沼气池更确切地称为厌氧消化池,因为它通过限制氧气的摄入来分解有机废物,并产生甲烷气体作为副产品。有机物(如动物粪便、废弃食品和植物物质)的厌氧分解是一个产生甲烷气体的自然过程,但是,当它发生在甲烷消化池中时,可以收集并用作燃料。大型农业经营和废物处理设施经常将动物粪便和污水回收到沼气池中,并使用类似于天然气的天然气进行加热和发电。。
厌氧分解分两个阶段进行。首先,废物中复杂的有机分子被酸性微生物分解成肽、酒精和单糖。然后这些分子被另一组微生物再次分解。作为副产品,该过程产生气体,包括甲烷、氢气和二氧化碳,以及氮含量高的固体。这一过程不同于需氧分解或有氧分解,后者主要产生副产品二氧化碳和氨。此外,它还将原材料还原成一种氮含量较低的物质,可以用作肥料。。
沼气池的结构包括一个密封容器,该容器带有一个用于引入废物的端口和一个用于收集气体的管道。消化过程在32°C至35°C(89°F至95°F)的温度范围内进行得最好,如果温度降至16°C(61°F)以下,消化过程将急剧下降。固体与水的比例应为8%左右,这意味着动物粪便应与等量的水混合。甲烷消化器只处理动物粪便就可以很好地工作,但添加植物物质可以提高其效率。。
电和热燃料的双重好处,以及将废物减少为可回收、无异味的污泥,使沼气池成为一种成本效益高、环境友好的废物处理选择。大型消化池可以建造成带歧管的有盖泻湖来收集气体,而较小的消化池可以由一个可以放置在地面上或掩埋的水箱组成。水槽蒸煮器可以加热,这使它们更适合寒冷气候。尽管甲烷消化器将废物减少为无味材料,但该过程并非无味。此外,消化池排放一氧化碳、硫氧化物和氨等有害气体,因此大型消化池周围的紧邻区域不是理想的居住区。。
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