文档介绍：LOGO 沼气发酵基础知识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沼气发酵的基本条件 4 沼气发酵微生物 2 2011 年兵团沼气技术培训一、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 CH 4 (50~70%) 、 CO 2(占 30~35%), H 2 S,H 2O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。 2011 年兵团沼气技术培训 12 一、沼气的成分与性质比较项目沼气天然气密度( g/L) ~ 1~ 溶解度 3% 无甲烷含量 50 ~ 70% 大于 90% 热值 20000 ~ 29000KJ/ 方 40000 ~ 50000KJ/ 方分子结构多种分子结构不同以甲烷正四面体结构燃烧特性 1体积需 6体积空气 1体积需 12 体积空气沼气与天然气的比较 2011 年兵团沼气技术培训二沼二、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) H 2+CO 2CH 3COOH ③⑤④①①①②②CH 4H 2O 丙酸、丁酸等长链脂肪酸 CH 4CO 2 主要有五大菌群参与活动 2011 年兵团沼气技术培训 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 H 2及CO 2 以纤维素为例,反应过程如下: (C 6H 10O 5)+ nH 2O ——→ n(C 6H 12O 6) 2 C 6H 12O 6——→ CH 3COOH + CH 3CH 2COOH + CH 3CH 2CH 2COOH +3CO 2 +3H 2 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: CH 3CH 2COOH + 2H 2O ——→ CH 3COOH + CO 2 + 3H 2 CH 3CH 2CH 2COOH + 2H 2O ——→ 2CH 3COOH + 2H 2 2011 年兵团沼气技术培训 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。 2CO 2 + 4H 2——→ CH 3COOH + 2H 2O C 6H 12O 6——→ 3CH 3COOH 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: CH 3COOH ——→CH 4 + CO 2 4H 2 + CO 2——→CH 4 + 2H 2O 4HCOOH ——→CH 4 +3CO 2 + 2H 2O 4CH 3OH ——→ 3CH 4+ CO 2 + 2H 2O 2011 年兵团沼气技术培训 13 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 2011 年兵团沼气技术培训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: 2011 年兵团沼气技术培训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 2011 年兵团沼气技术培训