生物氣
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生物氣原料來源廣泛,除動植物和微生物的廢棄物和殘體外,還有生活和生產中的各種有機廢物。通常,農作物秸稈、人畜糞便、城市垃圾以及發酵、皮革、製糖、造紙、製藥、食品和某些有機合成等工業的有機廢物,都可作為人工製取生物氣的原料。這些原料的有機化學成分,主要是碳水化合物、蛋白質和脂類。
生物氣生成機理 解釋生物氣生成過程的有較早的二階段圖式和較近的三階段圖式。按三階段說(圖1),第一階段由發酵性細菌水解有機質,使碳水化合物、蛋白質和脂類等降解為有機酸、醇類、二氧化碳、氫、氨和硫化物等;第二階段由產乙酸菌把有機酸和醇類降解為乙酸、二氧化碳和氫;第三階段由產甲烷菌把乙酸分解為甲烷和二氧化碳,或利用氫還原二氧化碳而生成甲烷。有時可能還有第四類細菌利用氫還原二氧化碳而生成乙酸。
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厭氧發酵反應器 類型很多。按發酵溫度區分,有高溫(55°C左右)、中溫(35°C左右)和常溫(當地自然氣溫)三種工藝。按反應器進出料的連續性可分為連續發酵、半連續發酵和批量發酵。按發酵液在反應器中流動混合情況有攪拌混合式和塞流式等反應器。按反應器中微生物和有機物接觸的方式,可分為厭氧生物膜法和厭氧活性污泥法。前者如厭氧過濾器和厭氧流化床等,反應器中的微生物附著在陶粒、砂粒、塑料粒或塑料碟片上生長,形成生物膜,藉以保持和提高反應器中的微生物量,增加處理負荷。後者如普通發酵池和上流式厭氧污泥床等,反應器中的微生物形成活性污泥,和發酵液中的有機質相混合。此外,按反應器級數的多少,可分為單級、二級和多級發酵等。圖2表示一種利用自產生物氣進行氣動攪拌的單級中溫發酵裝置。發酵原料液經過池外換熱器提高溫度后,從池底中心流入池內。池內也設有換熱器,利用內燃機冷卻水的餘熱和(或)鍋產生的蒸汽或熱水,使池內保持中溫。
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參考書目
徐曾符主編:《沼氣工藝學》,農業出版社,北京,1981。