沼气发酵技术-微生物发酵产生沼气
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不产甲烷菌为产甲烷菌清除有毒物质
不产甲烷菌与产甲烷菌共同维持环境中适宜 的pH
(二）沼气发酵wk.baidu.com程
有机质 水解 产酸 产甲烷 沼气
第一阶段─水解发酵
纤维素 蛋白质 脂肪
纤维酶 蛋白酶
双糖或单糖
脂肪酶
多肽和氨基酸
脂肪酸和甘油
第二阶段──产酸
单糖 氨基酸
脂肪酸
可
简 乙酸、甲酸
溶 性
产酸菌
单 化
丙酸、CO2、 氢气
四、沼气池施工
（一）规划与选址
⒈ 沼气池、猪圈、厕所“三结 合” ，使人畜粪便自流入池，以 达到连续进料、冬季保温、消灭 蚊蝇、改善农村环境卫生的目的。
“四位一体”庭园沼气图
⒉ 优先采用新型高效和 “圆、小、浅”池型，并 做好原料的前、后处理。
⒊ 选择地下水位低、土 质好、背风向阳的地方建 池,尽量避开竹林和树林。
富氮原料
富氮原料通常指动物粪便，这 类原料经过动物肠胃系统的充分 消化，颗粒细小，含有大量低分 子化合物和较高的含水量，做沼 气原料，容易分解，产气很快， 发酵期较短。
富碳原料
富碳原料通常指秸秆等农作 物的残余物，这类原料富含纤维 素、半纤维素、果胶以及难降解 的木质素和植物蜡质。干物质含 量高，质地疏松，比重小，厌氧 分解慢，产气周期长。
1.沼气微生物的种类
沼
发酵性细菌
气 不产甲烷菌
微
产氢、产乙酸菌
生 物
甲烷杆菌 产甲烷菌 甲烷球菌
甲烷八叠球菌
甲烷螺旋菌
不产甲烷菌
不产甲烷菌能将纤维、半纤维、 淀粉、蛋白质、脂肪等复杂有机 物分解成乙酸、丙酸、丁酸等简 单的小分子量的物质，为产甲烷 菌提供基质。
产甲烷菌
产甲烷菌是沼气发酵微生物 的核心，它们严格厌氧，适宜 在中性环境中繁殖，依靠乙酸、 二氧化碳和氢生长，并以废物 的形式排出甲烷。
●自动破壳原理
在园弧形导流板 顶部和各层面上设 置破壳齿利用沼气 池产气用气动力， 使可能形成的结壳 自动破除、浸润， 充分发酵产气。
●强制回流原理
由抽渣管和活塞组成的强制回流与清渣装 置，实现轻松管理和永续利用的目标。
●微生物成膜增殖原理
沼气微生物在旋 流布料墙表面附着、 富集、增殖，形成 厌氧生物膜，减少 了微生物的流失。
（二）动态沼气池功能
●自动循环与消短除盲 ●自动破壳与强制回流 ●固菌与微生物膜增殖 ●太阳能自动集热增温
●自动循环原理
沼气池产气时， 沼气压力将池内 料液压到水压池， 用气时料液经单 向阀回流进发酵 池，形成料液自 动循环。
●消短除盲原理
在螺旋面池底上 用一园弧型导流板将 进出料隔断，使入池 原料沿园周流动，增 加了料液在池内的流 程和滞留时间，消除 了发酵盲区和料液 “短路”的发生。
（五）适宜的酸碱度
沼气发酵最适宜酸碱度 (pH)为 6.8～7.4，pH值在 6.4以下、7.6以上对发酵都 要产生抑制作用。
（六）合适的负荷
农村沼气池的负荷一般用发酵原料 的浓度（干物质的量）来表示,其大小 由厌氧活性污泥的数量、活性及发酵 温度等因素决定。夏季 ６%～8% ， 秋冬季10%～12%。
（七）持续搅拌
静态发酵沼气池随着发酵时 间的推移，由上向下逐步分成 浮渣层、清液层、活性层、沉 渣层。
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。
物
合
质
物 醇类
第三阶段--产甲烷
挥发性酸
醇类、二氧化碳 甲烷菌 甲烷
氢气
二、 沼气发酵条件
●充足的沼气发酵原料 ●质优量多的沼气微生物 ●严格厌氧的生态环境 ●尽量高的发酵温度 ●适宜的酸碱度 ●合适的负荷 ●持续的搅拌
(一) 沼气发酵原料
原料是沼气微生物赖以生存和 产生沼气的物质基础。按物理形 态分为液态原料和固态原料；按 营养成分为富氮原料和富碳原料。
原料碳氮比
沼气发酵微生物消耗碳的速度比消耗 氮的速度要快25～30倍。因此，碳氮比 例配成25～30:1可以使沼气发酵在合适 的速度下进行。如果碳氮比例失调，就 会使微生物的生命活动受到影响，以致 抑制或者停止，产气量下降。
