廢水厭氧發酵產生沼氣機理

『壹』 沼氣發酵系統對養殖廢水的處理主要是好氧還是厭氧過程

沼氣發復酵系統對制養殖廢水的處理好氧還是厭氧過程的選擇合理選擇。
好氧生物處理由於去除率高，一般都作為最終處理，因此運行管理以保障出水達標為目的。運行管理中關鍵是確保充足的供氧和污泥性能良好，並通過加強水質調節和對高濃度污水進行稀釋保證好氧處理系統進水水質水量的穩定。好氧生物處理對溶解氧的要求較高，但對溫度、pH值的適應范圍較寬。好氧生物處理一般污泥產量較大，為防止污泥老化，需要及時排除剩餘污泥。

厭氧生物處理適合處理高濃度污水，對高濃度污水幾乎不需要稀釋，由於出水BOD5值偏高（雖然去除率有時很高），因此，厭氧生物處理一般作為預處理，運行控制以穩定運行和對有機污染物、氮和磷的有效去除為目的。厭氧生物處理對溫度、pH值、無氧環境要求較高，是運行控制的關鍵，出水迴流有益於保持出水pH值和足夠的鹼度。產氣量和出水pH值變化是厭氧生物處理最關鍵的控制因素。另外，厭氧生物處理產泥量較低，對營養物的需求比好氧法低，對沖擊負荷適應能力較強。

『貳』 沼氣池產沼氣的原理是什麼

沼氣是甲烷、二氧化碳和氮氣等的混合氣體，具有較高的熱值，可用專做燒飯、點燈，也可屬以驅動內燃機和發電機。1立方米沼氣約相當於1．2千克煤或0．7千克汽油，可供3噸卡車行駛2．8千米，相當於60瓦～100瓦燈光的沼氣燈照明6小時。沼氣燃燒後的產物是二氧化碳和水，不污染空氣，不危害農作物和人體健康。 沼氣是由生物能源轉換而來。植物在生長過程中，吸收太陽能貯藏在體內。植物死亡後，在微生物的作用下，有機質發酵分解，產生蘊藏著大量能量的沼氣。當沼氣燃燒時，這種能量就轉變為光和熱而被利用。 人工製取沼氣的方法叫做厭氧消化，這是在隔絕空氣的條件下，利用甲烷細菌使有機物發酵而分解。 20世紀初期，就已作為城市下水的處理方法而得到發展應用。沼氣的利用對處理糞便、垃圾有積極作用，可變廢為寶，因此它是一項有價值的環保技術。開發沼氣資源也是解決農村燃料問題的重要途徑之一。 產生沼氣的原料為有機物，如人畜糞便、雜草、秸稈、樹葉、垃圾等。含有機物在2％以上的工農業生產廢渣和廢水，如釀造廢渣、食品加工廢渣以及污水處理廠的剩餘污泥和沉澱污泥等，也都可以做原料。

『叄』 生活污水處理設備的沼氣池技術

小型生活污水凈化沼氣池應用常溫厭氧發酵技術，按照「多級自流，逐級版降解的原理，建立權Ⅰ級厭氧發酵——Ⅱ級兼性消化過濾的新裝置。它由厭氧發酵、兼性消化過濾、污水迴流和填料等工藝組成。如圖3。
生活污水中大部分有機物經厭氧發酵後產生沼氣，發酵後的污水進入兼性消化過濾池，部分未分解的有機物得到進一步降解。沉澱下來的部分有機質和活性污泥迴流到厭氧發酵池內提高厭氧發酵的效果，將達到凈化處理的目的。
生活污水凈化沼氣池是一種小型分散化污水治理裝置，具有投資少，效果好，運行無需能源支持等特點。該技術在漣水、東海等地得到廣泛應用，成效較為顯著。

