第九章厭氧過程與沼氣技術(shù)

第九章厭氧過程與沼氣技術(shù)第1頁，共45頁，2023年，2月20日，星期三9.厭氧過程與沼氣技術(shù)沼氣：有機(jī)物在厭氧和其他適宜條件下，經(jīng)沼氣微生物分解化解，產(chǎn)生以甲烷和二氧化碳為主體的混合氣體。有機(jī)物是覆蓋地表植被在陽光作用下的產(chǎn)物，從光合作用的角度來說，沼氣是一種可再生能源。厭氧過程：有機(jī)物被厭氧菌在厭氧條件下分解產(chǎn)生甲烷和二氧化碳的過程。第2頁，共45頁，2023年，2月20日，星期三9.1厭氧過程的基本原理早在19世紀(jì)人們就已經(jīng)知道沼氣的產(chǎn)生是一個微生物學(xué)過程。1965年美國微生物學(xué)家Hungate教授創(chuàng)立了嚴(yán)格厭氧微生物培養(yǎng)技術(shù)，人們逐步開始認(rèn)識到沼氣發(fā)酵的本質(zhì)，揭示了沼氣發(fā)酵的微生物學(xué)原理:

沼氣發(fā)酵過程由多個生理類群的微生物在無氧條件下共同參與完成，是微生物為適應(yīng)缺氧環(huán)境，利用不同類群的不同分解作用，構(gòu)成完整的生化反應(yīng)系列，逐步將有機(jī)質(zhì)降解，最終形成甲烷、氫氣和二氧化碳，即沼氣。第3頁，共45頁，2023年，2月20日，星期三9.1.1沼氣的理化性質(zhì)沼氣是一種混合氣體，其中主要成分是：①甲烷(CH4)，占總體積的50%-70%，②二氧化碳(CO2)，占25%-45%。③少量的氮?dú)?N2)、氫氣(H2)、氧氣(O2)、氨氣(NH3)、一氧化碳(CO)和硫化氫(H2S)等氣體。甲烷與沼氣的主要理化性質(zhì)如下表：第4頁，共45頁，2023年，2月20日，星期三9.1.2厭氧發(fā)酵的主要?dú)v程沼氣發(fā)酵是一個(微)生物學(xué)的過程各種有機(jī)質(zhì)，包括農(nóng)作物秸稈、人畜糞便以及工農(nóng)業(yè)排放廢水中所含的有機(jī)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(zhuǎn)化為沼氣，完成這個復(fù)雜的過釋，即為沼氣發(fā)酵。多糖脂類蛋白質(zhì)液化單糖低聚糖脂肪酸氨基酸產(chǎn)酸丁酸丙酸乙酸乳酸產(chǎn)甲烷H2+CO2CH3COOHCH4+H2OCH4+H2OCO2氣發(fā)酵的基本示意歷程沼氣發(fā)酵主要分為：①液化；②產(chǎn)酸；③產(chǎn)甲烷三個階段進(jìn)行，其發(fā)酵的基本示意歷程如圖下圖所示:第5頁，共45頁，2023年，2月20日，星期三①液化階段有機(jī)物中大分子碳水化合物(淀粉、纖維素、蛋白質(zhì))微生物產(chǎn)生的胞外酶小分子化合物①多糖分解成單糖或二糖②蛋白質(zhì)分解成膚或氨基酸

③脂肪分解成甘油和脂肪酸

酶解①纖維素酶②肽酶③脂肪酶農(nóng)作物秸稈、人畜糞便、垃圾以及其他各種有機(jī)廢棄物必須通過微生物分泌的胞外酶進(jìn)行酶解分解成可溶于水的小分子化合物，這些小分子化合物才能進(jìn)人到微生物細(xì)胞內(nèi)，進(jìn)行以后的一系列的生物化學(xué)反應(yīng)，這個過程稱為液化。第6頁，共45頁，2023年，2月20日，星期三②產(chǎn)酸階段單糖類肽氨基酸甘油脂肪酸產(chǎn)酸微生物群①簡單的有機(jī)酸甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、乳酸等轉(zhuǎn)化②醇甲醇乙醇等③二氧化碳、氫氣、氨氣和硫化氫等

