沼气发酵菌种与发酵原料浓度对沼气产气的影响

【前言】沼气发酵菌种与发酵原料浓度对沼气产气的影响由文秘帮小编整理而成，但愿对你的学习工作带来帮助。沼气发酵菌种的质量、数量以及组成是沼气使用的关键因素。沼气细菌在沼气池生长繁殖需要充足的营养成分，如氮、碳、水、无机盐、生长素等，通过发酵反应充分产生沼气。沼气发酵的菌种根据原料的组成成分可以分为富含氮元素的原料以及富含碳元素的原料，它们都可以产生...

摘要 分析沼气发酵的菌种、沼气发酵原料浓度对沼气产气的影响，结合实际，总结农村沼气的使用情况，以促进沼气池的推广应用。

关键词 沼气生产；沼气菌种；发酵原料

中图分类号 S216.4 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2013）14-0204-01

沼气是农村常见的一种可燃性能源，其是由有机质如人、牲畜、家禽的粪便和秸秆、杂草、秕壳等在适宜的温度、水分、湿度下形成厌氧环境，经过微生物的生长、发育、繁殖、代谢作用产生甲烷和二氧化碳、水蒸汽、硫化氢、一氧化碳、氮气等可燃烧性的混合气体，沼气发酵就是厌氧消化或厌氧发酵的过程。根据沼气发酵的原理分析产生沼气必须具备富含碳、氮的发酵原料、质优足量的菌种、适宜的厌氧环境、发酵温度、酸碱度、发酵浓度、充分搅拌等条件，否则会出现供气不足、时断时续、长期不产气等现象，使沼气使用不畅[1]。为确保沼气正常产气，从沼气发酵菌种、发酵原料浓度2个重要的影响因素进行说明介绍。

1 沼气发酵的菌种

沼气发酵菌种的质量、数量以及组成是沼气使用的关键因素。沼气细菌在沼气池生长繁殖需要充足的营养成分，如氮、碳、水、无机盐、生长素等，通过发酵反应充分产生沼气。沼气发酵的菌种根据原料的组成成分可以分为富含氮元素的原料以及富含碳元素的原料，它们都可以产生大量的甲烷菌群[2]。富含氮元素的原料主要包括人、牲畜、家禽的粪便，此类原料经过肠胃消化系统的处理，形成分子化合物，颗粒细小，含水量较高，易于形成厌氧发酵，可以省去预处理，此类菌种的特点就是发酵时间短，产气快，产气持续稳定。富含碳元素的原料主要是来自农作物的剩余物，如秸秆、秕壳、杂草等，其中还有丰富的纤维素、半纤维、木质素以及果胶等物质。但是由于这类原料体重轻、质量小，容易漂浮，含水分少，需要进行预处理，与含氮元素的原料相比产气速度较慢，发酵时间较长。发酵原料中的氮元素作为细胞质组成的重要元素，与提供生命活动能量的碳元素相比，发酵消耗速度慢25倍左右，为了使沼气池中有合理的氮碳搭配，使其原料既能够使用较长时间，同时还能充分发挥原料的作用，应该使氮与碳的配比在1∶25左右。因此，沼气发酵的菌种不仅是放置足量的原料，还要有合适的配比，才能做到资源的优化使用。除了上述沼气发酵的菌种外，还有有机垃圾、生活污水、废渣和污泥、水生植物等原料，水生植物由于繁殖速度较快，产量高，易形成厌氧发酵分解，也是非常好的菌源材料。由于沼气发酵与含水量有非常重要的关系，因此还可以分为固体原料、浆液态原料、有机废水等[3]。

2 沼气发酵原料浓度

农村沼气池单位面积每天所承受的有机物数量即为沼气池的负荷，主要由厌氧活性污泥的数量和活性决定，其体现方式就是发酵原料的浓度，而沼气发酵浓度则是沼气池产气的根本保证。沼气池发酵原料浓度主要受发酵原料的种类、元素组成、工艺目标、发酵装置以及工艺流程等综合因素的影响，发酵浓度的改变能够改变沼气池的产气率和使用率以及产气数量等。由于原料的分解发酵需要大量的水，所以原料的浓度一定要掌握准确。只有沼气池中的原料达到一定浓度后，才能正常产气。浓度过低，水分过多，产气量减少，沼气池利用率低；浓度过高，水分过少，原料不容易发酵分解，甲烷菌过多，造成有机酸的大量积累，阻碍了细菌的产生。实地调研表明，张庄寨镇海青行政村海青自然村的王明星、王其坤、李世民3户在2012年4月同时建成沼气池。王明星是养殖户，养殖有种猪、育肥猪、仔猪近200头，每天冲刷猪舍的污水（渣）达800 kg，其将养猪场的冲刷液（渣）投入沼气池中；王其坤养殖5头育肥猪，按照技术人员的指导，使用正常料液比例进行投料；李世民购买4 t猪粪全部投入沼气池内。结果发现，王明星的沼气产气速度快，只用10 d的时间便能用沼气做饭，但产气量少，产气断断续续不能正常使用；王其坤的沼气池投料后14 d开始产气使用，产气率高而且稳定，日常使用有较大的结余；李世民的沼气池投料后长时间无法使用，经过排查发现，李世民的沼气池发酵原料投放太多，浓度偏高，产气速度快但产气量少。经技术人员正确指导后，其抽出大量料液，投入了经过发酵的猪粪，抽出1.5 t猪粪，又注入1 t水，使料液浓度在8%左右。经过15 d后，王明星和李世民2家的沼气池产气趋于稳定，并可以持续正常地使用。实践证明原料浓度过高或过低都不利于沼气的发酵分解。

沼气发酵原料的浓度除受外部料水影响外，还受原料自身含水量影响。同时发酵的浓度还受季节、温度等因素的影响，温度越高所需原料浓度越低，发酵速度也越快，因此应随着季节和温度的变化调整投料的数量和种类，夏季一般保持在5%～7%，冬季保持在8%～10%较为适宜。由于原料投入沼气池后，会产生自然沉淀形成分层，为保证原有的发酵浓度、原料的均匀分布，应持续搅拌，从而促进沼气产量的均匀和持久，促进原料的充分使用[4]。

3 参考文献

[1] 李祥志.沼气发酵菌种与发酵原料浓度[J].安徽农学通报，2008，14（16）：125.

[2] 周宪龙，李强，黄涛，等.不同发酵原料对户用沼气产气量的影响[J].农学学报，2012，2（12）：57-61.

[3] 傅继宁.沼气发酵影响因素和调控技术[J].中国农业信息，2012（21）：116-117.

[4] 张士茹，刘胜海.沼气发酵的基本条件[J].农民致富之友，2012（22）：89.