『肆』 廢水厭氧處理中影響沼氣產氣率的因素

廢水厭氧處理中影響沼氣產氣率的因素如下:
（1）
適宜的發酵溫度
沼氣池的溫度條件分為：①常溫發酵
(也稱為低溫發酵)10℃～30℃，在這個溫度條件下，產氣率可為0．15～0．3
m3/m3•d。②
中溫發酵
30℃～45℃，在這個溫度條件下，池容產氣率可達1m3
/m3•d左右。③高溫發酵45℃～60℃，在這個溫度條件下，池容產氣率可達2～2．5
m3/m3•d左右。沼氣發酵最經濟的溫度條件是35℃
，即中溫發酵。
（2）適宜的發酵液濃度
發酵液的濃度范圍是2～30%
。濃度愈高產氣愈多。發酵液濃度在20%以上稱為干發酵。
（3）
發酵原料中適宜的碳、氮比例(C：N)
沼氣發酵微生物對碳素需要量最多，其次是氮素，我們把微生物對碳素和氮素的需
要量的比值，叫做碳氮比，用
C：N來表示。目前一般採用C：N=25：1。但並不十
分嚴格，20：1、25：1、30：1都可正常發酵
。
（4）
適宜的酸鹼度(pH值)
沼氣發酵適宜的酸鹼度為pH=6．5～7．5
。pH值響酶的活性，所以影響發酵速率。
（5）
足夠量的菌種
沼氣發酵中菌種數量多少，質量好壞直接影響著沼氣的產量和質量。一般要求達到發酵料液總量的10～30%，才能保證正常啟動和旺盛產氣。
（6）
厭氧環境
(7)
適宜的攪拌

『伍』 沼氣池原理

沼氣池修建與使用(原理 )
沼氣是一種優質燃料，可用來點燈、做飯。沼氣灶通過導管與沼氣池相連。這就是一個精心設計科學合理的沼氣池模型，由活動蓋、貯氣室、發酵間、進料口、出料口、水壓池、單向閥等主要部分組成。.

這是目前我省廣泛推廣的「三位一體」沼氣池，就是把廁所、太陽能畜禽舍與地下的沼氣池建在一起。人、畜禽糞便經進料口進入沼氣池厭氧發酵，產氣的沼氣上升到貯氣室，隨著沼氣的逐漸增多，壓強逐漸增大，池內的液面下降，料液通過出料管上升，經單向閥流入水壓池，形成液面差。當打開開關用氣時，貯氣室內壓強逐漸減小，水壓池內的料液經進料口處單向閥、進料管，流人發酵間，以維持內.

外壓力新的平衡。這樣，不斷地產氣和用氣，使發酵間和料間的液面不斷升降，始終維持壓力平衡的狀態。「三位一體」沼氣池建設達到了改廁、改圈、改廚、改院的效果，綜合效益顯著。

我省家用沼氣池在國標沼氣池的基礎上，加以改進和完善(見模型)，改斜管進料、出料，為直管進料、出料；改水壓池為水壓、酸化、沉澱池，並在進料口和出料口處安裝單向閥，以實現自動循環的目的。池內增設旋流布料牆為旋流布料沼氣池，池內增設分流布料牆為分流布料沼氣池，均可起到料液分布均勻、破殼和提高產氣效率的作用。出料管下口位於沼氣池內總深度的中部二分之一處，實現中層出料更有利於殺卵滅菌。另外，還可將水壓池加蓋太陽能溫室，一年四季不打開，起到增溫、保溫的作用.
2 沼氣池的建造技術

2.1 沼氣的基本知識

2.1.1 沼氣及其產生過程

『陸』 沼氣發生的原理沼氣的應用

「生化氣體」泛指包括糞肥、污水、都市固體廢物及其他生物可降解的有機物質，在缺氧的環境下，經發酵或無氧消化過程所產生的氣體，這些氣體主要包含甲烷及二氧化碳，又稱為「沼氣」或「堆填氣體」，視乎環境而定。

無氧消化
瑞士一輛使用生化氣體推動的巴士「無氧消化」是處理可降解廢物的方法之一，由於這個方法產生出的沼氣可作為有用燃料，同時又可以將導致疾病的病原體消滅，又因為燃燒甲烷比燃燒煤更清潔，二氧化碳排放量低，因此這個方法頗為流行。甲烷本身也是溫室氣體之一，且它的全球變暖潛能也比二氧化碳高，因此生化氣體的收集在廢物管理中，扮演了重要角色。如果把這些氣體放回大氣中，這些氣體中的碳成份會被植物吸收進行光合作用，且不會比燃燒化石燃料釋出更多碳元素。

在近幾年，不少發達國家均有擴展採用經收集污水及垃圾堆填區，及經機械生化處理的家居廢物所得的的生化氣體作燃料，同時又因為能源價格高企、再生能源補貼及歐盟管制堆填區的使用，更進一步推動生化氣體的應用。

[編輯] 堆填氣體
堆填區的廢物深埋在地底，在地底的缺氧環境下，這些有機廢物會給降解，產生堆填氣體，並會慢慢釋出。如不妥善處理，這些氣體會構成的危險包括：

爆炸性危險
助長全球變暖（甲烷是溫室氣體之一）
揮發性有機化合物會產生光化學煙霧
而其主要成份有:

