❶ 沼氣發酵包括哪幾個階段
沼氣發酵是一個微生物作用的過程。各種有機質（包括農作物秸稈、人畜糞便以及工農業排放廢水中所含的有機物等）在厭氧及其他適宜的條件下，通過微生物的作用，最終轉化成沼氣，完成這個復雜的過程，即為沼氣發酵。沼氣發酵主要分為液化、產酸和產甲烷三個階段進行。沼氣發酵過程如圖1-6所示。
圖1-6 沼氣發酵過程
（1）液化（水解）階段
農作物秸稈、人畜糞便、垃圾以及其他各種有機廢棄物，通常是以大分子狀態存在的碳水化合物，如澱粉、纖維素及蛋白質等。他們不能被微生物直接吸收利用，必須通過微生物分泌的胞外酶（如纖維素酶、肽酶和脂肪酶等）進行酶解，分解成可溶於水的小分子化合物（即多糖水解成單糖或雙糖，蛋白質分解成肽和氨基酸，脂肪分解成甘油和脂肪酸）。這些小分子化合物進入到微生物細胞內，進行一系列的生物化學反應，這個階段叫液化階段。
（2）產酸階段
液化完畢後，在不產甲烷微生物群的作用下，將單糖類、肽、氨基酸、甘油、脂肪酸等物質轉化成簡單的有機酸（如甲酸、乙酸、丙酸和乳酸等）、醇（如甲醇、乙醇等）以及CO2、氫氣、氨氣和硫化氫等，由於其主要的產物是揮發性的有機酸（其中以乙酸為主，約佔80%），故此階段稱為產酸階段。
（3）產甲烷階段
產酸階段完成後，這些有機酸、醇、CO2和氨氣等物質又被產甲烷微生物群（又稱產甲烷細菌）分解成甲烷和CO2，或通過氫還原CO2形成甲烷，這個過程稱為產甲烷階段。這種以甲烷和CO2為主的混合氣體便稱為沼氣。這一階段叫產甲烷階段，或叫產氣階段。
❷ 沼氣發酵工藝有哪些類型
對於沼氣發酵工藝，從不同角度有不同的分類方法。一般從投料方式、發酵溫度、發酵階段、發酵級差、料液流動方式等角度，可作如下分類：
（1）以投料方式劃分
根據沼氣發酵過程中的投料方式不同，可將發酵工藝分為連續發酵、半連續發酵和批量發酵三種工藝。
①連續發酵工藝。沼氣池發酵啟動後，根據設計時預定的處理量，連續不斷地或每天定量地加入新的發酵原料，同時排走相同數量的發酵料液，使發酵過程連續進行下去。發酵裝置不發生意外情況或不檢修時，均不進行大出料。採用這種發酵工藝，沼氣池內料液的數量和質量基本保持穩定狀態，因此產氣量也很均衡。連續發酵工藝適用於大型的沼氣發酵系統，要求有充分的物料保證，發酵裝置結構和發酵系統比較復雜，造價高。
②半連續發酵工藝。沼氣發酵裝置發酵啟動初始，一次性投入較多的原料（一般占整個發酵周期投料總固體量的1/4～1/2），經過一段時間，開始正常發酵產氣，隨後產氣逐漸下降，此時就需要每天或定期加入新物料，以維持正常發酵產氣，這種工藝就稱為半連續沼氣發酵。
我國農村的沼氣池大多屬於半連續發酵。其中的「三結合」沼氣池，就是將豬圈、廁所里的糞便隨時流入沼氣池，在糞便不足的情況下，可定期加入鍘碎並堆漚後的秸稈等纖維素原料，起到補充碳源的作用。這種工藝的優點是比較容易做到均衡產氣和計劃用氣，能與農業生產用肥緊密結合，適宜處理糞便和秸稈等混合原料。
③批量發酵工藝。發酵原料成批量地一次投入沼氣池，待其發酵完後，將殘留物全部取出，又成批地換上新料，開始第二個發酵周期，如此循環往復。這種工藝的優點是投料啟動成功後，不再需要進行管理，簡單省事，其缺點是產氣分布不均衡，高峰期產氣量高，其後產氣量低，因此所產沼氣適用性較差。
