杨洪仙 陶晓昀
云南省保山市隆阳区金鸡乡中心校 云南省保山市 678031 隆阳区芒宽彝族傣族乡农业综合服务中心 云南省保山市678004
【摘要】本人研究的主要内容有通过微生物作用生成沼气。这些内容是在参阅有关图书资料、网上查询、动手实验后得出的，在调查研究的过程中本人很重视从这几方面出发搜集资料，因而结题报告的成果部分也将按这样的分类展开。
论文关键词：沼气, 微生物发酵, 产气量
一 沼气发酵原理及条件
１、沼气发酵的原理。沼气发酵原理是指各种有机物在厌氧条件下，被各类沼气发酵微生物分解转化，最终生成沼气的过程。沼气是有机物经厌氧微生物发酵作用产生的可燃性气体，由于最初发现于沼泽中，故名沼气。实际上，在腐烂有机质含量丰富的池塘和粪坑中，也经常产生沼气。
沼气中含有甲烷、二氧化碳、氢气、硫化氢和一氧化碳等多种气体。其中，甲烷的 含量为 60％～75％。甲烷是一种可燃性的气体，燃烧的最高温度可达 1400℃左右。因此沼气是一种理想的优质燃料，沼气发酵后的泥渣，除含有氮磷钾以外，还含有许多腐殖质，是一种很好的肥料。有机物经发酵作用产生沼气的过程，是在无氧条件下经多种微生物综合作用的结果。参与发酵作用的微生物，按其作用不同可分为两大类：不产甲烷菌和产甲烷菌，其发酵过程也分为产酸和产甲烷阶段。
发酵过程的第一阶段是产酸阶段，复杂有机物纤维素、果胶质等，被各种不产甲烷菌如纤维分解菌，果胶分解菌等分解，产生丁酸、乙酸、乙醇、甲醇等简单有机物以及 CO2、H2 等气体。含氮有机物分解后除产生有机酸和醇外还生成NH3和H2S。
第二阶段为产甲烷阶段，产甲烷菌利用第一阶段的分解产物乙酸、甲酸、 乙醇等做为碳源，NH3 做为氮源进行生长繁殖，甲烷则是产甲烷的一种代谢产 物。以上过程，也就是沼气池中发生生化反应的过程。
产甲烷菌都是专性厌氧细菌，只在完全无氧的环境中生活，繁殖速度较慢，产甲烷菌几天才分裂一次，而大多数细菌在适宜条件下，20 分钟左右即可分裂。已知的产甲烷菌只有十几种，主要有产甲烷杆菌，甲烷八叠球菌，产甲烷螺菌和瘤胃甲烷杆菌等。
产甲烷菌在自然界中常见于沼泽，池塘中的污泥中，食草动物的盲肠、瘤胃中也有大量的产甲烷菌，常随粪便排出，因此在制沼气时，可用塘泥及牲畜粪便接种。也可不专门接种沼气细菌（不过，为了提高产沼气量，新池投产前还是人工接种沼气细菌的好）。
２、沼气发酵的条件。
（１）沼气发酵原料。多数农户主要是利用人畜（猪、牛、羊、马）和家禽粪便为发酵原料，极少农户利用部分农作物秸秆。不论是采用人、畜和禽粪便和作物秸秆，经过腐熟一周后供使用效果更好。
（２）厌氧活性污泥。其作用起消化分解固体有机物原料的作用，发育好的污泥中细菌很多，特别是甲烷丛菌普遍分布，因而产生甲烷活性较高，产气较好。
（３）温度。一般沼气池温在１５℃以上时基本可以保证农户用气，池温在２０℃以上产气可达０.４—０.５m３／天，猪粪消化池温一般在２５℃为好。
（４）酸碱度。沼气发酵最适ＰＨ值为６.８—７.６，低于和高于都对产气有抑制作用。
（５）搅拌。沼气池通过搅拌，使池内上下层间微生物与发酵原料充分接触，使活性层均匀分布在发酵液内，防止产生浮渣层，保证池温均一，促进气液分离等功能。
二 沼气细菌产气的速度一般随温度的升高而增大。根据沼气细菌最适产气温度的不同，产气的速度最快的温度为 30～40℃和50～60℃两个温度区间。高温发酵时，能杀死虫卵，产气速度快，但高温发酵要消耗较多的热能，单位有机物的产气量减小。所以，在卫生条件要求不高时，多采用中温25℃左右发酵，此温度产气平稳，产气量高。当温度在10℃以下或60℃以上时，沼气细菌的生长繁殖受到抑制，产气很少，甚至不产气。
