秸秆厌氧干发酵产沼气的研究

科学研究

秸秆厌萤干发酵产沼与的研皇℃九

陈智远姚建刚

杭州能源环境工程有限公司

摘要：本试验以玉米秸、稻草、烟叶杆、木薯杆为代表的秸秆作为原料，在温度３８＂Ｃ，采用批量发酵工艺进行高浓度厌氧发酵产气研究。试验结果表明，玉米秸、稻草、烟叶杆及木薯杆的Ｔｓ产气

率分别为４１３ｍｌ／ｇ、３３０ｎ１／ｇ、３３３ｍ］／ｇ、２２２ｍ１／ｇ，而ｖｓ产气率分别为４７０ｍ１／ｇ、３８７ｍｌ／ｇ、４２６Ｔｌｌ／ｇ、２４１ｍ１／ｕ。

关键词：秸秆干发酵产气率

农业固体废弃物是指在整个农业生产过程中被丢弃

的有机类物质，主要包括农业生产和加工过程中产生的

植物残余类废弃物、动物残余类废弃物和农村城镇生

活垃圾等…。据孙永明【１１等报道，我国每年产生固体废

弃物高达几十亿吨，而每年产生农作物秸秆总量约７亿

吨，除去用于造纸、饲料及造肥还田外，还有一大部分

未充分利用，大量剩余秸秆的随地堆弃和任意焚烧，造成了大气污染、土壤污染、火灾事故、堵塞交通等大量社会、经济和生态问题【２习ｊ。但实际上秸杆可以通过干发酵工艺得到有效利用，既以固体有机废弃物为原料（总固体含量在２０％以上），利用厌氧菌将其分解为ＣＨ。、ＣＯ。、Ｈ。Ｓ等气体的发酵工艺【４Ｊ。与湿发酵相比，主要优点是可以适应各种来源的固体有机废弃物、运行费用低并提高容积产气率、需水量少或不需水、产生沼液少后续处理费用低等［５】。本文对玉米秸、稻草、烟叶杆及木薯杆的高浓度厌氧发酵产气潜力进行研究。

１．材料与方法

１．１材料与试验装置

玉米秸和稻草取自杭州郊区某农场，烟叶杆与木薯杆分别取自云南昆明郊区某卷烟厂和某农场，经切碎后（２～３ｃｍ）左右待用。污泥则取自杭州市种猪试验场的沼气站。原料的ＴＳ与ＶＳ见表１。厌氧装置采用自制的１．５Ｌ发酵装置。采用排水法计量气体，试验装置见图１。

表１原料的ＴＳ与ＶＳ

项目玉米秸稻草烟叶杆木薯杆污泥ＴＳ（％）８４．４２８６．３３８７．９６２３．９０１１．６４ＶＳ（％）７３．９６７５．０２６８．６８２２．００７．３２

１、止水夹２、胶管３、盖子４、发酵瓶５、胶管

６、集气瓶７、集水瓶

图１反应装置示意图

１．２试验设计

试验设４个试验组和１个为空白组．每组３个平行，在３８℃的恒温间内发酵。将１００９ｔ－米秸、稻草、烟叶杆分别和８００９污泥混合均匀后加入发酵瓶中，将１００９木薯杆与６００９污泥混合均匀后也加入发酵瓶中，空白则将１０００９污泥加入发酵瓶中。

１．３分析项目及方法

ＴＳ测定是将待测混合物置于已烘干、称重的硬质玻璃杯中，（１０５±２）℃烘干至恒重，称重计算，而ＶＳ测定是将待测混合物置于已烘干、称重的坩埚中．（５５０－Ｉ－１０）℃灼烧至恒重，称重计算【６】。ＰＨ值采用精密试纸法。

每天定时测定发酵产气量，即测定集水瓶中水的体积量为日产气量。利用沼气分析仪（武汉四方沼气分析仪）及根据沼气燃烧的火焰颜色参照ＣＨ。含量标准卡联合检测ＣＨ。浓度｜７Ｊ。

２．结果与讨论

２．１发酵前后的相关测定及分析

从图２可以看出，各试验组发酵前后的ＴＳ及ＶＳ均有所下降，这说明原料被消耗并生产沼气。图中数据表明玉米秸、稻草、烟叶杆及木薯杆的ＴＳ降解率分别为

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２４．６８％、１７．７１％、２９．８４％、１４．７２％，而ＶＳ降解率为２８．５３％、３１．６７％、５０．３２％、２３．０４％。发酵前后。在ＴＳ和ＶＳ降解率方面．玉米秸和稻草的都大于木薯杆的，两者的干物质产气量也大于木薯杆的，表明秸秆原料的利用程度（ＴＳ、ＶＳ降解率）和产气量存在一定关联。但烟叶杆的降解率大于玉米秸和稻草，干物质产气量小于玉米秸，基本跟稻草持平，这可能与烟叶杆被烘烤过，而玉米秸和稻草是风干的有关，也可能是与各发酵原料秸秆不同相关。

玉米秸、稻草、烟叶杆及木薯杆发酵后的ｐＨ值分别为８．６、８＿２、８．５、８．１，与发酵前的ＰＨ值【各组都大约为７．３）相比均略微增大，表明各处理组均未出现酸累积抑制甲烷生成的现象【８】。

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图２发酵前后的ＴＳ与ＶＳ

玉米秸

稻草

烟叶杆

图３各组甲烷含量

２．２产气量的统计及分析

试验持续９０天。各试验组的甲烷含量逐渐升高，都在启动发酵的第１天迅速产气，并且从第２天所产的沼气能够连续燃烧，火焰呈晴蓝或云水蓝色，参照比色卡，甲烷含量较高（５５％～７０％），而空白组则在发酵第１天就能点燃；从图３可知，各组所产沼气中平均甲烷含量相差不大，都达到６０％以上，表明各试验组厌氧发酵正常。

图４是厌氧发酵过程中各秸秆的日产气量及累计产气量的变化曲线。从图４曲线上看，玉米秸秆组和稻草组都为两产气高峰（一大－－／Ｊｘ）。两产气高峰都处于发酵

前１５天；而烟叶杆和木薯杆都在发酵第２天达到产期高峰。并且只有一个高峰．这可能与所使用发酵原料含有半纤维素、纤维素、木质素等比例不同相关。

玉米秸、稻草、烟叶杆及木薯杆在发酵启动１５天的累计产气量占总产气量分别为６０．９％、４２．４％、５１．８％和７３％：在发酵３０天时累计产气量占总产气量的７８．１％、６５．８％、６９．１％和８３．２％；而在发酵６０天时累计产气量占总产气量的９２．６％、８５．９％、９０．６％和９５．５％；表明四种秸秆在发酵进行６０天时，原料中的能够发酵的物质大部分转化为沼气。１０００９污泥空白在整个试验过程中累计产气量为８９７４ｍＩ；按比例去除污泥空白的产气量，玉米秸、稻草、烟叶杆及木薯杆的净累计产气量分别为３４７８２ｍｌ、２９０５０ｍＩ、２９２６３ｍｌ和５３０５ｍＩ。玉米秸、稻草、烟叶杆及木薯杆的ＴＳ产气率分别为４１３ｍＩ／ｇ、３３６

ｍＩ／ｇ、３３３ｍＩ／ｇ、２２２ｍＩ／ｇ。而ＶＳ产气率分别为４７０ｍｌ／ｇ、３８７ｍｌ／ｇ、４２６ｍｌ／ｇ、２４１ｍｌ／ｇ。

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图４秸秆日产气量及累计产气量

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３．结论

经试验测定，在温度３８℃、没有经过预处理高浓度发酵的条件下，玉米秸、稻草、烟叶杆及木薯杆的ＴＳ产气率分别为４１３ｍｌ／ｇ、３３６ｍＩ／ｇ、３３３ｍＩ／ｇ、２２２ｍｌ／ｇ，而ＶＳ产气率分别为４７０ｍＩ／ｇ、３８７ｍＩ／ｇ、４２６ｍＩ／ｇ、２４１ｍＩ／ｇ；玉米秸、稻草、烟叶杆和木薯杆都是高浓度

