重试一次,还不行,则要检查沼气的料液是否酸化或其它原因。经检查沼气池的密封性能符合要求即可投料。沼气池投料时,先应按要求根据发酵液浓度计算出水量,向池内注入定量的清水,将准备的原料先倒一半,搅拌均匀,再倒一半接种物与原料混合均匀,照此方法,将原料和菌种在池内充分搅拌均匀,将沼气池密封。当地一般在3月份准备原料,4—5月份投料,投料选择在中午进行,到7—8月份温度升高后,有利于沼气发酵的完全进行,充分利用原料。
二、生产沼气的原料配制
农村沼气发酵种类根据原料和进料方式,常采用以秸秆为主的
一次性投料和以禽畜粪便为主的连续进料两种发酵方式。现在常用的以后一种方式为主。一座8m3水压式沼气池,发酵有效容积约6m3。由于不同种类畜禽粪便的干物质含量不同,现以猪粪为例计算如何配制沼气发酵原料。猪粪的干物质含量为18%左右,北方发酵浓度宜在8%左右,则需猪粪约1800kg左右,制备的接种物600kg,添加清水3000kg,在发酵过程中由于沼气池与猪圈、厕所修在一起,可自行补料。制备沼气发酵接种物,农村沼气发酵接种物一般采用老沼气池的发酵液添加一定数量的人畜粪便。比如,要制备500kg 发酵接种物,一般添加200kg的沼气发酵液和300kg的人畜粪便混合,堆沤在不渗水的坑里并用塑料薄膜密闭封口,1周后即可作为接种物。如果没有沼气发酵液,可以用农村较为肥沃的阴沟污泥250kg,添加250kg人畜粪便堆沤1周左右即可;如果没有污泥,可直接用人畜粪便500kg进行密闭堆沤,10d后便可作沼气发酵接种物。
常用发酵原料的碳氮比
常用发酵原料的碳氮比成分碳(%)氮(%)碳:氮
干稻草67:1
干麦草87:1
玉米秸53:1
树叶41:1
大豆茎32:1
野草26:1
花生茎叶19:1
鲜牛粪25:1
鲜马粪24:1
鲜猪粪13:1
鲜人粪:1
鲜羊粪29:1
酒精槽液:1
固体酒槽16:1
造纸黑液90:1
豆制品废水12:1
杂木屑
栎木屑
稻草
麦秸
玉米粒
玉米芯
豆秸
野草
甘蔗渣
棉籽壳56
麦麸
米糠
啤酒槽 6 8
豆饼
花生饼49
菜籽饼
马粪
黄牛粪
奶牛粪24
猪粪25 2
鸡粪30 3 10
沼气发酵过程用控制条件的常用参数
沼气发酵过程用控制条件的常用参数
沼气发酵是一种将有机废弃物通过微生物代谢转化为沼气的生物过程。控制条件是指在沼气发酵过程中,通过调节一系列参数来优化产气效果。
以下是沼气发酵过程中常用的控制条件参数:
1.温度:沼气发酵需要适宜的温度条件。通常,沼气发酵的最适温度
范围在25℃-40℃之间。过低的温度会影响微生物活性,减少产气量,而
过高的温度则会导致微生物死亡,影响发酵效果。
2.pH值:沼气发酵过程中的pH值也是一个重要的控制条件。沼气发
酵的最适pH范围在6-8之间。酸性环境会抑制产气细菌的生长,碱性环
境则会抑制甲烷菌的活性,因此需要保持适当的pH值来促进产气过程。
3.颗粒度:废弃物的颗粒度对沼气发酵过程也有影响。碎颗粒化的废
弃物表面积更大,微生物更容易附着并进行生化反应,利于产生沼气。因
此废弃物的颗粒度应控制在一定范围内。
4.助发酵剂:在沼气发酵过程中添加助发酵剂可以提高产气效果。常
用的助发酵剂有菌种、复合微生物菌剂、活性填料等。这些助发酵剂可以
增加沼气菌群,优化发酵环境,促进废弃物的降解和产气过程。
5.溶解氧:沼气发酵过程应保持适当的溶解氧水平。过高的溶解氧会
抑制产气细菌的生长,而适量的溶解氧有助于微生物的呼吸代谢,促进产