（2）以發酵溫度劃分
沼氣發酵的溫度范圍一般在10～60℃，溫度對沼氣發酵的影響很大，溫度升高，產氣率也隨之提高，通常以沼氣發酵溫度區分為：高溫發酵、中溫發酵和常溫發酵工藝。
①高溫發酵工藝。高溫發酵工藝指發酵料液溫度維持在46～60℃。該工藝的特點是微生物生長活躍，有機物分解速度快，產氣率高，滯留時間短。採用高溫發酵可以有效地殺滅各種致病菌和寄生蟲卵，具有較好的衛生效果。從除害滅病和發酵剩餘物肥料利用的角度看，選用高溫發酵是較為實用的，但要維持消化器的高溫運行，能量消耗較大。
②中溫發酵工藝。中溫發酵工藝適宜溫度為28～38℃，與高溫發酵相比，這種工藝產氣率要低一些，但維持中溫發酵的能耗較少，沼氣發酵能總體維持在一個較高的水平，產氣速度比較快，料液基本不結殼，可保證常年穩定運行。工程中常採用近中溫發酵工藝，其發酵料液溫度為25～30℃。這種工藝因料液溫度穩定，產氣量也比較均衡。
③常溫發酵工藝。常溫發酵工藝指在自然溫度下進行沼氣發酵，不需要對發酵料液溫度進行控制，發酵溫度受氣溫影響而變化，我國農村戶用沼氣池基本上採用這種工藝。其特點是發酵料液的溫度隨氣溫、地溫的變化而變化，其缺點是同樣投料條件下，一年四季產氣率相差較大。南方農村沼氣池在地下，還可以維持用氣量，北方的沼氣池則需採取保溫措施，才可確保沼氣池安全越冬，維持正常產氣。
（3）以發酵階段劃分
根據沼氣發酵分為「水解—產酸—產甲烷」三個階段理論，以沼氣發酵不同階段，可將發酵工藝劃分為單相發酵工藝和兩相（步）發酵工藝。
①單相發酵工藝。將沼氣發酵原料投入到一個裝置中，使沼氣發酵的產酸和產甲烷階段合二為一，在同一裝置中自行調節完成。
②兩相發酵工藝。兩相發酵也稱兩步發酵，或兩步厭氧消化。該工藝是根據沼氣發酵三個階段的理論，把原料的水解、產酸階段和產甲烷階段分別安排在兩個不同的消化器中進行。
（4）按發酵級差劃分
①單級沼氣發酵工藝。產酸發酵和產甲烷發酵在同一個沼氣發酵裝置中進行，而不將發酵物再排入第二個沼氣發酵裝置中繼續發酵。這種工藝流程的裝置結構比較簡單，管理比較方便，因而修建和日常管理費用相對來說，比較低廉。
②多級沼氣發酵工藝。多個沼氣發酵裝置串聯而成，進行多級發酵。第一級發酵裝置主要是發酵產氣，產氣量可占總產氣量的50%左右，而未被充分消化的物料進入第二級消化裝置，使殘余的有機物質繼續徹底分解，這既有利於物料的充分利用和徹底處理廢物中的有機物，也在一定程度上能夠緩解用氣和用肥的矛盾。
（5）按發酵濃度劃分
①濕發酵工藝。發酵料液的干物質濃度控制在10%以下，在發酵啟動時，加入大量的水。發酵液如用作肥料，存在運輸、貯存或施用不方便的問題。
②干發酵工藝。干發酵又稱固體發酵，發酵原料的總固體濃度控制在20%以上，干發酵運行能耗低，用水量少，沒有二次污染，但是干發酵存在出料難的問題，不適合戶用沼氣採用。
❸ 在實驗室條件下，沼氣發酵需要的中溫條件（35左右）如何控制溫度（夏天，晚上不可能一直開著空調）
一般用水浴控制。
是怕過熱吧？
室內溫度不會超過35度的，尤其晚上。
如果還是擔心，就買個冷風機吹著，冷風機裡面有水，相當於濕球溫度，比實際氣溫要低幾度。
❹ 沼氣的產生微生物實驗中，你所製造的沼氣發酵裝置還能用於哪些微生物學方面的實驗
