生物气省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx

1生物气（沼气）生物气（沼气）生物气（沼气）生物气（沼气）第1页2主要内容主要内容主要内容主要内容uu概念及组成概念及组成uu沼气应用沼气应用uu沼气形成原理沼气形成原理uu沼气池沼气池uu沼气灯等设备沼气灯等设备uu国内外研究现实状况国内外研究现实状况第2页3何谓沼气何谓沼气何谓沼气何谓沼气？uu沼气：顾名思义就是沼泽气体。沼气：顾名思义就是沼泽气体。uu在沼泽地、污水沟或粪池里，有气泡冒出来，假如点火，即可在沼泽地、污水沟或粪池里，有气泡冒出来，假如点火，即可把它点燃，这就是自然界天然发生沼气。把它点燃，这就是自然界天然发生沼气。uu沼气，即是各种有机物质在隔绝空气沼气，即是各种有机物质在隔绝空气(即无氧气还原条件即无氧气还原条件)，而，而且在适宜温度下、湿度下，经过微生物发酵作用，所产生一个且在适宜温度下、湿度下，经过微生物发酵作用，所产生一个能够燃烧气体。能够燃烧气体。uu沼气主要成分是甲烷，约占所产生各种气体沼气主要成分是甲烷，约占所产生各种气体60%-80%60%-80%。uu甲烷：是一个理想气体燃料，它无色无味，与适量空气混合后甲烷：是一个理想气体燃料，它无色无味，与适量空气混合后即可燃烧。即可燃烧。第3页4生生 (物物)质质能定能定义义uu生质能广泛定义即指全部有机物，经各式自然或人为化学反应生质能广泛定义即指全部有机物，经各式自然或人为化学反应后，再萃取其能量应用。后，再萃取其能量应用。uu例如由农村及城市地域产生各种废弃物，如牲畜粪便、农作物例如由农村及城市地域产生各种废弃物，如牲畜粪便、农作物残渣、城市垃圾、及工业废水等，皆可经由直接燃烧应用，或残渣、城市垃圾、及工业废水等，皆可经由直接燃烧应用，或由微生物厌氧消化反应而产生沼气后再行应用。由微生物厌氧消化反应而产生沼气后再行应用。第4页5沼气组成沼气组成沼气组成沼气组成沼气是一个混合气体。沼气是一个混合气体。沼气是一个混合气体。沼气是一个混合气体。主要成份是甲烷（主要成份是甲烷（主要成份是甲烷（主要成份是甲烷（CHCHCHCH4 4 4 4）、二氧化碳（）、二氧化碳（）、二氧化碳（）、二氧化碳（COCOCOCO2 2 2 2）和少许硫化氢）和少许硫化氢）和少许硫化氢）和少许硫化氢（H H H H2 2 2 2S S S S）、氢（）、氢（）、氢（）、氢（H H H H2 2 2 2）、一氧化碳（）、一氧化碳（）、一氧化碳（）、一氧化碳（COCOCOCO）、氮（）、氮（）、氮（）、氮（N N N N2 2 2 2）等气体。）等气体。）等气体。）等气体。其中甲烷约占其中甲烷约占其中甲烷约占其中甲烷约占50-70%50-70%50-70%50-70%、二氧化碳约占、二氧化碳约占、二氧化碳约占、二氧化碳约占30-40%30-40%30-40%30-40%，其它成份含量，其它成份含量，其它成份含量，其它成份含量极少。极少。极少。极少。第5页6沼气应用沼气应用沼气应用沼气应用uu目前已经将沼气用作燃料和用于照明。目前已经将沼气用作燃料和用于照明。uu用沼气代替汽油、柴油，发动机器效果也很好。用沼气代替汽油、柴油，发动机器效果也很好。uu作为农村能源，具有许多优点。作为农村能源，具有许多优点。uu人、畜粪便以及各种作物桔梗、杂草等，经过发酵后，既人、畜粪便以及各种作物桔梗、杂草等，经过发酵后，既产生了沼气，还可生产肥料，因为腐熟程度高使肥效更高。产生了沼气，还可生产肥料，因为腐熟程度高使肥效更高。uu粪便等沼气原料经过发酵后，绝大部分寄生虫卵被杀死，粪便等沼气原料经过发酵后，绝大部分寄生虫卵被杀死，故并可以改善农村卫生条件，降低疾病传染。故并可以改善农村卫生条件，降低疾病传染。uu譬如，修建一个平均每人譬如，修建一个平均每人1-1.5 m2 1-1.5 m2 发酵池，即可以解决农发酵池，即可以解决农村一年四季所需燃柴和照明等基本问题。村一年四季所需燃柴和照明等基本问题。uu現在，沼气应用在各国农村受到大力地推广，沼气能源开現在，沼气应用在各国农村受到大力地推广，沼气能源开发和运用普及等方面，已经有了不错成绩。发和运用普及等方面，已经有了不错成绩。第6页7国外应用国外应用国外应用国外应用uu据估计在英国，利用人和动物各种有机废物，经过微生物据估计在英国，利用人和动物各种有机废物，经过微生物厌氧消化所产生甲烷，能够替代整个英国厌氧消化所产生甲烷，能够替代整个英国2525煤气消耗量。