有沒(méi)有一種爐灶,可以將牛糞烘干,然后再用烘干后的牛糞當(dāng)作燃料繼續(xù)循環(huán)?
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時(shí)間:2024-08-17 08:13:09
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有沒(méi)有一種爐灶,可以將牛糞烘干,然后再用烘干后的牛糞當(dāng)作燃料繼續(xù)循環(huán)?【專(zhuān)家解說(shuō)】:你沒(méi)必要烘干,建造一個(gè)沼氣糞便池,就可以了。把牛糞豬糞往里倒,密封好!時(shí)間長(zhǎng)了就有了沼氣,可以炒
【專(zhuān)家解說(shuō)】:你沒(méi)必要烘干,建造一個(gè)沼氣糞便池,就可以了。把牛糞豬糞往里倒,密封好!時(shí)間長(zhǎng)了就有了沼氣,可以炒菜做飯,燒水,照明等等。沼氣發(fā)酵是一個(gè)復(fù)雜的微生物學(xué)過(guò)程,參加發(fā)酵的微生物數(shù)量巨大,種類(lèi)繁多,只有了解參加沼氣發(fā)酵的多種微生物活動(dòng)規(guī)律、生存條件及作用,并按照微生物的生存條件、活動(dòng)規(guī)律要求,去設(shè)計(jì)沼氣池,收集發(fā)酵原料,進(jìn)行正常管理,使參加發(fā)酵的各種微生物得到最佳的生長(zhǎng)條件,才能獲得較多的產(chǎn)氣量和沼肥,滿足生產(chǎn)、生活需要。我們現(xiàn)在推出的這兩種池體就依據(jù)沼氣發(fā)酵的基本原理設(shè)計(jì)的,所以它的產(chǎn)氣量均高于其它類(lèi)型的沼氣池。
1、什么叫沼氣
沼氣發(fā)酵又叫厭氧消化,是指利用人畜糞便、秸桿、污水等各種有機(jī)物在密封的沼氣池內(nèi),在厭氧條件下(沒(méi)有氧氣),被種類(lèi)繁多的沼氣發(fā)酵微生物分解轉(zhuǎn)化,最終產(chǎn)生沼氣的過(guò)程,在這個(gè)過(guò)種中微生物是最活躍的因素,它們把各種固體或是溶解狀態(tài)的復(fù)雜有機(jī)物,按照各自營(yíng)養(yǎng)需要,進(jìn)行分解轉(zhuǎn)化,最終生成沼氣。沼氣是種混合體,可以燃燒。因?yàn)檫@種氣體最先是在沼澤中發(fā)現(xiàn)的,所以稱(chēng)為沼氣。它的主要成份是甲烷占55%-70%左右,二氧化碳占25%-40%左右。此外,還有少量氫氣、硫化氫、一氧化碳、氮和氨等。
2、沼氣發(fā)酵微生物
在沼氣發(fā)酵過(guò)程中,有發(fā)酵性細(xì)菌、產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌、耗氧產(chǎn)乙酸菌、食氫產(chǎn)甲烷菌等五大類(lèi)微生物參加沼氣發(fā)酵。它們?cè)诎l(fā)酵過(guò)程中的作用及對(duì)生存條件的要求,有以下三個(gè)階段:
第一個(gè)階段落:液化
在沼氣發(fā)酵中首先是發(fā)酵性細(xì)菌群利用它所分泌的胞外酶,如纖維酶、淀粉酶、蛋白酶和脂肪酶等,對(duì)有機(jī)物進(jìn)行體外酶解,也就是把禽畜糞便、作物秸桿、豆制品加工后的廢水等大分子有機(jī)物分解成能溶于水的單糖、氨基酸、甘油和脂肪等小分子化合物這個(gè)階段叫液化階段。
第二個(gè)階段:產(chǎn)酸
