二、严格的厌氧环境
沼气发酵中起主要作用的微生物都是严格厌氧的,必须在隔绝空气的条件下,才能进行正常的生命活动。它们对氧特别敏感,在生长、发育、繁殖、代谢等生命活动中都不需要氧气。空气中的氧气会使其生命活动受到抑制,甚至死亡。所以,修建的沼气池必须严格密闭,不漏水,不漏气,保证沼气细菌正常生命代谢活动和贮存沼气。
三、充足和适宜的发酵原料
沼气发酵原料是产生沼气的物质基础,又是沼气细菌赖以生存的养料来源。沼气细菌在沼气池内正常生长繁殖过程中,必须从发酵原料里吸取充足的营养物质,如水分、碳素、氮素、无机盐类和大量的硫、磷、钠、钙、镁等元素,用以生命活动,成倍繁殖细菌和转化沼气。
在地球上,可作为沼气发酵原料的有机物质是相当丰富的,其产生沼气的潜力是十分可观的。除矿物油和木质素外,所有的有机物如人畜粪尿、作物秸秆、青草、垃圾、含有机质的工业废水、污泥等都可以作为沼气发酵原料(基质)。不同的发酵原料,由于所含的化学成分不同,其产气潜力和特性(如消化分解速度)也存在很大差异。在我国农村,人畜粪便和作物秸秆是主要的发酵原料。人、畜和家禽粪便富含氮元素,称“富氮原料”。这类原料经过人和动物肠胃系统的充分消化,一般颗粒细小,含有大量低分子化合物——人和动物未吸收消化的中间产物,含水量较高。因此,在进行沼气发酵时,它们不必进行预处理,就容易厌氧分解,产气很快,发酵期较短。秸秆和秕壳等农作物的残余物,这些原料富含纤维素、半纤维素、果胶以及难降解的木质素和植物蜡质,称“富碳原料”。干物质含量比富氮的粪便原料高,且质地疏松,比重小,进沼气池后容易飘浮形成发酵死区——浮壳层,发酵前一般需经预处理,富碳原料其厌氧分解比富氮原料慢,产气周期较长,产气量高。
氮素是构成微生物细胞质的重要原料,碳素不仅构成微生物细胞质,而且提供生命活动的能量。发酵原料的碳氮比不同,因发酵细菌消耗碳的速度比消耗氮的速度要快25~30倍。在其它条件具备的情况下,碳氮比例配成25~30:1可以使沼气发酵在合适的速度下进行。如果比例失调,就会使产气和微生物的生命活动受到影响。因此,制取沼气不仅要有充足的原料,还应注意各种发酵原料碳氮比的合理搭配。农村常用沼气发酵原料的碳氮比及产气情况(表2一2、2—3)。
表2一2 农村常用沼气发酵原料的碳、氮比(近似值)
原 料
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碳素占原料重量(%)
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碳素占原料重量(%)
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碳 氮 比(C : N)
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干麦草
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46.0
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0.53
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87:1
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干稻草
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42.0
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0.63
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67:1
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落 叶
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41.0
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1.00
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41:1
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大豆茎
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41.0
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1.30
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32:1
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野 草
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14.0
|
0.54
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27:1
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鲜牛粪
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7.3
|
0.29
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25:1
|
鲜马粪
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10.0
|
0.42
|
24:1
|
鲜羊粪
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16.0
|
0.55
|
29:1
|
鲜猪粪
|
7.8
|
0.60
|
13:1
|
鲜人粪
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2.5
|
0.85
|
2.9:1
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