煤气消耗量。苏格兰已设计出一个小型甲烷发动机，可供村庄、农场或苏格兰已设计出一个小型甲烷发动机，可供村庄、农场或家庭使用。家庭使用。uu美国一牧场兴建了一座工厂，主体是一个宽美国一牧场兴建了一座工厂，主体是一个宽3030米、长米、长213213米密封池组成甲烷发酵结构，它任务是把牧场厩肥和其他米密封池组成甲烷发酵结构，它任务是把牧场厩肥和其他有机废物，由微生物转变成甲烷、二氧化碳和干燥肥料。有机废物，由微生物转变成甲烷、二氧化碳和干燥肥料。这座工厂天天可处理这座工厂天天可处理16501650吨厩肥，每日可为牧场提供吨厩肥，每日可为牧场提供11.311.3万万m3m3甲烷，足够甲烷，足够1 1万户家庭使用。万户家庭使用。uu目前美国已拥有目前美国已拥有2424处利用微生物发酵能量转化工程。处利用微生物发酵能量转化工程。uu从世界范围看，利用各种微生物协同作用生产甲烷研究和从世界范围看，利用各种微生物协同作用生产甲烷研究和应用，正处于方兴未艾阶段。应用，正处于方兴未艾阶段。第7页8国内应用国内应用国内应用国内应用uu近年来，中国沼气事业亦发展地非常迅速，沼气池总数已近年来，中国沼气事业亦发展地非常迅速，沼气池总数已到达到达10001000多万个。多万个。uu在四川、浙江、江苏、广东、上海等省市农村，有些地方在四川、浙江、江苏、广东、上海等省市农村，有些地方除用沼气煮饭、点灯外，还建置了小型沼气发电站，利用除用沼气煮饭、点灯外，还建置了小型沼气发电站，利用沼气能源作动力进行脱粒、加工食料、饲料和制茶等，闯沼气能源作动力进行脱粒、加工食料、饲料和制茶等，闯出了用出了用“土土”方法处理农村电力问题新路子。方法处理农村电力问题新路子。uu教授们认为，二十一世纪沼气在农村之所以能够成为主要教授们认为，二十一世纪沼气在农村之所以能够成为主要能源之一，是因为它具有不可比拟特点，尤其是在广大农能源之一，是因为它具有不可比拟特点，尤其是在广大农村地域，这些特点就更为显著了。村地域，这些特点就更为显著了。uu中国地广人多，生物能资源丰富。研究表明，在二十一世中国地广人多，生物能资源丰富。研究表明，在二十一世纪不论在农村还是城镇，都能够根据当地实际情况，就地纪不论在农村还是城镇，都能够根据当地实际情况，就地利用粪便、桔杆、杂草、废渣、废料等生产沼气来发电。利用粪便、桔杆、杂草、废渣、废料等生产沼气来发电。第8页9uu利利用用废废弃弃物物所所产产生生沼沼气气除除可可作作为为替替换换能能源源使使用用外外，同同时时也也处处理了大量垃圾理了大量垃圾问题问题，对环境保护对环境保护亦有助益。亦有助益。uu各各国国因因应应情情况况及需求不一样，及需求不一样，对对沼沼气气利用也有所差利用也有所差异异：1.1.以以能能源源利利用用为为主主：主主动动推推广广沼沼气气生生产产技技术术及及其其利利用用方方式。式。2.2.以以环环保保为为主主：除除了了有有效效利利用用沼沼气气外外，并并主主动动发发展展(1)(1)各各种种更更有有效效率率且且符符合合环环保保标标准准废废弃弃物物处处理理系系统统，(2)(2)提提升升经济经济效益，效益，(3)(3)推推广广商商业业化化应应用。用。第9页10具高具高热热、燃、燃烧烧特征良好沼特征良好沼气气，其用途，其用途极为广泛极为广泛：1.1.直接燃直接燃烧烧：作：作为为家庭家庭炉炉具、照明及工具、照明及工厂锅炉厂锅炉燃料。燃料。2.2.电电力生力生产产：经经由引擎，由引擎，带动发电机发电带动发电机发电。3.3.纯纯化利用化利用：经纯经纯化化后后直接直接输输入各管入各管线线，成，成为与为与瓦斯相同之瓦斯相同之高高热热燃料。燃料。4.4.化化学学原料原料：作成：作成为为甲醇、化甲醇、化学学肥料等。肥料等。第10页11第11页12沼气形成沼气形成沼气形成沼气形成uu沼气形成：废弃植物残体或腐败生物，经长久堆放后，内沼气形成：废弃植物残体或腐败生物，经长久堆放后，内部会因与空气隔绝而产生缺氧状态。此时内部物体经被微部会因与空气隔绝而产生缺氧状态。此时内部物体经被微生物分解后，而形成沼气。生物分解后，而形成沼气。uu沼气可由天然形成及人为分解方式产生。沼气可由天然形成及人为分解方式产生。uu目前大量供给沼气依起源大略有以下五项。目前大量供给沼气依起源大略有以下五项。uu 1.1.农业废弃物农业废弃物(Agricultural waste)(Agricultural waste)uu 2.2.