這個(gè)階段是三個(gè)細(xì)菌群體的聯(lián)合作用,先由發(fā)酵性細(xì)菌將液化階段產(chǎn)生的小分子化合物吸收進(jìn)細(xì)胞內(nèi),并將其分解為乙酸、丁酸、氫和二氧化碳等,再由產(chǎn)氫乙酸菌把發(fā)酵性細(xì)菌產(chǎn)生的丙酸、丁酸轉(zhuǎn)化為甲烷菌可利用的乙酸、氫和二氧化碳。
另外,還有耗氧產(chǎn)乙酸菌群,這種細(xì)菌群體利用氧和二氧化碳生產(chǎn)乙酸,還能代謝糖類(lèi)產(chǎn)生乙酸,它們能轉(zhuǎn)變多種有機(jī)物為乙酸。
液化階段和產(chǎn)酸階段是一個(gè)連續(xù)過(guò)程,統(tǒng)稱(chēng)不產(chǎn)甲烷階段。在這個(gè)過(guò)程中,不產(chǎn)甲烷的細(xì)菌種類(lèi)繁多,數(shù)量巨大,它們主要的作用是為產(chǎn)甲烷菌提供營(yíng)養(yǎng)和為產(chǎn)甲烷菌創(chuàng)造適宜的厭氧條件,消除部分毒物。
第三個(gè)階段:產(chǎn)甲烷
在此階段中,產(chǎn)甲烷細(xì)菌群可以分為食氫產(chǎn)甲烷菌和依乙酸產(chǎn)甲烷菌兩面三刀大類(lèi)群。已研究過(guò)的就有70多種產(chǎn)甲烷菌,它們利用以上不產(chǎn)甲烷的三中菌群所分解轉(zhuǎn)化的甲酸、乙酸、氫和二氧化碳小分子化合物等生成甲烷。
①生長(zhǎng)非常緩慢,如甲烷八疊球菌在乙酸上生長(zhǎng)時(shí)其培增時(shí)間為1-2天,甲烷菌絲倍增時(shí)間為4-9天;②嚴(yán)格厭氧,對(duì)氧氣和氧化劑非常敏感,在有空氣的條件下就不能生存或死亡;③只能利用少數(shù)簡(jiǎn)單的化合物作為營(yíng)養(yǎng);④它們要求在中性偏堿和適宜溫度環(huán)境條件;⑤代謝活動(dòng)主要終產(chǎn)物是甲烷和二氧化碳為主要成分的沼氣。
3、沼氣發(fā)酵的條件
沼氣發(fā)酵是由多種細(xì)菌參加完成的,它們?cè)谡託獬刂羞M(jìn)行新陳代謝和生長(zhǎng)繁殖過(guò)程中,需要一定的生活動(dòng)條件,只有用人工為其創(chuàng)造適宜生產(chǎn)條件,才能使大量的微生物迅速的繁殖,加快沼氣池內(nèi)的有機(jī)物分解。另一方面控制沼氣池內(nèi)發(fā)酵過(guò)程的正常運(yùn)行,也需要一定的條件。因此,只有滿足微生物的生長(zhǎng)條件和沼氣池正常運(yùn)行條件,才能獲得產(chǎn)氣率大、有機(jī)沼肥提代多的效果。
綜合起來(lái),人工制取沼氣的基本條件是:沼氣細(xì)菌、發(fā)酵原理、發(fā)酵濃度、PH值、嚴(yán)格厭氧環(huán)境和適宜的溫度。這些條件有一項(xiàng)對(duì)沼氣細(xì)菌不適應(yīng),也產(chǎn)生不了沼氣。
(1)沼氣細(xì)菌制取沼氣必須有沼氣細(xì)菌才行,這和發(fā)面需要有酵母菌一樣,如果沒(méi)有沼氣細(xì)菌作用,沼氣池內(nèi)的有機(jī)物本身是不會(huì)轉(zhuǎn)變的沼氣的,所以沼氣發(fā)酵啟動(dòng)時(shí)要有足夠數(shù)量含優(yōu)良沼氣菌種的接種物,這是制取沼氣的重要條件。