在產(chǎn)酸微生物群的作用下小分子化合物轉(zhuǎn)化成簡單的有機(jī)酸、醇以及二氧化碳、氫氣、氨氣和硫化氫等。其中主要的產(chǎn)物是揮發(fā)性有機(jī)酸.以乙酸為主，約占80%，故稱為產(chǎn)酸階段。第7頁，共45頁，2023年，2月20日，星期三③產(chǎn)甲烷階段有機(jī)酸、醇以及二氧化碳和氨等甲烷+二氧化碳產(chǎn)甲烷微生物群

上述三個階段的界線和參與作用的沼氣微生物都不是截然分開的。尤其是液化和產(chǎn)酸兩個階段，許多參與液化的微生物也會參與產(chǎn)酸過程。因此，有的學(xué)者把沼氣發(fā)酵基本過程分為產(chǎn)酸(含液化階段)和產(chǎn)甲烷兩個階段。注意：隨后，這些有機(jī)酸、醇以及二氧化碳和氨氣等物質(zhì)又被產(chǎn)甲烷微生物群利用，分解形成甲烷和二氧化碳。第8頁，共45頁，2023年，2月20日，星期三9.1.3沼氣發(fā)酵的微生物群1.發(fā)酵性細(xì)菌復(fù)雜有機(jī)物如纖維素、蛋白質(zhì)、脂類等不能溶解于水.必須首選被發(fā)酵性細(xì)菌所分泌的胞外酶水解為可溶性糖類、肽、氨基酸和脂肪酸后，才能為微生物所利用。不能溶解于水的復(fù)雜有機(jī)物(如纖維素、蛋白質(zhì)、脂類等)可溶于水的糖類、肽、氨基酸和脂肪酸

發(fā)酵性細(xì)菌所分泌的胞外酶水解第9頁，共45頁，2023年，2月20日，星期三發(fā)酵性細(xì)菌將上述可溶性物質(zhì)吸收進(jìn)細(xì)胞內(nèi)，經(jīng)發(fā)酵分解，將它們轉(zhuǎn)化為乙酸、丙酸、丁酸等和醇類及一定量H2、CO2。不能溶解于水的復(fù)雜有機(jī)物(如纖維素、蛋白質(zhì)、脂類等)可溶于水的糖類、肽、氨基酸和脂肪酸

被發(fā)酵性細(xì)菌吸收至細(xì)胞內(nèi)發(fā)酵分解參與這一水解發(fā)酵過程的微生物種類繁多，已研究過的就有幾百種，包括梭狀芽抱桿菌、擬桿菌、丁酸菌、嗜熱雙歧桿菌、產(chǎn)氣梭狀芽抱桿菌、產(chǎn)琥珀酸梭菌、北京丙酸桿菌和產(chǎn)氫螺旋體等。這些細(xì)菌多數(shù)為厭氧菌，也有兼性厭氧菌。第10頁，共45頁，2023年，2月20日，星期三2.產(chǎn)氫乙酸菌只有甲酸、乙酸和甲醇可被絕大部分產(chǎn)甲烷菌直接利用。其他有機(jī)酸和醇類被產(chǎn)乙酸菌將分解轉(zhuǎn)化為乙酸、H2及CO2。經(jīng)研究表明，上述反應(yīng)過程在標(biāo)準(zhǔn)狀況下不但不能產(chǎn)生能量，反而消耗能量，因而反應(yīng)不能發(fā)生。由于技術(shù)上的困難，有關(guān)產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌的報道不多，布賴恩特實(shí)驗(yàn)室報道了兩個分別代謝丙酸鹽和丁酸鹽的共培養(yǎng)物。其中的產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌分別為沃氏互營桿菌和沃氏互營單胞菌。我國也分離到了沃氏夫氏互營單胞菌，并對其與甲烷菌互營聯(lián)合條件下降解丁酸鹽的反應(yīng)進(jìn)行了研究。第11頁，共45頁，2023年，2月20日，星期三3.耗氫乙酸菌耗氫乙酸菌既能代謝H2和CO2生成乙酸，也能代謝糖類產(chǎn)生乙酸。該細(xì)菌產(chǎn)生乙酸只占乙酸總量的1%-2%(40℃)、3%-4%(60℃)。已分離到的耗氫產(chǎn)乙酸菌有伍德乙酸桿菌、威林格乙酸桿菌、嗜熱自養(yǎng)梭菌等多種。耗氫產(chǎn)乙酸菌生長速度慢，在沼氣發(fā)酵過程中的作用可能并不重要。第12頁，共45頁，2023年，2月20日，星期三4.產(chǎn)甲烷菌產(chǎn)甲烷菌在生理上高度?；趨捬鯒l件下，產(chǎn)甲烷菌將前三群細(xì)菌和代謝的終產(chǎn)物，在沒有外源受氫體的情況下，把乙酸和H2/CO2轉(zhuǎn)化為氣體產(chǎn)物(CH4、CO2)。絕大部分產(chǎn)甲烷菌只代謝甲酸、甲醇、乙酸，但部分產(chǎn)甲烷菌還可代謝甲胺、二甲胺和三甲胺產(chǎn)生甲烷。個別菌株可代謝乙醇/CO2、丙醇/CO2