沼气发酵的好原料，采用批量发酵方式产沼气是可行的；发酵前后玉米秸和稻草的都的ＴＳ与ＶＳ降解率大于木薯杆的，两者的干物质产气量也大于木薯杆的，表明秸秆原料降解程度和产气量存在一定关联；本试验是在使用畜禽场沼液沼渣作为接种污泥的情况下进行的，为解决发酵原料不足的问题提供试验的指导。

参考文献：

［１］孙永明，李国学，张夫道，等．中国农业废弃物资源化现状与发展战略［Ｊ］．农业工程学报，２００５，２１（８）：１６９—１７３．［２］边炳鑫，赵由才．农业固体废弃物的处理综合利用［Ｍ］．北京：化学工业出版社．２００５：２５０－３０５．［３］董佑福，侯方安．重新认识秸秆发展秸秆循环经济［Ｊ］．当代农机，２００７（９）：１４－１５

［４］李想，赵立欣，韩捷，等．农业废弃物资源化利用新方向一沼气干发酵技术［Ｊ］．中国沼气，２００６，２４（４）：２３—２７．

［５］曲静霞，姜洋，何光设，等．农业废弃物干法厌氧发酵技术的研究［Ｊ］．可再生能源，２００４（２）：４０—４１．［６］中科院成都生物研究所．沼气发酵常规分析方法［Ｍ］．１９８１；卜９０．

［７］江蕴华，余晓华．利用火焰颜色判断沼气中甲烷含量［Ｊ］．中国沼气，１９８３（３）：２８．［８］Ｃｈｙｉ

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农业产业区域发展战略谋划与Ｉ页目设ｉ十

由农业部规划设计研究院常务副总工程师、国务院政府特殊津贴专家、农业部中青年有突出贡献专家、中国投资协会理事李笑光研究员在０４年出版的《投资项目策划战略与实务》一书基础上又深入研究撰写了《农业产业发展战略谋划与项目设计》一书，该书将管理决策科学与产业发展和项目设计的科学方法相结合．以新的理念和表述方式全面系统地介绍了农业产业区域发展战略谋划的理论思维方法和战略构思过程。并介绍了产业发展规划编制、项目建设方案设计、项目可行性研究和评估决策等理论与方法。同时．还列举了大量的实际案例以供参考和借鉴。由于农业产业发展战略谋划和项目设计涉及的知识比较广泛，该书按照不同的内容分篇、分章编写，以供读者系统阅读或有选择地阅读。因此，该书不仅适合于从事农业计划与管理的人士、涉农企业负责人、银行信贷人员、农业建设项目承担人员、国家注册咨询工程师（投资）参考使用。同时也适合于相关专业的学生和从事农业生产经营管理的人员阅读参考。

该书已由中国农业出版社出版，定价为３０元．邮寄另加１５％邮寄费。联系人：刘伟

电话：０１０—５９１９４９３３１３５０１０７８０７８

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万方数据

几种沼气厌氧发酵工艺比较剖析

塞流式工艺塞流式工艺细分有两种，一种是普通的塞流式反应器（PFR），另一种是改进的高浓度塞流式工艺（HCF）。 1.塞流式反应器（PFR）图1 （1）原理 PFR也称推流式反应器，是一种长方形的非完全混合式反应器。高浓度悬浮固体发酵原料从一端进入，呈活塞式推移状态从另一端排出。消化器内沼气的产生可以为料液提供垂直的搅拌作用，料液在沼气池内无纵向混合，发酵后的料液借助于新鲜料液的推动作用而排走。进料端呈现较强的水解酸化作用，甲烷的产生随着向出料方向的流动而增强。由于该体系进料端缺乏接种物，所以要进行固体的回流。为减少微生物的冲出，在消化器内应设置挡板以有利于运行的稳定。PFR反应原理及结构见图1。这种工艺能较好地保证原料在沼气池内的滞留时间。许多大中型

畜禽粪污沼气工程采用这种发酵工艺。（2）特点优点：适用于高SS废水的处理，尤其适用于牛粪的厌氧消化，固体含量可以提高到12%；用于农场有较好的经济效益；不需要搅拌；池形结构简单，运行方便，故障少，稳定性高。缺点：固体物容易沉淀池底，影响反应器的有效体积，使HRT和SRT降低，效率较低；需要固体和微生物的回流作为接种物；因该反应器占地面积或体积比较大，反应器内难以保持一致的温度；易产生厚的结壳。 2. 高浓度塞流式工艺（HCF）（1）原理 HCF是一种塞流、混合及高浓度相结合的发酵装置。厌氧罐内设机械搅拌，以塞流方式向池后端不断推动，HCF厌氧反应器的一端顶部有一个带格栅并与消化池气室相隔离的进料口，在厌氧反应器的另一端，料液以溢液和沉渣形式排出。（2）特点进料浓度高，干物质含量可达8％；能耗低，不仅加热能耗少，而且装机容量小，耗电量低；与PFR相比，原料利用率高；解决了浮渣问题；工艺流程简单；设施少，工程投资省；操作管理简便，运行费用低；原料适应性强（畜禽粪便、碎秸秆和有机垃圾均可）；没有预处理，原料可以直接入池；卧式单池容积偏小，便于组合。

秸秆沼气工程技术探索与研究

秸秆沼气工程技术探索与研究摘要：本文通过河北省青县新能源系统研发纯秸秆制取沼气技术历程的总结，重点阐述了利用纯秸秆采取中高温高浓度发酵工艺制取沼气工艺技术的发源、发展，通过实例对该工艺技术应用于实体工程中的运行情况进行了详细的介绍，分析了秸秆沼气工程的运行成本、经济、社会和生态环境效益。同时对秸秆气化、户用沼气、天然气、煤炭与秸秆沼气等能源利用进行了对比分析，给出了发展秸秆沼气工程的优势，指出了发展秸秆沼气的重大意义，同时提出了建设运行过程中存在问题和改进建议。这一研发应用实践和新技术对我国发展秸秆沼气工程建设具有很强的指导意义。关键词：新能源；纯秸秆；中高温高浓度；沼气 6 纯秸秆沼气工程优越于户用沼气、秸秆气化工程在我们地区，大型秸秆沼气工程与户用沼气、秸秆气化相比具有一定的发展优势。 6.1户用沼气池的不足就户用沼气而言，户用沼气技术已经十分成熟，不存在技术缺陷，但是存在一些发展瓶颈因素。一是户用沼气物业服务体系滞后。在全国上下大力发展户用沼气池的同时，我县户用沼气建设也得到了一定的发展，但因沼气物业服务体系相对滞后，影响到户用沼气池的使用效果，从而影响到农户建设沼气的积极性。二是农村庭院较小。青县地处平原地区，地势平坦，村庄集中，村内户挨户房连房，除个别农村宅基地较宽松外，多数村户院落较小，不适宜户用沼气建设的发展。三是发酵原料不足。青县实行了畜牧养殖外迁，户用沼气池原料不足，村内不太适宜建设户沼气池。四是经济发达地区不适宜发展户用沼气池。因一家一户建沼气池后，每天都需要有人管护，不然就影响到使用效果。而经济相对发达的地区，农民因打工或做生意，几乎没有时间进行管护，而且管护也非常麻烦，相对成本较高，与其建沼气池，不如买液化气或是用电了。而在经济欠发达地区或是山区还是比较适宜发展户用沼气。 6.2秸秆气化的缺陷秸秆气化装置产生的气体为秸秆气，也可以说是人工煤气。秸秆气化发展多年来，技术已经十分成熟，但是秸秆气化存在本质的缺陷，因此制约了进一步发展空间。青县耿官屯秸秆气化站2005年到2008年无故障运行三年，是无故障运行时间最长的秸秆气化站。经过近些年的调查了解河北、辽宁、黑龙江、山东等省秸秆气化站建成不少，但存在一些缺陷：一是秸秆气化中除焦油技术没真正过关。通过调查除焦油技术多数是通过增加输气管网的直径来达到增加使用寿命的目的，不仅增加了成本，而且除焦技术仍然不理想；二是安全系数低。秸秆气主要成分是CO，有毒性，其实农村每年冬季采暖炉中煤气的农民，就是CO中毒。秸秆气一旦渗漏后果不堪设想；三是热值低。从青县3年使用效果看，秸秆气因热值低，造成火软，炒菜效果不佳，适宜熬粥、炖肉等不需要爆火的烹调；四是基本不能实现循环经济。秸秆经过不完全燃烧后，产生了秸秆气，剩余物为微量的灰分，而灰分中除了含有少量的钾肥外，没有其他养分，秸秆内多数物质不能循环利用；五是生产成本较高。据调查，多年来秸秆气化工程多数为福利工程，不能靠自身进行自负盈亏自我发展。 6.3秸秆沼气工程的优点一是原料易得。青县农作物秸秆年产量达60万t，如果全部通过秸秆沼气工程转化成沼气，年可产沼气3亿m3，既能大幅度的缓解地方能源紧张的情况，还保护环境。二是实现了工厂化生产。建造了大型沼气工程，几个人管理，就可生产出全村使用的沼气，实现了集中供气，并且一年四季都能用。避免了每家每户都要有人管理，户用沼气池才能正常使用的情况，极大地解放了农村妇女劳动力，让家庭主妇告别了烟熏火燎。三是生产成本低，效

