气人工制取工程的首要环节[11]。所以,由细菌、放线菌、真菌等组成的纤维素分解菌和木质素分解高产菌株的筛选,一直是人们研究的热点[12]。分离鉴定的产甲烷菌已有200多种[13~15]。
2.1.2 发酵原料的选取
沼气发酵微生物主要从发酵原料中吸取碳和氮两大营养元素,以及氢、硫、磷等其他营养元素。按发酵原料的来源可分为农村沼气发酵原料、城镇沼气发酵原料和水生植物发酵原料三类。
农村的沼气发酵原料包括人畜、家禽粪便和作物秸秆、秕壳、青杂草、树叶、农副产品加工的废水剩渣及生活污水等。孙智敏等[16]对渭源地区的24 种农村常用与常见的原料进行发酵产气试验,得出各材料产气所表现出的差异与其所含的有机化合物及碳氮比有关,比例适宜, 产气效果佳。某些有毒植物发酵时对产甲烷细菌无影响,一般木质化程度高的材料产气量较低不适宜做为沼气的发酵原料。城镇的来自屠宰、合脂酸、豆制品、酒精厂、豆厂、面粉厂、糖蜜酒厂等各种有机废水也可以作为发酵原料,需采用大中型沼气消化装置来处理。由于复合菌剂的出现,全秸秆作为发酵原料也成为可能。此外,垃圾填埋场也是沼气的主要来源之一。
2.2 工艺和装备技术
2.2.1 发酵的工艺条件
发酵的工艺条件是由微生物的生长特性和甲烷产生机制决定的,但工艺条件同时又决定了沼气发生装置和设备的设计与选用。
2.2.1.1 严格的厌氧环境
产酸菌和产甲烷菌都是厌氧性细菌,尤其是产生甲烷的甲烷菌是严格厌氧菌。因此,建造一个不漏水、不漏气的密闭沼气池(罐),是人工制取沼气的关键。
2.2.1.2 发酵温度
虽然甲烷菌的生长温度范围为15℃~98℃,温度越高,产气速率越大,但不是线性关系。沼气产气有2个高峰,分别在35℃和54℃,这是因为由两个不同的微生物群参与作用的结果。所以,选择不同的微生物菌群对发酵的效率有直接影响。
2.2.1.3 发酵原料和各养分的配比关系
发酵料液中的碳、氮、磷元素含量的比例,对沼气生产有重要的影响。对于以生产农副产品的污水为原料的,一般氮、磷含量均能超过规定比例下限。但对一些工业污水,如果氮、磷含量不足,应补充到适宜值。这就要求在人工制取沼气时,根据不同的发酵原料,增添不同的养分物质。
2.2.1.4 适宜的酸碱度
沼气微生物最适宜的pH值范围是6.8~7.5,消化器内料液的pH值也应该在此范围内,否则沼气发酵就要受到抑制,甚至停止产气。所以设计沼气发酵装置需要配
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