1、沼气及其性质
沼气是各种有机物在一定的温度、湿度、酸碱度和隔绝空气的条件下，经过微生物的分解发酵而产生的一种可燃性混合气体，是一种生物质能，属于可再生资源。这种气体最早在沼泽里发现的，所以称为沼气。其主要成份是甲烷（CH4）和二氧化碳（CO2）。一般情况下，沼气中甲烷含量55～70%，二氧化碳25%～40%，还有少量的氮（N2）、一氧化碳（CO）、氢气（H2）和硫化氢（H2S）等。其有成份比例随着发酵原料的种类、相对数量、发酵条件及发酵时间的差异而不同。
沼气是一种无色有特殊气味（臭鸡蛋味）的可以燃烧的混合气体。沼气之所以能够燃烧，是因为沼气中含有甲烷、氢气、一氧化碳、硫化氢等可燃气体。沼气燃烧时，呈淡兰色火焰，温度高达1400℃。每一立方米燃烧时能够释放2.18×104～2.77×104大卡热量，由于沼气灶的热效率约是煤灶热效率的3倍，因此，每立方米沼气相当于3.3kg原煤，可使65kg水从20℃烧开。
2、沼气发酵的基本条件
人工制取沼气有四个基本条件：
①有沼气微生物。这是沼气发酵的动力。沼气微生物是一群种类繁多、习性各异的专性和兼性细菌，在沼气池的料液残渣、粪便、污泥中含有大量的沼气微生物，俗称接种物，是沼气池首次投料的必备原料。
②有能够被沼气微生物利用的有机物（发酵原料）。这是沼气发酵的物质基础。如人畜粪便、生活垃圾污水和含纤维素少的农作物秸秆、青杂草等。
③有与空气隔绝的厌氧装置（沼气池），这是沼气发酵的环境条件，一方面保护沼气微生物生活在严格的厌氧环境中，使沼气发酵运行良好；另一方面便于贮存沼气。
④有一定温度，在5～60℃范围内，温度越高，产气速度越快，其最适温度为35℃。
3、沼气发酵的基本原理
沼气的产生，即沼气发酵，或称厌氧消化。由于沼气的产生是一个很复杂的微生物化学过程，故迄今为止，世界上还没有一个统一的透彻的学说。其最基本的原理是：各种有机废弃物首先在水解性微生物菌群的作用下，将这些物质中复杂的碳水化合物（淀粉、纤维素、糖等）、蛋白质与脂肪等转化分解成简单的有机物（如乙酸、丁酸、甲醇、乙醇等）和二氧化碳等，其中主要的产物是挥发性有机酸，以乙酸为主，约占80%，故一般称为液化产酸阶段。接着，这些有机酸，醇以及二氧化碳等物质，又被甲烷微生物菌群消化利用，即产生了以甲烷和二氧化碳为主的混合气体。
沼气发酵各种阶段的划分，都是出于研究的方便，实际上，沼气发酵各类微生物菌群都相互制约、相互协调、相互依赖的，各个反应步骤不能截然分割，而没有上一个阶段的正常运行，下一阶段也就无法进行，其各个阶段中的各反应过程只有达到动态平衡，才能使有机物发酵产生沼气。

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