秸秆厌氧干发酵产沼气的研究

科学研究秸秆厌萤干发酵产沼与的研皇℃九陈智远姚建刚杭州能源环境工程有限公司摘要：本试验以玉米秸、稻草、烟叶杆、木薯杆为代表的秸秆作为原料，在温度３８＂Ｃ，采用批量发酵工艺进行高浓度厌氧发酵产气研究。试验结果表明，玉米秸、稻草、烟叶杆及木薯杆的Ｔｓ产气率分别为４１３ｍｌ／ｇ、３３０ｎ１／ｇ、３３３ｍ］／ｇ、２２２ｍ１／ｇ，而ｖｓ产气率分别为４７０ｍ１／ｇ、３８７ｍｌ／ｇ、４２６Ｔｌｌ／ｇ、２４１ｍ１／ｕ。关键词：秸秆干发酵产气率农业固体废弃物是指在整个农业生产过程中被丢弃的有机类物质，主要包括农业生产和加工过程中产生的植物残余类废弃物、动物残余类废弃物和农村城镇生活垃圾等…。据孙永明【１１等报道，我国每年产生固体废弃物高达几十亿吨，而每年产生农作物秸秆总量约７亿吨，除去用于造纸、饲料及造肥还田外，还有一大部分未充分利用，大量剩余秸秆的随地堆弃和任意焚烧，造成了大气污染、土壤污染、火灾事故、堵塞交通等大量社会、经济和生态问题【２习ｊ。但实际上秸杆可以通过干发酵工艺得到有效利用，既以固体有机废弃物为原料（总固体含量在２０％以上），利用厌氧菌将其分解为ＣＨ。、ＣＯ。、Ｈ。Ｓ等气体的发酵工艺【４Ｊ。与湿发酵相比，主要优点是可以适应各种来源的固体有机废弃物、运行费用低并提高容积产气率、需水量少或不需水、产生沼液少后续处理费用低等［５】。本文对玉米秸、稻草、烟叶杆及木薯杆的高浓度厌氧发酵产气潜力进行研究。１．材料与方法１．１材料与试验装置玉米秸和稻草取自杭州郊区某农场，烟叶杆与木薯杆分别取自云南昆明郊区某卷烟厂和某农场，经切碎后（２～３ｃｍ）左右待用。污泥则取自杭州市种猪试验场的沼气站。原料的ＴＳ与ＶＳ见表１。厌氧装置采用自制的１．５Ｌ发酵装置。采用排水法计量气体，试验装置见图１。表１原料的ＴＳ与ＶＳ项目玉米秸稻草烟叶杆木薯杆污泥ＴＳ（％）８４．４２８６．３３８７．９６２３．９０１１．６４ＶＳ（％）７３．９６７５．０２６８．６８２２．００７．３２１、止水夹２、胶管３、盖子４、发酵瓶５、胶管６、集气瓶７、集水瓶图１反应装置示意图１．２试验设计试验设４个试验组和１个为空白组．每组３个平行，在３８℃的恒温间内发酵。将１００９ｔ－米秸、稻草、烟叶杆分别和８００９污泥混合均匀后加入发酵瓶中，将１００９木薯杆与６００９污泥混合均匀后也加入发酵瓶中，空白则将１０００９污泥加入发酵瓶中。１．３分析项目及方法ＴＳ测定是将待测混合物置于已烘干、称重的硬质玻璃杯中，（１０５±２）℃烘干至恒重，称重计算，而ＶＳ测定是将待测混合物置于已烘干、称重的坩埚中．（５５０－Ｉ－１０）℃灼烧至恒重，称重计算【６】。ＰＨ值采用精密试纸法。每天定时测定发酵产气量，即测定集水瓶中水的体积量为日产气量。利用沼气分析仪（武汉四方沼气分析仪）及根据沼气燃烧的火焰颜色参照ＣＨ。含量标准卡联合检测ＣＨ。浓度｜７Ｊ。２．结果与讨论２．１发酵前后的相关测定及分析从图２可以看出，各试验组发酵前后的ＴＳ及ＶＳ均有所下降，这说明原料被消耗并生产沼气。图中数据表明玉米秸、稻草、烟叶杆及木薯杆的ＴＳ降解率分别为２４ｗⅥ唧．ｅｈｏｍｅ．ｇｏｖ．ｅｎ　万方数据

秸秆发酵制沼气

秸秆发酵成沼气，综合利用辟新路金湖县农村能源办公室随着农业现代化的发展，秸秆已逐步成为农村污染环境重要污染源，如何变废为宝，高效利用秸秆一直是政府和各界人士所关注的课题。从去年开始，金湖县农村能源办公室通过不同的方法用秸秆制沼气取得成功后，得到广大农户的普遍欢迎，不但解决了因一家一户养殖日趋减少导致户用沼气原料短缺问题，而且为秸秆综合利用找到一条有效途径，实现沼气原料无障碍建设。今年来，全县共推广秸秆制沼气1200多户，年消耗秸秆约1000吨，打造了全县第一个秸秆沼气集中居住小区—闵桥镇闵桥村集中居住小区，该小区被列为全市秸秆沼气示范点，村沼气物业站被评为全市示范站。秸秆沼气已逐渐成为金湖沼气建设新亮点。一、主要成效： 1、经济效益。通过对农作物秸秆沼气发酵与直接利用效益比较，秸秆沼气发酵与直接燃烧比较，提高了能量的转换和利用效率，秸秆沼气发酵比直接燃烧能量利用效率提高0．2—0．9倍。秸秆沼气为农民提供了优质廉价的生活用能，帮助农民节省了燃料和用电方面的生活支出；根据调查，建设一个8立方米的秸秆沼气池，年产沼气约300立方米、可

以基本满足3-5口之家全年生活用能，每年可节省燃料和电费300-400元；利用沼液喂猪养鱼可节约饲料15%，可增产粮食20%左右，种养业当年可增效1000元左右。增加沼肥400多担，减少化肥和农药使用量25%左右，节支200-300元。 2、生态效益。秸秆沼气不仅解决了农民烧火做饭问题，还解决了农村的肮乱差问题，一只8立方秸秆沼气池，一年可消耗秸秆1吨左右，可减少秸秆焚烧温室气体排放量，有效改善了农村生活生产环境，有效改变收割季节农户将秸秆堆积在田埂路旁、家前屋后或就地付之一炬，或抛入河道、水塘一抛了之的现象。同时，秸秆发酵产生了大量的生态有机肥，改善了土壤理化性状，发展了庭园经济和无公害农产品、绿色食品、有机食品，减少了化肥、农药使用量，降低了农业生产成本，提高了农产品质量，增强了农产品市场竞争力， 3、社会效益。秸秆制沼气的推广，引导农户变废为宝，促进农民生活生产方式的转变，提高农民生活质量，促进农业循环经济的发展和社会主义新农村建设。二、秸秆制沼气工艺及注意事项。（一）不同堆沤发酵方法及效果对比：在30度左右气温下，经测试：一是纯秸堆沤发酵时间长，且产气量低；二是秸秆加菌种、碳铵堆沤发酵可提高产气量

