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1、沼气发酵技术第1页，共22页，编辑于2022年，星期日沼气沼气一、定义：一、定义：富含有机物的沼泽地会发酵形成很多可燃性的混富含有机物的沼泽地会发酵形成很多可燃性的混合气体，这种混合气体被称为沼气。合气体，这种混合气体被称为沼气。二、物理性质二、物理性质 无色、易燃、有毒、略有臭味无色、易燃、有毒、略有臭味三、组成三、组成 60%70%甲烷，甲烷，30%40%CO2，少量氢、氮、，少量氢、氮、硫化氢等其它气体，沼气具有很高的热值是很好的气态硫化氢等其它气体，沼气具有很高的热值是很好的气态燃料。燃料。第2页，共22页，编辑于2022年，星期日四、生产沼气的原料四、生产沼气的原料农作物秸杆，人畜粪
2、便，工业废液渣，城市垃圾等农作物秸杆，人畜粪便，工业废液渣，城市垃圾等聚合物降解聚合物降解产酸阶段产酸阶段甲烷形成甲烷形成将有机物中大分子高聚物如纤维素，淀粉，将有机物中大分子高聚物如纤维素，淀粉，蛋白质等，分解成可溶性小分子单体。蛋白质等，分解成可溶性小分子单体。小分子糖类等有机物质分解形成挥发性小分子糖类等有机物质分解形成挥发性有机酸及氢气和有机酸及氢气和CO2厌厌氧氧严格厌氧的甲烷形成细菌将有机酸（主要是严格厌氧的甲烷形成细菌将有机酸（主要是乙酸）降解转化形成甲烷乙酸）降解转化形成甲烷五、沼气发酵的过程五、沼气发酵的过程第3页，共22页，编辑于2022年，星期日农村特点：农村特点：地域广
3、阔，村庄居住分散地域广阔，村庄居住分散农村经济发展缓慢，农村生农村经济发展缓慢，农村生活用能主要是柴草和畜粪活用能主要是柴草和畜粪等生物质能源等生物质能源农村饲料、肥料、燃料农村饲料、肥料、燃料“三料三料”具缺具缺五、农村沼气技术五、农村沼气技术我国于上世纪我国于上世纪80 年代起，在农村推广应用小型户用沼气，年代起，在农村推广应用小型户用沼气，2003 年国家发改委、农业部立项在全国农村规模推广农村户年国家发改委、农业部立项在全国农村规模推广农村户用沼气，推动了我国农村沼气的迅速发展用沼气，推动了我国农村沼气的迅速发展第4页，共22页，编辑于2022年，星期日农村沼气的作用农村沼气的作用（1
4、）供家庭烧火作饭，照明）供家庭烧火作饭，照明（2）沼气残渣经密闭发酵，杀死了病毒、虫卵，而）沼气残渣经密闭发酵，杀死了病毒、虫卵，而N，P，K等营养成分保留下来安全有效的有机肥等营养成分保留下来安全有效的有机肥（3）沼液喷洒叶面，不但增加了叶面肥，还可防治虫）沼液喷洒叶面，不但增加了叶面肥，还可防治虫害，降低农药残留量害，降低农药残留量（4）沼气池建在塑料大棚，可用于保温、光照和提长二氧）沼气池建在塑料大棚，可用于保温、光照和提长二氧化碳浓度化碳浓度第5页，共22页，编辑于2022年，星期日1、沼气池的结构类型、沼气池的结构类型水压式沼气池水压式沼气池工作原理：水压气，气压水的产气用气反复循环
5、工作方式。工作原理：水压气，气压水的产气用气反复循环工作方式。优点：圆筒型沼气池结构简单、造价低廉、施工容易、原料死角少，适优点：圆筒型沼气池结构简单、造价低廉、施工容易、原料死角少，适合粪便原料的发酵。合粪便原料的发酵。钢模现浇混凝土沼气池：钢模现浇混凝土沼气池：可规模施工，施工速可规模施工，施工速度快，沼气池坚固耐度快，沼气池坚固耐用。用。砖模砌筑沼气池：砖模砌筑沼气池：不需用模具，运输方不需用模具，运输方便，适用于庄点分散便，适用于庄点分散的山区施工的山区施工第6页，共22页，编辑于2022年，星期日2、户用沼气发酵工艺、户用沼气发酵工艺采用常规法发酵工艺：原料一入池便立即与发酵细菌采用