等，研究表明在厭氧消化器中約有2/3的甲烷是由乙酸裂解形成的，其余的大多數(shù)是來自H2和CO2的還原。產(chǎn)甲烷菌厭氧，暴露在空氣中會很快死亡。產(chǎn)甲烷菌種類多，據(jù)美國Oregon產(chǎn)甲烷菌收藏巾心布恩(Boone)報道，該中心已收藏產(chǎn)甲烷菌215株，分屬于3目、6科、16屬、55種。第13頁，共45頁，2023年，2月20日，星期三通過對以上沼氣發(fā)酵各微生物類群的討論，可以認(rèn)識到沼氣發(fā)酵過程是多種細(xì)菌協(xié)同完成的微生物學(xué)過程。因此，要提高沼氣發(fā)酵的效率:應(yīng)注意所進(jìn)原料與微生物之間的一致性，這在利用難降解有機(jī)物為原料時尤其重要。要注意活性污泥中產(chǎn)甲烷菌的數(shù)量為厭氧消化微生物創(chuàng)造良好生長條件，如合適的溫度、pH等，防止有毒物質(zhì)的進(jìn)人，特別是控制負(fù)荷以維持酸化和甲烷化速度的平衡，都是消化器正常運(yùn)轉(zhuǎn)的重要因素。第14頁，共45頁，2023年，2月20日，星期三9.1.4沼氣發(fā)酵的工藝條件1.嚴(yán)格的厭氧環(huán)境沼氣發(fā)酵微生物包括：①產(chǎn)酸菌；②產(chǎn)甲烷菌,它們都是厭氧性細(xì)菌,尤其是產(chǎn)甲烷菌是嚴(yán)格慶氧菌，對氧特別敏感。因此，建造一個不漏水、不漏氣的密閉沼氣池是人工制取沼氣的關(guān)鍵。在密閉的沼氣池內(nèi)，好氧菌和兼性厭氧菌的活動，迅速消耗了溶解氧，從而創(chuàng)造了良好的氧化還原勢條件。第15頁，共45頁，2023年，2月20日，星期三2.發(fā)酵溫度①沼氣發(fā)酵微生物可以在8～65℃產(chǎn)生沼氣。②40～50℃是沼氣微生物高溫菌和中溫菌活動的過渡區(qū)間，二者都不太適應(yīng)，產(chǎn)氣速度會下降。③53～55℃時，沼氣微生物中的高溫菌活躍，產(chǎn)沼氣的速度最快④35℃左右中溫菌最活躍，產(chǎn)沼氣量出現(xiàn)峰值。高溫發(fā)酵低溫發(fā)酵第16頁，共45頁，2023年，2月20日，星期三3.發(fā)酵原料原料中水分、TS、VS和灰分之間的組成關(guān)系如下圖所示：原料水分總固體(TS)可被微生物利用灰分揮發(fā)性固體(VS)TS和VS計算方法如下：式中：Wd-樣品中干物質(zhì)質(zhì)量，mgWs-樣品總質(zhì)量，mgWh-樣品灰分質(zhì)量，mg第17頁，共45頁，2023年，2月20日，星期三不同的原料，產(chǎn)氣量、產(chǎn)氣率和產(chǎn)氣速度都會不同。原料種類產(chǎn)沼氣量/(m3/t干物質(zhì))甲烷含量/%原料種類產(chǎn)沼氣量/(m3/t干物質(zhì))甲烷含量/%豬糞560―樹葉210～29458馬糞200～300―廢物污泥61050青草63070酒廠廢水300～60058亞麻稈359―碳水化合物75049麥桿43259類脂化合物144072表1.發(fā)酵原料的產(chǎn)沼氣量幾種有機(jī)物質(zhì)產(chǎn)氣量的比較第18頁，共45頁，2023年，2月20日，星期三表2.幾種有機(jī)物質(zhì)的產(chǎn)氣速度為了使天然有機(jī)物質(zhì)易于分解，以加強(qiáng)發(fā)酵菌的營養(yǎng)，要求培養(yǎng)基(為沼氣微生物提供生存營養(yǎng)的固性物質(zhì))有較大的反應(yīng)表面，所以必須將含有不溶性物質(zhì)的原料粉碎。第19頁，共45頁，2023年，2月20日，星期三產(chǎn)氣率分為原料產(chǎn)氣率、料液產(chǎn)氣率、池容產(chǎn)氣率幾種原料產(chǎn)氣率：是指單位原料重量在整個發(fā)酵過程中的產(chǎn)氣量口說明在一定的發(fā)酵條件下，原料被利用水平的高低，或發(fā)酵原料的產(chǎn)沼氣能力。原料產(chǎn)氣率的表示方法有三種：式中RTS—發(fā)酵原料總固體產(chǎn)氣率，m3/kg；RVS發(fā)酵原料揮發(fā)性固體產(chǎn)氣率,m3/kg；RCOD