（二）沼气发酵微生物
沼气发酵微生物包括有机质分解菌（不产 甲烷微生物）和产甲烷菌两大菌群，人工制 取沼气的核心菌落是甲烷菌群，自然界一切 具备厌氧条件和有机物的地方都可以找到它 们的踪迹（如，池塘、湖泊、下水道，甚至 反刍动物的瘤胃中）。
沼气发酵
一、沼气发酵原理 二、沼气发酵条件 三、沼气装置 四、沼气施工 五、沼气运行 六、发酵产物利用
一、沼气发酵原理
沼气发酵是复杂的微生物学过程，只 有有了大量的沼气微生物，并使各 种类群的微生物得到最佳的生长条 件，各种有机物原料才会在微生物 的作用下转化为沼气。
(一) 沼气微生物
沼气发酵是指各种有机物在 一定的水分、温度和厌氧条件 下，被各类沼气微生物分解转 化，最终生成沼气的过程。
2.沼气微生物生长规律
生物和生命活动以新陈代谢为 基础，沼气发酵微生物的生长和 代谢过程分为适应期、对数生长 期、平衡期、衰亡期四个时期。
沼气微生物生长曲线
3.沼气发酵微生物间的相
互关系
不产甲烷菌为产甲烷菌提供生长和产甲烷所 需的基质；产甲烷菌为不产甲烷菌生化反应解 除反馈抑制。
不产甲烷菌为产甲烷菌创造适宜的厌氧环境。
持续搅拌
搅拌可以使发酵原料分布均 匀，增加微生物与原料的接触面， 增强微生物的活性，产气量可提 高50%以上。
三、沼气装置
沼气池是人工制取沼气的主要设 施，是沼气发酵的基础，在设计上 力求简易、实用、高效、易管，在 修建上保证不漏水，不漏气。
（一）动态沼气池结构
由进料间、发酵间、水压酸化间、旋流 墙、出料搅拌器、出料通道等组成。
（二）施工准备
户用沼气池大多为6～12立 方米，施工前应对用料量胸中 有数，以免备料过多或过少， 造成浪费或停工待料。
（三）严格的厌氧环境
产甲烷微生物是严格的厌氧菌， 只能在无氧的生态环境中生存和繁 殖。人工制取沼气的首要外因条件 是建造一个不漏气的厌氧发酵装置。
（四） 合适的发酵温度
温度是制约沼气产量的重要因素， 在10℃到60℃的范围内，沼气均能 正常发酵产气。在这一温度范围内， 一般温度愈高，微生物活动愈旺盛， 产气量愈高。
不产甲烷菌与产甲烷菌共同维持环境中适宜 的pH
(二）沼气发酵wk.baidu.com程
有机质 水解 产酸 产甲烷 沼气
第一阶段─水解发酵
纤维素 蛋白质 脂肪
纤维酶 蛋白酶
双糖或单糖
脂肪酶
多肽和氨基酸
脂肪酸和甘油
第二阶段──产酸
单糖 氨基酸
脂肪酸
可
简 乙酸、甲酸
溶 性
产酸菌
单 化
丙酸、CO2、 氢气
四、沼气池施工
（一）规划与选址
⒈ 沼气池、猪圈、厕所“三结 合” ，使人畜粪便自流入池，以 达到连续进料、冬季保温、消灭 蚊蝇、改善农村环境卫生的目的。
“四位一体”庭园沼气图
⒉ 优先采用新型高效和 “圆、小、浅”池型，并 做好原料的前、后处理。
⒊ 选择地下水位低、土 质好、背风向阳的地方建 池,尽量避开竹林和树林。
富氮原料
富氮原料通常指动物粪便，这 类原料经过动物肠胃系统的充分 消化，颗粒细小，含有大量低分 子化合物和较高的含水量，做沼 气原料，容易分解，产气很快， 发酵期较短。
富碳原料
富碳原料通常指秸秆等农作 物的残余物，这类原料富含纤维 素、半纤维素、果胶以及难降解 的木质素和植物蜡质。干物质含 量高，质地疏松，比重小，厌氧 分解慢，产气周期长。
1.沼气微生物的种类
沼
发酵性细菌
气 不产甲烷菌
微
产氢、产乙酸菌
生 物
甲烷杆菌 产甲烷菌 甲烷球菌
甲烷八叠球菌
甲烷螺旋菌
不产甲烷菌
不产甲烷菌能将纤维、半纤维、 淀粉、蛋白质、脂肪等复杂有机 物分解成乙酸、丙酸、丁酸等简 单的小分子量的物质，为产甲烷 菌提供基质。
产甲烷菌
产甲烷菌是沼气发酵微生物 的核心，它们严格厌氧，适宜 在中性环境中繁殖，依靠乙酸、 二氧化碳和氢生长，并以废物 的形式排出甲烷。
●自动破壳原理
在园弧形导流板 顶部和各层面上设 置破壳齿利用沼气 池产气用气动力， 使可能形成的结壳 自动破除、浸润， 充分发酵产气。
●强制回流原理
由抽渣管和活塞组成的强制回流与清渣装 置，实现轻松管理和永续利用的目标。