气过程。
6.厌氧反应器类型:沼气发酵过程中使用的厌氧反应器类型也是一个
重要的控制条件。常见的厌氧反应器有连续搅拌反应器(CSTR)、上升式
流化床反应器(UASB)、固定床反应器等。不同类型的反应器在废弃物降
解效率、产气速率等方面具有差异。
7.饲料比:沼气发酵过程中的饲料比也是一个重要的控制条件。饲料
浅谈氮源、碳源与碳氮比
浅谈氮源、碳源与碳氮比
一、氮源
从外界吸收的氮素化合物或氮气,称为该植物、生物的氮源。氮源可分为两大类:有机氮源和无机氮源。
1、常用的无机氮源包括各种无机化合物的硝酸盐、氨、氨盐、亚硝酸盐、羟胺、氨基酸、酰胺、胺、碳酰胺等等。
2、常用的有机氮源材料有:
植物界的:猪粪、花生饼、啤酒糟、菜籽饼、鸡粪、豆饼、棉子饼、豆浆渣等等,
非植物界的:微生物、动物残体以及它们的附属制品,如蛋白粉、鱼骨粉、蚕蛹粉、蛋白胨、酵母粉、废菌丝体等。
二、碳源
含有碳元素且能被微生物生长繁殖所利用的一类营养物质统称为碳源。
碳是微生物生长的一种营养物,含碳化合物为微生物或细胞的正常生长、分裂提供物质基础。碳源对微生物生长代谢的作用主要为提供细胞的碳架,提供细胞生命活动所需的能量,提供合成产物的碳架,碳源有糖类、油脂、有机酸及有机酸酯和小分子醇。
常用的有机碳源材料有:杂木屑、树皮、椰糠、玉米粒、秸秆、玉米芯、甘蔗渣、稻草、栎木屑、杂树叶、稻糠、野杂草等等。
“绿色与棕色”
所有的植物都是以碳为基础的:绿色的植物含碳量较少,可以很快分解。棕色的植物含碳量较高,分解速度较慢。
绿色
食物废料15:1 剪下的草20:1
腐熟脏肥25:1 理想的混合比例30:1
棕色
棕色的叶子(40~80):1 玉米秆60:1
稻草80:1 纸170:1 木片500:1
三、碳氮比
碳氮比是指配制发酵的原料中,含有的碳元素与氮元素的总物质量之比,一般用“C/N”表示。
因为高等植物以无机氮素化合物为氮源,所以我们制作有机肥的主要目的之一,就是利用微生物细菌把有机氮源材料转化为无机氮源材料的过程,这个过程就叫做发酵。也就是经过发酵后的树叶才可以被无花果树利用。
谈谈沼气技术
垃圾 、污 水 、工业 有机废Fra Baidu bibliotek物等 都可 以作为生产 沼气 的
原料 。沼气池 中为保证 细菌 的厌 氧 消化过程 ,就要使 厌 氧细 菌能够 旺盛 的生长 、发 育 、繁殖和代谢 。这些 地 瓜 滕 叶 细菌 的生命越 旺盛 ,产生 的沼 气就越 多 。因此 造成 良 花 生滕 叶 好 的厌 氧分解条 件 ,为厌氧 细菌 的生命 活动创 造适 宜 落 的 环 境 是 多产 沼 气 的关 键 。为 此 应 采 取 以 下 措施 : 生产沼气的条件 1 格 的厌 氧 环 境 :分 解 有 机 质 并 产 生 沼 气 的 细 .严
3 .合 适 的 碳 氧 比 :生 产 沼 气 的 原 料 也 是厌 氧 菌 生 主要 成 分是 甲烷 ,通 常 占总体 积 的 6 — 长 、繁殖 的营养物质 。这些 营养物质 中最重要 的是碳 0 7 % ;其次是硫化氢 、氮 、氢 和一 氧化碳 素 与氨 素两种 营养物质 。在厌 氧菌生 命活动 过程 中需 0
格密封。
浓度 降低 ,减少 了单 位体积 的沼气产 量 ,使沼气池 得
能一
源