—有機(jī)廢水單位COD產(chǎn)氣率，m3/kg；Vg—沼氣產(chǎn)量，m3；TS一發(fā)酵原料總固體量，kg；VS—發(fā)酵原料揮發(fā)性固體量，kg；COD—用化學(xué)需氧量表示的有機(jī)物量，kg。采用哪種方法表示，要根據(jù)測試手段的實(shí)際條件而選取。第20頁，共45頁，2023年，2月20日，星期三料液產(chǎn)氣率：是指單位體積的發(fā)酵料液每天產(chǎn)沼氣的數(shù)量。料液中所含原料種類和質(zhì)量(料液濃度)不同，產(chǎn)氣率差異較大。料液產(chǎn)氣率不能說明原料的利用水平的高低，也不能說明消化器容積被利用的水平，在大中型沼氣工程中不宜被采用。池容(對大中型沼氣工程而言，池容也為罐容)產(chǎn)氣率是指消化器單位容積每天生產(chǎn)沼氣的多少，其表示單位為m3/(m3·d)，池容產(chǎn)氣率說明消化器被利用水平高低。用原料產(chǎn)氣率和池容產(chǎn)氣率去評價兩種原料或兩個裝置被利用水平時，還要考慮兩者的發(fā)酵條件和生產(chǎn)狀況，因?yàn)樵习l(fā)酵好壞與接種物、發(fā)酵溫度、發(fā)酵時間、料液濃度等因素有關(guān)。第21頁，共45頁，2023年，2月20日，星期三4.料液濃度料液中干物質(zhì)含量的百分比為料液濃度一般要求：夏季濃度在6%左右；冬季濃度在8%左右。濃度太低時，即含水量太多，有機(jī)物含量相對減少，會降低沼氣池單位容積中的沼氣產(chǎn)量濃度太高時，即含水量太少，不利于沼氣細(xì)菌的活動，發(fā)酵料液不易分解，使沼氣發(fā)醉受到阻礙，產(chǎn)氣慢而少。

發(fā)酵料液的濃度太低或太高，對產(chǎn)生沼氣都不利，因?yàn)椋旱?2頁，共45頁，2023年，2月20日，星期三5.酸堿度研究工作表明，碳氮比以(20～30):1為佳；碳、氮、磷比例以10:4:0.8為宜。