在農(nóng)村含有優(yōu)良沼氣菌種的接種物,普遍存在于糞坑底污泥、下水污泥、沼氣發(fā)酵的渣水、沼氣污泥、豆制品作坊下水溝中的污泥,這些含有大量沼氣發(fā)酵細(xì)菌的污泥稱(chēng)為接種物。沼氣發(fā)酵加入接種物的操作過(guò)程稱(chēng)為接種,新建沼氣池頭一次裝料,如果不加入足夠數(shù)量含有沼氣細(xì)菌的接種物,常常很難產(chǎn)氣或產(chǎn)生率不高,甲烷含量低無(wú)法燃燒。另外,加入適量的接種物可以避免沼氣池以酵初期產(chǎn)酸過(guò)多而導(dǎo)致發(fā)酵受阻。
(2)足夠的發(fā)酵原料沼氣發(fā)酵原料是產(chǎn)生沼氣的物質(zhì)基礎(chǔ),又是沼氣以酵細(xì)菌賴(lài)以生存的養(yǎng)粒亞源,因?yàn)檎託饧?xì)菌在沼氣池內(nèi)正常生長(zhǎng)繁殖過(guò)程中,必須從發(fā)酵原料里吸取充足的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),如水分、碳素、氮素、無(wú)機(jī)鹽類(lèi)和生長(zhǎng)素等,用于生命活動(dòng),成倍繁殖細(xì)菌和產(chǎn)生沼氣。
有機(jī)物中的碳水化合物如秸桿中的纖維素和淀粉是細(xì)菌的碳素營(yíng)養(yǎng),有機(jī)物中的有機(jī)氮如畜糞尿中的含氮物質(zhì)慢是細(xì)菌的氮素營(yíng)養(yǎng),當(dāng)有機(jī)物被細(xì)菌分解時(shí),一部分有機(jī)物的碳素和氮素被同化成菌體細(xì)胞,以及組成其他新生物質(zhì),另一部全有機(jī)物則被產(chǎn)酸細(xì)菌分解為簡(jiǎn)單有機(jī)物,后經(jīng)甲烷菌的作用產(chǎn)生甲烷。因此,沼氣發(fā)酵時(shí),原料不僅需要充足而且需要適當(dāng)搭配。保持一定的碳、氮比例這樣才不會(huì)因缺碳素或缺氮素營(yíng)養(yǎng)而影響沼氣的產(chǎn)生和細(xì)菌正常繁殖。
(3)發(fā)酵原料濃度沼氣池中的料液在發(fā)酵過(guò)程中需要保持一定的濃度,才能正常產(chǎn)氣運(yùn)行,如果發(fā)酵料液中含水量過(guò)少,發(fā)酵原料過(guò)多,發(fā)酵液的濃度過(guò)大,產(chǎn)甲烷菌又食用不了那么多,就容易造成有機(jī)酸的大量積累,結(jié)果使發(fā)酵受到阻礙;如果水太多,發(fā)酵液的濃度過(guò)稀,有機(jī)物含量少,產(chǎn)氣量就小。所以沼氣池發(fā)酵液必須保持一定的濃度,根據(jù)多年實(shí)踐農(nóng)村沼氣池一般采用6%-10%的發(fā)酵料液濃度較適宜,在這個(gè)范圍內(nèi),沼氣的初始啟動(dòng)濃度要低一些便于啟動(dòng)。夏季和初秋池溫高,原料分解快,濃度可適當(dāng)?shù)鸵恍?冬季、初春池溫低、原料分解慢發(fā)酵料液濃度保持在10%為宜。
(4)適當(dāng)?shù)乃釅A度酸堿度用PH來(lái)表示,把一張PH試紙,伸入經(jīng)攪拌后的發(fā)酵液中,立即取出與PH試紙附帶的標(biāo)準(zhǔn)比色卡對(duì)比,從顏色的變化就知道發(fā)酵液的酸堿度。