2 .足 够 的菌种 :由于 沼气 发 酵原 料 成 分十 分 复 不到充分利用。 杂 ,因此发酵 过程需 要足够 的菌种 ,包括产 酸菌 和 甲 4 .适 当 的 P H值 :厌 氧 菌 适 于 在 中 性 或 弱 碱 性 环 H值一 般保 持 在 6 5 . — 烷 菌 。这 些 菌种 大 量存 在于 阴 沟 、粪 池 、沼泽 和 池 境 中生 长 繁殖 ,故发 酵 液 的 P 75 . 。过酸 、过碱对厌 氧菌的生命 活动均不利 。如酸性 过 大 ,可 在 发 酵 液 中 加 入 适 量 的 石 灰 或 草 木 灰 ;如 碱 性过大则应加入若干鲜草 、水草 、树 叶和水。 5 .合适的温度 :适宜的温度是保持和增强菌种活化 能力的必要条件。通常发酵温度在 5 0 —6 ℃范围内均能正 常产气 。在一定的温度范围内,随着发酵液温度 的升高 , 沼气产量可大幅度增加 。根据采用发酵温度的高低,可以
沼气发酵工艺参数对沼气及沼液成分影响的实验研究
沼气发酵工艺参数对沼气及沼液成分影响的实验
研究
一、本文概述
随着全球对可再生能源和环境保护的日益关注,沼气作为一种可再生的清洁能源,其开发和利用受到了广泛关注。沼气发酵工艺参数是影响沼气及沼液成分的关键因素,直接关系到沼气的产量和品质,以及沼液作为有机肥料的价值。因此,本文旨在通过实验研究,探究沼气发酵工艺参数对沼气及沼液成分的影响,为优化沼气发酵工艺、提高沼气产量和品质提供理论依据和实践指导。
本文将首先介绍沼气发酵的基本原理和工艺流程,阐述沼气发酵工艺参数的定义和分类。在此基础上,设计并实施一系列实验,通过控制不同的发酵温度、发酵时间、底物浓度等关键工艺参数,观察并记录沼气产量、沼气成分(如甲烷含量、二氧化碳含量等)以及沼液成分(如有机质含量、氮磷钾等营养元素含量)的变化。
通过对实验数据的分析,本文将探讨不同工艺参数对沼气及沼液成分的影响机制,揭示各参数之间的相互作用关系。结合国内外相关研究成果,对比分析不同工艺参数下的沼气发酵效果,提出优化沼气发酵工艺的建议和措施。
本文的研究成果将为沼气发酵技术的推广应用提供有益参考,有助于推动沼气产业的可持续发展,促进环境保护和能源结构的优化。通过深入研究沼气发酵工艺参数的影响,有望为其他生物发酵过程的优化提供借鉴和启示。
二、材料与方法
本实验选用了多种不同的农业废弃物,包括猪粪、牛粪、鸡粪和农作物秸秆等,作为沼气发酵的原料。这些原料均来自当地的农业生产和畜禽养殖场,具有广泛的代表性。
实验采用了标准的沼气发酵装置,包括厌氧发酵罐、气体收集系统和沼液收集系统。厌氧发酵罐采用密封设计,保证厌氧环境;气体收集系统用于收集沼气并测定其成分;沼液收集系统则用于收集并分析发酵后的残余液体。
有机肥发酵碳氮比多少最好
有机肥发酵碳氮比多少最好
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有机物中碳的总含量与氮的总含量的比叫做碳氮比(简写为C/N)。
碳氮比对微生物的生长代谢起着重要的作用。若碳氮比低,则微生物分解速度快,温度上升迅速,堆肥周期短;碳氮比过高则微生物分解速度缓慢,温度上升慢,堆肥周期长。不同碳氮比对猪粪堆肥NH3挥发和腐熟度的影响:低碳氮比的NH3挥发明显大于高碳氮比处理,说明碳氮比越低,其氮素损失越大;低碳氮比堆肥盐分过高,会抑制种子发芽率,而高碳氮比会导致堆肥肥料养分含量不达标。相比之下,碳氮比为24.0和32.4的处理较有利于减小氮素的损失和促进堆肥的腐熟。因此,综合考虑各方面因素,堆肥的碳氮比控制在25~3O为宜。
