A. 沼氣發生的原理沼氣的應用
沼氣的基本知識
• 沼氣是一種可燃氣體,由於這種氣體最先是在沼澤中發現的,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、酸鹼度等的條件下,經過沼氣細菌的作用產生的一種可燃氣體。
• 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 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標准狀態下,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,如每天有相當於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、沼渣是優質的肥料、餌料,沼液喂豬可降低料肉比,縮短飼養期。
• 農村辦沼氣後,人畜糞便及時入池發酵,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%,農村衛生狀況改善,保證了農民的身體健康。沼氣發酵微生物沼氣發酵
• 沼氣發酵的定義:
有機物質(如人畜糞便、污泥等)在厭氧條件下,通過種類繁多、數量巨大、且功能不同的各類微生物的分解代謝,最終產生沼氣的過程。沼氣發酵
• 特點
1)沼氣微生物自身耗能少
2)沼氣發酵能夠處理高濃度的有機廢物
3)沼氣微生物對營養要求較低,能處理的廢物種類多
4)沼氣發酵受溫度的影響較大
5)發酵的主要終產物----甲烷和CO2 很容易從發酵液中分離出來沼氣發酵工藝類型
• 以投料運轉方式區分
1)連續發酵,適於處理來源穩定的城市污水、工業廢水和大、中型畜牧場的糞便等;
2)半連續發酵,我國廣大農村由於原料特點和農村用肥集中等原因,主要採用這種發酵工藝;
3)批量投料發酵,主要用於研究有機物沼氣發酵的規律和發酵產氣的關系等方面。
• 以發酵溫度區分
1)高溫發酵,微生物特別活躍,有機物分解消化快,產氣率高,主要適用於處理溫度較高的有機廢水,如酒廠的酒槽廢液等;
2)中溫發酵,世界各國的大、中型沼氣工程普遍採用這種工藝;
3)常溫發酵,沼氣結構簡單,造價低,農村目前的經濟條件下,以採用這種發酵工藝為
宜。
• 以發酵級差區分
1)單級發酵,特點是發酵池在一個發酵池內進行,池子構造簡單,操作較方便,造價低,我國農村沼氣池多屬這種類型。
2)兩級和多級發酵,滯留期長,有機物分解較徹底,但投資較高。沼氣發酵原料
• 自然界中幾乎所有的有機物都可以作為沼氣發酵原料,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(農作物秸桿)
3)其他:城市有機廢物,水生植物等
沼氣發酵工藝類型
• 沼氣發酵原料的配比
1)碳氮比,20-30:1搭配較為適宜;
2)濃度,發酵液濃度一般以6%為好;
3)糞草比,在生產應用中,糞草比一般應達到2:1以上,不宜少於1。
沼氣發酵的條件
• 接種物**
1)作用:沼氣發酵必須有大量菌種(接種物),而且接種量與發酵產氣有直接的關系;
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:一般為發酵料液的10~15%,當採用老沼氣發酵液作為接種物時,為發酵料液的
30%以上。
沼氣細菌
沼氣發酵啟動要有足夠數量含優良沼氣菌種的接種物。
• 充足的發酵原料
產生沼氣的物質基礎。沼氣發酵時,原料要充足,而且要適當搭配,保持一定的碳、氮比
例。
• 發酵原料濃度
6%較適宜
• 適當的酸鹼度
PH6.8-7.8,鹼度3000-8000毫克/升
• 嚴格的厭氧環境
沼氣池除進出料口外必須嚴格密閉
• 適宜的溫度
常溫發酵10~26ºC
中溫發酵28~38ºC
高溫發酵46~60ºC
農村沼氣發酵一般採用常溫發酵(沼氣池結構簡單,造價低)。
沼氣池的發酵啟動
• 定義
新建成的或已大換料的沼氣池,從進料開始,到能夠正常而穩定地產生沼氣的過程.
