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    有機物質是怎樣變成沼氣的?

    發(fā)布時間:2012-08-09

      來源:中國食用菌商務網(wǎng)

        沼氣是多種氣體的混合物,是有機物質在厭氧環(huán)境中,具備一定的溫度、濕度和酸堿度,通過微生物發(fā)酵作用,產(chǎn)生的一種可燃氣體。其主要成分是甲烷。甲烷是一種理想的氣體燃料,無色無味,與適量空氣混合后即可燃燒。沼氣一般含甲烷50%~70%,其余為二氧化碳和少量的氮、氫和硫化氫等,其特性與天然氣相似??諝庵腥绾?.6%~20.8%(按體積計)的沼氣時,就會形成爆炸性混合氣體。因沼氣中含有少量硫化氫,所以略帶臭味。

        據(jù)統(tǒng)計,每立方米純甲烷的發(fā)熱量為34000千焦,每立方米沼氣的發(fā)熱量約為20800~23600千焦。即1立方米沼氣完全燃燒后,能產(chǎn)生相當于0.7千克無煙煤提供的熱量。與其它燃氣相比,其抗爆性能較好,是一種很好的清潔燃料。

        沼氣細菌分解有機物,產(chǎn)生沼氣的過程,叫沼氣發(fā)酵。根據(jù)沼氣發(fā)酵過程中各類細菌的作用,沼氣細菌可以分為兩大類。第一類細菌叫做分解菌,它的作用是將復雜的有機物分解成簡單的有機物和二氧化碳等。它們當中有專門分解纖維素的,叫纖維分解菌;有專門分解蛋白質的,叫蛋白分解菌;有專門分解脂肪的,叫脂肪分解菌。第二類細菌叫含甲烷細菌,通常叫甲烷菌,它的作用是把簡單的有機物及二氧化碳氧化或還原成甲烷。

        因此,有機物變成沼氣的過程,就好比工廠里生產(chǎn)一種產(chǎn)品的兩道工序:首先是分解細菌將糞便、秸稈、雜草等復雜的有機物加工成半成品,即結構簡單的化合物;第二道工序是在甲烷細菌的作用下,將簡單的化合物加工成產(chǎn)品??即生成甲烷。

        發(fā)酵是復雜的生物化學變化,有許多微生物參與。反應大致分兩個階段:一是微生物把復雜的有機物質中的糖類、脂肪、蛋白質降解成簡單的物質,如低級脂肪酸、醇、醛、二氧化碳、氨、氫氣和硫化氫等。二是由甲烷菌種的作用,使一些簡單的物質變成甲烷。

        要正常地產(chǎn)生沼氣,必須為微生物創(chuàng)造良好的生存條件,使它能夠生存、繁殖。因此,培養(yǎng)微生物的場地就很重要,也就是存儲有機物質的沼氣池。建設沼氣池必須要符合多種條件。首先,沼氣池要密閉。有機物質發(fā)酵成沼氣,是多種厭氧菌活動的結果,因此要造成一個厭氧菌活動的缺氧環(huán)境。在建造沼氣池時要注意隔絕空氣,不透氣、不滲水。其次,沼氣池里要維持20~40℃,因為通常在這種溫度下產(chǎn)氣率最高。第三,沼氣池要有充足的養(yǎng)分。微生物要生存、繁殖,必須從發(fā)酵物質中吸取養(yǎng)分。在沼氣池的發(fā)酵原料中,人畜糞便能提供氮元素,農(nóng)作物的秸稈等纖維素能提供碳元素。第四,發(fā)酵原料要含適量水,一般要求沼氣池的發(fā)酵原料中含水80%左右,過多或過少都對產(chǎn)氣不利。第五,沼氣池氫離子濃度指數(shù)一般控制在7%~8.5%。

        沼氣除直接燃燒用于炊事、烘干農(nóng)副產(chǎn)品、供暖、照明和氣焊等外,還可作內(nèi)燃機的燃料以及生產(chǎn)甲醇、福爾馬林、四氯化碳等化工原料。經(jīng)沼氣裝置發(fā)酵后排出的料液和沉渣,含有較豐富的營養(yǎng)物質,可用作肥料和飼料。

     

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