6、常规法发酵工艺：原料一入池便立即与发酵细菌完全混合利用完全混合利用第7页，共22页，编辑于2022年，星期日特点：特点：（1）半连续发酵，定期排渣，定期加料。）半连续发酵，定期排渣，定期加料。（2）温度随季节变化，夏季产率高，冬季产率低）温度随季节变化，夏季产率高，冬季产率低（3）无搅拌装置）无搅拌装置优点：辅助设备少，操作简单，经济实用，是优点：辅助设备少，操作简单，经济实用，是现阶段户用沼气发展的实用技术。现阶段户用沼气发展的实用技术。第8页，共22页，编辑于2022年，星期日3、户用沼气的发酵原料、户用沼气的发酵原料人畜（猪、牛、马、羊、鸡）粪便人畜（猪、牛、马、羊、鸡）粪便富氮原料，发
7、酵周期短，是主要原料富氮原料，发酵周期短，是主要原料各种农作物秸杆（稻草、麦草、玉米秸杆等）各种农作物秸杆（稻草、麦草、玉米秸杆等）富碳原料，多含纤维素、半纤维素等，在研富碳原料，多含纤维素、半纤维素等，在研青草、菜叶（制豆腐的废渣废水、屠宰场废水等）。青草、菜叶（制豆腐的废渣废水、屠宰场废水等）。第9页，共22页，编辑于2022年，星期日4、户用沼气发酵技术、户用沼气发酵技术原料预处理原料预处理菌种的预处理菌种的预处理新建沼气池配比新建沼气池配比30%以上的沼气菌种，来源主要是正常发以上的沼气菌种，来源主要是正常发酵沼气池中的沼渣沼液和人工堆沤培养菌种。酵沼气池中的沼渣沼液和人工堆沤培养菌种
8、。主要为人工堆沤培养菌种主要为人工堆沤培养菌种将配合好的人畜粪便在池外先清除柴草、土块、泥沙等杂将配合好的人畜粪便在池外先清除柴草、土块、泥沙等杂物，将原料均匀拌合后堆放在阳光充足的地方，在原料堆物，将原料均匀拌合后堆放在阳光充足的地方，在原料堆上加一定的水，然后覆盖一层塑料薄膜，夏季堆沤上加一定的水，然后覆盖一层塑料薄膜，夏季堆沤2 3d，春秋季堆沤春秋季堆沤5 7d 即可投料使用。即可投料使用。第10页，共22页，编辑于2022年，星期日沼气池的保温沼气池的保温一般沼气细菌在一般沼气细菌在1 060范围内都能进行发酵，温度越高产范围内都能进行发酵，温度越高产气越好，低于气越好，低于1 0基
9、本不发酵产气。基本不发酵产气。常使用太阳能暖棚常使用太阳能暖棚发酵原料的搅拌发酵原料的搅拌人工用长勺通过进料管插入沼气池内搅拌或从抽渣管抽出人工用长勺通过进料管插入沼气池内搅拌或从抽渣管抽出部分料液从进料管倒回发酵间进行搅拌。部分料液从进料管倒回发酵间进行搅拌。进出料管理进出料管理用活塞式抽渣器从沼气池底部抽出沉渣，然后从进料口加入新原用活塞式抽渣器从沼气池底部抽出沉渣，然后从进料口加入新原料。料。换料原则：先出后进，出多少进多少换料原则：先出后进，出多少进多少第11页，共22页，编辑于2022年，星期日5、户用沼气池的池容量及发酵启动、户用沼气池的池容量及发酵启动常温发酵的沼气池平均日产气量
10、常温发酵的沼气池平均日产气量0.2m3/m3，按照目前，按照目前农村的生活水平，推广的户用沼气池的池容量为农村的生活水平，推广的户用沼气池的池容量为8m3，需常年存栏成猪需常年存栏成猪4 头或成牛头或成牛2 头以上。头以上。投料时间最好选择晴天，气温较低不宜投料启动发酵，投料时间最好选择晴天，气温较低不宜投料启动发酵，8m3沼气池第一次装料，需鲜牛粪或猪粪沼气池第一次装料，需鲜牛粪或猪粪3m3，水，水4m3。第12页，共22页，编辑于2022年，星期日6、户用沼气池的应用模式、户用沼气池的应用模式“三位一体三位一体”、“四位一体四位一体”庭院经济模式庭院经济模式第13页，共22页，编辑于202
