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黑膜沼氣池
黑膜沼氣池，俗名蓋瀉湖，覆膜沼氣池，土工膜沼氣池。它的產沼氣的原理同傳統的沼氣池一樣，是利用HDPE膜材防滲防漏的優點，在挖好的土坑裏麵鋪設一層HDPE防滲膜，根據厭氧發酵工藝要求池內安裝進出水口、抽渣管和沼氣收集管，土坑池子上口再加蓋HDPE防滲膜密封，四周錨固溝固定，形成一個整體的厭氧發酵空間
1、沼氣池的特點
傳統的化糞池存在去除有機物能力差、不符合衛生標準，定期抽糞、運輸量大，管理不便、易發生沼氣爆炸事件相比，沼氣池具有以下有優越性：一是有機物去除率高，COD去除率達78%以上，BOD去除率達82%以上：二是阻止汙泥上浮，並通過多級過濾，出水呈中性，衛生環保效果好，基本能達標：三是可獲一定的燃氣--沼氣。但是沼氣池同樣存在問題，出水色度普遍偏高，同時NH3-N去除率也不易達標。
2、黑膜沼氣池的沼氣原理
黑膜沼氣池，俗名蓋瀉湖，覆膜沼氣池，土工膜沼氣池。它的產沼氣的原理同傳統的沼氣池一樣，是利用HDPE膜材防滲防漏的優點，在挖好的土坑裏麵鋪設一層HDPE防滲膜，根據厭氧發酵工藝要求池內安裝進出水口、抽渣管和沼氣收集管，土坑池子上口再加蓋HDPE防滲膜密封，四周錨固溝固定，形成一個整體的厭氧發酵空間。由於黑膜沼氣具有耐衝擊負荷強、運行費用低、產氣量多等特點，深受廣大養殖戶的青睞。黑膜沼氣池是一種集發酵、儲氣為一體的超大型沼氣池，其糞汙處理原理和其他厭氧發酵工藝一樣,依靠厭氧菌的代謝功能，使糞汙中的有機物得到降解並產生沼氣。
3、影響沼氣發酵的原因
1.溫度
沼氣發酵可分為三個溫度範圍：50～65℃稱高溫發酵，20～45℃稱中溫發酵，20℃以下稱低溫發酵。此外，隨自然溫度變化的發酵方式稱常溫發酵。
沼氣發酵受到溫度和溫度波動的影響。在同一溫度類型條件下，由於沼氣發酵微生物的代謝活動隨著溫度的上升而增加，在一定的溫度範圍內，溫度越高，發酵產氣速率越快；短時間內若溫度波動幅度過大時，可能導致停止產氣。很多研究者對此進行了大量的研究，得出了以下結論：中溫厭氧消化的溫度為30～40℃。當溫度在15℃以上時，厭氧發酵才能很好地進行。溫度在10℃以下，無論產酸菌還是產甲烷菌都都受到嚴重防止；溫度在10℃以上，產酸菌首先開始活動，總揮發酸的產量直線上升；溫度在15℃以上時，產甲烷菌的代謝活動才活躍起來，產氣率明顯提高，揮發酸含量迅速下降，在氣溫下降時須考慮保溫。
2.酸堿度（PH值）
通常沼氣池中的產甲烷細菌適宜的PH值範圍為6.5～7.8，PH值的變化會直接影響產甲烷菌的生存和代謝。一般情況下，沼氣池的PH值應維持在6.8～7.5之間，7.2左右就可以。pH值在5.5以下，產甲烷菌的活動完全受到壓製，而pH值上升至8甚至8.5時，仍保持一定的產氣率。產酸菌的pH值範圍為4.0～7.0，在超過甲烷菌的pH值範圍，酸性發酵可能超過甲烷發酵，造成反應器內“酸化”現象的發生。影響pH值變化的因素主要有以下幾點：一是發酵原料的pH值；二是在厭氧發酵啟動時，投料濃度過高，接種物中的產甲烷菌數量不足，以及在消化器運行階段突然升高負荷，都會因產酸與產甲烷的速度失調而引起揮發酸的積累，導致pH值下降，這往往是造成厭氧發酵啟動失敗或終止的主要原因。在厭氧發酵過程，如果pH值過高，可適當投入石灰水、Na2CO3溶液加以中和，也可靠停止進料產酸作用下降、產甲烷作用相對增強，使積累於發酵液內的有機酸逐漸分解，pH值則逐漸恢複正常。如果pH值降至6.0以下，則應在調整pH值的同時，大量投入接種汙泥，以加快pH值恢複。為防止沼氣發酵酸化作用的發生，應加強對pH值的檢測，如果所產氣體中CO2比例突然升高或發酵中揮發酸含量突然上升，都是pH值要下降的預兆，這是應采取措施減少進料，降低消化器負荷，即可避免酸化現象，如果等到pH值下降後，再進行補救則難的多。
3.氧氣含量
