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第1章 绪论1

1.1沼气与沼气发酵1

1.1.1沼气1

1.1.2沼气发酵2

1.1.3沼气发酵系统3

1.2沼气的发展史5

1.2.1国外沼气的发展5

1.2.2我国沼气的发展7

1.3沼气的合理开发与利用10

练习题12

第2章 沼气发酵微生物13

2.1非产甲烷菌13

2.1.1细菌13

2.1.2真菌18

2.1.3原生生物18

2.2产甲烷菌18

2.2.1产甲烷菌的形态和结构19

2.2.2产甲烷菌的生理基础27

2.2.3产甲烷菌的分类41

2.2.4产甲烷菌的生长代谢49

2.2.5产甲烷菌的生长与条件61

2.3沼气发酵微生物间的相互关系67

2.3.1非产甲烷菌和产甲烷菌之间的相互作用67

2.3.2非产甲烷菌和产甲烷菌之间的种间氢转移68

2.3.3沼气发酵微生物优势种群的演替68

练习题70

第3章 沼气发酵的生化过程71

3.1甲烷形成理论71

3.1.1二氧化碳还原学说71

3.1.2甲基还原理论72

3.1.3巴克假说73

3.1.4甲烷形成过程中的基质流73

3.2沼气形成的生化过程77

3.2.1两阶段理论77

3.2.2三阶段理论78

3.2.3四阶段理论80

3.3复杂有机物的沼气发酵的途径81

3.3.1碳水化合物的降解82

3.3.2脂类化合物的代谢87

3.3.3蛋白质的消化机制88

3.4沼气潜力的计算和估计89

3.4.1Buswell公式及原料的理论产气量89

3.4.2沼气潜力估算91

3.5沼气发酵热力学和动力学95

3.5.1沼气发酵热力学95

3.5.2沼气发酵动力学99

练习题105

第4章 沼气发酵的基本参数和影响因素106

4.1沼气发酵的基本参数106

4.1.1总固体106

4.1.2挥发性固体107

4.1.3水力滞留时间107

4.1.4污泥滞留时间和微生物滞留时间108

4.1.5有机负荷率108

4.1.6池容产气率109

4.1.7原料产气率109

4.1.8有机去除率109

4.1.9化学耗氧量110

4.1.10生化耗氧量110

4.1.11接种量110

4.2沼气发酵的影响因素111

4.2.1原料的影响111

4.2.2接种物的影响114

4.2.3氧化还原电位的影响115

4.2.4温度的影响115

4.2.5浓度的影响117

4.2.6pH的影响117

4.2.7滞留时间的影响117

4.2.8有机负荷率的影响120

4.2.9搅拌的影响121

4.2.10其他化学物质的影响122

练习题124

第5章 沼气发酵工艺126

5.1沼气发酵工艺分类126

5.1.1发酵工艺类型126

5.1.2沼气发酵反应器分类134

5.2常规型厌氧反应器135

5.2.1农村户用沼气池135

5.2.2全混合式反应器138

5.2.3塞流式反应器139

5.3污泥滞留型厌氧反应器140

5.3.1厌氧接触反应器140

5.3.2升流式厌氧污泥床141

5.3.3膨胀颗粒污泥床144

5.3.4内循环厌氧反应器145

5.3.5升流式固体反应器147

5.3.6折流式反应器148

5.4附着型厌氧反应器149

5.4.1厌氧滤器149

5.4.2流化床和膨胀床151

练习题152

第6章 农村户用沼气池工程153

6.1农村户用沼气池池型154

6.1.1固定拱盖水压式沼气池154

6.1.2变形的水压式沼气池155

6.1.3浮罩式沼气池158

6.1.4预制钢筋混凝土板装配沼气池159

6.2农村户用沼气池设计160

6.2.1沼气池设计原则160

6.2.2沼气池设计参数161

6.2.3沼气池设计的主要问题162

6.3农村户用沼气工程的施工工艺163

6.3.1选定池形163

6.3.2建池时间的选择164

6.3.3建池地址的选择164

6.3.4施工工艺的选择164

6.3.5建筑材料的选择165

6.3.6土方工程167

6.3.7施工工艺及操作要点168

6.3.8密封层施工170

6.3.9质量检查验收171

6.4农村户用沼气池工程启动运行方法171

6.5农村户用沼气池工程日常管理与安全管理173

6.5.1日常管理173

6.5.2安全管理175

练习题176

第7章 大中型沼气工程177

7.1沼气工程的分类177

7.1.1按规模和容积大小分类177

7.1.2按发酵温度分类178

7.1.3按发酵原料种类分类178

7.1.4按沼气工程的目的分类178

7.2大中型沼气工程工艺流程及参数179

7.2.1大中型沼气工程工艺流程179

7.2.2大中型沼气工程的工艺参数180

7.3大中型沼气工程工艺设计186

7.3.1大中型沼气工程的设计原则和依据186

7.3.2原料收集与预处理的设计187

7.3.3厌氧反应器的设计188

7.3.4沼气净化、储存与输配的设计192

7.3.5沼液沼渣固液分离193

7.3.6工艺流程图和总平面布置图的具体内容193

7.4大中型沼气工程的主要设备195

7.4.1固定格栅、水力筛网和格栅过滤机的特点及选用条件195

7.4.2布料系统特点及适用条件197

7.4.3搅拌装置198

7.4.4固液分离机的特点及选用条件199

7.4.5沼气净化、储存和输配设备205

7.5大中型沼气工程的施工与运行管理217

7.5.1大中型沼气工程的施工217

7.5.2大中型沼气工程的启动219

7.5.3厌氧反应器的运行管理221

7.5.4大中型沼气工程日常运行管理222

7.5.5大中型沼气工程的维护和故障处理224

练习题227

第8章 沼气发酵的综合应用228

8.1沼气的利用228

8.1.1沼气的热利用229

8.1.2沼气的非热利用235

8.2沼液的利用237

8.2.1沼液主要组成和特性237

8.2.2沼液用作肥料238

8.2.3沼液抗病虫害240

8.2.4沼液浸种和催芽243

8.2.5沼液无土栽培245

8.2.6沼液养殖246

8.3沼渣的利用248

8.3.1沼渣的定义和基本特性248

8.3.2沼渣用作肥料249

8.3.3沼渣栽培252

8.3.4沼渣养殖256

8.4沼气发酵的综合利用模式259

8.4.1以沼气为纽带的生态温室模式260

8.4.2以沼气为纽带的生态果园模式262

8.4.3以沼气为纽带的生态农场模式268

练习题271

第9章 玻璃钢沼气池简介272

9.1玻璃钢沼气池的性能与结构272

9.1.1玻璃钢材料272

9.1.2玻璃钢沼气池的研发与推广273

9.1.3玻璃钢沼气池的性能273

9.1.4商品化户用玻璃钢沼气池的结构274

9.2玻璃钢沼气池的生产、安装与启动276

9.2.1玻璃钢沼气池的生产工艺276

9.2.2玻璃钢沼气池的安装与启动278

9.3玻璃钢沼气池的日常管理与使用281

9.3.1沼气发酵的科学管理281

9.3.2沼气发酵的日常管理和安全使用283

练习题285

参考文献286