动物排泄物动物排泄物(Livestock excreta)(Livestock excreta)uu 3.3.城镇垃圾城镇垃圾(Urban garbage)(Urban garbage)uu 4.4.城市污水城市污水(Urban sewage)(Urban sewage)uu 5.5.工业废水工业废水(Industrial effluents)(Industrial effluents)第12页13and动物排泄物蔬果废弃物沼气厂处理维护环境保护第13页14沼沼气气消化系統消化系統Digester第14页15沼沼沼沼气制气制气制气制作流程作流程作流程作流程第15页16第16页17第17页18沼气发酵基本原理沼气发酵基本原理一、什么是沼气发酵一、什么是沼气发酵一、什么是沼气发酵一、什么是沼气发酵 沼气发酵又称为厌氧消化、厌氧发酵和沼气发酵又称为厌氧消化、厌氧发酵和沼气发酵又称为厌氧消化、厌氧发酵和沼气发酵又称为厌氧消化、厌氧发酵和甲烷发酵甲烷发酵甲烷发酵甲烷发酵，是指有，是指有，是指有，是指有机物质（如人畜粪便、秸秆、杂草等）在一定水分、温度机物质（如人畜粪便、秸秆、杂草等）在一定水分、温度机物质（如人畜粪便、秸秆、杂草等）在一定水分、温度机物质（如人畜粪便、秸秆、杂草等）在一定水分、温度和厌氧条件下，被种类繁多、数量巨大、且功效不一样各和厌氧条件下，被种类繁多、数量巨大、且功效不一样各和厌氧条件下，被种类繁多、数量巨大、且功效不一样各和厌氧条件下，被种类繁多、数量巨大、且功效不一样各类微生物分解代谢，最终形成类微生物分解代谢，最终形成类微生物分解代谢，最终形成类微生物分解代谢，最终形成甲烷和二氧化碳等混合气体甲烷和二氧化碳等混合气体甲烷和二氧化碳等混合气体甲烷和二氧化碳等混合气体（沼气）复杂生物化学过程。沼气）复杂生物化学过程。沼气）复杂生物化学过程。沼气）复杂生物化学过程。第18页19 只有了解参加沼气发酵各种微生物活动规律、生存条件及只有了解参加沼气发酵各种微生物活动规律、生存条件及只有了解参加沼气发酵各种微生物活动规律、生存条件及只有了解参加沼气发酵各种微生物活动规律、生存条件及作用，并按照微生物生存条件、活动规律去修建沼气池，作用，并按照微生物生存条件、活动规律去修建沼气池，作用，并按照微生物生存条件、活动规律去修建沼气池，作用，并按照微生物生存条件、活动规律去修建沼气池，搜集发酵原料，进行日常管理，使参加发酵各种微生物得搜集发酵原料，进行日常管理，使参加发酵各种微生物得搜集发酵原料，进行日常管理，使参加发酵各种微生物得搜集发酵原料，进行日常管理，使参加发酵各种微生物得到最正确生长条件，才能取得较多产气量和沼肥，满足生到最正确生长条件，才能取得较多产气量和沼肥，满足生到最正确生长条件，才能取得较多产气量和沼肥，满足生到最正确生长条件，才能取得较多产气量和沼肥，满足生产、生活需要。产、生活需要。产、生活需要。产、生活需要。第19页20二、二、二、二、沼气发酵微生物（细菌）沼气发酵微生物（细菌）（一）沼气微生物种类（一）沼气微生物种类（一）沼气微生物种类（一）沼气微生物种类 在沼气发酵过程中，主要有：在沼气发酵过程中，主要有：在沼气发酵过程中，主要有：在沼气发酵过程中，主要有：“发酵性细菌、产氢产乙发酵性细菌、产氢产乙发酵性细菌、产氢产乙发酵性细菌、产氢产乙酸菌、耗氧产乙酸菌、食氢产甲烷菌和食乙酸产甲烷菌酸菌、耗氧产乙酸菌、食氢产甲烷菌和食乙酸产甲烷菌酸菌、耗氧产乙酸菌、食氢产甲烷菌和食乙酸产甲烷菌酸菌、耗氧产乙酸菌、食氢产甲烷菌和食乙酸产甲烷菌”等五大菌群参加活动。等五大菌群参加活动。等五大菌群参加活动。等五大菌群参加活动。第20页21五大菌群五大菌群五大菌群五大菌群.发酵性细菌：发酵性细菌：发酵性细菌：发酵性细菌：一些不溶性物质被发酵性细菌所分泌胞外酶水解为可溶性糖、肽、氨一些不溶性物质被发酵性细菌所分泌胞外酶水解为可溶性糖、肽、氨一些不溶性物质被发酵性细菌所分泌胞外酶水解为可溶性糖、肽、氨一些不溶性物质被发酵性细菌所分泌胞外酶水解为可溶性糖、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定量定量定量H H H H2 2 2 2及及及及COCOCOCO2 2 2 2以纤维素为例，反应过程以下：以纤维素为例，反应过程以下：以纤维素为例，反应过程以下：以纤维素为例，反应过程以下：（C C C C6 6 6 