農(nóng)副產(chǎn)品的污水一般適當(dāng)，工業(yè)污水應(yīng)補(bǔ)充到適宜值。6.碳、氮、磷比例①沼氣微生物最適宜的pH范圍是6.8～7.5

。②在大中型沼氣工程中給消化器投料時，要根據(jù)pH來控制投料量。例如：超負(fù)荷運(yùn)行，會造成有機(jī)酸大量積累，pH下降，當(dāng)pH<6.8時，產(chǎn)甲烷菌的生命活動將受到抑制，正常發(fā)酵將遭到破壞。此時可采?。孩?停止進(jìn)料，Ⅱ.投加堿性物質(zhì)。第23頁，共45頁，2023年，2月20日，星期三7.添加劑和抑制劑揮發(fā)性酸過量，對發(fā)酵有阻抑作用。氨態(tài)氮(NH3-N)濃度過高時，對沼氣發(fā)酵菌有抑制和殺傷作用。各種農(nóng)藥，都有極強(qiáng)的殺菌作用。鹽類，特別是金屬離子，都有強(qiáng)烈的抑制作用。

例如：100～200mg/L鈉、200～400mg/L鉀、100～200mg/L鈣和75～150mg/L鎂能刺激發(fā)酵過程。而濃度增加至鈉為3500～5500mg/L、鉀為2500～4500mg/L、鈣為2500～4500mg/L和鎂為1000～1500mg/L時，則產(chǎn)生中等強(qiáng)度的抑制。當(dāng)濃度更大時，即鈉為8000mg/L、鉀12000mg/L、鈣為8000mg/L和鎂為3000mg/L時，對發(fā)酵過程產(chǎn)生強(qiáng)烈抑制作用。第24頁，共45頁，2023年，2月20日，星期三8.攪拌攪拌的目的是使發(fā)酵原料分布均勻，增加沼氣微生物與原料的接觸面，加快發(fā)酵速度，提高產(chǎn)氣量。同時也可防止大量原料浮渣結(jié)殼，致使原料利用率降低，使產(chǎn)生的沼氣釋放困難。攪拌的方法有三種:(1)機(jī)械攪拌(2)氣攪拌(3)液攪拌第25頁，共45頁，2023年，2月20日，星期三9.接種物有機(jī)物厭氧發(fā)酵生產(chǎn)沼氣，是由多種厭氧菌參與完成的。在發(fā)酵初期加人厭氧菌作為接種物(亦稱為菌種)，其菌種多少，直接影響產(chǎn)氣的快慢。條件具備時，采用生態(tài)環(huán)境一致的厭氧污泥作為接種物；不具備這樣條件時，需要進(jìn)行菌種富集和培養(yǎng)。菌種富集和培養(yǎng)，是選擇活性較強(qiáng)的污泥、污水等添加適量(菌種量的5%～10%)、有機(jī)廢水或作物桔稈，裝入要密封的容器內(nèi)，在適宜的溫度(常溫15～25℃，中溫35℃，高溫54℃)條件下，厭氧培養(yǎng)7～8d,控制其pH=6.8～7.5，再加人適量的有機(jī)廢水，重復(fù)操作，逐漸擴(kuò)大。沼氣微生物像其他生物一樣，對環(huán)境有個適應(yīng)范圍。為沼氣微生物群創(chuàng)造一個適宜的生活環(huán)境，以達(dá)到較高產(chǎn)氣量的目的。第26頁，共45頁，2023年，2月20日，星期三9.2小型戶用沼氣池我國小型沼氣技術(shù)的研究與應(yīng)用，經(jīng)過了漫長的歲月，其發(fā)展歷程大體可劃分為4個階段。我國沼氣的研究起始于20世紀(jì)初期，沼氣進(jìn)入實(shí)用階段是20世紀(jì)30年代。（起步階段）20世紀(jì)70年代初，解決了中國農(nóng)村一些地方生活用能。（探索階段）20世紀(jì)80年代初期，為適應(yīng)沼氣發(fā)展的需要，國家建立了一批沼氣研究機(jī)構(gòu)。（發(fā)展階段）進(jìn)人20世紀(jì)90年代，中國沼氣已有了二十幾年的豐富經(jīng)驗(yàn)。（推廣沼氣綜合利用階段）

