文档介绍：沼气发酵基础知识
刘德江教授
新疆农业职业技术学院
培训内容
沼气发酵的三个阶段(过程)
3
沼气的成分与性质
1
沼气发酵的工艺类型
5
沼气发酵的基本条件
4
沼气发酵微生物
2
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一、沼气的成分与性质
沼气发酵(厌氧消化)是指有机废弃物(粪便、秸秆等)在厌氧条件下,通过微生物的分解代谢最终产生沼气的生物化学过程。
沼气是一种混合气体,它是由CH4(50~70%)、CO2(占30~35%), H2S,H2O等多种气体组成的可燃性气体。
因最初来源于沼泽地,故称为沼气。
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一、沼气的成分与性质
沼气与天然气的比较
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二沼二、发酵发酵的微生物
复杂有机物(多糖、脂类、蛋白质等)
可溶性物质(糖类、脂酸、氨基酸等)
H2+CO2
CH3COOH
③
⑤
④
①
①
①
②
②
CH4H2O
丙酸、丁酸等
长链脂肪酸
CH4CO2
主要有五大菌群参与活动
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1、主要菌群:
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:
(C6H10O5)+ nH2O ——→ n(C6H12O6)
2 C6H12O6 ——→ CH3COOH + CH3CH2COOH + CH3CH2CH2COOH +3CO2 +3H2
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:
CH3CH2COOH + 2H2O ——→ CH3COOH + CO2 + 3H2
CH3CH2CH2COOH + 2H2O ——→ 2CH3COOH + 2H2
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1、主要菌群:
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 + 2H2O
C6H12O6 ——→ 3CH3COOH
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:
CH3COOH ——→CH4 + CO2
4H2 + CO2 ——→CH4 + 2H2O
4HCOOH ——→CH4 +3CO2 + 2H2O
4CH3OH ——→ 3CH4+ CO2 + 2H2O
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2、沼气微生物五种类型
发酵性细菌
产氢细菌
产乙酸细菌
食氢产甲烷菌
食乙酸产甲烷菌
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食氢产甲烷菌
甲烷八叠球菌
甲烷丝菌
玉米秸发酵时的发酵性细菌
1、主要菌群:
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厌氧消化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;微生物的生命活动要求多种条件,其中条件主要包括发酵原料、厌氧活性污泥、消化器负荷、发酵温度、PH值、碳氮比及搅拌等。
二、厌氧消化主要控制条件
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