6H H H H10101010O O O O5 5 5 5）+nH+nH+nH+nH2 2 2 2O O O O n(C n(C n(C n(C6 6 6 6H H H H12121212O O O O6 6 6 6)2 C2 C2 C2 C6 6 6 6H H H H12121212O O O O6 6 6 6 CH CH CH CH3 3 3 3COOH+CHCOOH+CHCOOH+CHCOOH+CH3 3 3 3CHCHCHCH2 2 2 2COOH+CHCOOH+CHCOOH+CHCOOH+CH3 3 3 3CHCHCHCH2 2 2 2CHCHCHCH2 2 2 2COOH+3COCOOH+3COCOOH+3COCOOH+3CO2 2 2 2+3H+3H+3H+3H2 2 2 2.产氢产乙酸菌：产氢产乙酸菌：产氢产乙酸菌：产氢产乙酸菌：除甲酸、乙酸和甲醇外物质均不能被产甲烷菌所利用，所以必须由产除甲酸、乙酸和甲醇外物质均不能被产甲烷菌所利用，所以必须由产除甲酸、乙酸和甲醇外物质均不能被产甲烷菌所利用，所以必须由产除甲酸、乙酸和甲醇外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、氢和二氧化碳氢产乙酸菌将其分解转化为乙酸、氢和二氧化碳氢产乙酸菌将其分解转化为乙酸、氢和二氧化碳氢产乙酸菌将其分解转化为乙酸、氢和二氧化碳 反应过程以下：反应过程以下：反应过程以下：反应过程以下：CHCHCHCH3 3 3 3CHCHCHCH2 2 2 2COOH+2HCOOH+2HCOOH+2HCOOH+2H2 2 2 2O O O O CH CH CH CH3 3 3 3COOH+COCOOH+COCOOH+COCOOH+CO2 2 2 2+3H+3H+3H+3H2 2 2 2 CH CH CH CH3 3 3 3CHCHCHCH2 2 2 2CHCHCHCH2 2 2 2COOH+2HCOOH+2HCOOH+2HCOOH+2H2 2 2 2O O O O 2CH 2CH 2CH 2CH3 3 3 3COOH+2HCOOH+2HCOOH+2HCOOH+2H2 2 2 2第21页22.耗氢产乙酸菌：耗氢产乙酸菌：它们既能利用它们既能利用H H2 2+CO+CO2 2 生成乙酸，也能代谢糖类生成乙酸。生成乙酸，也能代谢糖类生成乙酸。2CO2CO2 2+4H+4H2 2 CH CH3 3COOH+2HCOOH+2H2 2O O C C6 6H H1212O O6 6 3CH 3CH3 3COOHCOOH .产甲烷菌（食氢、食乙酸）：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终产物，在没有外源受氢体情况它们在厌氧条件下将前三群细菌代谢终产物，在没有外源受氢体情况下，把乙酸和下，把乙酸和H H2 2/CO/CO2 2转化成转化成CHCH4 4/CO/CO2 2。产甲烷菌广泛存在于水底沉积物。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环境中。和动物消化道等极端厌氧环境中。生成生成CH4CH4主要反应以下：主要反应以下：CHCH3 3COOH COOH CHCH4 4+CO+CO2 2 4H 4H2 2+CO+CO2 2 CHCH4 4+2H+2H2 2O O 4HCOOH 4HCOOH CHCH4 4+3CO+3CO2 2+2H+2H2 2O O 4CH 4CH3 3OH OH 3CH 3CH4 4+CO+CO2 2+2H+2H2 2O O第22页23各种发酵性细菌各种发酵性细菌 玉米秸发酵时发酵性细菌玉米秸发酵时发酵性细菌 第23页24 五大菌群：五大菌群：食氢产甲烷菌食氢产甲烷菌甲烷八叠球菌甲烷八叠球菌甲烷丝菌甲烷丝菌第24页25菌群作用菌群作用菌群作用菌群作用 1 1 1 1、不产甲烷菌为产甲烷菌提供营养；、不产甲烷菌为产甲烷菌提供营养；、不产甲烷菌为产甲烷菌提供营养；、不产甲烷菌为产甲烷菌提供营养；2 2 2 2、不产甲烷菌为产甲烷菌创造适宜厌氧环境；、不产甲烷菌为产甲烷菌创造适宜厌氧环境；、不产甲烷菌为产甲烷菌创造适宜厌氧环境；、不产甲烷菌为产甲烷菌创造适宜厌氧环境；3 3 3 3、不产甲烷菌为产甲烷菌去除有毒物质；、不产甲烷菌为产甲烷菌去除有毒物质；、不产甲烷菌为产甲烷菌去除有毒物质；、不产甲烷菌为产甲烷菌去除有毒物质；4 4 4 4、不产甲烷菌与产甲烷菌共同维持环境中适宜酸碱度。