在禽畜粪便堆肥过程中,碳源被消耗,转化为CO2和腐殖质物质,氮则主要以NH3的形态散失,或者转化为硝酸盐和亚硝酸盐,或为微生物生长代谢所吸收。因此,碳和氮的变化是反映堆肥发酵过程变化的重要特征,总碳含量和总氮含量均呈下降趋势,且总碳含量下降速度大于总氮含量。而碳氮比,则是用来判断堆肥反应是否达到腐熟的重要指标,C/N变化为总体上呈现出缓慢下降趋势。赵由才认为,腐熟堆肥理论上讲应趋于微生物菌体的碳氮比,即16左右。一般认为,
C/N从最初的25~30或更高降低到15~20,表示堆肥已经腐熟,达到稳定程度。
沼气发酵适宜的碳氮比(C:N)值范围较宽,6~30:1范围之内都可以,但大家公认的范围是20~30:1比较理想。秸秆堆沤腐熟,碳∶氮以20~30∶1最适宜。在秸秆堆沤时,应适当加入人畜粪尿等含氮量较高的有机物质或适量的氮素化肥,把其碳氮比调节到适宜的范围内,以利于微生物繁殖和活动,缩短堆肥时间。化肥调节使用较多的是尿素和硫铵。
混合原料沼气厌氧发酵影响因素分析及工艺优化
混合原料沼气厌氧发酵影响因素分析及工艺优化开展农业废弃物多元物料混合厌氧发酵研究是实现农业废弃物资源化利用和减少环境污染的重要途径。开展多种类物料混合厌氧发酵技术研究,可避免单一原料厌氧发酵缺陷,提高沼气发酵产气效率,从而高效率地解决环境污染与能源生产问题。
基于该技术的产业价值和科学问题的前沿性,进行此方面的研究具有重要意义。本研究从原料配比、碳氮比(C/N)、底物浓度、接种物比例和温度等方面分析了这些因素对混合原料沼气厌氧发酵效果的影响,并基于这些因素,对混合原料沼气厌氧发酵工艺进行了优化。
研究取得以下主要结果:(1)原料混合发酵CH<sub>4</sub产量较原料单独发酵时有显著提高; 3 种原料按一定比例混合后沼气发酵效率高于 2 种原料混合。不同原料混合组,随原料配比的变化,沼气产量和CH<sub>4</sub:产量呈先增加后减少的趋势;沼气产量和CH<sub>4</sub:产量最大时的原料配比不同,牛鸡麦组为牛粪和鸡粪配比50:50 ,牛猪麦组为牛粪和猪粪配比75:25 ,鸡猪麦组为鸡粪和猪粪配比25:75 。
适宜配比下较高的发酵效率在于其保持了发酵料液中适宜的pH、总铵态氮
和游离态NH3含量。混合原料发酵存在协同作用,鸡猪麦混合后CH<sub>4</sub> 产量提高程度最大,其次为牛猪麦组,牛鸡麦组最小,说明猪粪最适宜与其它粪
便混合发酵。
(2)C/N对混合原料沼气发酵效果有显著影响。不同原料混合组,随C/N
户用沼气不同发酵原料产气效果试验
关键 词 :户用 沼 气 ;发酵 原料 ;产 气
Gaspr du to f ce c fdi e e e me i g m a e i l o o e o d bi g s o cin e i i n y o f r ntf r ntn t ra s f r h us h l o a
可谓 “ 一举 多得 ” 。
湿重 1 1 : 混合 ,发酵原料的 T 值控制在 8 s %左右 。
接种物 ( 粪坑 或沼 气池 中的悬 浮污 泥 ) 每个 处 理 老 各 投入 50k 。具 体 见表 1 0 g 。采 用 标 准 8i 户用 沼 n 气 池 ,投料 量按池 子 容积 的 8 %即 68i 计算 ,试 5 . n
重量 。
7 4
法对发 酵原 料进行 干物 质含量 测定 。
1 2 测 定方 法 .