據(jù)統(tǒng)計，到2002年底，全國小型沼氣池保有量為1000萬個，年產(chǎn)沼氣近3×108m3。第27頁，共45頁，2023年，2月20日，星期三9.2.1小型沼氣池類型1.水壓式沼氣池主要由發(fā)酵間、進(jìn)料營和水壓間三部分組成。（見下圖）發(fā)酵間中的是下部固、液混合料的液面，液面上的空間為儲氣室。在沼氣池正常產(chǎn)氣與向外供氣過程中，這個液面的上下位置經(jīng)常是變動的，但二者之和永遠(yuǎn)是發(fā)酵間的容積。當(dāng)儲氣室中氣體壓力增大時，下面的一部分料液被擠入水壓間，液面下降;儲氣室中氣體壓力減小時，水壓間里的一部分料液又返回到發(fā)酵間內(nèi)，液面上升。主酵間、水壓間和進(jìn)料管，三者相當(dāng)于一個"液體連通器"。第28頁，共45頁，2023年，2月20日，星期三(1)水壓式沼氣池供氣原理如下圖：第29頁，共45頁，2023年，2月20日，星期三產(chǎn)氣前，發(fā)酵原料未產(chǎn)氣時，儲氣室內(nèi)的氣體沒有壓力，此時的發(fā)酵間液面、水壓間液面和進(jìn)料管液面處于同一水平面位置。產(chǎn)氣不供氣，料液發(fā)酵產(chǎn)氣，儲存在儲氣室內(nèi)。隨氣量的增多，壓力升高，氣體擠壓發(fā)酵間的液面，迫使水壓間液面上升，發(fā)酵間液面下降，氣體的壓力大小決定了液面的高差值。產(chǎn)氣同時供氣，用氣時打開閥門1，隨著儲氣室氣體的減少，壓力降低，水壓間的液面下降，發(fā)酵間的液面上升。當(dāng)氣量與供給燃具的用氣量相等時，發(fā)酵間液面與水壓間液面.維持在一個相對穩(wěn)定的高度差上。當(dāng)發(fā)酵液料不產(chǎn)氣時，水壓間的液面回落，同時發(fā)酵間的液面上升，直到三個液面達(dá)到同一個高度的水平面為止。第30頁，共45頁，2023年，2月20日，星期三(2)標(biāo)準(zhǔn)型水壓式沼氣池圓筒形沼氣池[圖(a)]主要由圓筒形池身、削球殼地蓋及池底的發(fā)酵間，進(jìn)料管及圓形水壓間三部分組成。球形沼氣池[圖(b)]。由球形發(fā)酵間、進(jìn)料及矩形或扇形水壓間三部分組成。橢球形沼氣池[圖(c)]主要由橢球形發(fā)酵間，進(jìn)料管及矩形或扇形水壓間三部分組成。第31頁，共45頁，2023年，2月20日，星期三(3)設(shè)攪拌裝置的水壓式沼氣池農(nóng)村小型沼氣池經(jīng)常出現(xiàn)料液分層和結(jié)殼現(xiàn)象。料液結(jié)殼與分層一直是困擾沼氣用戶的一大難題。分層，下面干上面稀，不利發(fā)酵，影響產(chǎn)氣結(jié)殼，發(fā)酵產(chǎn)出的沼氣不能順利地進(jìn)人儲氣室，轉(zhuǎn)向從水壓間、進(jìn)料口冒出，造成氣源的浪費(fèi)。設(shè)攪拌裝置的水壓式沼氣池能克服上述問題。第32頁，共45頁，2023年，2月20日，星期三水壓式沼氣池破殼攪拌裝置，主要由兩部分組成：①破殼籠：破殼籠為鐵絲焊接而成，液面的浮渣層由于受到破殼籠的阻攔而破裂。②攪拌器：攪拌的主要日的是防止料液分層，使原料和接種物充分接觸，增加微生物與原料的接觸面，加快發(fā)酵速度，提高產(chǎn)氣量。攪拌器也具有防止浮渣層積厚結(jié)殼的作用。