沼氣發(fā)生的原理?沼氣的應用?

【專家解說】：沼氣的基本知識 • 沼氣是一種可燃氣體，由于這種氣體最先是在沼澤中發(fā)現(xiàn)的，所以稱為沼氣。 • 定義：沼氣是有機物在隔絕空氣和一定的溫度、濕度、酸堿度等的條件下，經(jīng)過沼氣細菌的作用產(chǎn)生的一種可燃氣體。 • 沼氣是一種混合氣體，主要成分是55%-70%甲烷、25%-40%CO2 、少量H2 、H2 S、CO、N等。 • 沼氣物理、化學性質(zhì) 沼氣的主要成分是甲烷。甲烷是無色、無臭的氣體，分子式CH4 ，分子量為16.04，在0ºC 101325Pa標準狀態(tài)下，甲烷對空氣的相對密度為0.5548，沼氣約為0.94；甲烷的熱值為35.9MJ/m3，沼氣低熱值2025MJ/m3。 沼氣的應用 • 一個4～5人的家庭，如每天有相當于3頭大豬 糞便入沼氣池，可滿足炊事、照明用能需要。 • 燃燒沼氣可給小雞、小豬保溫，也可以用沼氣貯糧滅蟲或水果保鮮。 • 沼液、沼渣是優(yōu)質(zhì)的肥料、餌料，沼液喂豬可降低料肉比，縮短飼養(yǎng)期。 • 農(nóng)村辦沼氣后，人畜糞便及時入池發(fā)酵，抑制了蚊蠅的滋生，糞便中的寄生蟲卵、血吸蟲卵和某些病菌的殺滅率達98％，農(nóng)村衛(wèi)生狀況改善，保證了農(nóng)民的身體健康。沼氣發(fā)酵微生物沼氣發(fā)酵 • 沼氣發(fā)酵的定義： 有機物質(zhì)（如人畜糞便、污泥等）在厭氧條件下，通過種類繁多、數(shù)量巨大、且功能不同的各類微生物的分解代謝，最終產(chǎn)生沼氣的過程。沼氣發(fā)酵 • 特點 1）沼氣微生物自身耗能少 2）沼氣發(fā)酵能夠處理高濃度的有機廢物 3）沼氣微生物對營養(yǎng)要求較低，能處理的廢物種類多 4）沼氣發(fā)酵受溫度的影響較大 5）發(fā)酵的主要終產(chǎn)物----甲烷和CO2 很容易從發(fā)酵液中分離出來沼氣發(fā)酵工藝類型 • 以投料運轉(zhuǎn)方式區(qū)分 1）連續(xù)發(fā)酵，適于處理來源穩(wěn)定的城市污水、工業(yè)廢水和大、中型畜牧場的糞便等； 2）半連續(xù)發(fā)酵，我國廣大農(nóng)村由于原料特點和農(nóng)村用肥集中等原因，主要采用這種發(fā)酵工藝； 3）批量投料發(fā)酵，主要用于研究有機物沼氣發(fā)酵的規(guī)律和發(fā)酵產(chǎn)氣的關系等方面。 • 以發(fā)酵溫度區(qū)分 1）高溫發(fā)酵，微生物特別活躍，有機物分解消化快，產(chǎn)氣率高，主要適用于處理溫度較高的有機廢水，如酒廠的酒槽廢液等； 2）中溫發(fā)酵，世界各國的大、中型沼氣工程普遍采用這種工藝； 3）常溫發(fā)酵，沼氣結構簡單，造價低，農(nóng)村目前的經(jīng)濟條件下，以采用這種發(fā)酵工藝為 宜。 • 以發(fā)酵級差區(qū)分 1）單級發(fā)酵，特點是發(fā)酵池在一個發(fā)酵池內(nèi)進行，池子構造簡單，操作較方便，造價低，我國農(nóng)村沼氣池多屬這種類型。 2）兩級和多級發(fā)酵，滯留期長，有機物分解較徹底，但投資較高。沼氣發(fā)酵原料 • 自然界中幾乎所有的有機物都可以作為沼氣發(fā)酵原料，例如人、畜糞和家禽糞便、生活污水等。 • 分類： 1）富氮原料（人、畜和家禽糞便） 2）富碳原料（農(nóng)作物秸桿） 3）其他：城市有機廢物，水生植物等 沼氣發(fā)酵工藝類型 • 沼氣發(fā)酵原料的配比 1）碳氮比，20-30：1搭配較為適宜； 2）濃度，發(fā)酵液濃度一般以6%為好； 3）糞草比，在生產(chǎn)應用中，糞草比一般應達到2：1以上，不宜少于1。 沼氣發(fā)酵的條件 • 接種物** 1）作用：沼氣發(fā)酵必須有大量菌種（接種物），而且接種量與發(fā)酵產(chǎn)氣有直接的關系； 2）來源：城市地下污水、湖池塘底部的污糞坑底部沉渣都含有大量沼氣微生物，農(nóng)村最直接的接種物是沼氣池本身的污泥沉渣； 3）接種量：一般為發(fā)酵料液的10~15%，當采用老沼氣發(fā)酵液作為接種物時，為發(fā)酵料液的 30%以上。 沼氣細菌 沼氣發(fā)酵啟動要有足夠數(shù)量含優(yōu)良沼氣菌種的接種物。 • 充足的發(fā)酵原料 產(chǎn)生沼氣的物質(zhì)基礎。沼氣發(fā)酵時，原料要充足，而且要適當搭配，保持一定的碳、氮比 例。 • 發(fā)酵原料濃度 6%較適宜 • 適當?shù)乃釅A度 PH6.8-7.8,堿度3000-8000毫克/升 • 嚴格的厭氧環(huán)境 沼氣池除進出料口外必須嚴格密閉 • 適宜的溫度 常溫發(fā)酵10~26ºC 中溫發(fā)酵28~38ºC 高溫發(fā)酵46~60ºC 農(nóng)村沼氣發(fā)酵一般采用常溫發(fā)酵（沼氣池結構簡單，造價低）。 沼氣池的發(fā)酵啟動 • 定義 新建成的或已大換料的沼氣池,從進料開始,到能夠正常而穩(wěn)定地產(chǎn)生沼氣的過程. • 要求： (1) 加入豐富的接種物 添加10~30%的接種物,即含有大量沼氣發(fā)酵微生物的各種厭氧活性污泥.老沼氣池中的 懸浮污泥,發(fā)酵冒泡的有機廢水,坑塘污泥等都可作接種物. (2)原料預處理 接種物用量<10%或干糞、鮮人糞、羊糞等時必須進行預處理。 池外堆漚 (3)選用優(yōu)質(zhì)發(fā)酵原料 有機營養(yǎng)適合的牛糞、豬糞、羊糞或馬糞，其C/N比<25:1，啟動快，產(chǎn)氣好。 (4)掌握好發(fā)酵料液濃度及加水量 發(fā)酵料液濃度是指原料的總固體（或干物質(zhì)）重量占發(fā)酵液重量的百分比。 第一次投料量應為池子容積的80％，最大為85％，運行后每天繼續(xù)進料。 加料加水為6米3 池子加4.8～5.1米3 ，8米3 池子加6.4～6.8米3 。 料液濃度控制在3～6％，濃度過大會造成料液酸化。 發(fā)酵原料的含水以90～94％較適宜。 (5)調(diào)節(jié)好發(fā)酵原料酸堿度 pH以6.8～7.5為佳。一個啟動正常的沼氣池一般自動調(diào)節(jié)pH達到平衡。 當pH<6.5時，取出部分發(fā)酵液，加入大量接種物或加入草木灰使pH調(diào)節(jié)到6.5以上，使其 正常產(chǎn)氣。 (6)啟動與放氣試火 選擇晴天將預處理原料和準備好的接種物混合好投入池內(nèi)。并按以上要求加水、封好活動 蓋。沼氣池便開始啟動。 壓力表水柱達到30～40厘米水柱*米，應放氣試火，一般點不著。水柱再次上升到20厘米 以上水柱時，第二次放氣試火，如能點燃，說明發(fā)酵已經(jīng)正常啟動。 一般封池3天后即可點燃。 沼氣池的日常管理 • 勤加料、勤出料 三結合的沼氣池可每天將人畜糞便沖入池內(nèi)，未三結合的沼氣池，每3～5天應補料一次。 為了保證沼氣池內(nèi)的正常水位，應及時從抽渣器或水壓間出料，但進出料量應大致保持 平衡。 • 經(jīng)常攪拌沼氣池內(nèi)的發(fā)酵原料 • 要控制發(fā)酵濃度 • 經(jīng)常檢查酸堿度 • 加強越冬管理 入冬前沼氣池要徹底換料一次，沼氣池進出口要加蓋，并在大于池體面積上邊用塑料覆 蓋，進行防寒。 • 做好安全發(fā)酵 1、不能向沼氣池內(nèi)投農(nóng)藥、重金屬化合物等有害物質(zhì)令沼氣細菌死亡，造成沼氣池停止 產(chǎn)氣。 如發(fā)現(xiàn)沼氣細菌中毒，應將池內(nèi)發(fā)酵料液取出一半，再投入一半新料就能正常產(chǎn)氣。 2、調(diào)整發(fā)酵液酸堿度的石灰、氨水及為刺激發(fā)酵產(chǎn)氣添加的碳酸氨銨尿素等。 安全注意事項 1、沼氣發(fā)酵初期的試火，應在燈爐具上進行，禁止在沼氣池導氣管口試火。 2、沼氣池進出料口要加蓋，以防人、畜掉進去造成傷忙。 3、沼氣池內(nèi)部維修時，先要打開所有蓋口，清除池內(nèi)料液，敞1～2天，并向池內(nèi)鼓風排出殘存沼氣。再用小雞等小動物試驗。如沒有異常現(xiàn)象發(fā)生，在池外監(jiān)護人員全程監(jiān)護下方能入池。入池人員必須系安全繩，如有頭暈、發(fā)悶的感覺，應立即救出池外。嚴禁池內(nèi)操作人員使用明火照明和在池內(nèi)吸煙。 4、經(jīng)常檢查輸氣管道、開關、接頭是否漏氣，如果漏氣要立即更換或維修，以免發(fā)生火災。不用氣時要關好開關。在廚房如嗅到臭雞蛋味，要開門開窗并切斷氣源，人也要離開，待室內(nèi)無味時，再檢修漏氣部位。 5、每個沼氣池都要安裝水壓表，經(jīng)常檢查沼氣池的壓力變化。當池內(nèi)壓力太大時，要立即用氣、放氣，以防沖開池蓋造成事故。如果池蓋已經(jīng)沖開，須立即熄滅附近煙火，以免引起火災。 6、在沼氣池活動蓋密封的情況下，進出料的速度不宜過快，保證池內(nèi)緩慢升壓或降壓。在大出料時，要在導氣管處拔掉沼氣輸送管，以免沼氣池產(chǎn)生負壓而損壞。 7、如遇不正常情況，應請當?shù)剞r(nóng)村能源部門派員幫助處理。