A. 沼气发酵需要哪些条件
沼气发酵是由多种细菌群参加完成的，它们在沼气池中进行的新陈代谢和生长繁殖，需要一定的生活条件，只有用人工的方法为其创造适宜的生长条件，使大量的微生物迅速繁殖，才能加快沼气池内的有机物分解。因此，只有满足微生物的生长条件和沼气池正常运行条件，才能获得高产气率和有机沼肥多的效果。
（1）充足的发酵原料
沼气发酵原料是产生沼气的物质基础，又是沼气发酵细菌赖以生存的养料来源。因为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分的营养物质，如水分、碳素、氮素、无机盐类和生长素等，用于生命活动，成倍繁殖细菌而产生沼气。
（2）质优量多的沼气菌种
制取沼气必须有沼气细菌才行，这和发面需要有酵母一样，如果没有沼气细菌作用，沼气池内的有机物本身是不会转变成沼气的。所以沼气发酵启动时要有足够数量含优良沼气菌种的接种物，这是制取沼气的重要条件。
在农村含有优良沼气菌种的接种物，普遍存在于粪坑底污泥、下水道污泥、沼气发酵的渣水、沼泽污泥、豆制品作坊下水沟中的污泥，这些含有大量沼气发酵细菌的污泥称为接种物。沼气发酵加入接种物的操作过程称为接种，新建沼气池第一次装料，如果不加入足够数量含有沼气细菌的接种物，常常很难产气或产气率不高，甲烷含量低无法燃烧。另外，加入足量的接种物可以避免沼气池发酵初期产酸过多而导致发酵受阻。
（3）严格的厌氧环境
沼气发酵中起主要作用的是厌氧分解菌和产甲烷菌。它们怕氧气，在空气中暴露几秒钟就会死亡，就是说空气中的氧气对它们有毒害致死的作用。因此，严格的厌氧环境是沼气发酵的最主要条件之一。我们根据沼气细菌怕空气的特性，修建的沼气池除进出料口外必须严格密封，达到不漏水、不漏气，保证沼气细菌正常生命代谢活动和贮存沼气。
（4）适宜的发酵温度
沼气池内发酵液的温度，对产生沼气的多少有很大影响，这是因为在适宜的温度范围内温度越高，沼气细菌的生长、繁殖越快，产沼气就多；如果温度不适宜，沼气细菌生长发育慢，产气就少或不产气。
一般沼气细菌在10～60℃的范围内，均能正常发酵产气。低于10℃或高于60℃都会抑制微生物生存、繁殖，影响产气。沼气发酵可分为三种类型，即常温发酵区（10～26℃）、中温发酵区（28～38℃）、高温发酵区（46～60℃）。农村户用沼气池，一般都采用常温发酵，夏天温度高产气多，冬季池温低产气少。
（5）适度的发酵料液浓度
沼气池中的料液在发酵过程中需要保持一定的浓度，才能正常产气运行。如果发酵料液中含水量过少、发酵原料过多，发酵液的浓度过大，产甲烷菌又食用不了那么多，就容易造成有机酸的大量积累，结果使发酵受到抑制。如果水过多，发酵液的浓度过稀，有机物含量少，产气量就少。
农村沼气池的发酵料液浓度一般采用6%～12%。在这个范围内，沼气的初始启动浓度要低一些，便于沼气池启动。发酵料液浓度随季节的变化而要求不同，一般在夏季，发酵料液浓度可以低些，要求浓度在6%左右；冬季浓度应高一些，为8%左右。
（6）适宜的酸碱度
沼气发酵细菌最适宜的pH为6.5～7.5，pH在6.4以下或7.6以上都对产气有抑制作用。如果pH在5.5以下，就是料液酸化的标志，其产甲烷菌的活动完全受到抑制。如沼气池初始启动时，投料浓度过高，接种物中的产甲烷菌数量又不足，或者在沼气池内一次加入大量的鸡粪、薯渣造成发酵料液浓度过高，都会因产酸与产甲烷的速度失调而引起挥发酸（乙酸、丙酸、丁酸）的积累，导致pH下降，这是造成沼气池启动失败或运行失常的主要原因。