圖10所示是湖南省岳陽縣農(nóng)村能源技術(shù)服務(wù)站研制的水壓式沼氣池破殼攪拌裝置圖9-11所示是貴州省桃縣能源辦研制的水壓式沼氣池的攪拌裝置第33頁，共45頁，2023年，2月20日，星期三(4)曲流布料水壓式沼氣池發(fā)酵原料入池先在進(jìn)料口喉部濾網(wǎng)過濾，進(jìn)入池內(nèi)經(jīng)分流板進(jìn)行半控或全控進(jìn)行布料，目的要形成多路曲流使原料充分與污泥接觸。池底呈斜坡，在坡面設(shè)隔板阻流，保留一定量的污泥。在油拱中央設(shè)有傘架型破殼掛籠進(jìn)行破殼。手動攪拌杠桿操縱傘架型掛籠破殼，并同時帶動底部連桿推盤推出沉積物。第34頁，共45頁，2023年，2月20日，星期三(5)發(fā)酵液高位差自功循環(huán)水壓式沼氣池基本結(jié)構(gòu)如上圖所示，該池由一個標(biāo)準(zhǔn)常規(guī)水壓式沼氣池和一個掛有軟填料做菌床的生物濾池組成，兩池軍零壓液面一高一低，并共用一個水壓箱，第35頁，共45頁，2023年，2月20日，星期三特點(diǎn)：這種形式的沼氣池和發(fā)酵工藝流程，具有許多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn):a.用水壓箱作發(fā)酵原料預(yù)漚池，使原料在好氧的條件下，加快違度產(chǎn)酸菌的分解，促進(jìn)對原料的液化產(chǎn)酸，發(fā)酵后的酸液留下自動入池，沉渣留下，解決了沉渣人池出料難的問題，同時好氧發(fā)酵產(chǎn)生的熱量，有利于沼氣池增溫和保溫；b.高位池設(shè)置的軟填料作為厭氧池內(nèi)的生物載體，能起到富集菌種、促進(jìn)沼氣發(fā)酵速度、提早產(chǎn)氣、提高產(chǎn)氣量的作用；c.料液自動循環(huán)能起到攪拌發(fā)酵液的作用，提高產(chǎn)氣量，防止液面結(jié)殼等；d.可利用循環(huán)發(fā)酵由沖刷與沼氣池相結(jié)合的廁所蹲位及豬舍的地面，同時可作為預(yù)處理池的接種物，促進(jìn)發(fā)酵，節(jié)約用水。第36頁，共45頁，2023年，2月20日，星期三2.浮罩式沼氣池按其結(jié)構(gòu)，可分為：①直接儲氣浮罩式沼氣池②分離儲氣浮罩式沼氣池浮罩內(nèi)的沼氣壓力值,可用下式計算:特點(diǎn)：罩內(nèi)壓力基本穩(wěn)定式中：P-沼氣壓力，cmH2O;G-浮罩及其配重的質(zhì)量，kg;D-圓筒形浮罩內(nèi)直徑，cm;1000-由kgf/cm2H20換算的系數(shù)。第37頁，共45頁，2023年，2月20日，星期三3.氣袋式沼氣池氣袋式沼氣池的發(fā)酵間沒有儲氣部分，沼氣直接輸入儲氣袋儲存起來。特點(diǎn)：池內(nèi)沼氣壓力較低，在利于發(fā)酵和產(chǎn)氣。第38頁，共45頁，2023年，2月20日，星期三4.印度"戈巴"沼氣裝置其基本結(jié)構(gòu)如下圖所示:發(fā)酵間成井狀，是地下建筑，井體直徑一般為1.5-6m之間。特點(diǎn)：出料靠池滿自溢，可年不需大出料，節(jié)約勞力。第39頁，共45頁，2023年，2月20日，星期三9.2.2小型沼氣池發(fā)酵工藝(1)半連續(xù)式發(fā)酵工藝（其工藝流程如下圖）備料配料攪拌接種發(fā)酵產(chǎn)氣