沼氣發(fā)酵細(xì)菌最適宜的PH為6.8-7.5,6.4以下7.6以上都對(duì)產(chǎn)氣有抑制作用。如果PH在5.5以下,就是料液酸化的標(biāo)志,其產(chǎn)甲烷菌的活動(dòng)完全受到抑制。如沼氣初始啟動(dòng)時(shí),投料濃度過(guò)高,接種物中的產(chǎn)甲烷菌數(shù)量又不足,或者在沼氣池內(nèi)一次加入大量的雞糞、薯渣造成發(fā)酵料液濃度過(guò)高,都會(huì)因產(chǎn)酸與產(chǎn)甲烷的速度失調(diào)而引起揮發(fā)酸(乙酸、丙酸、丁酸)的積累導(dǎo)致PH下降。這是造成沼氣池啟動(dòng)失敗或運(yùn)行失常的主要原因。
在沼氣發(fā)酵過(guò)程中,PH變化規(guī)律一般是;在發(fā)酵初期,由于產(chǎn)酸細(xì)菌的迅速活動(dòng)產(chǎn)生大量的有機(jī)酸,使PH下降;但隨著發(fā)酵繼續(xù)進(jìn)行,一方面氨化細(xì)菌產(chǎn)生的氨中和了一部分有機(jī)酸;另一方面甲烷菌群利用有機(jī)酸轉(zhuǎn)化成甲邊遠(yuǎn),這樣使PH又恢復(fù)到正常值。這樣的循環(huán)繼續(xù)下去使沼氣池內(nèi)的PH值一直保持在7.0-7.5的范圍內(nèi),使發(fā)酵正常運(yùn)行。所以,沼氣池內(nèi)的料液發(fā)酵時(shí),只能保持一定的濃度,接種物和適宜的溫度,它就會(huì)正常發(fā)酵,不需要進(jìn)行調(diào)整。
(5)嚴(yán)格的厭氧環(huán)境沼氣發(fā)酵中起主要作用的是厭氧分解菌和產(chǎn)甲烷菌。它們怕氧,在空氣中暴露幾秒鐘就會(huì)死亡,就是說(shuō)空氣中的氧氣對(duì)它們有毒害致死的作用。因此,嚴(yán)格的厭氧環(huán)境是沼氣發(fā)酵的最主要條件之一,我們根據(jù)沼氣細(xì)菌怕空氣的特性,采用了樹(shù)脂和GRC雙封閉的池體,水氣封閉性能完全可以達(dá)到沼氣發(fā)酵運(yùn)生要求;在使用過(guò)處程中,只要無(wú)硬性撞擊和特殊性的意外,在較長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)不存在漏氣問(wèn)題。
(6)適宜的溫度沼氣池內(nèi)發(fā)酵液的溫度,對(duì)產(chǎn)生沼氣的多少有很大影響,這是因?yàn)樵谧钸m宜的溫度范圍內(nèi)溫度越高,沼氣細(xì)菌的生長(zhǎng)、繁殖越快、產(chǎn)沼氣就多。如果溫度不適宜,沼氣細(xì)菌生長(zhǎng)發(fā)育慢、產(chǎn)氣就少或不產(chǎn)氣。所以,溫度是生產(chǎn)沼氣的重要條件。
究竟多高的溫度才適宜呢?一般說(shuō)沼氣細(xì)菌在8-60℃范圍內(nèi)都能進(jìn)行發(fā)酵。人們把沼氣發(fā)酵劃分為三個(gè)發(fā)酵區(qū),即常溫發(fā)酵區(qū)10-26℃,中溫發(fā)酵區(qū)28-38℃,最適溫度為35℃;高溫發(fā)酵區(qū)46-60℃,農(nóng)村的沼氣發(fā)酵,因?yàn)闂l件的限制,一般都采用常溫發(fā)酵,我們?cè)谡託獬刂屑友b了太陽(yáng)能增效裝置,如發(fā)酵溫度低時(shí),可打開(kāi)太陽(yáng)能熱水器的池內(nèi)加溫閥,將熱水引入池內(nèi)的管狀散熱器中,為發(fā)酵料液補(bǔ)充溫度,尤其在冬季,太陽(yáng)能增效裝置對(duì)于沼料發(fā)酵和產(chǎn)氣率將起到很大作用。
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