[沼气,废弃物,固体]有机固体废弃物厌氧发酵产生沼气的脱硫技术分析

有机固体废弃物厌氧发酵产生沼气的脱硫技术分析 0引言随着工农业废弃物厌氧生物处理技术的广泛应用，沼气作为一种可再生能源，越来越受到人们的关注和重视。沼气是一种特殊的生物质能源，因为它的低位发热值较高，所以其经常被用作汽车燃料，还有一些被用作动力能源(如水泵和发电机)，也有被用作化工原料(如合成有机玻璃脂和制造甲醛和甲醇等);还有一些国家的沼气净化技术较高，如瑞典将净化后的沼气直接并入国家气网使用。因此，沼气完全可以作为一种绿色能源被开发利用，这种新兴的产业也被人们越来越重视。由于沼气来源于厌氧发酵工艺，因此这种工艺也得到越来越多的产业化应用，不仅能缓解当前存在的能源危机问题，而且能很好地达到保护环境的目的。各种厌氧发酵微生物在厌氧的条件下，将有机物分解消化的过程中会产生沼气，此时也伴随有H2S的产生。因此，沼气是一种混合气体，其中CHQ和CO2的含量较高，H2, H2S, NH 的含量比较少。发酵原料的种类、各种原料的相对含量、厌氧发酵的条件(温度、时间、pH等)以及厌氧发酵的各个阶段都是影响沼气成分的因素。硫化氢(H2S)是一种能危害人体健康的有毒性气体，其物理性质上最大的特点是无毒和有强烈的臭鸡蛋气味。另外，大气中H2S的存在是造成酸雨的主要原因之一。由于H2S在化学性质上能与许多金属离子反应，产物是硫化物沉淀，而这些产物又不溶于水或者酸，所以其对铁等金属类物质有很强的腐蚀性。除此之外，当沼气燃烧时，H2S会被氧化成亚硫酸，从而对环境造成严重的污染，也会严重腐蚀设备、管道和仪器仪表等。因此，在利用沼气之前必须将其中的H2S去除，而国家对沼气中H2S含量的标准有严格的规定，不能超过0. 02g/亩。目前，最常用的脱除H2S的方法有干式脱硫、湿式脱硫和生物脱硫。 1.干法脱硫干法脱硫的具体反应过程是首先通过物理吸附将H2S吸附在吸附剂的表面，然后是吸附剂与H2S发生化学反应生成单质硫的过程。因为干法脱硫所使用的脱硫剂大多数是粉末状或者颗粒状，其整个过程是在完全干燥的环境下进行的，所以脱硫过程不会对设备和管道等产生腐蚀和结垢的影响。干法脱硫的适用范围是含有较低浓度H2S的气体，其优点在于脱硫工艺设备比较简单及工艺技术方面比较成熟。因此，干法脱硫工艺在工业上应用较广。目前，最常用的干法脱硫方法有氧化铁法、氧化锌法、活性炭吸附法和膜分离法等。 1.1氧化铁法脱硫氧化铁沼气脱硫法是使用较早的一种方法，早在19世纪40年代就开始逐步发展起来了，而此时煤气工业也孕育而生。氧化铁法脱硫的反应原理:常温下沼气到达脱硫机床的表面，此时沼气中的H2S与Fe203发生氧化还原反应，生成的产物为Fe2S3和Fe2;之后，含硫的脱硫剂再被空气中的氧氧化为Fe2 03和SO这也说明了这种脱硫剂是可再生的，可以循环使用很多次;但是如果脱硫剂表面的空隙被大部分覆盖以后，氧化铁脱硫剂就失去了活性。由此可见，影响脱硫效果的因素有沼气的流速和沼气与脱硫剂接触的时间。氧化铁法脱硫过程中发生的化学反应是不可逆的。反应方程式的反应速率很大，要将沼

废水生物处理基本原理-厌氧生物处理原理

废水生物处理基本原理 ——废水厌氧生物处理原理废水厌氧生物处理在早期又被称为厌氧消化、厌氧发酵；是指在厌氧条件下由多种（厌氧或兼性）微生物的共同作用下，使有机物分解并产生CH 4和CO 2的过程。 1.1.1 厌氧生物处理中的基本生物过程——阶段性理论 1、两阶段理论： 20世纪30~60年代，被普遍接受的是“两阶段理论” 第一阶段：发酵阶段，又称产酸阶段或酸性发酵阶段；主要功能是水解和酸化，主要产物是脂肪酸、醇类、CO 2和H 2等；主要参与反应的微生物统称为发酵细菌或产酸细菌；这些微生物的特点是：1）生长速率快，2）对环境条件的适应性（温度、pH 等）强。图1厌氧反应的两阶段理论图示内源呼吸产物碱性发酵阶段酸性发酵阶段水解胞外酶胞内酶产甲烷菌胞内酶产酸菌不溶性有机物可溶性有机物细菌细胞脂肪酸、醇类、H 2、CO 2 其它产物细菌细胞 CO 2、CH 4

第二阶段：产甲烷阶段，又称碱性发酵阶段；是指产甲烷菌利用前一阶段的产物，并将其转化为CH4和CO2；主要参与反应的微生物被统称为产甲烷菌（Methane producing bacteria）；产甲烷细菌的主要特点是：1）生长速率慢，世代时间长；2）对环境条件（温度、pH、抑制物等）非常敏感，要求苛刻。 1.1.2 三阶段理论对厌氧微生物学的深入研究后，发现将厌氧消化过程简单地划分为上述两个过程，不能真实反映厌氧反应过程的本质；厌氧微生物学的研究表明，产甲烷菌是一类十分特别的古细菌（Archea），除了在分类学和其特殊的学报结构外，其最主要的特点是：产甲烷细菌只能利用一些简单有机物作为基质，其中主要是一些简单的一碳物质如甲酸、甲醇、甲基胺类以及H2/CO2等，两碳物质中只有乙酸，而不能利用其它含两碳或以上的脂肪酸和甲醇以外的醇类；

如何利用秸秆发酵制取沼气

如何利用秸秆发酵制取沼气聊城市农业委员会梁明磊高爽徐倩随着畜牧业的集约化发展，家庭养殖越来越少，很多建设户用沼气的农户面临着原料不足的问题。如何处理好原料短缺的问题成为发挥沼气池效益的一个关键。对于这个问题，聊城市农委依托本地秸秆资源优势，利用秸秆等作原料，经过大量的实践，最终取得了良好的效果，现在将利用秸秆发酵产生沼气的方法给大家介绍一下：一、适用范围秸秆沼气发酵制取沼气适合以小麦、玉米秸秆为主要发酵原料制取沼气的原料配比、预处理、投料启动、日常管理及安全使用的技术要求。用于农村户用水压式沼气池。所用沼气池必须符合GB/T4750-2002《农村家用水压式沼气池标准图集》的质量要求。投料前必须按GB/4751-2002《户用沼气池质量检查验收规范》进行严格试压。二、参照标准 GB/4751-2002《农村家用沼气池发酵工艺规程》三、沼气发酵原料秸秆沼气的发酵原料目前主要是以农业生产过程中产生的小麦、玉米秸秆为主。四、秸秆沼气发酵原料配比 1、秸秆发酵原料浓度一般为6%-8%，冬季宜浓度高，夏季反之。 2、碳氮比秸秆沼气发酵原料的碳氮比要求在25：1左右，由于秸秆的含碳量比较高，所以必须添加含氮化肥进行调节。 3、一立方米沼气池发酵原料的配比与用量

