影响沼气生产的主要因素有哪些

热心网友：碳氮比适宜的发酵原料沼气发酵原料是沼气微生物赖以生存的物质基础，也是沼气微生物进行生命活动和产生沼气的营养物质。富氮原料通常指富含氮元素的人、畜和家禽粪便，在进行沼气发酵时，它们不必进行预处理，就容易厌氧分解，产气很快，发酵期较短。富碳原料通常指富含碳元素的秸秆和秕壳等农作物的残余物，比富氮的粪便原料高，且质地疏松，比重小，进沼气池后容易飘浮形成发酵死区--浮壳层，发酵前一般需经预处理。富碳原料厌氧分解比富氮原料慢，产气周期较长。从营养学和代谢作用角度看，沼气发酵细菌消耗碳的速度比消耗氮的速度要快25～30倍。因此，在其它条件都具备的情况下，碳氮比例配成25～30:1可以使沼气发酵在合适的速度下进行。如果比例失调，就会使产气和微生物的生命活动受到影响。 二、质优足量的菌种沼气发酵微生物是人工制取沼气的内因条件，一切外因条件都是通过这个基本的内因条件才能起作用。因此沼气发酵的前提条件就是要接入含有大量这种微生物的接种物，或者说含量丰富的菌种。沼气发酵微生物都是从自然界来的，而沼气发酵的核心微生物菌落是产甲烷菌群，一切具备厌氧条件和含有有机物的地方都可以找到它们的踪迹。它们的生存场所，或者说我们采集接种物的来源主要有如下几处：⑴沼气池、湖泊、沼泽、池塘底部；⑵阴沟污泥之中；⑶积水粪坑之中；⑷动物粪便及其肠道之中；⑸屠宰场、酿造厂、豆制品厂、副食品加工厂等阴沟之中以及人工厌氧消化装置之中。为了达到更好的效果，可以在发酵是按1‰添加沼气发酵助剂沼气发酵助剂含有甲烷菌生长繁殖所需的营养物质和微量元素，利用其中的微量元素有效刺激甲烷菌，促使其快速繁殖；同时提高酶的活性和加快酶的反应速度，加速纤维素等大分子化合物的降解、分解过程；利用产品中所添加的菌种繁殖所必须的营养素，更好的使菌种生长；利用混合加入吸附剂增加菌种和原料的接触面积，同时利用吸附放热为甲烷菌升温，增加热量，以利沼气池快速产气。 三、严格的厌氧环境沼气微生物的核心菌群——产甲烷菌是一种厌氧性细菌，对氧特别敏感，它们在生长、发育、繁殖、代谢等生命活动中都不需要空气，空气中的氧气会使其生命活动受到抑制，甚至死亡。产甲烷菌只能在严格厌氧的环境中才能生长。所以，修建沼气池，要严格密闭，不漏水，不漏气，这不仅是收集沼气和贮存沼气发酵原料的需要，也是保证沼气微生物在厌氧的生态条件下生活得好，使沼气池能正常产气的需要。这就是为什么把漏水、漏气的沼气池称为“病态池”的道理。 四、适宜的发酵温度温度是沼气发酵的重要外因条件，温度适宜则细菌繁殖旺盛，活力强，厌氧分解和生成甲烷的速度就快，产气就多。从这个意义上讲，温度是产气好坏的关键。研究发现，在10～60℃的范围内，沼气均能正常发酵产气。低于10℃或高于60℃都严重抑制微生物生存、繁殖，影响产气。在这一温度范围内，一般温度愈高，微生物活动愈旺盛，产气量愈高。微生物对温度变化十分敏感，温度突升或突降，都会影响微生物的生命活动，使产气状况恶化。通常把不同的发酵温度区分为三个范围，即把46～60℃称为高温发酵，28～38℃称为中温发酵，10～26℃称为常温发酵。农村沼气池靠自然温度发酵，属于常温发酵。常温发酵虽然温度范围较广，但在10～26℃范围内，温度越高，产气越好。这就是为什么沼气池在夏季，特别是气温最高的7月产气量大，而在冬季最冷的一月产气很少，甚至不产气的原因，也是农村沼气池在管理上强调冬天必须采取越冬措施，以保证正常产气的原因。 五、适宜的酸碱度沼气微生物的生长、繁殖，要求发酵原料的酸碱度保持中性，或者微偏碱性，过酸、过碱都会影响产气。测定表明，酸碱度在pH＝6～8之间，均可产气，以pH＝6.5～7.5产气量最高，pH值低于6或高于9时均不产气。农村户用沼气池发酵初期由于产酸菌的活动，池内产生大量的有机酸，导致pH值下降。随着发酵持续进行，氨化作用产生的氨中和一部分有机酸,同时甲烷菌的活动，使大量的挥发酸转化为甲烷（CH4）和二氧化碳（CO2），使pH值逐渐回升到正常值。所以，在正常的发酵过程中，沼气池内的酸碱度变化可以自然进行调解，先由高到低，然后又升高，最后达到恒定的自然平衡（即适宜的pH值），一般不需要进行人为调节。只有在配料和管理不当，使正常发酵过程受到破坏的情况下，才可能出现有机酸大量积累，发酵料液过于偏酸的现象。此时，可取出部分料液，加入等量的接种物，将积累的有机酸转化为甲烷，或者添加适量的草木灰或石灰澄清液，中和有机酸，使酸碱度恢复到正常。六、适度的发酵浓度农村沼气池的负荷常用容积有机负荷表示,即单位体积沼气池每天所承受的有机物的数量,通常以千克COD/(米3?天)为单位。容积负荷是沼气池设计和运行的重要参数，其大小主要由厌氧活性污泥的数量和活性决定的。农村沼气池的负荷通常用发酵原料浓度来体现，适宜的干物质浓度为4%～10%，即发酵原料含水量为90%～96%。发酵浓度随着温度的变化而变化，夏季一般为6%左右，冬季一般为8%～10%。浓度过高或过低，都不利于沼气发酵。浓度过高，则含水量过少，发酵原料不易分解，并容易积累大量酸性物质，不利于沼气菌的生长繁殖，影响正常产气。浓度过低，则含水量过多，单位容积里的有机物含量相对减少，产气量也会减少，不利于沼气池的充分利用。七、持续的搅拌静态发酵沼气池原料加水混合与接种物一起投进沼气池后，按其比重和自然沉降规律，从上到下将明显的逐步分成浮渣层、清液层、活性层和沉渣层。这样的分层分布，对微生物以及产气是很不利的。导致原料和微生物分布不均，大量的微生物集聚在底层活动，因为此处接种污泥多，厌氧条件好，但原料缺乏，尤其是用富碳的秸秆做原料时，容易漂浮到料液表层，不易被微生物吸收和分解，同时形成的密实结壳，不利于沼气的释放。为了改变这种不利状况，就需要采取搅拌措施，变静态发酵为动态发酵。 实践证明，适当的搅拌方法和强度，可以使发酵原料分布均匀，增强微生物与原料的接触，使之获取营养物质的机会增加，活性增强，生长繁殖旺盛，从而提高气气量。搅拌又可以打碎结壳，提高原料的利用率及能量转换效率，并有利于气泡的释放。