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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