牲畜粪便处理参考资料

牲畜粪便处理参考资料二、发醇原

料

堆肥原料都可以作沼气发酵原料。

（一）常见沼气发酵原料的理论产气量

计算沼气发酵原料的理论产气量，可先分别测定每种发酵原料中碳水化合物、蛋白质、脂类化合物的含量，然后依据下式计算甲烷的产量

（E）:

E = 0.37A 十0.49B 十 1.04C

式中：E――每克发酵原料的理论产甲烷量，L ;

A、B、C 分别为每克发酵原料中碳水化

合物、蛋白质、脂类化合物的重量g。

然后，再依下式计算二氧化碳的理论产量（D）:

D = 0.37A 十0.49B 十0.36C

式中：D――每克发酵原料的理论二氧化碳产量，L。

研究人员通过测定和用上式计算得出常用沼气发酵原料的组分和理论产气量列于表9-5。

（二）原料的产气率和甲烷含量

沼气发酵原料产生率是指单位重量的原料在发酵过程中产生的沼气量。我国通常用原料所含总固体（T S）的量作原料单位表示原料的产气量。表9-6列出了常用沼气发酵原料以及原料中主要化学成分（碳水化合物、蛋白质和脂类）的沼气产气率和甲烷含量。

（三）原料的总团体百分含量和总固体量原料的总固体百分含量和总固体量可按下式计算：

M TS= W 100%

W,

W TS二W * M TS

式中：M TS――发酵原料总固体百分含量；

W i 发酵原料样品重量；

W2---- 样品在105 土 2 C条件下烘干衡重量;

W发酵原料重量；

W TS发酵原料所含总固体量。

表9-5农村常见沼气发酵原料的组分和理论产气量

原料总固体包括挥发性固体和灰分。在挥发 性固体中，含有原料可转化成甲烷的有机物。 因 此，用原料的挥发性固体的重量作原料计量单位 所表示的原料产气率更为准确。挥发性固体的含 量可用发酵原料总固体中挥发性固体的百分含 量或者发酵原料中的挥发性固体含量表示。 它们 可按下列各式计算：

W VS = W TS * M

VS

= W * M VS

式中：W 3——样品的总固体在550 ±20C 灼烧至 恒重后的重量（灰分）；

M VS ――发酵原料总团体中挥发性固体的百

分含量；

M VS ――发酵原料中挥发性固体物质的百分

含量；

W VS ――发酵原料所含挥发性固体的量； W TS 、W 、W ,、W 2 与前同。

M VS

W -W 3

W 2 100%

M VS

W 2 -W 3

W ,

100%

原料总固体包括挥发性固体和灰分。在挥发 性固体中，含有原料可转化成甲烷的有机物。 因 此，用原料的挥发性固体的重量作原料计量单位 所表示的原料产气率更为准确。挥发性固体的含 量可用发酵原料总固体中挥发性固体的百分含 量或者发酵原料中的挥发性固体含量表示。 它们 可按下列各式计算:

W/s 二 W TS *M VS

= W * M

VS

M VS

W 2 -W 3 W 2 100%

M VS

W 2 -W 3

W ,

100%

式中：W3——样品的总固体在550 ±20C灼烧至恒重后的重量（灰分）；

M VS――发酵原料总团体中挥发性固体的百分含量；

M VS ――发酵原料中挥发性固体物质的百分含量；

W VS――发酵原料所含挥发性固体的量；

W TS、W、W i、W2 ^与刖冋。

（四）原料的碳氮比

如同好氧微生物一样，厌氧微生物对原料的碳氮重量比也有一定要求。表9-7列出了一些常用沼气发酵原料的碳氮比。由表可以看出，其差异比较大。比值大的为贫氮原料，如作物的秸杆、叶、茎等；比值小的为富氮原料，如人畜粪便。厌氧发酵原料的适宜碳氮比为20: 1~30: 1, 碳氮比达到35: 1时，产气量明显下降。

表9-7常用厌氧发酵原料的碳氮比

为使发酵过程有一个较高的产气量，可将贫氮原料与富氮原料适当配合成具有适宜碳氮比的混合原料。

1.混合原料碳氮比的计算

依据表9-7的数据和下式可以粗略计算混合原料的碳氮比，或按要求的碳氮比计算搭配原料的数量。

“ C i X i C2X2 C3X3 GX i ' CX

K —

N1X1N2X2N3X3 NX ' NX

式中：K混合原料的碳氮比;

C、N分别为原料中碳、氮含量，％,

X原料的重量，kg。

2.发酵料浆的配制计算原料配制成料浆，可根据

料浆中所要求的总

固体百分含量计算加水量

XM

100%

M TS

、X

式中: M TS――沼气发酵料浆中总固体百分含量;

X 各种原料（包括水）的重量；

M各种原料总固体的百分含量。

三、发酵工艺和影响发酵的因素

（一）发酵工艺

沼气发酵工艺类型较多，我国农村较普遍采用的是下述两种工艺。

1.自然温度半批量投料发酵工艺

这种工艺的发酵温度随自然温度变化而变化。所用原料主要为秸杆和粪便，采用半批量，方式投料，基本流程见图9-11。

这种发酵工艺的发酵期因季节和农业用肥情况而定，一般为5个月左右，运行中要求定期补充新鲜原料，以免造成产气量下降，该工艺主要缺点是出料操作劳动量大。

原料选择］----- *原料预处理 -------- *配料•丨■ 入池发酵产气大出料

图9-11自然温度半批量投料发酵工艺流程

2.自然温度连续投料发酵工艺

这种工艺是在自然温度条件下，定时定量投料和出