五、发酵原料的预处理及投料步骤 1、原料粉碎将秸秆原料用粉碎机粉碎成草粉状。把原料用水浸透。加水时要边加水边拌原料，反复搅拌3遍，使水浸透秸秆，用手握成团，指缝滴水而不流为宜。掺入化肥或粪便按照发酵原料配比要求，把50%的化肥掺入浸透的秸秆粉中，如秸秆与粪便混合，应把规定用量的粪便同时加入秸秆中，反复掺匀。堆沤把搅拌的原料装入沼气发酵原料池中（也可在池中搅拌），加盖塑料薄膜进行堆沤。堆沤时间环境温度在15℃左右时，纯秸秆原料堆沤9～10天，秸秆粪便混合原料堆沤7～8天；环境温度在20～25℃时，纯秸秆原料堆沤7～8天，秸秆粪便混合原料堆沤5～6天；环境温度在25℃以上时，纯秸秆原料堆沤6～7天，秸秆粪便混合原料堆沤4～5天。当堆沤原料达到棕红色时，即可投料。投料时间最好在中午气温高投入沼气池，有利于提高池温。 2、沼气池投料及步骤准备沼气池接种物，菌种采用老沼气池的沼液，数量2000Kg。先将堆沤好的沼气发酵原料投入沼气池内。把剩余的50%的尿素溶解于水后在原料上部均匀倒入沼气池内。再把准备好的发酵菌种均匀的从上部倒入沼气池内。从沼气池活动盖口加入清水。加水量与投入的原料的总量达到沼气池总容积的90%为宜，加入沼气池的水取至农户手压井内的水，温度为14℃。原料和接种物入池后，要及时加盖封池。沼气池发酵启动初期产的气体，由于封入池内的空气较多，加上开始产的甲烷气含量较低，不能点燃。因此，当沼气压力表压力达到4Kpa以上时，开始放气试火，放气3-4天全部点燃，投入正常使用。敬礼

农作物秸秆沼气技术操作规程

农作物秸秆（稻草）沼气试验操作规程一、主题内容与适用范围本操作规程制定了以农作物秸秆（稻草）为主要发酵原料生产沼气的农村户用水压式沼气池发酵操作规程。本规程适用于农村户用池容为8-10 m3等水压式沼气池。所用沼气池必须符合GB4750《农村家用水压式沼气池图集》的质量要求，投料前必须按标准进行试水试压检验，只有试水试压合格才能进行投料。 1、沼气发酵原料生产沼气主要以农作物秸秆（稻草）为发酵原料。 2、农作物秸秆（稻草）沼气发酵操作流程稻草-粉碎-水浸泡-堆沤（稻草加入产甲烷菌剂及部分人、畜粪便）-进池发酵-产气使用二、试验方法 1、在试点村选90户作为试验户、10户为常规对照户，统一池型和池容，每户一座8—10立方米常规水压式沼气池，分为A、B、C三组，每组30户，采用不同的发酵原料及处理方法进行对比试验。 2、试验步骤（1）A组30户：用粉碎的稻草400公斤，按每100公斤稻

草加100公斤水的比例混合均匀润湿15-24小时。翻动稻草，使稻草于水混合均匀，最终使稻草含水率达到65-70%。堆沤；堆好后用塑料薄膜覆盖，将秸秆堆成垛（1.2-1.5米宽.1.0-1,5米高）,并在堆垛的周围及顶部每隔30-50公分打一个孔,以利通气。用薄膜或秸秆将堆垛的四周及顶部盖上，底部留缝隙通气。待堆垛内温度达到50摄氏度以上后，维持三天，当堆垛能看到一层白色菌丝时，便可投入池中。以后用粉碎的稻草8—10天定期加入一次。（2）B组30户：用粉碎的稻草400公斤0、5-1千克秸秆发酵菌剂、5千克左右碳铵、400公斤左右水，10%-30%的接种物。堆沤方法：把秸秆发酵菌剂和稻草混合均匀，可添加适量的碳酸氢铵等氮肥，以补充氮素。混合原料太干，要加足水，然后用薄膜覆盖（方法同A组），堆沤7天左右，便可投入池中。以后用粉碎的稻草8—10天定期加入一次。（3）C组30户：用粉碎的稻草300公斤混合100公斤左右的人畜粪便。采用人畜粪便做沼气发酵原料。把粪便堆沤到空地上，粪便干燥的，泼上水至似流非流的状态，盖上塑料布，春天堆沤6-8天，要注意含碳素原料和含氮素原料的合理搭配，鲜粪和作物秸秆的重量比为2：1左右，以使碳氮比为20-30：1为宜。要选取中午进行投料，减少热量的损失。以后用粉碎的稻草8—10天定期加入一次。（4）另在试点村选10户以启用的常规发酵对比试验。

农作物秸秆沼气技术操作规程

农作物秸秆沼气技术操作规程农作物秸秆沼气技术操作规程一、主题内容与适用范围本操作规程制定了以农作物秸秆为主要发酵原料生产沼气的农村户用水压式沼气池发酵操作规程。本规程适用于农村户用池容为6m3、8m3、10m3的水压式沼气池。所用沼气池必须符合GB4750《农村家用水压式沼气池图集》的质量要求，投料前必须按标准进行试水试压检验，只有试水试压合格才能进行投料。按照本规程对沼气池进行科学管理，当池温在20℃以上时，产气率可达0.2m3/m3d以上;当池温不低于15℃时，产气率不低于 0.l5m3/m3d。二、沼气发酵原料生产沼气主要以农作物秸秆等生物质为发酵原料。各种发酵原料的产气量有所不同。在35℃条件下常用原料每千克干物质的产气量为0.3－0.5m3，在20℃条件下每千克干物质的产气量为35℃条件下的60%。

35℃条件下常用原料每千克干物质产气量表原料种类麦秸稻草玉米秸青草产气量0.45 0.40 0.50 0.44 三、农作物秸秆沼气发酵操作过程农作物秸秆或杂草——粉碎——水浸泡——堆沤(秸秆加入产甲烷菌剂及部分人、畜粪便)——进池发酵——产气使用四、发酵原料的预处理 1、原料配比。掌握沼气发酵原料的C:N比值在30:1左右。当以秸秆原料为主进行沼气发酵启动时。加入一定量人、畜粪便来调节碳氮比。按牛粪或猪粪最低0.5立方与玉米秸300kg或麦秸、稻草200kg的比例配比沼气发酵原料。 2、原料用量。6m3的户用水压式沼气池按照牛粪或猪粪0.7立方与玉米秸、麦秸、稻草300kg的量投料。8m3沼气油按照牛粪或猪粪0.8m3与玉米秸、麦秸、稻草350kg 的量投料。10m3沼气池按照牛粪或猪粪1m3与玉米秸、麦秸、稻草400kg的量投料。