1 | 童 } 琅 舛姨
2 2 产气 能力 .
22 第 期 0 年 1 1
验前先 将稻 草和食 用菌 废 菌料 进行 堆 沤 ,并用 烘 干
处理 1 、2和 3的 每 千克 干 物 质 产 气 能 力 平 均 值分 别为 026 .4 . 1 、029和 0 26m / g .3 k ,可 以看 出 处 理 2高 于处 理 1和 处 理 3 ,说 明稻 草 +食 用菌 废 菌 料和猪 粪按 干物质 比 2 1 合 发 酵后 产 气 能力 最 :混
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沼气发酵细菌消耗碳的速度是利用氮的速度的25~30倍。
在其他条件都具备的情况下,入池原料的碳氮比例达到15~25:1,可使沼气发酵正常进行。
如果比例失调,就会使微生物的生命活动和产气受到影响。
因此,制取沼气不仅要有充足的原料,还要注意各种发酵原料碳氮比的合理搭配。
发酵原料按营养成分为富碳和富氮原料。
富碳原料:这类原料主要是指各种农作物秸秆和杂草。
它们含碳量高,碳氮比通常超过30:1,主要成分为木质素、纤维素、半纤维素和蜡质,
代谢利用和产气速率较慢。以这类物质为原料时,需要进行预处理,以提高原料的利用率和产气速率。
富氮原料:这类原料主要是人、畜禽的粪便以及易腐生活垃圾,
它们的氮元素含量较高,碳氮比一般都小于25:1。
粪便的颗粒较细,作为正常沼气池的原料,不必进行预处理,代谢分解和产气速率较快。
除了秸秆、粪便等原料外,农村的一些水生植物,如水葫芦、水花生、水草等,
繁殖速度快、产量高、碳氮比合适,容易被沼气发酵细菌利用,也是比较理想的原料。
碳氮比过高和过低都不利于沼气发酵细菌生长分裂,
而某些有害菌则成有时菌群,造成沼气池产气少甚至不产气。
沼气发酵过程中,原料C/N值在不断变化,细菌不断将有机碳素 化为CH4和Co2生成沼气放出,
同时将一部分碳素和氮素合成细胞物质,多余的氮素物质则溶于发酵液中,
经过这样一轮分解,C/N值则下降一次,因此发酵间中的C/N值总是要比原料低得多。
沼气细菌在发酵原料中吸取的主要营养是碳元素和氮元素,这就存在这两种元素的比例问题:
碳为沼气细菌提供能量,氮用于构成细胞,一般碳氮比例为20—30:1;
如果发酵原料中碳素太多,氮被利用后,剩下过多的碳素,容易造成有机酸大量积累,不利于沼气发酵。
一般情况下,鲜粪和秸秆的重量比例为2:1。
原料中的碳氮比如果较低,微生物生长过程中就会将多余的氮素分解为氨而放出,
使发酵液中构成碱性的物质增加。