、不产甲烷菌与产甲烷菌共同维持环境中适宜酸碱度。、不产甲烷菌与产甲烷菌共同维持环境中适宜酸碱度。、不产甲烷菌与产甲烷菌共同维持环境中适宜酸碱度。第25页26菌群特点菌群特点菌群特点菌群特点 1 1 1 1、分布广，种类多、分布广，种类多、分布广，种类多、分布广，种类多 上至上至上至上至1.21.21.21.2万米高空，下至万米高空，下至万米高空，下至万米高空，下至2 2 2 2千米地层千米地层千米地层千米地层深处都有微生物踪迹；沼气微生物在自然界分布也很广，深处都有微生物踪迹；沼气微生物在自然界分布也很广，深处都有微生物踪迹；沼气微生物在自然界分布也很广，深处都有微生物踪迹；沼气微生物在自然界分布也很广，种类达种类达种类达种类达200-300200-300200-300200-300种。种。种。种。2 2 2 2、繁殖快，代谢强、繁殖快，代谢强、繁殖快，代谢强、繁殖快，代谢强 产酸菌在生长旺盛时，产酸菌在生长旺盛时，产酸菌在生长旺盛时，产酸菌在生长旺盛时，20202020分钟或分钟或分钟或分钟或更短时间内就能够繁殖一代，产甲烷菌繁殖速度较慢，约更短时间内就能够繁殖一代，产甲烷菌繁殖速度较慢，约更短时间内就能够繁殖一代，产甲烷菌繁殖速度较慢，约更短时间内就能够繁殖一代，产甲烷菌繁殖速度较慢，约为产酸菌为产酸菌为产酸菌为产酸菌1/151/151/151/15。3 3 3 3、适应性强，轻易培养、适应性强，轻易培养、适应性强，轻易培养、适应性强，轻易培养 与高等生物相比，各种微生与高等生物相比，各种微生与高等生物相比，各种微生与高等生物相比，各种微生物适应性较强，而且轻易培养。比如，沼气池里微生物在物适应性较强，而且轻易培养。比如，沼气池里微生物在物适应性较强，而且轻易培养。比如，沼气池里微生物在物适应性较强，而且轻易培养。比如，沼气池里微生物在10-60C10-60C10-60C10-60C条件下，都能进行沼气发酵。条件下，都能进行沼气发酵。条件下，都能进行沼气发酵。条件下，都能进行沼气发酵。第26页27三、沼气发酵过程三、沼气发酵过程当前公认沼气发酵过程当前公认沼气发酵过程复杂有机物（多糖、脂类、蛋白质等）可溶性物质（糖类、脂酸、氨基酸等）H2+CO2CH3COOHCH4 H2O丙酸、丁酸等长链脂肪酸CH4 CO2第27页28厌氧发酵厌氧发酵厌氧发酵厌氧发酵3 3个阶段个阶段个阶段个阶段 （一）液化（水解）阶段（一）液化（水解）阶段（一）液化（水解）阶段（一）液化（水解）阶段 在沼气发酵中首先是发酵性细菌群利用它所分泌胞外在沼气发酵中首先是发酵性细菌群利用它所分泌胞外在沼气发酵中首先是发酵性细菌群利用它所分泌胞外在沼气发酵中首先是发酵性细菌群利用它所分泌胞外酶、淀粉酶、蛋白酶和脂肪酶等，对有机物进行体外酶解，酶、淀粉酶、蛋白酶和脂肪酶等，对有机物进行体外酶解，酶、淀粉酶、蛋白酶和脂肪酶等，对有机物进行体外酶解，酶、淀粉酶、蛋白酶和脂肪酶等，对有机物进行体外酶解，也就是把畜禽粪便、作物秸秆、豆制品加工后废水等大分也就是把畜禽粪便、作物秸秆、豆制品加工后废水等大分也就是把畜禽粪便、作物秸秆、豆制品加工后废水等大分也就是把畜禽粪便、作物秸秆、豆制品加工后废水等大分子有机物分解成能溶于水单糖、氨基酸、甘油和脂肪酸等子有机物分解成能溶于水单糖、氨基酸、甘油和脂肪酸等子有机物分解成能溶于水单糖、氨基酸、甘油和脂肪酸等子有机物分解成能溶于水单糖、氨基酸、甘油和脂肪酸等小分子化合物。这个阶段叫液化阶段。小分子化合物。这个阶段叫液化阶段。小分子化合物。这个阶段叫液化阶段。小分子化合物。这个阶段叫液化阶段。第28页29厌氧发酵厌氧发酵厌氧发酵厌氧发酵3 3个阶段个阶段个阶段个阶段（二）产酸阶段（二）产酸阶段（二）产酸阶段（二）产酸阶段 这个阶段是三个细菌群体联合作用，先由发酵性细菌这个阶段是三个细菌群体联合作用，先由发酵性细菌这个阶段是三个细菌群体联合作用，先由发酵性细菌这个阶段是三个细菌群体联合作用，先由发酵性细菌将液化阶段产生小分子化合物吸收进细胞内，并将其分解将液化阶段产生小分子化合物吸收进细胞内，并将其分解将液化阶段产生小分子化合物吸收进细胞内，并将其分解将液化阶段产生小分子化合物吸收进细胞内，并将其分解为乙酸、丙酸、丁酸、氢和二氧化碳等，再由产氢产乙酸为乙酸、丙酸、丁酸、氢和二氧化碳等，再由产氢产乙酸为乙酸、丙酸、丁酸、氢和二氧化碳等，再由产氢产乙酸为乙酸、丙酸、丁酸、氢和二氧化碳等，再由产氢产乙酸菌把发酵性细菌产生丙酸、丁酸转化为产甲烷菌可利用乙菌把发酵性细菌产生丙酸、丁酸转化为产甲烷菌可利用乙菌把发酵性细菌产生丙酸、丁酸转化为产甲烷菌可利用乙菌把发酵性细菌产生丙酸、丁酸转化为产甲烷菌可利用乙酸、氢和二氧化碳。