沼氣發酵啟動和投料時帶入的一部分氧氣對沼氣發酵危害不大，不會破壞沼氣發酵的正常進行。這是因為沼氣池中存在一部分好氧菌和兼性菌，帶入的氧氣很快會被不產甲烷細菌中的好氧菌或兼性菌消耗掉，使池內保持厭氧環境，同時這一部分氧氣也使好氧菌、兼性菌與厭氧菌保持著動態的平衡關係，但為了保持好的厭氧環境，發酵過程中須不漏氣。
4.沼氣發酵原料的碳氮比酵原料的碳氮比（C/N），是指原料中有機碳含量和氮含量的比例關係。沼氣發酵微生物需要的一定的碳、氮、磷等營養物質，才能正常生長和進行生命活動。碳元素為微生物生命活動提供能量，是形成甲烷的重要物質；氮元素也是構成微生物細胞的主要元素。這三種營養元素之間的比例，不論是好氧發酵還是沼氣發酵，氮與磷的比例是確定值，為5：1。碳與氮的比值則範圍較寬，以往的實踐認為發酵原料的C/N以（13～30：1）為宜，大於30：1效果不佳，小於13：1還可正常發酵。但是，實際上以人糞便為主要原料（C/N=3.9：1）的沼氣池也能很好的運行。所以，正常的沼氣發酵要求合適的碳氮比，但不嚴格，要重視沼氣池的啟動和培養好相適應的菌種，提高沼氣發酵細菌的適應能力。在沼氣發酵過程中，細菌不斷將有機碳素轉化為CH4和CO2，產生的沼氣放出，同時將一部分碳素和氮素合成細胞物質，多餘的氮素物質則被分解以NH4HCO3的形式溶於發酵液中。經過這樣一輪的分解，C/N值下降一次，生成的細胞物質死亡後又被用作原料。要想消化器內的C/N值適宜，進料的C/N值則可更高些。因為厭氧細菌生長緩慢，同時死亡的老細胞又可作為氮素的來源，所以汙泥在消化器內滯留期越長，對投入氮素的需求越少。
5.沼氣發酵接種物
沼氣發酵細菌的多少和質量的高低直接影響沼氣發酵、產氣速率和沼氣的質量。沼氣發酵能否快速啟動與高質量和大量的接種物有關。如果沼氣發酵啟動時的接種物不夠，可能會出現啟動緩慢，經過很長時間，產氣速率仍然較低的情況；接種物質量較差，產甲烷細菌數量較少，活性較低，此時水解性細菌和產氫產酸細菌很快繁殖，而產甲烷細菌繁殖較慢，導致不產甲烷作用較快，產甲烷與不產甲烷過程的平衡失調，就可能造成有機酸的緩慢積累，發酵液pH值下降，沼氣池酸化，出現產氣慢和沼氣中甲烷含量低且質量差的情況。
傳統的化糞池存在去除有機物能力差、不符合衛生標準，定期抽糞、運輸量大，管理不便、易發生沼氣爆炸事件相比，沼氣池具有以下有優越性：一是有機物去除率高，COD去除率達78%以上，BOD去除率達82%以上：二是阻止汙泥上浮，並通過多級過濾，出水呈中性，衛生環保效果好，基本能達標：三是可獲一定的燃氣--沼氣。但是沼氣池同樣存在問題，出水色度普遍偏高，同時NH3-N去除率也不易達標。
黑膜沼氣池，俗名蓋瀉湖，覆膜沼氣池，土工膜沼氣池。它的產沼氣的原理同傳統的沼氣池一樣，是利用HDPE膜材防滲防漏的優點，在挖好的土坑裏麵鋪設一層HDPE防滲膜，根據厭氧發酵工藝要求池內安裝進出水口、抽渣管和沼氣收集管，土坑池子上口再加蓋HDPE防滲膜密封，四周錨固溝固定，形成一個整體的厭氧發酵空間。由於黑膜沼氣具有耐衝擊負荷強、運行費用低、產氣量多等特點，深受廣大養殖戶的青睞。黑膜沼氣池是一種集發酵、儲氣為一體的超大型沼氣池，其糞汙處理原理和其他厭氧發酵工藝一樣,依靠厭氧菌的代謝功能，使糞汙中的有機物得到降解並產生沼氣。
1.溫度
沼氣發酵可分為三個溫度範圍：50～65℃稱高溫發酵，20～45℃稱中溫發酵，20℃以下稱低溫發酵。此外，隨自然溫度變化的發酵方式稱常溫發酵。
沼氣發酵受到溫度和溫度波動的影響。在同一溫度類型條件下，由於沼氣發酵微生物的代謝活動隨著溫度的上升而增加，在一定的溫度範圍內，溫度越高，發酵產氣速率越快；短時間內若溫度波動幅度過大時，可能導致停止產氣。很多研究者對此進行了大量的研究，得出了以下結論：中溫厭氧消化的溫度為30～40℃。當溫度在15℃以上時，厭氧發酵才能很好地進行。溫度在10℃以下，無論產酸菌還是產甲烷菌都都受到嚴重防止；溫度在10℃以上，產酸菌首先開始活動，總揮發酸的產量直線上升；溫度在15℃以上時，產甲烷菌的代謝活動才活躍起來，產氣率明顯提高，揮發酸含量迅速下降，在氣溫下降時須考慮保溫。
