☆沼气工程技术 农业部沼气科学研究所：颜丽.ppt

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1、1沼气工程技术农业部沼气科学研究所：颜丽2•处理畜禽粪污的沼气工程概念以厌氧消化为核心技术，集粪便处理、沼气生产、沼气和沼肥资源化利用为一体的系统工程。认识与理念带动相关产业发展：沼气工程专业制造，沼肥加工与销售，社会化服务体系等。3替代化石能源，降低温室气体排放；对提高国家能源供应安全性有积极作用。认识与理念解决重点区域畜禽粪污对周围环境的污染问题；改善项目实施区农业生产和人民生活环境质量。沼气工程的作用4沼气工程建设内容（一池三建）：“一池”：沼气发酵池（也称厌氧消化器），即在厌氧条件下，利用厌氧微生物分

2、解有机物并生产沼气的装置。“三建”：预处理系统，包括格栅、沉砂、调节水质和水量、计量、进料等设施；沼气利用系统，包括沼气净化、储存、输配和利用（发电、民用、烧锅炉）等设施；沼肥利用系统，包括沼渣、沼液的中转、调蓄、综合利用或进一步处理的设施。认识与理念（（第三产业）5社会环境养殖业农业（第一产业）生物质（粪污）生产沼气、有机肥工业（第二产业）自然环境能肥能肥粪污土地环境友好物（H2O、CO2、N…）服务业第三产业）认识与理念产业链与循环经济贸易、运输、生活、科研等基础知识研讨内容厌氧消化器类型6厌氧消化工艺7

3、Ⅰ基础知识81.1沼气发酵的生物作用沼气发酵微生物是人工制取沼气的最重要因素，有了大量的沼气微生物，并使各种类群的微生物获得基本的生长条件，沼气发酵原料才能在微生物的作用下转化为沼气。沼气发酵过程中主要有五大菌群（发酵性细菌、产氢产乙酸菌、耗氢产乙酸菌、产甲烷菌）参与活动。1基础知识9细菌细胞产氢产乙酸细菌水解发酵细菌溶解性有机物内源代谢产物液化阶段产氢产乙酸阶段产甲烷阶段1基础知识不溶性有机物挥发酸(乙酸、丙酸等)其他产物H2、CO2产甲烷细菌CH4、CO2细菌细胞沼气发酵基本原理图10和二氧化碳1基础知识

4、五大菌群：①发酵性细菌：一些不溶性物质被发酵性细菌所分泌的胞外酶水解为可溶性糖、肽、氨基酸和脂酸，再将吸入细胞，发酵为乙酸、丙酸、丁酸等和醇类及一定量的H2及CO2②产氢产乙酸菌：除甲酸、乙酸和甲醇外的物质均不能被产甲烷菌所利用，所以必须由产氢产乙酸菌将其分解转化为乙酸、氢11五大菌群：③耗氢产乙酸菌：它们既能利用H2+CO2生成乙酸，也能代谢糖类生成乙酸。④产甲烷菌（食氢、食乙酸）：它们在厌氧条件下将前三群细菌代谢的终产物，在没有外源受氢体的情况下，把乙酸和H2、CO2转化成CH4+CO2。产甲烷菌广泛存在

5、于水沉积物和动物消化道等极端厌氧的环境中。1基础知识12稳定在适宜范围。1基础知识水解发酵细菌、产氢产乙酸细菌的作用—为甲烷菌提供营养（将发酵原料的碳水化合物、蛋白质和脂肪等复杂有机物水解后形成可溶性的简单化合物，该类菌为产甲烷菌提供合成细胞的基质和能源。--为产甲烷菌创造适宜的厌氧生态环境（该类菌群中的好氧和兼性厌氧菌的活动，使发酵液的氧化还原电位不断下降，逐步为产甲烷菌创造厌氧生态环境。--为产甲烷菌清除有毒物质。--与甲烷菌共同维持环境中适宜的酸碱度（氨化细菌进行氨化作用，产生的氨可以中和部分有机酸；产

6、甲烷菌不断利用乙酸、氢和二氧化碳生成甲烷；通过这两类菌群的共同作用，使发酵液的pH值13产甲烷菌（食氢、食乙酸菌）将水解发酵细菌、产氢产乙酸细菌的产物（乙酸、氢气和二氧化碳等）发酵基质转化为甲烷。1基础知识141.2沼气发酵的条件沼气发酵就是培养和积累厌氧消化细菌，使细菌具有良好的生活条件；只有首先做到了这一点，才有可能获得较好的沼气产量或污水处理效率。微生物的生命活动要求多种条件，其中主要条件包括发酵原料、厌氧活性污泥、消化器负荷、发酵温度、pH值、碳氮比、有害物质的控制及均质等。1基础知识15沼气工程发酵

7、原料食品废水制药废水酿酒废水淀粉废水有机垃圾作物秸秆工业有机废水1基础知识(1)发酵原料的种类及其碳、氮配比发酵原料既是产生沼气的底物，又是沼气发酵细菌赖以生存的养料来源。人畜粪便、污水好氧剩余污泥16发酵原料的C:N比：是指原料中有机碳素与氮素含量的比例关系，因为微生物生长对碳和氮有一定要求，其利用速度是20-30倍的关系，因此发酵原料的碳氮比20‾30:1，或者BOD5:N:P=200:5:1为宜。1基础知识17(2)足够的接种物(微生物量)厌氧活性污泥是由厌氧消化菌与悬浮物质和胶体物质结合在一起形成的具

8、有很强分解有机物能力的凝絮体，颗粒体或附着膜。厌氧微生物(厌氧活性污泥)是沼气发酵的主体。接种量一般为发酵液10%‾50%；当采用老沼气池发酵液体作为接种物时，接种量应占总发酵液的30%以上。1基础知识18(3)严格的厌氧环境沼气微生物的核心菌群---产甲烷菌是一种厌氧性细菌，对氧特别敏感，这类菌群的生长、发育、繁殖、代谢等生命活动过程中都不需要空气。空气中的氧会使其生命活动受到抑制，甚至死亡。因此