另外还有耗氢产乙酸菌群，这种细菌酸、氢和二氧化碳。另外还有耗氢产乙酸菌群，这种细菌酸、氢和二氧化碳。另外还有耗氢产乙酸菌群，这种细菌酸、氢和二氧化碳。另外还有耗氢产乙酸菌群，这种细菌群体利用氢和二氧化碳生成乙酸，还能代谢糖类产生乙酸，群体利用氢和二氧化碳生成乙酸，还能代谢糖类产生乙酸，群体利用氢和二氧化碳生成乙酸，还能代谢糖类产生乙酸，群体利用氢和二氧化碳生成乙酸，还能代谢糖类产生乙酸，它们能转变各种有机物为乙酸。它们能转变各种有机物为乙酸。它们能转变各种有机物为乙酸。它们能转变各种有机物为乙酸。液化阶段和产酸阶段是一个连续过程，统称之为不产液化阶段和产酸阶段是一个连续过程，统称之为不产液化阶段和产酸阶段是一个连续过程，统称之为不产液化阶段和产酸阶段是一个连续过程，统称之为不产甲烷阶段，它是复杂有机物转化成沼气先决条件。在这个甲烷阶段，它是复杂有机物转化成沼气先决条件。在这个甲烷阶段，它是复杂有机物转化成沼气先决条件。在这个甲烷阶段，它是复杂有机物转化成沼气先决条件。在这个过程中，不产甲烷细菌种类繁多、数量巨大，它们主要作过程中，不产甲烷细菌种类繁多、数量巨大，它们主要作过程中，不产甲烷细菌种类繁多、数量巨大，它们主要作过程中，不产甲烷细菌种类繁多、数量巨大，它们主要作用是为产甲烷菌提供营养和为产甲烷菌创造适宜厌氧条件，用是为产甲烷菌提供营养和为产甲烷菌创造适宜厌氧条件，用是为产甲烷菌提供营养和为产甲烷菌创造适宜厌氧条件，用是为产甲烷菌提供营养和为产甲烷菌创造适宜厌氧条件，消除部分毒物。消除部分毒物。消除部分毒物。消除部分毒物。第29页30厌氧发酵厌氧发酵厌氧发酵厌氧发酵3 3个阶段个阶段个阶段个阶段 （三）产甲烷阶段（三）产甲烷阶段（三）产甲烷阶段（三）产甲烷阶段 在在在在此此此此阶阶阶阶段段段段中中中中，产产产产甲甲甲甲烷烷烷烷细细细细菌菌菌菌群群群群，能能能能够够够够分分分分为为为为为为为为食食食食氢氢氢氢产产产产甲甲甲甲烷烷烷烷菌菌菌菌和和和和食食食食乙乙乙乙酸酸酸酸菌菌菌菌两两两两大大大大类类类类群群群群，已已已已研研研研究究究究过过过过就就就就有有有有70707070各各各各种种种种产产产产甲甲甲甲烷烷烷烷菌菌菌菌。它它它它们们们们利利利利用用用用以以以以上上上上不不不不产产产产甲甲甲甲烷烷烷烷三三三三种种种种菌菌菌菌群群群群所所所所分分分分解解解解转转转转化化化化甲甲甲甲酸酸酸酸、乙乙乙乙酸酸酸酸等等等等简简简简单单单单有有有有机机机机物物物物分分分分解解解解成成成成甲甲甲甲烷烷烷烷和和和和二二二二氧氧氧氧化化化化碳碳碳碳，其其其其中中中中二二二二氧氧氧氧化化化化碳碳碳碳在在在在氢氢氢氢气气气气作作作作用用用用下下下下还还还还原原原原成成成成甲甲甲甲烷烷烷烷。这这这这一一一一阶阶阶阶段段段段叫叫叫叫产产产产甲甲甲甲烷烷烷烷阶阶阶阶段段段段，或或或或叫叫叫叫产产产产气气气气阶阶阶阶段。段。段。段。第30页31 产甲烷菌共同特征产甲烷菌共同特征 生生生生长长长长迟迟迟迟缓缓缓缓。如如如如甲甲甲甲烷烷烷烷八八八八叠叠叠叠球球球球菌菌菌菌在在在在乙乙乙乙酸酸酸酸上上上上生生生生长长长长其其其其倍倍倍倍增增增增时时时时间间间间为为为为1-21-21-21-2天，甲烷菌丝倍增时间为天，甲烷菌丝倍增时间为天，甲烷菌丝倍增时间为天，甲烷菌丝倍增时间为4-94-94-94-9天。天。天。天。严严严严格格格格厌厌厌厌氧氧氧氧。对对对对氧氧氧氧气气气气和和和和氧氧氧氧化化化化剂剂剂剂非非非非常常常常敏敏敏敏感感感感，在在在在有有有有空空空空气气气气条条条条件件件件下下下下就不能生存或死亡。就不能生存或死亡。就不能生存或死亡。就不能生存或死亡。只能利用少数简单化合物作为营养。只能利用少数简单化合物作为营养。只能利用少数简单化合物作为营养。只能利用少数简单化合物作为营养。要求在中性偏碱和适宜温度环境条件。要求在中性偏碱和适宜温度环境条件。要求在中性偏碱和适宜温度环境条件。要求在中性偏碱和适宜温度环境条件。代谢活动主要终产物是甲烷和二氧化碳为主要成份沼气。代谢活动主要终产物是甲烷和二氧化碳为主要成份沼气。代谢活动主要终产物是甲烷和二氧化碳为主要成份沼气。