甲烷菌群、產氫產乙酸菌群、水解酸化菌群。作用機理：糞便和熟化的秸稈等在發酵群菌的作用下，轉化成簡單的有機物；產氫產乙酸菌吧簡單有機物氫、二氧化碳和乙酸；甲烷菌在把氫、二氧化碳和乙酸轉化成甲烷。
❺ 沼氣厭氧發酵罐如何進行保溫處理
最好是採用聚氨酯整體發泡技術來做保溫。也有用帶保溫層的彩鋼板來做保溫的。看你們當地的氣候條件和業主的建設資金情況來選擇一個合適的方案了。
❻ 沼氣發酵的基本條件是什麼
（1）嚴格的厭氧環境微生物發酵分解有機物在厭氧的情況下才產生甲烷。沼氣發酵中起主要作用的微生物都是嚴格厭氧的。（2）充足和適宜的發酵原料發酵原料是產生沼氣的物質基礎。沼氣發酵菌需要從原料中吸取的主要營養物質是碳元素、氮元素和無機鹽等。碳素多來源於碳水化合物，是細菌進行生命活動的主要能量來源。氮素多來源於蛋白質、亞硝酸鹽和氨等無機鹽類，是構成細胞的主要成分。為了滿足沼氣發酵菌對碳、氮比的要求，在投料時要注意合理搭配，綜合投料才能獲得較高的產氣量。（3）適量的水分水分在沼氣發酵中是細菌活動必不可少的環境因素。這是因為沼氣發酵菌在生長、發育、繁殖和代謝過程中都需要有適當的水分；細菌分解有機物質產生沼氣，也需要有一定的水分才能進行，如果含水過少發酵濃度過高，不利於沼氣發酵菌活動，原料不宜分解，容易使浮料結殼而抑制發酵影響產氣量。反之，濃度太低、水分過多發酵物質含量減少，會降低沼氣池單位容積的產氣量，不能充分利用沼氣池的有效容積，所以說發酵液的干物質濃度以6%～12%為好。（4）適宜的發酵溫度自然界中的微生物只有在一定的溫度條件下才能生長繁殖，沼氣發酵菌在8～60℃的范圍內都能生長活動產生沼氣。在這個范圍內溫度越高，原料分解速度越快，產氣越多。沼氣發酵的速度與發酵溫度有密切的關系。（5）適宜的酸鹼度沼氣發酵原料的最適合pH為6.7～7.5，pH過高、過低發酵過程都將會受到抑制甚至停止。農村沼氣池在正常發酵過程中，pH有一個由高到低然後又升高，最後基本穩定的自然平衡過程，一般不需要進行調節。但用喂配合飼料的雞糞、豬糞發酵，需要用草木灰、石灰水調節pH方能啟動。
❼ 沼氣發酵是什麼原理
沼氣發酵是利用微生物在缺乏氧氣的狀態下生活和繁殖時，為了取得呼吸作用所需要的能量，而將高能量有機質分解轉化為簡單的低能量成分，從而釋放出能量以供代謝之用，實質上是微生物的物質代謝和能量代謝的過程。
❽ 沼氣發酵需要哪些條件
沼氣發酵是由多種細菌群參加完成的，它們在沼氣池中進行的新陳代謝和生長繁殖，需要一定的生活條件，只有用人工的方法為其創造適宜的生長條件，使大量的微生物迅速繁殖，才能加快沼氣池內的有機物分解。因此，只有滿足微生物的生長條件和沼氣池正常運行條件，才能獲得高產氣率和有機沼肥多的效果。
（1）充足的發酵原料
沼氣發酵原料是產生沼氣的物質基礎，又是沼氣發酵細菌賴以生存的養料來源。因為沼氣細菌在沼氣池內正常生長繁殖過程中，必須從發酵原料里吸取充分的營養物質，如水分、碳素、氮素、無機鹽類和生長素等，用於生命活動，成倍繁殖細菌而產生沼氣。
（2）質優量多的沼氣菌種
製取沼氣必須有沼氣細菌才行，這和發面需要有酵母一樣，如果沒有沼氣細菌作用，沼氣池內的有機物本身是不會轉變成沼氣的。所以沼氣發酵啟動時要有足夠數量含優良沼氣菌種的接種物，這是製取沼氣的重要條件。