沼气发酵工艺介绍

1.2.2 厌氧处理工艺选择 1、各类厌氧工艺性能概述（1）完全混合厌氧工艺（CSTR） CSTR是在常规消化器内安装了搅拌装置，使发酵原料和微生物处于完全混合状态，该消化器常采用恒温连续投料或半连续投料运行，适用于高浓度及含有大量悬浮固体原料的处理。在该消化器内，新进入的原料由于搅拌作用很快与发酵期内的发酵液混合，使发酵池底浓度始终保持相对较低的状态。而其排除的料液又与发酵液的底物浓度相等，并且在出料时微生物也一起被排出，所以，出料浓度一般较高。该消化器具有完全混合的状态，其水力停留时间、污泥停留时间、微生物停留时间完全相等，即HRT=SRT=MRT。为了使生长缓慢的产甲烷菌的增殖和冲出速度保持平衡，要求HRT较长，一般要10-15d或更长的时间，进料浓度8%-12%。中温发酵时负荷为3-4kgCOD（m3.d），高温发酵为5-6 kgCOD（m3.d）。 CSTR的优点：1.可以进入高悬浮固体含量的原料；2.消化器内物料的均匀分布，避免了分层状态，增加了底物和微生物接触的机会；3. 消化器内温度分布均匀；4.进入消化器的抑制物质，能够迅速分散，保持较低的浓度水平；5.避免了浮渣、结壳、堵塞、气体逸出不畅和短流现象。缺点：1.由于消化器无法做到使SRT和MRT在大于HRT的情况下运行，所以需要消化器体积较大；2.要有足够的搅拌，所以能量消耗较高；3.生产用大型消化器难以做到完全混合；4.底物流出该系统时未完全消化，微生物随出料而流失。（2）厌氧接触工艺反应器厌氧接触工艺反应器是完全混合式的，是在连续搅拌完全混合式厌氧消化反应器（CSTR）的基础上进行了改进的一种较高效率的厌氧反应器。反应器排出的混合液首先在沉淀池中进行固液分离，污水由沉淀池上部排出，沉淀池下部的污泥被回流至厌氧消化池内。这样的工艺既保证污泥不会流失，又可提高厌氧消化池内的污泥浓度，从而提高了反应器的有机负荷率和处理效率，与普通厌氧消化池相比，可大大缩短水力停留时间。目前，全混合式的厌氧接触反应器已被广泛应用于SS浓度较高的废水处理中。其不足之处在于，厌氧污泥经沉淀池再回流，温度变化较大，影响了厌氧处理效率的提高，同时，厌氧罐内的热能损失也较大。但因受水泵性能的限制，该装置进料的干物质浓度（TS%）为4-6%，故需配兑2.5-3倍于发酵原料重量的配料污水；还需多级“预处理”以去除堵察水泵和管道的秸草等较大固形物。（3）厌氧滤器（AF）厌氧滤器是采用填充材料作为微生物载体的一种高速厌氧反应器，厌氧菌在填充材料上附着生长，形成生物膜。生物膜与填充材料一起形成固定的滤床。厌氧滤床可分为上流式厌氧滤床和下流式厌氧滤床二种。污水在流动过程中生长并保持与充满厌氧细菌的填料接触，因为细菌生长在填料上将不随出水流失，在短的水力停留时间下可取得较长的污泥泥龄。厌氧滤器的缺点是填料载体价格较贵，反应器建造费用较高，此外，当污水中SS含量较高时，容易发生短路和堵塞。（4）上流式厌氧污泥床反应器（UASB）待处理的废水被引入UASB反应器的底部，向上流过由絮状或颗粒状厌氧污泥的污泥床。随着污水与污泥相接触而发生厌氧反应，产生沼气引起污泥床的扰动。在污泥床产生的沼气有一部分附着在污泥颗粒上，自由气泡和附着在污泥颗粒上的气泡上升至反应器的上部。污泥颗粒上升撞击到三相分离器挡板的下部，这引起附着的气泡释放；脱气的污泥颗粒沉淀回到污泥层的表面。自由状态下的沼气和由污泥颗粒释放的气体被收集在三相分离器锥顶部的集气室内。液体中包含一些剩余的固体物和生物颗粒进入到三相分离器的沉淀区内，剩余固体物和生物颗粒从液体中分离并通过三相分离器的锥板间隙回到污泥层。UASB反应器的特点在于可维持较高的污泥浓度，很长的污泥泥龄（30天以上），较高的进水容积负荷率，

农业废弃物厌氧发酵制取沼气技术的研究进展

农业废弃物厌氧发酵制取沼气技术的研究进展摘要：为了研究中国农业废弃物制取沼气的研究及利用现状，笔者结合自身及前人的研究成果，通过描述中国农业废弃物的利用现状及厌氧发酵制取沼气技术的机理，产甲烷菌的基本研究以及3种常见农业废弃物厌氧发酵产沼气的研究结果，概括了利用厌氧发酵处理农业废弃物的必要性及技术上的可行性。但同时发现，很多研究成果没有在中国农业废弃物的利用上得到充分利用，本研究的成果在今后对农业废弃物进行合理有效的利用及处理上有很大的参考作用。 0引言中国每年产生的农业废弃物，仅农作物秸秆的量就约为7亿t，大中城市郊区的集约化养殖场产生的畜禽粪便因超过农田环境自身消纳的能力，也对城市郊区环境造成了较大的污染。本研究通过倡导利用厌氧发酵生沼气技术处理农业废弃物，能有效保护农村及城市郊区的环境，同时能改善当前中国能源利用领域过分依赖煤炭，污染严重，能源利用率低等不合理现象，对解决中国经济发展的瓶颈有重要意义。当前农业废弃物的利用技术有很多，主要包括：能源化、肥料化、饲料化和材料化技术，而能源化是当前研究的重点，如将玉米秸秆通过等离子体热裂解液化制取生物油，厌氧微生物利用麦麸产氢以及利用甜高粱茎秆汁液发酵制取生物酒精等。与其他农业废弃物能源化的技术相比，厌氧发酵生产沼气技术目前比较成熟，可以实现产业化。如北方“四位一体”沼气生态模式和南方的“猪、沼、果”生态模式等。与此同时，大量的利用农业废弃物发酵产沼气的基础研究也在进行，如碱预处理对稻草发酵产沼气的效果，同时刘荣厚等还发现蔬菜废弃物用厌氧发酵工艺处理制取沼气是可行的。沼液及沼渣作为沼气发酵的一种副产物，也有很大的作用，50%浓度的沼液能提高草莓的果实品质，添加煤油和洗衣粉的沼液混合物是一种防治菜青虫的良好杀虫剂。本研究针对农业废弃物制取沼气技术在处理废弃物的实际应用上的不足，与其比较成熟的研究现状脱节的问题，通过全面地概括论证利用厌氧发酵处理农业废弃物的必要性及技术上的可行性，倡导积极发展厌氧发酵制取沼气技术，并在实际中大量应用该技术处理中国的农业废弃物，相信在厌氧发酵制取沼气技术的广发推广上能起到非常积极的作用。 1厌氧发酵制取沼气技术的机理目前为止，对厌氧发酵制取沼气技术机理的研究比较成熟。沼气发酵的过程，实际上是微生物的物质代谢和能量转换过程，在分解代谢过程中微生物获得能量和物质，以满足自身生长繁殖，同时大部分物质转化为甲烷和二氧化碳。其基本过程通常可分为液化、产酸、产甲烷3个阶段，前2个阶段合称为不产甲烷阶段，不过目前比较权威的是把沼气发酵理论分为2阶段厌氧发酵理论和3阶段厌氧发酵理论。 2阶段理论主要针对一些可溶性的复杂有机物，第1阶段是在产酸菌的作用下，有机物被分解为低分子的中间产物如有机酸如乙酸、丁酸等及氢气、二氧化碳等气体；第2阶段是产甲烷菌将第1阶段产生的中间产物继续分解为甲烷和二氧化碳。3阶段理论主要针对不溶性的复杂有机物，相对2阶段理论，主要是多了1个水解和发酵的阶段，在这一阶段，复杂有机物在微生物（发酵菌）作用下进行水解和发酵：多糖先水解为单糖，再通过酵解途径进一步发酵成乙醇和脂肪酸等；蛋白质则先水解为氨基酸，再经脱氨基作用产生脂肪酸和氨；脂类转化为脂肪酸和甘油，再转化为脂肪酸和醇类。也有研究将产甲烷的3阶段理论中的第1阶段拆分为2步，认为沼气发酵应具体分为4个步骤，分别是：聚合物的水解、水解产生的单体发酵生成挥发性脂肪酸酸和乙醇等、中间产物转换为乙酸和氢气、甲烷的形成。 2产甲烷菌的研究 2.1产甲烷菌的种类与基本性质产甲烷菌是一类能够将无机或有机化合物厌氧消化转化成甲烷和二氧化碳的古细菌，它们生长在严格厌氧的环境中，不能利用复杂的有机物作为能量来源，只能利用氢气、二氧化碳、甲酸、甲醇、甲基胺、乙酸等简单物质合成甲烷进行能量代谢，是厌氧发酵过程的最后一个成员。