11、2年，星期日第14页，共22页，编辑于2022年，星期日“猪（牛）猪（牛）沼（太阳能）沼（太阳能）果（菜）果（菜）”生态模式生态模式第15页，共22页，编辑于2022年，星期日第16页，共22页，编辑于2022年，星期日7、户用沼气的综合效益、户用沼气的综合效益经济能源效益经济能源效益以以“三位一体三位一体”沼气生态模式为例，每年可产沼气沼气生态模式为例，每年可产沼气400m3 左右，左右，按沼气按沼气0.6 元元/m3 计（天然气计（天然气1.4 元元/m3），年燃料费），年燃料费240 元。元。太阳能暖圈养猪可多出太阳能暖圈养猪可多出1 栏猪，产生的沼渣、沼液施肥果菜，栏猪，产生的沼渣、沼
12、液施肥果菜，节省肥料节省肥料1 0 吨，经济效益显著。吨，经济效益显著。社会生态效益社会生态效益利用沼气改变了农村的用能结构，促进了农村经济的发展。利用沼气改变了农村的用能结构，促进了农村经济的发展。利用沼气改变了农户柴草乱堆、粪便随地流的脏乱差环境，利用沼气改变了农户柴草乱堆、粪便随地流的脏乱差环境，改善了农村的生活环境，促进了农村精神文明建设。改善了农村的生活环境，促进了农村精神文明建设。第17页，共22页，编辑于2022年，星期日六、新型秸杆沼气技术六、新型秸杆沼气技术秸秆沼气：采用秸秆厌氧发酵原理，以秸秆为沼气发酵原秸秆沼气：采用秸秆厌氧发酵原理，以秸秆为沼气发酵原料，不改变户用沼气结
13、构并以此为载体，对秸秆进行预处料，不改变户用沼气结构并以此为载体，对秸秆进行预处理，并加入生物菌剂堆沤后填入沼气池中，像正常沼气池理，并加入生物菌剂堆沤后填入沼气池中，像正常沼气池一样产气、出气的清洁能源技术。一样产气、出气的清洁能源技术。优点：产气率高、产气持续时间长、燃烧热值大、优点：产气率高、产气持续时间长、燃烧热值大、操作方便，保护环境、生产优质肥的特点，突破了操作方便，保护环境、生产优质肥的特点，突破了畜禽粪便为沼气发酵原理的限制，开辟了秸秆综合畜禽粪便为沼气发酵原理的限制，开辟了秸秆综合利用新途径利用新途径第18页，共22页，编辑于2022年，星期日1、材料准备、材料准备无蜡质、无
14、光泽、存放一年以上的稻麦秸秆。无蜡质、无光泽、存放一年以上的稻麦秸秆。8m3沼气发酵池需备秸秆沼气发酵池需备秸秆400公斤、公斤、(NH4)2CO315公公斤，生物菌种斤，生物菌种1公斤堆沤，入池加畜粪接种物公斤堆沤，入池加畜粪接种物2000公斤公斤、秸秆处理、秸秆处理将秸秆铡短至将秸秆铡短至510厘米，用机械粉碎，有利于水份厘米，用机械粉碎，有利于水份的吸收及纤维素、半纤维素、木质素的破坏的吸收及纤维素、半纤维素、木质素的破坏第19页，共22页，编辑于2022年，星期日、秸秆堆沤、秸秆堆沤翻拌后的秸秆堆成垛，打通气孔，再用薄膜覆盖，翻拌后的秸秆堆成垛，打通气孔，再用薄膜覆盖，升温至升温至50
15、度，维持度，维持3天天、秸秆发酵、秸秆发酵、放气试火、放气试火6、循环利用、循环利用第20页，共22页，编辑于2022年，星期日六、工业有机废水厌氧消化工程六、工业有机废水厌氧消化工程优点优点:厌氧消化所需电力消耗少厌氧消化所需电力消耗少 在厌氧条件下，微生物从基质代谢中得到在厌氧条件下，微生物从基质代谢中得到 了能量要比好氧代谢时少很多了能量要比好氧代谢时少很多产物：沼气供电，取暖产物：沼气供电，取暖固体有机肥固体有机肥环保环保第21页，共22页，编辑于2022年，星期日七、城市垃圾生产七、城市垃圾生产“填埋气填埋气”用途：生产电力用途：生产电力垃圾厌氧发酵生产沼气能否成功关键是要防止酸化，也垃圾厌氧发酵生产沼气能否成功关键是要防止酸化，也就是维持垃圾降解和甲烷产生偶联，可控制因子有温就是维持垃圾降解和甲烷产生偶联，可控制因子有温度，水分，接种等。度，水分，接种等。温度填埋深度，气温，填埋方法，微生物活性温度填埋深度，气温，填埋方法，微生物活性第22页，共22页，编辑于2022年，星期日