农村户用沼气池安全使用和管理培训ppt课件.ppt

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1、户用沼气池的运行管理和安全使用第一讲沼气发酵基础知识第一节沼气的概念与特性一、什么是沼气二、沼气的来源三、沼气的成分四、沼气的性质一、什么是沼气沼气是有机物质在厌氧条件下，经过微生物的发酵作用而生成的一种可燃气体。在含腐烂有机质较多的沼泽、池塘、污水沟和粪坑里，经常可以看到有气泡冒出。把这种冒出的气泡收集起来，可以用火点燃。因为这种可燃气体最先是在沼泽中发现的，所以称它为沼气。二、沼气的成分沼气是一种混合气体。它的主要成分是甲烷（CH4）、二氧化碳（CO2）和少量的硫化氢（H2S）、氢（H2）、一氧化碳（

2、CO）、氮（N2）等气体。其中甲烷约占50-70%、二氧化碳约占30-40%，其他成分含量极少。三、沼气的性质沼气的主要成分是甲烷，甲烷是一种简单的碳氢化合物。它的化学性质极为稳定，不溶于水，比空气轻一半，是一种无色、无味、无臭、无毒的可燃性气体。沼气未燃烧时略有蒜味或臭鸡蛋气味，是因为沼气中含有少量硫化氢气体的缘故。甲烷的分子式是CH4，是由一个碳原子和四个氢原子构成的化合物，不含氮、磷、钾等元素，所以在燃烧时不会把发酵原料中的肥分烧掉。当甲烷完全燃烧时，呈蓝白色火焰，燃烧温度可达1400℃，能够产生大量

3、的热。每立方米甲烷气体，完全燃烧时，发热量为8717大卡。每立方米人工沼气的发热量为5000大卡左右。相当于1公斤优质煤或0.7公斤汽油的发热量。沼气是一种优质的气体燃料，不仅能用来烧菜、煮饭、点灯，还可以用作动力燃料，开动内燃机。一立方米的人工沼气，能供3-4口之家三餐饭菜的燃料，能使一盏60支光的沼气灯照明6小时，能使一马力的内燃机工作2小时，能发电1.25度。第二节沼气发酵基本原理一、什么是沼气发酵沼气发酵又称为厌氧消化、厌氧发酵和甲烷发酵，是指有机物质（如人畜家禽粪便、秸秆、杂草等）在一定的水分、温

4、度和厌氧的条件下，通过种类繁多、数量巨大、且功能不同的各类微生物的分解代谢，最终形成甲烷和二氧化碳等混合气体（沼气）的复杂的生物化学过程。只有了解参加沼气发酵的多种微生物活动规律、生存条件及作用，并按照微生物的生存条件、活动规律去修建沼气池，收集发酵原料，进行日常管理，使参加发酵的各种微生物得到最佳的生长条件，才能获得较多的产气量和沼肥，满足生产、生活的需要。二、沼气发酵微生物（一）沼气微生物的种类（细菌）沼气发酵是一种极其复杂的微生物和化学过程，这一过程的发生和发展是五大类群微生物生命活动的结果。它们是：

5、“发酵性细菌、产氢产乙酸菌、耗氢产乙酸菌、食氢产甲烷菌和食乙酸产甲烷菌”。这五大类微生物按照各自的营养需要，起着不同的物质转化作用。各种复杂有机物（无论是固体的或是溶解状态的)，都可以经过上述五大类群微生物的分工合作和相互作用的发酵活动而最终生成沼气。在沼气发酵过程中，五大类群微生物（细菌）构成一条食物链，从各类群细菌的主要代谢产物或它们的活动对发酵液酸碱度（PH）的影响来看，沼气发酵过程可分为产酸阶段和产甲烷阶段。前三种细菌（发酵性细菌、产氢产乙酸菌、耗氢产乙酸菌）的活动可使有机物形成各种有机酸，因此，将

6、其统称为不产甲烷菌。后二种细菌（食氢产甲烷菌、食乙酸产甲烷菌）的活动可使各种有机酸转化为甲烷，因此，将其统称为产甲烷菌。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的糖、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CO2以纤维素为例，反应过程如下：发酵性细菌（C6H10O5）n+nH2On(C6H12O6)(纤维素)（水解酶类）(葡萄糖）发酵性细菌2C6H12O6CH3COOH+CH3CH2COOH+CH3CH2CH2COOH+3CO2+3

7、H2(乙酸)(丙酸）)(丁酸)②.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、氢和二氧化碳反应过程如下：丙酸CH3CH2COOH+2H2OCH3COOH(乙酸)+CO2+3H2丁酸CH3CH2CH2COOH+2H2O2CH3COOH(乙酸)+2H2五大菌群：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。2CO2+4H2——→CH3COOH（乙酸）+2H2O直接代谢C6H12O6（糖类）——→3CH3COOH（乙酸）④.

8、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转化成气体产物CH4/CO2。产甲烷菌广泛存在于水底沉积物和动物消化道等极端厌氧的环境中。生成CH4的主要反应如下：食氢产甲烷菌H2/CO2：4H2+CO2————→CH4+2H2O食乙酸产甲烷菌乙酸：CH3COOH—————→CH4+CO2食乙酸产甲烷菌甲酸：4HCOOH—————→CH4+3CO2