沼气的生成要素

【专家解说】：楼主你好，很高兴回答你的问题。一、沼气的基本特性参数沼气是一种混合的可燃性气体，其主要成分是甲烷（CH4）、二氧化碳（CO2），还有少量的氢（H2）、一氧化碳（CO）、流化氢（H2S）等。其性质由组成它的气体性质及相对含量而决定，其中以甲烷和二氧化碳对沼气性质影响最大。如以沼气中的甲烷体积占60%，二氧化碳体积占39%为例，甲烷重量百分比为35.35%、二氧化碳重量百分比为64.07%；沼气的溶重为1.22㎏／标M3；沼气的比重为0.943；沼气的热值为21528千焦／标M3 （5142千卡／标M3）；沼气燃烧的理论空气量为5.38 ／标M3；沼气的燃烧范围为：上限24.44%，下限8.8%。二、沼气的生成要素（制取沼气的条件）沼气是微生物（细菌）在一定条件下发酵、分解有机物产生的代谢产物。当制取沼气的条件越合理，微生物的生命活动越旺盛，产生的沼气越多。因此，在制取沼气时，要求产气量高，就必须使沼气微生物在厌氧条件下有较旺盛的活动，为此，创造一个良好的环境是生产沼气的关键。制取沼气必须满足的条件主要有以下几个方面：1、严格的厌氧环境分解有机物质产生沼气的微生物都是厌氧细菌，在它们生命活动的全过程都不能有氧气参与，如有氧气就会使它们的生命及其活动受到损害。因此，修建的沼气池必须不漏水、不漏气，是绝对密闭的。绝对密闭的沼气池才能正常产沼气。2、接种物分解有机物质产生甲烷气的过程，是由多种沼气微生物来完成的。因此，在沼气池有机物发酵中，加入足够的所需要的微生物作为接种物是极为重要的。有没有接种物决定了沼气池发酵的成败，而接种物的数量和活性直接关系发酵过程的好坏。在选择接种物时，要选择活性强的接种物。阴沟污泥、粪坑沉渣，正常沼气池沼液沼渣等均可作为接种物。但以正常产气沼气池中的沼液沼渣为最好；接种物的数量占沼气池总投料量的20%－30%为宜。3、充足、营养丰富的发酵原料沼气微生物的生命活动除了严格的厌氧环境外，还需要一定的营养条件，主要是碳素、氮素、水分、矿物质等。各种有机物质，如人、畜粪便、作物桔秆、生活污水、以及含有机物质的工业废料等，都可作为沼气池的发酵原料，也就是沼气微生物生长所需要的营养物质。但微生物对营养物质中的碳素、氮素的需要量有一定是比例，据测定，碳、氮比以25∶1为最好。人、畜分辨含氮比例大，秸秆、杂草等纤维多的物质踏步含量高。因此，为了保持一定的碳氮比，沼气池中，不仅需要经常补充足够的发酵原料，还应注意各种原料合理搭配，综合进才能多产气。4.适当的温度发酵温度是影响沼气发酵的重要因素。在一定温度范围内，发酵原料的分解消化速度随温度的升高而提高，也就是产气量随温度升高而提高，但也不是越高越好。目前农村户用沼气池，都采用自然温度发酵（即常温发酵），池内温度为10℃—30℃，超过30℃也不能正常发酵。但在10℃以下，发酵效果也不理想。5.适当的酸碱度酸碱度也是影响沼气发酵的重要因素。这里说的酸碱度是指发酵液而不是原料的酸碱度。沼气发酵的适宜酸碱度（也就是PH值），在6.5—7.5之间（可用PH试纸测定），过高过低都会影响沼气发酵的顺利进行。在沼气发酵的起动阶段，如果投料的浓度太高或原料含碱的比例太大，使用机酸积累太快而酸碱度下降到6时，就会严重抑制产甲烷菌的活动，产生的气体大部分是二氧化碳。所以新池起动，投料浓度宁可低一些，也不要太弄。当沼气发酵正常进行后，再逐渐加入食粮的原料。如果发现发酵液偏酸（PH值小于6.5），可在发酵液中加入适量的石灰或草木灰；如发酵液偏碱（PH值大雨7.50，则应加入一些鲜草、水草、树叶和水，酸碱度可逐步得到调节。6.掌握发酵原料和水的配合比例产生沼气的原料必须有适量的水分才有利于产气，这是因为沼气细菌吸收养分、排泄废物和进行其他生命活动都需要有适量的水分。若水量过少，发酵液过浓，容易积累大量的有机酸，使发酵作用受阻影响产气。如果水量过多，发酵中干物质含量少，单位体积的气体量就少。发酵液的含水量以90%—94%较适宜（干物质占6%—10%），在这个范围内，夏天可以稀一些，冬天可以浓一些，如沼气池中原料和水的比例难估计，宁可稍稀，不要太浓。表1沼气发酵原料的含水量（%）表1   沼气发酵原料的含水量原料名称人粪猪粪猪尿马粪干稻草牛粪一般风干物含水量%80左右82967610—208330—40干物质含水量%201842480—901760—70 知道了发酵原料的含水量，便可确定原料和水的配合比例。干物质浓度和加水量可用下式计算：D= （T1X1+T2X2+T3X3+……+）÷[（X1+X2+X3……）+W]×100%式中：D—混合原料的干物质含量，单位%；      T—各种原料的干物质含量，单位㎏；      X—各种原料的重量，单位㎏；      W—加入水的重量，单位㎏；例1：建一个8立方米的沼气池，投料3000㎏猪粪，配制发酵液干物质浓度为8%，求需要加入多少㎏水？已知：D＝8%；      T：查表一猪粪含水量为82%，干物质含量为18%；      X：加入猪粪的重量为3000㎏；根据以上公式：8%＝3000×18%÷（3000+W）              W＝3750（㎏）      答：应加水3750㎏.例2：建一个8立方米沼气池，投入原料猪粪1000㎏，牛粪800㎏，人粪100㎏，加水3800㎏，发酵液的干物质浓度是多少？根据以上公式：D＝（1000×18%+800×17%+100×20%）÷[（1000+800+100）+3800] ×100%＝5.89%≈6%答：发酵液干物质浓度为6%。