沼氣生產工藝操作流程

2022-03-14 05:06:58 字數 1304 閱讀 6763

(1) 產甲烷菌的類群

產甲烷菌包括食氫產甲烷菌和食乙酸產甲烷菌兩大類群。在沼氣發酵過程中,甲烷的形成是由一群生理上高度專業化的古細菌--產甲烷菌所引起的,產甲烷菌包括食氫產甲烷菌和食乙酸產甲烷菌,它們是厭氧消化過程食物鏈中的最後一組成員,儘管它們具有各種各樣的形態,但它們在食物鏈中的地位使它們具有共同的生理特性。它們在厭氧條件下將前三群細菌代謝終產物,在沒有外源受氫體的情況下把乙酸和h2/co2轉化為氣體產生ch4/co2,使有機物在厭氧條件下的分解作用以順利完成。

目前已知的甲烷產生過程由以上兩組不同的產甲烷菌完成。

1 由co2和h2產生甲烷反應為 :

co2+4h2—ch4+ 2h2o

2 由乙酸或乙酸化合物產生甲烷反應為ch3cooh—ch4+co2

ch3coonh4+ h2o—ch4+ nh4 hco3

(2)產甲烷菌的生理特性

① 產甲烷菌的生長要求嚴格厭氧環境。產甲烷菌廣泛存在於水底沉積物和動物消化道等極端厭氧的環境中。

② 產甲烷菌食物簡單產甲烷菌只能代謝少數幾種碳素底物生成甲烷。

③ 產甲烷菌適宜生存在ph值中性條件下

④ 產甲烷菌生長緩慢

沼氣發酵的溫度範圍一般在10~60℃之間,溫度對沼氣發酵的影響很大,溫度公升高沼氣發酵的產氣率也隨之提高,通常以沼氣發酵溫度區分為:高溫發酵、中溫發酵和常溫發酵工藝。

(1)高溫發酵工藝

高溫發酵工藝指發酵料液溫度維持50~60℃的範圍之間,實際控制溫度多在53±2℃,該工藝的特點是微生物生長活躍,有機物分解速度快,產氣率高,滯留時間短。採用高溫發酵可以有效地殺滅各種致病菌和寄生蟲卵,具有較好的衛生效果,從除害滅病和發酵剩餘物肥料利用的角度看,選用高溫發酵是較為實用的。但要維持消化器的高溫執行,能量消耗較大。

一般情況下,只有在有餘熱可利用的條件下,可採用高溫發酵工藝,如處理經高溫工藝流程排放的酒精廢醪、檸檬酸廢水和輕工食品廢水等。

(2)中溫發酵工藝

中溫發酵工藝指發酵料液溫度維持在35±2℃的範圍之間,與高溫發酵相比,這種工藝消化速度稍慢一些,產氣率要稍低一些,但維持中溫發酵的能耗較少,沼氣發酵能總體維持在乙個較高的水平,產氣速度比較快,料液基本不結殼,可保證常年穩定執行。

(3)常溫發酵工藝

常溫發酵工藝指在自然溫度下進行沼氣發酵,發酵溫度受氣溫影響而變化,我國農村戶用沼氣池基本上採用這種工藝。其特點是發酵料液的溫度隨氣溫、地溫的變化而變化,一般料液溫度低於10℃以後,產氣效果很差。其好處是不需要對發酵料液溫度進行控制,節省保溫和加熱投資;其缺點是同樣投料條件下,一年四季產氣率相差較大。

南方農村沼氣池在地下,還可以維持用氣量。北方的沼氣池則需建在太陽能暖圈或日光溫室下,這樣可確保沼氣池安全越冬,維持正常產氣。

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