厌氧发酵原理及其工艺

1.4 实验研究目的，技术路线我国目前的农作物发酵制沼气技术与发达国家相比,起步较晚,大型项目的运行经验相对较少。由于我国幅员辽阔,不同地域的农作物资源种类不同,其物理和化学性质也有较大的差别,加之我国不同地区年平均气温差别较大,使我国农作物厌氧发酵制备沼气的大型项目难有统一的设计参数标准。对于不同的大型沼气项目,必须结合项目实际的农作物种类和物性、气候条件、供热条件、沼液和沼渔的消纳和后续处理工艺、农作物的价格和最大运输半径、原料的储存和供料方式、发电机组的选型等因素进行综合考虑,才能使项目实施后获得最佳的经济和社会效益。根据我国农作物制备沼气技术的应用现状,结合本文研究的农作物制备沼气项目实际案例,本文的研究目的为:;研究发酵原料的物理化学性质和产气率,提出合理估算农作物（主要是黄瓜藤）和粒径的方法,为项目实例提供工艺选择、系统设计和经济性计算提供可靠依据。为了实现上述目的,本文研究内容主要集中如下几个方面: （1）研究农作物破碎预处理的特点,为合理计算破碎预处理能耗提供计算方法。（2）研究了黄瓜藤的鲜活度对发酵产气量和产气速率等因素的影响。（3）不同投配率对发酵产气量和产气速率等因素的影响；为了厌氧发酵反应的持续反应，同时还研究不同投配率对于pH值的影响。 1.5 论文章节安排本论文共包括六章内容。第一章介绍课题的研究背景，国内能源消费和可再生能源利用现状，以及课题的主要研究内容和意义。第二章厌氧发酵反应制备沼气的基本原理和影响参数。

第三章阐述农作物的破碎原理，从中说明粒度与能耗间的关系，并且从能耗的角度分析不同粒度的颗粒的耗能情况。第四章针对需要采用实验方法对各个因素进行研究，确定实验的数据测量的方法以及实验进行过程中需要的注意事项，防止实验失败。第五章实验采用定制CSTR厌氧反应器对黄瓜藤在中温条件下进行厌氧消化反应实验，研究系统的稳定性能和产气性能。第六章作出对课题的总结和展望，总结本课题的研究成果，并提出不足之处和以后还需进一步研究的方向。

秸秆沼气发酵工艺流程汇总

沼气发酵工艺流程从全社会能源消费与供给的发展趋势，随着工业化发展进程使得矿物质能源日趋枯竭，尽管这是未来将会发生的事，当然也是历史发展的必然结果，将会引起全社会的关注。世界各国都在寻求可再生的替代能源，虽然探矿开采不会立即结束，但是可再生能源的试生产也要立即开始，甚至早已经开始了。沼气工程作为即可处理废弃的有机物又可从中回收能源，这是采用现代化技术开发生物质能源利用的重要组成部分，也是沼气工程产业将会乘胜发展的必然。我国的沼气产业已从单纯的能源利用发展成为废弃物处理和生物质多层次综合利用，并与养殖、种植业广泛结合，在农村生产和生活中发挥了重要作用沼气发酵技术确切的应该称为厌氧发酵技术，是指从发酵原料到产出沼气的整个过程，所采用的技术和方法。沼气发酵技术主要包括原料的预处理，接种物的选取和富集，发酵器（在厌氧发酵过程中的发酵器也称反应器，是沼气发酵罐、沼气池、厌氧发酵装置的统称）结构的设计，工程起动和日常运行管理等一系列技术措施。其流程图如下所示：进料池青贮秸秆粉碎预处理沼液沼渣（再利用） 1.秸秆预处理： 1.1.预处理：农作物秸秆通常是由木质素、纤维素、半纤维素、果胶和蜡质等化合物组成，其产气特点是分解速度较慢，产气周期较长。使用这种原料在入池前需进行预处理，以提高产气效果。常用的预处理方法有物理、化学与生物方法等。物理方法主要有切碎、粉碎、汽爆等。生物法的研究主要集中在菌种的筛选和发酵条件优化方面。目前研究最多的微生物是白腐真菌。生物方法具有环境友好、处理效率高等优点，但需要无菌操作条件和专门的培养设施，目前有关研究较多，实际应用很少。化学法主要利用酸和碱等化学物质对秸秆进行预处理，通过化学作用破坏秸秆的内部结构，从而提高秸秆的厌氧消化性能。化学法具有处理方法简单、时间短、效果好等优点，但化学处理剂有可能产生二次污染。 1.2.青贮：青贮池设计以为矩形，若有多个青贮池可并联或串联使用。粉碎的秸秆贮入青贮池后应轧实，减少内部氧气存有量，避免原料浪费。秸秆含水量控制在65%左右，密度以大于500㎏/m3为宜。

大型秸秆沼气实施方案

郯城县庙山镇立朝村新型农村社区大型秸秆沼气集中供气工程郯城县红花镇大新村新型农村社区大型秸秆沼气集中供气工程郯城县花园乡田哨村新型农村社区大型秸秆沼气集中供气工程实施方案郯城县农业局 2012年3月12日

第一章概述根据山东省农业厅、财政厅《关于下达2012年生态农业与农村新能源示范县建设项目申报指南的通知》要求，我县计划申报3处新型农村社区大型秸秆沼气集中供气工程，每处供气300户，合计900户。 1.项目单位名称：1.郯城县庙山镇立朝村村民委员会 2.郯城县红花镇大新村村民委员会 3.郯城县花园乡田哨村村民委员会 2.项目建设性质：新建 3.项目建设地点：1.郯城县庙山镇立朝村 2.郯城县红花镇大新村 3.郯城县花园乡田哨村三个项目建设内容完全一致，均按此实施方案执行。第二章项目建设方案 1.建设规模本项目采用中温发酵，建设1000m3 CSTR反应器，储气罐300 m3。日产500m3沼气，供300户居民供气使用，日处理秸秆1.7吨，日产沼渣1.2吨，沼液无排放全部回流。2.项目技术工艺方案 1、工艺流程说明。

具体工艺流程图见上图，秸秆原料经过粉碎后，在堆寝室内充分吸收水分后投入调节池，在调节池中将物料TS含量调至为8%，调节好的料液通过上料系统投入内反应器，在反应池内，发酵获得沼气、沼渣和沼液。沼气经脱水、脱硫进入储气柜。沼渣直接排出反应器被收集，可直接做有机肥用，也可进一步加工为复合肥。沼液量较少，收集后可用来预处理原料（做堆寖原料喷剂）。 2、工艺方案特点 1）中温发酵消化速度稍慢些，产气率较低，但这种工艺耗能较少，沼气发酵能总体维持在一个较高的水平，产气速度比较快，料液基本不结壳，且氨态氮损失较少，发酵残余物的肥效不会降低。这种工艺因为料液温度稳定，产气量也比较均衡。 2）CSTR反应器，发酵温度稳定在中温（35℃）。发酵原料从罐体底部进入，使新料和厌氧微生物充分接触，在消

