目前，沼氣池已經(jīng)進入千家萬戶，成為農(nóng)村家庭不可缺少的基礎設施之一，為農(nóng)民生活提供了優(yōu)質(zhì)生活燃料，為農(nóng)村生產(chǎn)提供了高效有機肥料。但是在實踐中經(jīng)常出現(xiàn)沼氣池建好了，原料也裝上了，就是產(chǎn)氣不好，甚至有不產(chǎn)氣的情況。這是為什么呢？本人多年從事農(nóng)村能源工作，在此想根據(jù)我工作、學習的體會與家有沼氣池的農(nóng)民朋友進行一下交流探討。首先讓我們了解一下沼氣發(fā)酵的原理和保證沼氣發(fā)酵正進行的條件。

    一、沼氣發(fā)酵的原理

    沼氣發(fā)酵是指各種有機物（如人畜糞便、秸稈、青草等）在厭氧（沒有氧氣）條件下，被各類沼氣發(fā)酵微生物（也叫沼氣細菌）分解轉(zhuǎn)化，最終生成沼氣的過程。這是一個有多種沼氣發(fā)酵微生物參加、非常復雜的生物學過程，在這一過程中，這些微生物按照各自的營養(yǎng)需要，起著不同的物質(zhì)轉(zhuǎn)化作用。從復雜有機物的降解，到甲烷（沼氣中主要的可燃成分，約占55—70%）的形成，就是由它們分工合作和相互作用來完成的。這些微生物按其在沼氣發(fā)酵中的作用可分為兩類：一是不產(chǎn)甲烷菌。它們能將復雜的大分子有機物變成簡單的小分子量的物質(zhì)。它們的種類繁多，根據(jù)作用基質(zhì)來分，有纖維分解菌、半纖維分解菌、淀粉分解菌、蛋白質(zhì)分解菌、脂肪分解菌和一些特殊的細菌，如產(chǎn)氫菌、產(chǎn)乙酸菌等。二是產(chǎn)甲烷菌。它們是甲烷的生產(chǎn)者，是沼氣發(fā)酵微生物的核心，它們嚴格厭氧，對氧和氧化劑非常敏感。它們依靠二氧化碳和氫生長，并以廢物的形式排出甲烷，是要求生長物質(zhì)最簡單的微生物。在沼氣池中，發(fā)酵原料生成沼氣，是通過一系列復雜的生物化學反應來實現(xiàn)的，一般認為這個過程大體上分為三個階段：

    1、水解發(fā)酵階段。固體的有機物通常不能進入微生物體內(nèi)為微生物利用，只有將固體有機質(zhì)水解成分子量較小的可溶性物質(zhì)才可以進入微生物細胞內(nèi)被進一步分解利用。這個將不容于水的大分子物質(zhì)變成能溶于水的小分子物質(zhì)的過程，就叫做水解，它是由一些好氧和厭氧微生物完成的。

    2、產(chǎn)酸階段。各種可溶性的物質(zhì)在微生物的細胞內(nèi)繼續(xù)分解轉(zhuǎn)化成低分子物質(zhì)，同時也有一部分氫、二氧化碳等無機物釋放出來，但這一階段中的主要產(chǎn)物是乙酸，約占70%以上，所以稱為產(chǎn)酸階段。是由產(chǎn)酸菌來完成的。

上述兩個階段是一個連續(xù)的過程，通常稱為不產(chǎn)甲烷階段，它是復雜的有機物轉(zhuǎn)化成沼氣的先決條件。

    3、產(chǎn)甲烷階段。由產(chǎn)甲烷菌將第二階段分解出來的乙酸等簡單有機物變成甲烷和二氧化碳，其中二氧化碳在氫氣的作用下還原成甲烷。這一階段就叫產(chǎn)甲烷階段。

有機物在沼氣池里變成沼氣的過程，好比工廠里生產(chǎn)一種產(chǎn)品的三道工序，前兩道工序是將復雜的有機物加工成半成品——簡單化合物。第三道工序是在甲烷菌的作用下將半成品加工成產(chǎn)品——甲烷氣。