●微生物成膜增殖原理
沼气微生物在旋 流布料墙表面附着、 富集、增殖，形成 厌氧生物膜，减少 了微生物的流失。
（二）动态沼气池功能
●自动循环与消短除盲 ●自动破壳与强制回流 ●固菌与微生物膜增殖 ●太阳能自动集热增温
●自动循环原理
沼气池产气时， 沼气压力将池内 料液压到水压池， 用气时料液经单 向阀回流进发酵 池，形成料液自 动循环。
●消短除盲原理
在螺旋面池底上 用一园弧型导流板将 进出料隔断，使入池 原料沿园周流动，增 加了料液在池内的流 程和滞留时间，消除 了发酵盲区和料液 “短路”的发生。
（五）适宜的酸碱度
沼气发酵最适宜酸碱度 (pH)为 6.8～7.4，pH值在 6.4以下、7.6以上对发酵都 要产生抑制作用。
（六）合适的负荷
农村沼气池的负荷一般用发酵原料 的浓度（干物质的量）来表示,其大小 由厌氧活性污泥的数量、活性及发酵 温度等因素决定。夏季 ６%～8% ， 秋冬季10%～12%。
（七）持续搅拌
静态发酵沼气池随着发酵时 间的推移，由上向下逐步分成 浮渣层、清液层、活性层、沉 渣层。
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。
物
合
质
物 醇类
第三阶段--产甲烷
挥发性酸
醇类、二氧化碳 甲烷菌 甲烷
氢气
二、 沼气发酵条件
●充足的沼气发酵原料 ●质优量多的沼气微生物 ●严格厌氧的生态环境 ●尽量高的发酵温度 ●适宜的酸碱度 ●合适的负荷 ●持续的搅拌
(一) 沼气发酵原料
原料是沼气微生物赖以生存和 产生沼气的物质基础。按物理形 态分为液态原料和固态原料；按 营养成分为富氮原料和富碳原料。
原料碳氮比
沼气发酵微生物消耗碳的速度比消耗 氮的速度要快25～30倍。因此，碳氮比 例配成25～30:1可以使沼气发酵在合适 的速度下进行。如果碳氮比例失调，就 会使微生物的生命活动受到影响，以致 抑制或者停止，产气量下降。
（二）沼气发酵微生物
沼气发酵微生物包括有机质分解菌（不产 甲烷微生物）和产甲烷菌两大菌群，人工制 取沼气的核心菌落是甲烷菌群，自然界一切 具备厌氧条件和有机物的地方都可以找到它 们的踪迹（如，池塘、湖泊、下水道，甚至 反刍动物的瘤胃中）。
沼气发酵
一、沼气发酵原理 二、沼气发酵条件 三、沼气装置 四、沼气施工 五、沼气运行 六、发酵产物利用
一、沼气发酵原理
沼气发酵是复杂的微生物学过程，只 有有了大量的沼气微生物，并使各 种类群的微生物得到最佳的生长条 件，各种有机物原料才会在微生物 的作用下转化为沼气。
(一) 沼气微生物
沼气发酵是指各种有机物在 一定的水分、温度和厌氧条件 下，被各类沼气微生物分解转 化，最终生成沼气的过程。
2.沼气微生物生长规律
生物和生命活动以新陈代谢为 基础，沼气发酵微生物的生长和 代谢过程分为适应期、对数生长 期、平衡期、衰亡期四个时期。
沼气微生物生长曲线
3.沼气发酵微生物间的相
互关系
不产甲烷菌为产甲烷菌提供生长和产甲烷所 需的基质；产甲烷菌为不产甲烷菌生化反应解 除反馈抑制。
不产甲烷菌为产甲烷菌创造适宜的厌氧环境。
持续搅拌
搅拌可以使发酵原料分布均 匀，增加微生物与原料的接触面， 增强微生物的活性，产气量可提 高50%以上。
三、沼气装置
沼气池是人工制取沼气的主要设 施，是沼气发酵的基础，在设计上 力求简易、实用、高效、易管，在 修建上保证不漏水，不漏气。
（一）动态沼气池结构
由进料间、发酵间、水压酸化间、旋流 墙、出料搅拌器、出料通道等组成。
（二）施工准备
户用沼气池大多为6～12立 方米，施工前应对用料量胸中 有数，以免备料过多或过少， 造成浪费或停工待料。
（三）严格的厌氧环境
产甲烷微生物是严格的厌氧菌， 只能在无氧的生态环境中生存和繁 殖。人工制取沼气的首要外因条件 是建造一个不漏气的厌氧发酵装置。
（四） 合适的发酵温度
温度是制约沼气产量的重要因素， 在10℃到60℃的范围内，沼气均能 正常发酵产气。在这一温度范围内， 一般温度愈高，微生物活动愈旺盛， 产气量愈高。