在農村含有優良沼氣菌種的接種物，普遍存在於糞坑底污泥、下水道污泥、沼氣發酵的渣水、沼澤污泥、豆製品作坊下水溝中的污泥，這些含有大量沼氣發酵細菌的污泥稱為接種物。沼氣發酵加入接種物的操作過程稱為接種，新建沼氣池第一次裝料，如果不加入足夠數量含有沼氣細菌的接種物，常常很難產氣或產氣率不高，甲烷含量低無法燃燒。另外，加入足量的接種物可以避免沼氣池發酵初期產酸過多而導致發酵受阻。
（3）嚴格的厭氧環境
沼氣發酵中起主要作用的是厭氧分解菌和產甲烷菌。它們怕氧氣，在空氣中暴露幾秒鍾就會死亡，就是說空氣中的氧氣對它們有毒害致死的作用。因此，嚴格的厭氧環境是沼氣發酵的最主要條件之一。我們根據沼氣細菌怕空氣的特性，修建的沼氣池除進出料口外必須嚴格密封，達到不漏水、不漏氣，保證沼氣細菌正常生命代謝活動和貯存沼氣。
（4）適宜的發酵溫度
沼氣池內發酵液的溫度，對產生沼氣的多少有很大影響，這是因為在適宜的溫度范圍內溫度越高，沼氣細菌的生長、繁殖越快，產沼氣就多；如果溫度不適宜，沼氣細菌生長發育慢，產氣就少或不產氣。
一般沼氣細菌在10～60℃的范圍內，均能正常發酵產氣。低於10℃或高於60℃都會抑制微生物生存、繁殖，影響產氣。沼氣發酵可分為三種類型，即常溫發酵區（10～26℃）、中溫發酵區（28～38℃）、高溫發酵區（46～60℃）。農村戶用沼氣池，一般都採用常溫發酵，夏天溫度高產氣多，冬季池溫低產氣少。
（5）適度的發酵料液濃度
沼氣池中的料液在發酵過程中需要保持一定的濃度，才能正常產氣運行。如果發酵料液中含水量過少、發酵原料過多，發酵液的濃度過大，產甲烷菌又食用不了那麼多，就容易造成有機酸的大量積累，結果使發酵受到抑制。如果水過多，發酵液的濃度過稀，有機物含量少，產氣量就少。
農村沼氣池的發酵料液濃度一般採用6%～12%。在這個范圍內，沼氣的初始啟動濃度要低一些，便於沼氣池啟動。發酵料液濃度隨季節的變化而要求不同，一般在夏季，發酵料液濃度可以低些，要求濃度在6%左右；冬季濃度應高一些，為8%左右。
（6）適宜的酸鹼度
沼氣發酵細菌最適宜的pH為6.5～7.5，pH在6.4以下或7.6以上都對產氣有抑製作用。如果pH在5.5以下，就是料液酸化的標志，其產甲烷菌的活動完全受到抑制。如沼氣池初始啟動時，投料濃度過高，接種物中的產甲烷菌數量又不足，或者在沼氣池內一次加入大量的雞糞、薯渣造成發酵料液濃度過高，都會因產酸與產甲烷的速度失調而引起揮發酸（乙酸、丙酸、丁酸）的積累，導致pH下降，這是造成沼氣池啟動失敗或運行失常的主要原因。
在沼氣發酵過程中，pH變化規律一般是：在發酵初期，由於產酸細菌的迅速活動產生大量的有機酸，使pH下降；但隨著發酵繼續進行，一方面氨化細菌產生的氨中和了一部分有機酸，另一方面甲烷菌群利用有機酸轉化成甲烷，這樣使pH又恢復到正常值。這樣的循環繼續下去使沼氣池內的pH一直保持在7.0～7.5，使發酵正常運行。所以沼氣池內的料液發酵時，只要保持一定濃度的接種物和適宜的溫度，就會正常發酵，不需要進行調整。
❾ 下面是某課外活動小組在實驗室模擬沼氣池發酵製取沼氣，收集較純凈的甲烷並測定產生甲烷體積的實驗。如下
| (1)d； e； c ；b；f (2)B (3)C (4)890.4kJ |