Ⅰ 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。
Ⅱ 通過學習，我們知道：把秸稈、雜草、人畜糞便等廢棄物放入密閉的沼氣池中發酵，就可產生甲烷（CH4）．秸
【提出猜想】沼氣池中的氣體除CH4外，還可能有CO、CO2、H2S等，所以小施的猜想：有C、H、O、S四種元素；
【實驗過程】（1）濃硫酸具有吸水性，所以裝置A的作用乾燥氧氣；
（2）裝置B中用乾燥的碎秸稈，目的是①使其容易燃燒，②增加與氧氣的接觸面積；
（3）白色無水硫酸銅遇水會變成藍色來檢驗生成的水，所以C裝置的作用是檢驗生成的水；二氧化碳和氫氧化鈣反應生成碳酸鈣沉澱和水，化學方程式是CO2+Ca（OH）2=CaCO3↓+H2O；
【實驗結論】：氧元素有可能來源於氧氣，所以不一定含有氧元素；
【討論交流】：硫化氫氣體有毒，所以該實驗設計還存在一些不足，改進意見是：加裝一個尾氣處理裝置；
【拓展應用】農村的大部分地區處理秸稈的方式是直接燒掉，燃燒過程中會產生有害氣體和粉塵，污染環境，而將秸稈製成沼氣既可以節約資源又可以防止環境污染．
故答案為：【提出猜想】C、H、O、S四種元素；
【實驗過程】（1）乾燥氧氣；
（2）增加與氧氣的接觸面積；
（3）檢驗生成的水；CO2+Ca（OH）2=CaCO3↓+H2O；
【實驗結論】：氧元素有可能來源於氧氣，所以不一定含有氧元素；
【討論交流】：加裝一個尾氣處理裝置；
【拓展應用】節約資源又可以防止環境污染．