成份 含量 (百份比)
甲烷 (CH4) 55-75%
二氧化碳 (CO2) 25-45%
氮 (N2) 0-0.3%
氫 (H2) 1-5%
硫化氫 (H2S) 0-3%
氧 (O2) 0.1-0.5%

[編輯] 生化氣體與天然氣
生化氣體只要經過凈化，其特性便能與天然氣無異，氣體供應商需去除生化氣體中的水份、硫化氫及微粒等雜質，為求使氣體更能完全燃燒，供應商會減少氣體中的二氧化碳含量。未經上述凈化程序處理的氣體有時會與天然氣混合燃燒。當生化氣體凈化至能作管道運輸的質素後，這些氣體便稱之為「可再生天然氣」。

[編輯] 可再生天然氣的應用
這些經凈化的氣體在應用上也與天然氣無異，包括發電、爐具等，而經壓縮的氣體也能成為壓縮天然氣的代替品，可用在汽車的內燃機或燃料電池上。

『柒』 沼氣發酵包括哪幾個階段

沼氣發酵是一個微生物作用的過程。各種有機質（包括農作物秸稈、人畜糞便以及工農業排放廢水中所含的有機物等）在厭氧及其他適宜的條件下，通過微生物的作用，最終轉化成沼氣，完成這個復雜的過程，即為沼氣發酵。沼氣發酵主要分為液化、產酸和產甲烷三個階段進行。沼氣發酵過程如圖1-6所示。

圖1-6 沼氣發酵過程

（1）液化（水解）階段

農作物秸稈、人畜糞便、垃圾以及其他各種有機廢棄物，通常是以大分子狀態存在的碳水化合物，如澱粉、纖維素及蛋白質等。他們不能被微生物直接吸收利用，必須通過微生物分泌的胞外酶（如纖維素酶、肽酶和脂肪酶等）進行酶解，分解成可溶於水的小分子化合物（即多糖水解成單糖或雙糖，蛋白質分解成肽和氨基酸，脂肪分解成甘油和脂肪酸）。這些小分子化合物進入到微生物細胞內，進行一系列的生物化學反應，這個階段叫液化階段。

（2）產酸階段

液化完畢後，在不產甲烷微生物群的作用下，將單糖類、肽、氨基酸、甘油、脂肪酸等物質轉化成簡單的有機酸（如甲酸、乙酸、丙酸和乳酸等）、醇（如甲醇、乙醇等）以及CO₂、氫氣、氨氣和硫化氫等，由於其主要的產物是揮發性的有機酸（其中以乙酸為主，約佔80%），故此階段稱為產酸階段。

（3）產甲烷階段

產酸階段完成後，這些有機酸、醇、CO₂和氨氣等物質又被產甲烷微生物群（又稱產甲烷細菌）分解成甲烷和CO₂，或通過氫還原CO₂形成甲烷，這個過程稱為產甲烷階段。這種以甲烷和CO₂為主的混合氣體便稱為沼氣。這一階段叫產甲烷階段，或叫產氣階段。

『捌』 沼氣的原理是什麼

沼氣發酵是利用微生物在缺乏氧氣的狀態下生活和繁殖時，為了取得呼吸作用所需要的能量，而將高能量有機質分解轉化為簡單的低能量成分，從而釋放出能量以供代謝之用，實質上是微生物的物質代謝和能量代謝的過程。

『玖』 農村的沼氣主要是用什麼原料什麼原理

原料：

農村沼氣發酵種類根據原料和進料方式，常採用以秸稈為主的一次性投料和以禽畜糞內便為主的容連續進料兩種發酵方式。

原理：

1979年，Bryant等人提出，將沼氣發酵過程分成由三大代謝類群微生物引起的三階段理論，即水解（液化）階段、產酸階段和產甲烷階段。

沼氣是各種有機物質，在隔絕空氣（還原條件），並在適宜的溫度、PH值下，經過微生物的發酵作用產生的一種可燃燒氣體。沼氣屬於二次能源，並且是可再生能源。

(9)廢水厭氧發酵產生沼氣機理擴展閱讀

沼氣發酵優點：

1、沼氣發酵後殘渣中有機物含量減少；

2、消化後殘渣是一種氣味很小的固體或流體，不吸引蒼蠅或鼠類；

3、可產生有用的終產物—甲烷，它是清潔而方便的燃料；

4、在沼氣發酵過程中雜草種子和一些病原物被殺滅；

5、發酵過程中N、P、K等肥料成分幾乎得到全部保留，一部分有機氮被水解成氨態氮，速效性養分增加；

6、發酵殘渣可作為飼料；

7、沼氣發酵在處理有機物可大量地節省曝氣消化所消耗的能量。