马 粪 羊 粪 鸡 粪 风干粪 二、质优足量的菌种
22 75 30 65 78 25 70 35 ? 接种物的来源主要有如下几处:沼气池、湖泊、沼泽、池塘底部;阴沟污泥之中;积水粪坑之中;动物粪便及其肠道之中;屠宰场、酿造厂、豆制品厂、副食品加工等阴沟之中以及人工厌氧消化装置之中。 农村沼气一般加入接种物的量为总投料量的10%--30%。在其他条件相同的情况下,加大接种量,产气快、气质好,启动不易出现偏差。? 三、严格的厌氧环境
? 沼气微生物的核心菌群----产甲烷菌是种厌氧性细菌,对氧特别敏感,它们在生长、发育、繁殖、代谢等生命活动中都不需要空气,空气中的氧气会使其生命活动受以抑制,甚至死亡。产甲烷只能在严格厌氧的环境中才能生长。所以,修建沼气也,要严格密闭,不漏水,不漏气,这不仅是收集沼气和贮荐举沼气发酵原料的需要,也是保证沼气微生物在厌氧的生态条件下生活得好,使沼气池能正常产气的需求。这就是为什么把漏水漏气的沼气称为“病态池”的道理。 四、适宜的发酏酵温度
? 温度是沼气发酵的重要外因条件,温度适宜则细菌繁殖旺盛,活力强,厌氧分解和生成甲烷的速度就快,产气就多。温度是产气好不的关键。
? 研究发现:在10—60℃的范围内,沼气均能正常发酵产气。低于10℃或高于10℃或高于60℃都严重抑制微生物生存、繁殖,影响产气。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。微生物对温度变化十分敏感,温度突升或空降,都会影响微生物的生命活动,使产气状况恶化。
? 通常把不同的发酵温度区分为三个范围,即把46—60℃称为高温发酵,28—38℃称为中温发酵,10—26℃称为常温发酵。农村沼气池靠自然温度发酵,属于常温发酵。常温发酵虽然温度范围较广,但在10—26℃范围内,温度较高,产气较好。这就是为什么沼气池在夏季,特别是气温最高的7月产气量大,而在冬季最冷的1月产气很少,甚至不产气的原因,也是农村沼气池在管理上强调冬天必须采取越冬措施,以保证正常产气的原因。 五、适宜的酸碱度
? 沼气微生物的生长、繁殖,要求发酵原料的酸碱度保持中性,或者微偏碱性,过酸、过碱都会影响产气。测定表明,酸碱度在PH=6—8之间,均可产气,以PH=6.5—7.5产气量最高,PH低于6或高于9时均不产气。 ? 农村户用沼气池发酵初期由于产酸菌的活动,池内产生大量的有机酸,导致PH下降。随着发酵持续进行,氨化作用产生的氨中和一部分有机酸,同时甲烷菌的活动,使大量的挥发酸转化为甲烷(CH4)和二氧化碳(CO2),使PH逐渐回升到正常值。所以,在正常的发酵过程中,沼气池内的酸碱度变化可以自然进行调解,先由高到低,然后又升高,最后达到恒定的自然平衡(即适宜的PH),一般不需要进行人为调节。
只有在配料和管理不当,使正常发酵过程受到破坏的情况下,才可能出现有机酸大量积累,发酵料液过于偏酸的现象。此时,可取出部分料液,加入等量的接种物,将积累的有机酸转化为甲烷,或者添加适量的草木灰或石灰澄清液,中和有机酸,使酸碱度恢复到正常。 六、适度的发酵浓度
? 适宜的干物质浓度为4%--10%,即发酵原料含水量为90%--96%。发酵浓度随着温度的变化而变化,夏季一般为6%左右,冬季一般为8%--10%。浓度过高或过低,都不利于沼气发酵。浓度过高,则含水量过少,发酵原料不易分解,并容易积累大量酸性物质,不利于沼气菌的生长繁殖,影响正常产气。浓度过低,则含水量过多,单位容积里的有机物含量相对减少,产气量也会碱少,不利于沼气池的充分利用。 七、持续的搅拌
