沼气发酵原理和方法

沼气发酵原理和方法

沼气发酵沼气发酵是科学综合多重利用有机废弃物的形式，因为在利用贮藏于其中的生物能以后，发酵残渣中的粗蛋白、粗脂肪、灰分及氨基酸和维生素可作饲料或生产食用菌的原料，最后作为肥料施用。沼气发酵后的残渣和肥液就是沼气肥，也可直接施用。

(1)沼气发酵的原理。沼气发酵是有机物在严格嫌气条件下，由多种厌氧性异养型微生物参与，产生沼气的过程。一般认为，沼气发酵存在有机物分解反应和沼气生成反应。参与前一反应的微生物主要是厌氧性发酵细菌，包括纤维素分解菌、半纤维素分解菌、淀粉分解菌、蛋白质氨化菌、脂类水解菌和其他厌氧细菌及产乙酸细菌等。在这些微生物的作用下，复杂的有机物被转化为简单的有机酸、醇、酮、 H2和CO2等，为产甲烷细菌提供了生长基质和产生CH4的底物。参与后一反应的微生物是严格专一性厌氧细菌，即产甲烷细菌，将第一阶段产生的不同分解程度的产物(如乙酸、甲酸等低级醇酸类以及CO2和H2等)转变为沼气，例如：

(2)沼气发酵的条件。

嫌气：产甲烷细菌属绝对厌氧细菌，在空气中几分钟就会死亡，实践中通过水层和严密的沼气池来隔绝空气，为其创造生存条件。

营养：厌氧性发酵细菌能从发酵材料中取得营养，但产甲烷细菌只能从简单的脂肪酸和醇中取得碳源和能源，从铵态氮中取得氮源。氮的最低需要量约为有机碳的2．5％，磷酸盐的需要量约为氮的20％。发酵液中氨的浓度宜在0.01％~0.10％之间，故要注意控制材料中的

C/N，一般以25~30:l最佳。

温度：沼气发酵有高温型(47~55℃)、中温型(30~38℃)和常温型(10~30℃，也称自然温度发酵)3种；发酵液日产气量相应为5～6m3、2—3m3及0.1—0.5 m3。当池温低于15℃产气就差，3℃以下基本不产气。故需从建池、配料、管理等方面人手，尽量提高池温，以利于产气。

水分：足够的水分是创造严格嫌气条件的重要手段，但过多过少均不相宜。发酵材料和水的比例，夏季以8～10:92～90，冬季以15:85为宜。酸碱度：厌氧性发酵细菌能在pH 5～9之间生长，但产甲烷细菌以pH 6.7～7.6最佳，低于6.5或高于8.5几乎停止繁殖。故必要时可加入原料干重的0.1％一0.2％的草木灰或石灰加以中和。另外，在投料时加入适量污泥或老发酵池内的残渣，能起到维持适宜的pH值和接种产甲烷细菌的效果。接种产甲烷细菌：在新发酵池使用初期尤其

注意接种产甲烷细菌，除加入老的发酵液或残渣外，可加5％～10％的屠宰场或酒精厂的阴沟泥，老池在换料时应保留1/3的底脚污泥。

(3)沼气发酵肥的成分和性质。在沼气发酵过程中，材料中的有机碳仅消耗 40％，发酵后的残渣和液体为沼气发酵肥，分别占总量的13.2％与86.8％，养分含量主要取决于原料种类、比例和加水量，其变化幅度较大。沼液中全碳变幅在 0.42％～4.84％，平均2.03％；全氮在0.09％～0.99％，平均0.39％；全磷在 0.10％～0.99％，平均0.37％；全钾0.38％～3.90％，平均2.06％。沼渣中全碳变幅在20.82％～49.86％，平均36.35％；全氮在0.34％～297％，平均1.25％；全磷在0.07％～6.02％，平均1.90％；全钾0.53％～2.15％，平均1.33％。沼渣部分还含腐植酸9.80％～20.9％，平均10.9％，C/N窄，易分解。沼渣和沼液可以混合施用，也可分开施用，做基肥、追肥均可，但沼液宜做追肥，沼渣宜做基肥。对改良与培肥土壤，提高作物产量均有良好的作用。