在沼气发酵过程中，pH变化规律一般是：在发酵初期，由于产酸细菌的迅速活动产生大量的有机酸，使pH下降；但随着发酵继续进行，一方面氨化细菌产生的氨中和了一部分有机酸，另一方面甲烷菌群利用有机酸转化成甲烷，这样使pH又恢复到正常值。这样的循环继续下去使沼气池内的pH一直保持在7.0～7.5，使发酵正常运行。所以沼气池内的料液发酵时，只要保持一定浓度的接种物和适宜的温度，就会正常发酵，不需要进行调整。
B. 沼气发酵微生物包括哪些种类
沼气发酵微生物包括产酸菌和产甲烷菌两大类，它们都是厌氧细菌，尤其是产甲烷菌是严格厌氧菌对氧特别敏感。它们不能在有氧的环境中生存，哪怕是微量的氧存在也会使沼气发酵受阻，使它们的生命活动受到抑制甚至死亡。
C. 沼气发酵工艺有哪些类型
对于沼气发酵工艺，从不同角度有不同的分类方法。一般从投料方式、发酵温度、发酵阶段、发酵级差、料液流动方式等角度，可作如下分类：
（1）以投料方式划分
根据沼气发酵过程中的投料方式不同，可将发酵工艺分为连续发酵、半连续发酵和批量发酵三种工艺。
①连续发酵工艺。沼气池发酵启动后，根据设计时预定的处理量，连续不断地或每天定量地加入新的发酵原料，同时排走相同数量的发酵料液，使发酵过程连续进行下去。发酵装置不发生意外情况或不检修时，均不进行大出料。采用这种发酵工艺，沼气池内料液的数量和质量基本保持稳定状态，因此产气量也很均衡。连续发酵工艺适用于大型的沼气发酵系统，要求有充分的物料保证，发酵装置结构和发酵系统比较复杂，造价高。
②半连续发酵工艺。沼气发酵装置发酵启动初始，一次性投入较多的原料（一般占整个发酵周期投料总固体量的1/4～1/2），经过一段时间，开始正常发酵产气，随后产气逐渐下降，此时就需要每天或定期加入新物料，以维持正常发酵产气，这种工艺就称为半连续沼气发酵。
我国农村的沼气池大多属于半连续发酵。其中的“三结合”沼气池，就是将猪圈、厕所里的粪便随时流入沼气池，在粪便不足的情况下，可定期加入铡碎并堆沤后的秸秆等纤维素原料，起到补充碳源的作用。这种工艺的优点是比较容易做到均衡产气和计划用气，能与农业生产用肥紧密结合，适宜处理粪便和秸秆等混合原料。
③批量发酵工艺。发酵原料成批量地一次投入沼气池，待其发酵完后，将残留物全部取出，又成批地换上新料，开始第二个发酵周期，如此循环往复。这种工艺的优点是投料启动成功后，不再需要进行管理，简单省事，其缺点是产气分布不均衡，高峰期产气量高，其后产气量低，因此所产沼气适用性较差。
（2）以发酵温度划分
沼气发酵的温度范围一般在10～60℃，温度对沼气发酵的影响很大，温度升高，产气率也随之提高，通常以沼气发酵温度区分为：高温发酵、中温发酵和常温发酵工艺。
①高温发酵工艺。高温发酵工艺指发酵料液温度维持在46～60℃。该工艺的特点是微生物生长活跃，有机物分解速度快，产气率高，滞留时间短。采用高温发酵可以有效地杀灭各种致病菌和寄生虫卵，具有较好的卫生效果。从除害灭病和发酵剩余物肥料利用的角度看，选用高温发酵是较为实用的，但要维持消化器的高温运行，能量消耗较大。
②中温发酵工艺。中温发酵工艺适宜温度为28～38℃，与高温发酵相比，这种工艺产气率要低一些，但维持中温发酵的能耗较少，沼气发酵能总体维持在一个较高的水平，产气速度比较快，料液基本不结壳，可保证常年稳定运行。工程中常采用近中温发酵工艺，其发酵料液温度为25～30℃。这种工艺因料液温度稳定，产气量也比较均衡。
③常温发酵工艺。常温发酵工艺指在自然温度下进行沼气发酵，不需要对发酵料液温度进行控制，发酵温度受气温影响而变化，我国农村户用沼气池基本上采用这种工艺。其特点是发酵料液的温度随气温、地温的变化而变化，其缺点是同样投料条件下，一年四季产气率相差较大。南方农村沼气池在地下，还可以维持用气量，北方的沼气池则需采取保温措施，才可确保沼气池安全越冬，维持正常产气。