• 要求:
(1) 加入豐富的接種物
添加10~30%的接種物,即含有大量沼氣發酵微生物的各種厭氧活性污泥.老沼氣池中的
懸浮污泥,發酵冒泡的有機廢水,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)選用優質發酵原料
有機營養適合的牛糞、豬糞、羊糞或馬糞,其C/N比<25:1,啟動快,產氣好。
(4)掌握好發酵料液濃度及加水量
發酵料液濃度是指原料的總固體(或干物質)重量占發酵液重量的百分比。
第一次投料量應為池子容積的80%,最大為85%,運行後每天繼續進料。
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。
發酵原料的含水以90~94%較適宜。
(5)調節好發酵原料酸鹼度
pH以6.8~7.5為佳。一個啟動正常的沼氣池一般自動調節pH達到平衡。
當pH<6.5時,取出部分發酵液,加入大量接種物或加入草木灰使pH調節到6.5以上,使其
正常產氣。
(6)啟動與放氣試火
選擇晴天將預處理原料和准備好的接種物混合好投入池內。並按以上要求加水、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,說明發酵已經正常啟動。
一般封池3天後即可點燃。
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,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。
• 經常攪拌沼氣池內的發酵原料
• 要控制發酵濃度
• 經常檢查酸鹼度
• 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,並在大於池體面積上邊用塑料覆
蓋,進行防寒。
• 做好安全發酵
1、不能向沼氣池內投農葯、重金屬化合物等有害物質令沼氣細菌死亡,造成沼氣池停止
產氣。
如發現沼氣細菌中毒,應將池內發酵料液取出一半,再投入一半新料就能正常產氣。
2、調整發酵液酸鹼度的石灰、氨水及為刺激發酵產氣添加的碳酸氨銨尿素等。
安全注意事項
1、沼氣發酵初期的試火,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、沼氣池內部維修時,先要打開所有蓋口,清除池內料液,敞1~2天,並向池內鼓風排出殘存沼氣。再用小雞等小動物試驗。如沒有異常現象發生,在池外監護人員全程監護下方能入池。入池人員必須系安全繩,如有頭暈、發悶的感覺,應立即救出池外。嚴禁池內操作人員使用明火照明和在池內吸煙。
4、經常檢查輸氣管道、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,要開門開窗並切斷氣源,人也要離開,待室內無味時,再檢修漏氣部位。
5、每個沼氣池都要安裝水壓表,經常檢查沼氣池的壓力變化。當池內壓力太大時,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,以免沼氣池產生負壓而損壞。
7、如遇不正常情況,應請當地農村能源部門派員幫助處理。
B. 人糞可以產生沼氣嗎
可以。
制備沼氣發酵接種物,農村沼氣發酵接種物一般採用老沼氣池的發酵液添加一定數量的人畜糞便。比如要制備500公斤發酵接種物,一般添加200公斤的沼氣發酵液和300公斤的人畜糞便混合,堆漚在不滲水的坑裡並用塑料薄膜密閉封口,1周後即可作為接種物。
如果沒有沼氣發酵液,可以用農村較為肥沃的陰溝污泥250公斤,添加250公斤人畜糞便堆漚1周左右即可,如果沒有污泥,可直接用人畜糞便500公斤進行密閉堆漚,10天後便可作沼氣發酵接種物。
(2)沼氣池冒泡有什麼方法整治擴展閱讀:
注意事項:
1、沼氣池的進料口務必加蓋,以避免造成人畜傷亡。
2、嚴禁在沼氣池出料口或輸氣管口附近點火,以免引起回火造成火災,致使沼氣池氣體猛烈膨脹,爆炸破裂。
3、室外管路應採取防曬保護措施,延長使用壽命,以免管路風化、老化、引起漏氣,嚴禁在沼氣池5m范圍內生火。
4、沼氣池及周圍禁止重壓,禁止堆放易燃易爆物。
5、禁止各種農葯及有害雜物入池,以免殺死沼氣發酵菌種和微生物,影響產氣。
6、沼氣池、沼氣灶具及配件等出現故障,應及時告知沼氣維修人員,由專業人員維修,確保安全。