? 静态发酵沼气池原料加水混合与接种物一起投进沼气池后,按其比重和自然沉降规律,从上到下将明显的逐步分成浮渣层、清液层。大量的微生物集聚在底层活动,因为此外接种污泥多,厌氧条件好,但原料缺乏,同时形成的密实结壳,不利于沼气的释放。
? 沼气池的搅拌通常分为搅拌、气体搅拌和液体三种方式。机械搅拌是通过机械装置运转达到搅拌的目的;气体搅拌是将沼气从池底部冲进去,产生较强的气体回流,达到搅拌的目的,液体搅拌是从沼气池的出料间将发酵液抽出,然后从进料管冲入沼气池内,产生较强的液体回流,达到搅拌的目的。
? 农村户用沼气通过采用强制回流的方式进入人工液体搅拌,实践证
明,适当的搅拌方法和强度,可以使发酵原料分布均匀,增强微生物与原料的接触,使之获取营养物质有机会增加,活性增强,生长繁殖旺盛,从而提高产气量。搅拌又可以打碎结壳,提高原料的利用率及能量转换效率,并有利于气池的释放。采用搅拌后,平均产气量可提高30%以上。
第四讲 沼气发酵常用工艺
? 我国农村大多数户用沼气池的发酵工艺,从温度来看,是常温发酵工艺;从投料方式来看,是半连结投料工艺;从料注流动方式看,是料液分层状态工艺;按原料的生化变化过程看,是单相发酵工艺,因此其发酵工艺属于常温、半连续投料、分层、单相发酵工艺。 半连续发酵工艺流程
? 我国农村户用沼气池一般都采用常温半连续发酵工艺生产沼气,其工艺流程如图5—10所不,这种发酵工艺采用的主要原料是粪便和秸秆,应控制的主要参数是启动浓度、接种物比例及发酵周期。启动浓度一般小于6%,这对顺利启动有利。接种物一般占液的总量的10%以上,秸秆较多时应加大接种物数量。发酵周期根据气温情况和农业用肥情况而定。
第五讲 典型户用沼气池与沼气池的建设
? 各种有机质通过微一物的作用,进行厌氧发酵人工制取沼气的密闭装置在我国被称为沼气池,它是生态家园的基础和核心。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。
? 在我国,沼气经过100多年的发展历程,形成了各种各样的沼气池。按储气方式,有水压式、浮罩式和气袋式三大类;按几何形状,有圆筒形、球形、椭球形等多种形状;按发酵机制,有常规型、污泥滞留型和附着膜型三大三类;按埋设位置,有地下式、半埋式和地上式三大百炼成钢;按建池材料,有砖结构池、混凝土结构池、钢筋混凝土结构池、玻璃钢池、塑料池和钢丝网水泥池等;按发酵温度,有常温发酵池、中温发酵池和高温发酵池。 一、旋流布料和沼气池 ㈠结构?
旋流布料自动循环沼气池由进料口、进料管、发酵间、储气室、活动盖、水压酸化间、旋流布料墙、单间阀、抽渣管、活塞、导气管、出料通道等部分组成。根据料液循环方式的不同,分为旋流布料自动循环沼气池和旋流布料强制循环沼气池。 1、进料口和进料
? 进料口位于畜禽舍地下,由设在地下的进料管与发发酵间边通进料口奖厕所、畜禽舍收集的粪污,通过进料管注入沼气池发酵间。进料管内径一般为20—30厘米,采取直管插于池墙中部(5-13)或直插池顶部的方式与以酵间连通,目的是保持进料顺畅、便于搅拌、施工方便。 2、发酵间和储气室
? 是沼气池的主体部分,其几何开关为圆筒形,发酵原料在这里发酵,产生的沼气溢出水面进入上部的削球形储气间储存。因此,要求发酵间