沼气含有多种气体成分，主要成分是甲烷(CH4）。沼气细菌分解有机物，产生沼气的过程，叫沼气发酵。
根据沼气发酵过程中各类细菌的作用，沼气细菌可以分为两大类。第一类细菌叫做分解菌，它的作用是将复杂的有机物分解成简单的有机物和二氧化碳(CO2）等。它们当中有专门分解纤维素的，叫纤维分解菌；有专门分解蛋白质的，叫蛋白分解菌；有专门分解脂肪的，叫脂肪分解菌；第二类细菌叫含甲烷细菌，通常叫甲烷菌，它的作用是把简单的有机物及二氧化碳氧化或还原成甲烷。因此，有机物变成沼气的过程，就好比工厂里生产一种产品的两道工序：首先是分解细菌将粪便、秸秆、杂草等复杂的有机物加工成半成品——结构简单的化合物；再就是在甲烷细菌的作用下，将简单的化合物加工成产品—— 即生成甲烷。
沼气的成分：
沼气是一种混合气体，它的主要成分是甲烷，其次有二氧化碳、硫化氢(H2S）、氮 及其他一些成分。沼气的组成中，可燃成分包括甲烷、硫化氢、一氧化碳和重烃等气体；不可燃成分包括二氧化碳、氮和氨等气体。在沼气成分中甲烷含量为55%～70%、二氧化碳含量为28%～44%、硫化氢平均含量为0.034%。
（三）调查
沼气在本地农村难以普遍推广的原因
本人对本地东方村1479户农户进行了走访调查，共计有157户建有沼气池。多数农户没有建沼气的原因有以下几种情况：
1、549户农户收集原料麻烦,建有沼气池的确157户都是养猪.养牛的家户,原料来原丰富方便。
2、158户农户不懂沼气生产技术，也不知道国家有补贴的政策。
3、163户农户资金不足，没钱建沼气。
4、121户农户认为没有必要建沼气。
5、174户农户觉得申请手续麻烦，有的还要找关系。
（四）本人的建议：
随着国家经济的发展、社会的进步，城市居民生活得到进一步的提高，但农村居民生活仍存在很多问题。为全面建设小康社会，社会主义新农村建设显得十分必要。这就要求发展农村生态农业生产方式，改善农村环境，增加农民收入的宏伟目标。其中综合利用沼气池就是改变农村环境的一个重要途径。建设一个沼气池可以使用20年左右，综合利用好沼气池不仅可以节约能源、改善和保护环境，还有节约化肥和农药、提高农作物的产量和质量、促进和带动饲养业的发展等诸多好处。
1、开展继续教育和技术培训。
合格的沼气生产工，是沼气建设战线上的主力军，是农村沼气国债项目顺利实施重要保证力量。要举办农村沼气实用技术培训班，培训农民技工。
2、普及知识，搞好宣传。
要编辑出版沼气技术产生工培训教材、教学光盘、多媒体软件、宣传画册、沼气用户手册、安全使用须知等等相关沼气材料。通过培训和宣传以通俗易懂，寓教于乐的方法充分发挥各市、县分会的作用，因地制宜编写了一些农民群众喜闻乐见的快板书、随口溜、沼气歌等相关宣传材料，并利用图、文、声、画生动贴切的发挥了宣传和普及的目地，增强了农户对沼气的认识，提高了广大群众建池的积极性，主动性。
3、开展学术交流、技术交流，推广先进技术和经验。
举办农业资源环境保护和农村可再生能源技术培训研讨会。通过会议交流了农村沼气项目建设、物资供应、建后管理、技术服务等,并就实际工作中出现的有关沼气池建设标准、管道安装、物资供应、安全发酵、快速启动、常见故障排除、安全管理使用、专业施工、再生以及沼渣、沼液综合利用等方面的问题、进行了座谈交流，针对问题进行了专题研讨，提出合理化建议和处理方法，使普遍存在的问题得以解决。
4、建立服务体系，搞好后续服务。
由于大多数农户对沼气池的维修、管理缺乏经验，技术指导未跟上，致使沼气池在使用过程中出现诸多问题。因此，建后的管理与服务已成为项目实施的关键。
结论，芒宽乡的原材料远超过金鸡乡，希望芒宽乡的农民朋友们，也能向金鸡人民学习，节约能源，家家户户用上新能源。
【参考文献】 林之满等.世界科技全景百卷书[M]辽海出版社.