沼气厌氧发酵

沼气厌氧发酵中国知识资源总库——CNKI 系列数据库输出格式:简单详细引文格式自定义查新RefWorks 自定义:题名作者中文关键词单位中文摘要基金刊名ISSN年期第一责任人处理结果: 1题名The Relationship Among pH,VFA and Biogas Production in Anaerobic Fermentation of Mixed Manure and Straw with Different Ratios 作者张彤;李伟;李文静;李轶冰;杨改河; 刊名农业环境科学学报单位西北农林科技大学林学院;陕西省循环农业工程技术研究中心;西北农林科技大学农学院; 中文摘要为探索发酵原料产气量与pH值、挥发性脂肪酸之间的关系,确定最佳原料配比以及发酵温度是关键。通过试验在恒温条件下以不同配比的鸡粪、麦秆混合物为原料,在25～40℃范围内进行厌氧发酵,研究pH值和挥发性脂肪酸对沼气产量的影响。结果显示,在约50d的发酵过程中,以40℃、鸡粪和麦秸3∶1处理的(简称鸡麦3∶1)累积产气量最高,达11492mL,25℃、鸡麦3∶1处理的累积产气量最低,为6227mL。在25、30℃发酵条件下,随着麦秆比例的增加,产气量逐渐增加;在35、40℃发酵条件下,随着麦秆比例的减少,产气量逐渐增加。pH值与日产气量成正比,而挥发性脂肪酸与日产气量成反比。 2题名Study on Characteristics of Anaerobic Fermentation with Wheat Straw and Sweet Potato Vine 作者石勇;邱凌;邵艳秋;罗涛;任虎林; 刊名西北农业学报单位西北农林科技大学机械与电子工程学院;农业部沼气西北分中心;西北农林科技大学农学院;西北农林科技大学资源与环境学院; 中文摘要在(30±1)℃恒温条件下,按C/N=20∶1,C/N=25∶1,C/N=30∶1的3个不同水平将小麦秸秆和红薯藤叶分别配置成2 000 mL发酵液,其总固体含量TS为8%。对3个不同水平C/N的发酵液进行厌氧发酵试验,测定厌氧发酵过程中的日产气量,pH、CH4和CO2体积分数等动态指标的变化,探究2种物料在不同C/N水平下的发酵特性。结果表明在TS为8%的条件下,C/N为25∶1水平时产气效果最佳,产气量和CH4体积分数都具有明显优势。 3题名Research on the essence and the mechanism of method about fermented soybean in Qi-Min-Yao-Shu (Important Arts for the People,s Welfare) 作者陈苍林刊名中国酿造单位漳州市酱油厂福建漳州363000

厌氧发酵过程三阶段理论

厌氧发酵过程三阶段理论：一、有机物水解和发酵细菌作用下，使碳水化合物、蛋白质与脂肪转化为单糖氨基酸、脂肪酸、甘油、CO2、H等二、把第一阶段产物转化为H、CO2和CH3COOH 三、通过两组生理物质上不同产CH4菌作用，将H和CO2转化为CH4，对CH3脱羧产生CH4。厌氧消化原理：有机物厌氧消化过程主要包括产酸和产甲烷两个阶段。而对于不溶性有机物（有机垃圾），一般可认为在上述两个阶段之前多一个“水解阶段”，水解阶段起作用的细菌包括纤维素分解菌、脂肪分解菌和蛋白质水解菌；在水解酶作用下，转化产生单糖、酞和氨基酸、脂肪酸和甘油。产酸阶段起作用细菌是发酵性细菌，产氢产乙酸和耗氢产乙酸菌在胞内酶作用下，转化产生挥发性脂肪酸、醇类、氢和二氧化碳；产甲烷阶段是产甲烷菌利用H2、CO2、乙酸、甲醇等化合物为基质，将其转化成甲烷，其中H2、CO2和乙酸是主要基质。名词： VFA: Volatile acid 挥发酸

COD: Chemical oxygen demand 化学需氧量 BOD: Biochemical oxygen demand 生物需氧量 TOD: Total oxygen demand 总需氧量 TOC: Table of content 总有机碳 TS: Total solid 总固体 SS: Suspend solid 悬浮固体 VS: Volatile solid 挥发固体 HRT: 水利滞留时间=消化器有效容积/每天进料量 SRT: 污泥停留时间：单位生物量在处理系统中的平均停留时间 SVT: 污泥体积系数：单位体积水样在静置30min后，污泥体积数 MRT: 微生物滞留时间 PFR:塞流式反应器（Plug flow reactor）高浓度悬浮固体发酵原料一段进入，从另一段排除。 USR:生流式固体反应器（Upflow solid reactor）原料从底部进入消化器，上清从消化器上部溢出 UASB:生流式厌氧污泥床（Upflow anaerobic sludge bed）自下而上流动污水通过膨胀的颗粒状污泥床消化分解，消化器分为污泥床、污泥层和三相分离器。 UBF：污泥床过滤器。将UASB和厌氧过滤器结合为一体的厌氧消化器，下部为污泥床，上部设置纤维填料。 EGSB:膨胀颗粒污泥床（Expanded granular sludge bed）与UASB反应器有相似之处，可分为进水配水系统、反应区、三相分离区和出水渠系统，EGSB没有专门的出水回流系统。 ABR:厌氧折板反应器（Anaerobic baffled reactor） SBR:间歇曝气方式运行活性污泥水处理技术，又称序批式活性污泥发（Sequencing batch reactor actirated sludge process） USSB:(Upflow staged sludge bed)

纯秸秆制沼气技术概述

纯秸秆沼气自动连续高效发生装置的研究与应用摘要: 本文简述了我国现存的农作物秸秆资源化利用技术及存在的问题,介绍了一种纯秸秆高浓度连续发酵装置的研究与应用概况、工艺条件、产气效果。前言：我国目前推行的沼气类型主要有户用小型沼气和大中型畜禽规模化养殖场沼气工程，虽然解决了一些问题，但弊端日渐显现。在户用小型沼气方面，由于粪源短缺、农村劳动力外流以及管理经验不足，已经造成60%的已建沼气池废弃。在规模化养殖场沼气工程方面，由于能耗高、产气率低、沼液沼渣销售渠道不完善等因素，仅靠出售沼气难以维持沼气工程的运转，造成养殖企业沼气工程负收益。在当前状态下，我们急需一种解决上述问题的新装置。它应该有以下功能：1，发酵原料广泛：各种农作物秸秆、生活垃圾、人畜粪污均可使用；2，管理方便：以村镇为单位实现集中供气的发酵装置，管理人员不超过3人；3，以出售沼气为收入方式的状态下，要有足够的盈利，即每立方沼气的生产成本不超过0.6元；4，投资小，市场能接受。在以上述功能为研究方向的指导下，河南焦作华中能源科技有限公司自筹研发经费450余万元，自2007年开始成立课题组进行秸秆沼气工程的科研工作，对发酵工艺的各个环节进行创新和优化。2008年5月完成50m3全秸秆连续干发酵工艺初试，2009年9月年完成200m3纯秸秆秸秆连续干发酵沼气工程中试。设计优化出一套投资小、自动化程度高、适合中国国情的全秸秆沼气工程解决方案. 课题组简介：陈墨（总工程师，硕士）申云（组长，高级工程师）刘知华（副组长，博士后）1、材料和方法 1.1发酵原料 (1)玉米秸秆、麦秸、稻草、玉米芯、棉杆、油菜杆、锯末、中药废渣、玉米废渣、生活垃圾等 (2)接种物通常原料预处理阶段使用降解菌和复合菌;沼气发酵启动时使用含有大量沼气发酵微生物的各种厌氧活性甲烷菌;牛粪和污水处理厂污泥。 1.2设备与仪器 (1)试验装置试验装置为课题组自行设计制作的厌氧发酵装置。主发酵池、储气柜、净化装置采用钢板焊接，预处理池、操作间采用砖混结构。1.2试验仪器试验仪器包括恒温干燥箱(意大利产),马弗炉(S-12箱式电阻炉,沈阳市节能电炉厂制造), 分析天平(意大利产),pH计(PHS-3c型,上海精密科学仪器有限公司),恒温水浴锅(北京永光明仪器厂制造),气相色谱仪(varian-3800)等。 1.3试验方法 1）进料方式：主发酵池建好以后，课题组首先选用不同进料装置和进料方式对各种秸秆原料的不同粒度和浓度进行了实验和优化。通过采用铰龙装置、活塞挤压装置、泵送装置、液压装置、真空吸附、高压气动装置的对比实验，发现高压气动进料装置效果最好，最大粒度达60mm，TS20%以上。 2)发酵浓度通过对玉米秸秆、麦秸、稻草等原料分别采用TS6%-30%进行不同发酵试验，最终得出浓度在13-18时产气最高，可达0.46-0.52m3/kg. 3)发酵温度分别选取20°、25°、30°、35°、45°、54°进行实验，得出：25°下能效比最高，冬季（池外温