代谢活动主要终产物是甲烷和二氧化碳为主要成份沼气。第31页32沼气发酵基本条件沼气发酵基本条件 沼气发酵是由各种细菌群参加完成，它们在沼气池中进沼气发酵是由各种细菌群参加完成，它们在沼气池中进沼气发酵是由各种细菌群参加完成，它们在沼气池中进沼气发酵是由各种细菌群参加完成，它们在沼气池中进行新陈代谢和生长繁殖过程中，需要一定生活条件，只行新陈代谢和生长繁殖过程中，需要一定生活条件，只行新陈代谢和生长繁殖过程中，需要一定生活条件，只行新陈代谢和生长繁殖过程中，需要一定生活条件，只有用人工为其创造适宜生长条件，使大量微生物快速繁有用人工为其创造适宜生长条件，使大量微生物快速繁有用人工为其创造适宜生长条件，使大量微生物快速繁有用人工为其创造适宜生长条件，使大量微生物快速繁殖，加紧沼气池内有机物分解。所以，只有满足微生物殖，加紧沼气池内有机物分解。所以，只有满足微生物殖，加紧沼气池内有机物分解。所以，只有满足微生物殖，加紧沼气池内有机物分解。所以，只有满足微生物生长条件和沼气池正常运行条件才能取得产气率高、沼生长条件和沼气池正常运行条件才能取得产气率高、沼生长条件和沼气池正常运行条件才能取得产气率高、沼生长条件和沼气池正常运行条件才能取得产气率高、沼气和有机沼肥多效果。气和有机沼肥多效果。气和有机沼肥多效果。气和有机沼肥多效果。第32页33 人工制取沼气基本条件是：人工制取沼气基本条件是：一、适宜发酵原料一、适宜发酵原料一、适宜发酵原料一、适宜发酵原料 二、质优足量菌种二、质优足量菌种二、质优足量菌种二、质优足量菌种 三、严格厌氧环境三、严格厌氧环境三、严格厌氧环境三、严格厌氧环境 四、适宜发酵温度四、适宜发酵温度四、适宜发酵温度四、适宜发酵温度 五、适度发酵浓度五、适度发酵浓度五、适度发酵浓度五、适度发酵浓度 六、适宜酸碱度六、适宜酸碱度六、适宜酸碱度六、适宜酸碱度 第33页34 一、适宜发酵原料一、适宜发酵原料 沼沼沼沼气气气气发发发发酵酵酵酵原原原原料料料料是是是是产产产产生生生生沼沼沼沼气气气气物物物物质质质质基基基基础础础础，又又又又是是是是沼沼沼沼气气气气发发发发酵酵酵酵细细细细菌菌菌菌赖赖赖赖以以以以生生生生存存存存养养养养料料料料起起起起源源源源。因因因因为为为为沼沼沼沼气气气气细细细细菌菌菌菌在在在在沼沼沼沼气气气气池池池池内内内内正正正正常常常常生生生生长长长长繁繁繁繁殖殖殖殖过过过过程程程程中中中中，必必必必须须须须从从从从发发发发酵酵酵酵原原原原料料料料里里里里吸吸吸吸收收收收充充充充分分分分营营营营养养养养物物物物质质质质，如如如如水水水水分分分分、碳碳碳碳素素素素、氮氮氮氮素素素素、无无无无机机机机盐盐盐盐类类类类和和和和生生生生长长长长素素素素等等等等，用用用用于于于于生生生生命命命命活动，成倍繁殖细菌和产生沼气。活动，成倍繁殖细菌和产生沼气。活动，成倍繁殖细菌和产生沼气。活动，成倍繁殖细菌和产生沼气。第34页35 有机物中碳水化合物如秸秆中纤维素和淀粉是细菌碳素营养，有机有机物中碳水化合物如秸秆中纤维素和淀粉是细菌碳素营养，有机有机物中碳水化合物如秸秆中纤维素和淀粉是细菌碳素营养，有机有机物中碳水化合物如秸秆中纤维素和淀粉是细菌碳素营养，有机物中有机氮如人畜粪尿中含氮物质则是细菌氮素营养。当有机物被物中有机氮如人畜粪尿中含氮物质则是细菌氮素营养。当有机物被物中有机氮如人畜粪尿中含氮物质则是细菌氮素营养。当有机物被物中有机氮如人畜粪尿中含氮物质则是细菌氮素营养。当有机物被细菌分解时，其中一部分有机物碳素和氮素被同化成菌体细胞，以细菌分解时，其中一部分有机物碳素和氮素被同化成菌体细胞，以细菌分解时，其中一部分有机物碳素和氮素被同化成菌体细胞，以细菌分解时，其中一部分有机物碳素和氮素被同化成菌体细胞，以及组成其它新物质，另一部分有机物则被产酸细菌分解为简单有机及组成其它新物质，另一部分有机物则被产酸细菌分解为简单有机及组成其它新物质，另一部分有机物则被产酸细菌分解为简单有机及组成其它新物质，另一部分有机物则被产酸细菌分解为简单有机物，后经甲烷菌作用产生甲烷。所以，沼气发酵时，原料不但需要物，后经甲烷菌作用产生甲烷。所以，沼气发酵时，原料不但需要物，后经甲烷菌作用产生甲烷。所以，沼气发酵时，原料不但需要物，后经甲烷菌作用产生甲烷。所以，沼气发酵时，原料不但需要充分，而且需要适当搭配。保持一定碳氮百分比（最适宜充分，而且需要适当搭配。保持一定碳氮百分比（最适宜充分，而且需要适当搭配。