2.酸堿度（PH值）
通常沼氣池中的產甲烷細菌適宜的PH值範圍為6.5～7.8，PH值的變化會直接影響產甲烷菌的生存和代謝。一般情況下，沼氣池的PH值應維持在6.8～7.5之間，7.2左右就可以。pH值在5.5以下，產甲烷菌的活動完全受到壓製，而pH值上升至8甚至8.5時，仍保持一定的產氣率。產酸菌的pH值範圍為4.0～7.0，在超過甲烷菌的pH值範圍，酸性發酵可能超過甲烷發酵，造成反應器內“酸化”現象的發生。影響pH值變化的因素主要有以下幾點：一是發酵原料的pH值；二是在厭氧發酵啟動時，投料濃度過高，接種物中的產甲烷菌數量不足，以及在消化器運行階段突然升高負荷，都會因產酸與產甲烷的速度失調而引起揮發酸的積累，導致pH值下降，這往往是造成厭氧發酵啟動失敗或終止的主要原因。在厭氧發酵過程，如果pH值過高，可適當投入石灰水、Na2CO3溶液加以中和，也可靠停止進料產酸作用下降、產甲烷作用相對增強，使積累於發酵液內的有機酸逐漸分解，pH值則逐漸恢複正常。如果pH值降至6.0以下，則應在調整pH值的同時，大量投入接種汙泥，以加快pH值恢複。為防止沼氣發酵酸化作用的發生，應加強對pH值的檢測，如果所產氣體中CO2比例突然升高或發酵中揮發酸含量突然上升，都是pH值要下降的預兆，這是應采取措施減少進料，降低消化器負荷，即可避免酸化現象，如果等到pH值下降後，再進行補救則難的多。
3.氧氣含量
沼氣發酵啟動和投料時帶入的一部分氧氣對沼氣發酵危害不大，不會破壞沼氣發酵的正常進行。這是因為沼氣池中存在一部分好氧菌和兼性菌，帶入的氧氣很快會被不產甲烷細菌中的好氧菌或兼性菌消耗掉，使池內保持厭氧環境，同時這一部分氧氣也使好氧菌、兼性菌與厭氧菌保持著動態的平衡關係，但為了保持好的厭氧環境，發酵過程中須不漏氣。
4.沼氣發酵原料的碳氮比酵原料的碳氮比（C/N），是指原料中有機碳含量和氮含量的比例關係。沼氣發酵微生物需要的一定的碳、氮、磷等營養物質，才能正常生長和進行生命活動。碳元素為微生物生命活動提供能量，是形成甲烷的重要物質；氮元素也是構成微生物細胞的主要元素。這三種營養元素之間的比例，不論是好氧發酵還是沼氣發酵，氮與磷的比例是確定值，為5：1。碳與氮的比值則範圍較寬，以往的實踐認為發酵原料的C/N以（13～30：1）為宜，大於30：1效果不佳，小於13：1還可正常發酵。但是，實際上以人糞便為主要原料（C/N=3.9：1）的沼氣池也能很好的運行。所以，正常的沼氣發酵要求合適的碳氮比，但不嚴格，要重視沼氣池的啟動和培養好相適應的菌種，提高沼氣發酵細菌的適應能力。在沼氣發酵過程中，細菌不斷將有機碳素轉化為CH4和CO2，產生的沼氣放出，同時將一部分碳素和氮素合成細胞物質，多餘的氮素物質則被分解以NH4HCO3的形式溶於發酵液中。經過這樣一輪的分解，C/N值下降一次，生成的細胞物質死亡後又被用作原料。要想消化器內的C/N值適宜，進料的C/N值則可更高些。因為厭氧細菌生長緩慢，同時死亡的老細胞又可作為氮素的來源，所以汙泥在消化器內滯留期越長，對投入氮素的需求越少。
5.沼氣發酵接種物
沼氣發酵細菌的多少和質量的高低直接影響沼氣發酵、產氣速率和沼氣的質量。沼氣發酵能否快速啟動與高質量和大量的接種物有關。如果沼氣發酵啟動時的接種物不夠，可能會出現啟動緩慢，經過很長時間，產氣速率仍然較低的情況；接種物質量較差，產甲烷細菌數量較少，活性較低，此時水解性細菌和產氫產酸細菌很快繁殖，而產甲烷細菌繁殖較慢，導致不產甲烷作用較快，產甲烷與不產甲烷過程的平衡失調，就可能造成有機酸的緩慢積累，發酵液pH值下降，沼氣池酸化，出現產氣慢和沼氣中甲烷含量低且質量差的情況。
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