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农村沼气发酵工艺

尽管在自然界中，沼气微生物分解有机物产生沼气的现象十分普

遍，但是人们无法加以利用。为了有控制地生产沼气，获得较高的产

气量，就必须采取人工制取沼气和正确的发酵工艺。

1、沼气发酵工艺类型

⑴以投料运转方式可分为：连续发酵、半连续发酵和批量投料发

酵。

连续发酵工艺的特点是：沼气池投料启动，经过一段时间的正常

发酵产气后，每天或随时连续定量地添加发酵原料和排出旧料，致使

正常发酵能长期连续进行。

半连续发酵工艺的特点是：启动时一次性投入较多的发酵原料，

当产气量趋向下降时，开始定期添加新料和排出旧料，以维持比较稳

定的产气率。农村户用沼气池根据原料特点和用肥较集中等原因，主

要采用这种发酵工艺。

批量投料发酵工艺特点是：一次投料发酵，运转期间不添加新料，

当发酵周期结束后，取出旧料再重新投入新料发酵。

⑵以发酵温度可分为：高温发酵、中温发酵和常温发酵。

高温发酵是指发酵温度在50～60℃之间的沼气发酵。该工艺的

特点是：微生物特别活跃，有机物分解消化快，产气率高（一般在2

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米/米料液〃天以上），滞留期短。

中温发酵是指发酵温度在30～35℃之间的沼气发酵。该工艺的

特点是：沼气微生物较活跃，有机物消化速度较快，产气率较高（一

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般在1米/米料液〃天以上）。

常温发酵是指在自然温度下进行的沼气发酵。其发酵温度不受人

为控制，基本上是随气温变化而不断变化。该工艺的优点是：沼气池

结构简单，造价低廉，运行管理方便，在我国农村普遍采用这种发酵

工艺。

2、沼气发酵原料

在沼气发酵过程中，沼气微生物需要吸收充足的营养和能量，才

能进行正常的生命活动（包括生长、发育、繁殖和代谢等），旺盛地、

不间断地产生沼气。因此充足的发酵原料是生产沼气的物质基础。根

据沼气发酵原料的化学性质和来源，可以分为以下几类：

⑴富氮原料

富氮原料在农村主要是指人、畜和家禽粪便。这类原料颗粒较细，

含有较多的低分子化合物，氮素的含量较高。富氮原料的碳氮比（指

含碳量与含氮量的比，用C/N表示）一般都小于25/1，因此不必进

行预处理，分解和产气速度较快。这种原料是我国农村沼气发酵原料

的主要来源之一。其特点是发酵周期较短，产气速度快，单位发酵原

料的总产气量较农作物秸秆低。

⑵富碳原料

富碳原料在农村主要指各种农作物秸秆。其碳素含量较高，原料

的碳氮比一般都在30/1以上。与人、畜粪便一样，农作物秸秆也是

我国农村沼气主要发酵原料之一。农作物秸秆通常是由木质素、纤维

素、半纤维素、果胶和蜡质等化合物组成，其产气特点是分解速度较

慢，产气周期较长，但单位原料总产气量较高。使用这种原料在入池

前一般要进行预处理，以提高产气效果。

3、沼气发酵原料的配比

我国农村沼气发酵的一个明显特点就是采用混合原料（一般为农

作物秸秆和人畜粪便）入池发酵。因此，根据农村沼气原料的来源、

数量和种类采用科学、适用的配料方法是很重要的。

⑴碳氮比

沼气微生物的生长、代谢需要各种营养物质，除水分外，主要是

碳源、氮源、无机盐和某些生长激素，特别是碳、氮和磷元素更为必

需。其中碳元素为微生物生命活动提供能源，并且是形成甲烷的主要

物质。氮元素是构成微生物细胞的主要来源。正常的沼气发酵要求原

料具有一定的碳氮比。实践证明，原料的碳氮比过高（30/1以上），

发酵就不易启动，而且影响产气效果。在实际应用中，原料的碳氮比

以20～30∶1搭配较为适宜。原料不同，其碳氮比值也不同。

⑵浓度

在沼气发酵中保持适宜的发酵料液浓度，对于维持和提高产气量

是十分重要的。用总固体浓度来表示发酵料液浓度是指原料的总固体

(或干物质)重量占发酵料液重量的百分比。在我国农村，根据原料的

来源和数量，沼气发酵通常采用6～10%的发酵料液浓度是较适宜的。

在这个范围内，夏季由于气温高，原料分解快，发酵料液浓度可适当

低一些，一般为6%；在冬季，由于原料分解较慢，应适当提高发酵

料液浓度，通常以10%为佳。

4、沼气发酵工艺条件

沼气发酵微生物要求适宜的生活条件，它们对温度、酸碱度、氧

化还原势（厌氧环境）及其它各种环境因素都有一定的要求。沼气发

酵工艺条件就是满足微生物的这些