    二、沼氣發(fā)酵的條件

沼氣發(fā)酵微生物在沼氣池中是一個活的生態(tài)群體。它們在沼氣池中進行新陳代謝和生長繁殖的過程，需要一定的生活條件，只有使它們得到最佳的生活條件，各種原料才會被分解轉(zhuǎn)化為沼氣，沼氣池才能實現(xiàn)理想的產(chǎn)氣效果。人工制取沼氣的基本條件是：

    1、沼氣發(fā)酵原料。這是沼氣微生物賴以生存的物質(zhì)基礎，也是沼氣微生物進行生命活動和產(chǎn)生沼氣的營養(yǎng)物質(zhì)。沼氣微生物需要的營養(yǎng)元素主要是碳素和氮素。作物秸稈等纖維類物質(zhì)含有大量碳素營養(yǎng)，而人畜糞便中則含有大量氮素營養(yǎng)。營養(yǎng)搭配以碳：氮為25—30：1為最合適。從實踐來看，牲畜糞做沼氣發(fā)酵原料最好。

    2、沼氣發(fā)酵微生物。這是產(chǎn)沼氣的內(nèi)因條件。新建的沼氣池要想盡快啟動產(chǎn)氣，就要接入含有大量沼氣發(fā)酵微生物的接種物（菌種）。發(fā)酵正常的沼氣池中、積水糞坑中、屠宰廠、豆制品加工廠等的廢水中，都有大量沼氣發(fā)酵菌種。新沼氣池一般加入接種物的量為總投料量的10—30%，就能保證正常啟動。其他條件相同的情況下，加大接種量，產(chǎn)氣快，氣質(zhì)好，啟動不會出現(xiàn)偏差。

    3、嚴格的厭氧環(huán)境。沼氣發(fā)酵微生物生長、發(fā)育、繁殖、代謝等生命活動中都不需要氧氣，空氣中的氧氣會使其生命活動受到抑制，甚至死亡。因此沼氣池必須不漏水、不漏氣。

    4、適宜的溫度條件。溫度是沼氣發(fā)酵重要的外因條件，溫度適宜則細菌繁殖旺盛，活力強，厭氧分解和生成甲烷的速度就快，產(chǎn)氣就多。因此可以說，溫度是產(chǎn)氣多少的關鍵。一般說，沼氣發(fā)酵在10—60℃均能進行，發(fā)酵料液溫度低于10℃或高于60℃都嚴重影響微生物生存、繁殖，影響產(chǎn)氣。沼氣發(fā)酵分為高溫（46—60℃）、中溫（28—38℃）、常溫（10—26℃）三個發(fā)酵區(qū)。農(nóng)村沼氣池靠自然溫度發(fā)酵，屬常溫發(fā)酵，但在10—26℃范圍內(nèi)，溫度越高產(chǎn)氣越好。這就是北方沼氣池夏天產(chǎn)氣多冬天產(chǎn)氣少的原因。所以建池的時候一定要按照“三位一體”的要求認真設計建造。

    5、適當?shù)陌l(fā)酵料液濃度。農(nóng)村沼氣池發(fā)酵料液的濃度以6%—12%為宜。一般夏季為6%—8%，冬季為10%—12%。

    6、適合的酸堿度。沼氣微生物生長、繁殖，要求發(fā)酵原料的酸堿度保持在中性或微堿性（pH=6.5—7.5）。

    7、適當攪拌。有利于微生物和原料充分接觸，達到充分利用，提高產(chǎn)氣量的目的。

    8、有毒物質(zhì)控制。有毒、有害的物質(zhì)，如：劇毒農(nóng)藥、殺蟲劑、殺菌劑、強氧化劑、重金屬物質(zhì)以及有毒的植物等，都不得進入沼氣池中。

    以上八個條件必須保證，才能使沼氣池順利啟動，正常運行。(待續(xù)）