保持一定碳氮百分比（最适宜充分，而且需要适当搭配。保持一定碳氮百分比（最适宜C/N=25C/N=25C/N=25C/N=25：1 1 1 1），这么才不会因缺碳素或缺氮素营养而影响沼气产生和细菌正常），这么才不会因缺碳素或缺氮素营养而影响沼气产生和细菌正常），这么才不会因缺碳素或缺氮素营养而影响沼气产生和细菌正常），这么才不会因缺碳素或缺氮素营养而影响沼气产生和细菌正常繁殖。繁殖。繁殖。繁殖。第35页36 二、质优足量沼气菌种二、质优足量沼气菌种 制取沼气必须有沼气细菌才行。这和发面需要有酵母一样。制取沼气必须有沼气细菌才行。这和发面需要有酵母一样。制取沼气必须有沼气细菌才行。这和发面需要有酵母一样。制取沼气必须有沼气细菌才行。这和发面需要有酵母一样。假如没有沼气细菌作用，沼气池内有机物本身是不会转变假如没有沼气细菌作用，沼气池内有机物本身是不会转变假如没有沼气细菌作用，沼气池内有机物本身是不会转变假如没有沼气细菌作用，沼气池内有机物本身是不会转变成沼气。所以沼气发酵开启时要有足够数量含优良沼气菌成沼气。所以沼气发酵开启时要有足够数量含优良沼气菌成沼气。所以沼气发酵开启时要有足够数量含优良沼气菌成沼气。所以沼气发酵开启时要有足够数量含优良沼气菌种接种物，这是制取沼气主要条件种接种物，这是制取沼气主要条件种接种物，这是制取沼气主要条件种接种物，这是制取沼气主要条件。第36页37 在在在在农农农农村村村村含含含含有有有有优优优优良良良良沼沼沼沼气气气气菌菌菌菌种种种种接接接接种种种种物物物物，普普普普遍遍遍遍存存存存在在在在于于于于粪粪粪粪坑坑坑坑底底底底污污污污泥泥泥泥、下下下下水水水水污污污污泥泥泥泥、沼沼沼沼气气气气发发发发酵酵酵酵渣渣渣渣水水水水、沼沼沼沼泽泽泽泽污污污污泥泥泥泥、豆豆豆豆制制制制品品品品作作作作坊坊坊坊下下下下水水水水沟沟沟沟中中中中污污污污泥泥泥泥，这这这这些些些些含含含含有有有有大大大大量量量量沼沼沼沼气气气气发发发发酵酵酵酵细细细细菌菌菌菌污污污污泥泥泥泥称称称称为为为为接接接接种种种种物物物物。沼沼沼沼气气气气发发发发酵酵酵酵加加加加入入入入接接接接种种种种物物物物操操操操作作作作过过过过程程程程称称称称为为为为接接接接种种种种，新新新新建建建建沼沼沼沼气气气气池池池池第第第第一一一一次次次次装装装装料料料料，假假假假如如如如不不不不加加加加入入入入足足足足够够够够数数数数量量量量含含含含有有有有沼沼沼沼气气气气细细细细菌菌菌菌接接接接种种种种物物物物，经经经经常常常常极极极极难难难难产产产产气气气气或或或或产产产产气气气气率率率率不不不不高高高高，甲甲甲甲烷烷烷烷含含含含量量量量低低低低无无无无法法法法燃燃燃燃烧烧烧烧。另另另另外外外外，加加加加入入入入适适适适量量量量接接接接种种种种物物物物能能能能够够够够防防防防止止止止沼沼沼沼气气气气池池池池发发发发酵酵酵酵早早早早期期期期产产产产酸过多而造成发酵受阻。酸过多而造成发酵受阻。酸过多而造成发酵受阻。酸过多而造成发酵受阻。第37页38 三、严格厌氧环境三、严格厌氧环境 沼气发酵中起主要作用是厌氧分解菌和产甲烷菌。它沼气发酵中起主要作用是厌氧分解菌和产甲烷菌。它沼气发酵中起主要作用是厌氧分解菌和产甲烷菌。它沼气发酵中起主要作用是厌氧分解菌和产甲烷菌。它们怕氧气、在空气中暴露几秒钟就会死亡，就是说空气们怕氧气、在空气中暴露几秒钟就会死亡，就是说空气们怕氧气、在空气中暴露几秒钟就会死亡，就是说空气们怕氧气、在空气中暴露几秒钟就会死亡，就是说空气中氧气对它们有毒害致死作用。所以，严格厌氧环境是中氧气对它们有毒害致死作用。所以，严格厌氧环境是中氧气对它们有毒害致死作用。所以，严格厌氧环境是中氧气对它们有毒害致死作用。所以，严格厌氧环境是沼气发酵最主要条件之一。我们依据沼气细菌怕空气特沼气发酵最主要条件之一。我们依据沼气细菌怕空气特沼气发酵最主要条件之一。我们依据沼气细菌怕空气特沼气发酵最主要条件之一。我们依据沼气细菌怕空气特征，修建沼气池除进出料口外必须严格密闭，到达不漏征，修建沼气池除进出料口外必须严格密闭，到达不漏征，修建沼气池除进出料口外必须严格密闭，到达不漏征，修建沼气池除进出料口外必须严格密闭，到达不漏水、不漏气，确保沼气细菌正常生命代谢活动和贮存沼水、不漏气，确保沼气细菌正常生命代谢活动和贮存沼水、不漏气，确保沼气细菌正常生命代谢活动和贮存沼水、不漏气，确保沼气细菌正常生命代谢活动和贮存沼气。气。气。气。