（3）以发酵阶段划分
根据沼气发酵分为“水解—产酸—产甲烷”三个阶段理论，以沼气发酵不同阶段，可将发酵工艺划分为单相发酵工艺和两相（步）发酵工艺。
①单相发酵工艺。将沼气发酵原料投入到一个装置中，使沼气发酵的产酸和产甲烷阶段合二为一，在同一装置中自行调节完成。
②两相发酵工艺。两相发酵也称两步发酵，或两步厌氧消化。该工艺是根据沼气发酵三个阶段的理论，把原料的水解、产酸阶段和产甲烷阶段分别安排在两个不同的消化器中进行。
（4）按发酵级差划分
①单级沼气发酵工艺。产酸发酵和产甲烷发酵在同一个沼气发酵装置中进行，而不将发酵物再排入第二个沼气发酵装置中继续发酵。这种工艺流程的装置结构比较简单，管理比较方便，因而修建和日常管理费用相对来说，比较低廉。
②多级沼气发酵工艺。多个沼气发酵装置串联而成，进行多级发酵。第一级发酵装置主要是发酵产气，产气量可占总产气量的50%左右，而未被充分消化的物料进入第二级消化装置，使残余的有机物质继续彻底分解，这既有利于物料的充分利用和彻底处理废物中的有机物，也在一定程度上能够缓解用气和用肥的矛盾。
（5）按发酵浓度划分
①湿发酵工艺。发酵料液的干物质浓度控制在10%以下，在发酵启动时，加入大量的水。发酵液如用作肥料，存在运输、贮存或施用不方便的问题。
②干发酵工艺。干发酵又称固体发酵，发酵原料的总固体浓度控制在20%以上，干发酵运行能耗低，用水量少，没有二次污染，但是干发酵存在出料难的问题，不适合户用沼气采用。
D. 沼气发酵是什么
生成甲烷，
沼气发酵又称为厌氧消化、厌氧发酵，是指有机物质（如人畜家禽粪便、秸秆、杂草等）在一定的水分、温度和厌氧条件下，通过各类微生物的分解代谢，最终形成甲烷和二氧化碳等可燃性混合气体（沼气）的过程。
E. 目前沼气产品及设备的品种都有哪些
主要有：①家用沼气灶，②家用沼气灯（包括沼气灯纱罩、玻璃罩、电子点火器），③沼气调控净化器，④PE半硬管线，⑤气水分离器，⑥流量计，⑦沼气输气软管，⑧沼气池密封涂料，⑨家用沼气开关配件，⑩沼气饭煲，沼气热水器，沼气取暖灯，沼气出料器，沼气抽渣车，沼气模具，沼气发电机，沼气发酵添加剂，沼气电动抽渣泵，沼气抽渣活塞，沼气气体分析仪等。
F. 什么是沼气发酵
沼气发酵的条件包括发酵原料、严格的厌氧环境、接种物、发酵温度、pH、碳氮比、搅拌及有害物质的控制等。
G. 沼气的发酵工艺分类有哪些
①按其物理形态分为固态原料和液态原料两类；②按营养成分分为富氮原料和富碳原料；③按来源分为农村沼气发酵原料、城镇沼气发酵原料和水生植物三类。
H. 沼气发酵原料有哪些
沼气发酵原料十分广泛而丰富，目前，“未利用资源”中，可用于沼气发酵的种类甚多，仅西欧各国就有农业废弃物37种，包括圈养和放养的牲畜粪便以及农作物废物；工业废水有21种，多为农作物加工和食品工业废水；还有糖厂的废渣、屠宰场的废水等。充分利用这些“未利用资源”，开发沼气能源，这对解决农村能源和处理城市垃圾，都是一条变废为宝的现实途径，而且潜力甚大，据欧共体国家宣布，可供生产沼气的人畜粪便每年约有1410万吨，农作物秸秆等约850万吨，市政污物890万吨，这些总数达3150万吨的废弃物可产出相当欧共体1985年总能耗的3％左右的沼气。如将海藻水生植物等也用来生产沼气，总潜力还可增加三倍。
我国沼气生产潜力也很大，据测算，我国全部农作物废弃物和人畜粪便等，如全部入池发酵，每年就可制取沼气1000多亿立方米。除可全部满足农村生活燃料需用外，还可供数百万个5～8千瓦的沼气动力站每天工作6小时。从80年代初以来，全国平均每年新建沼气池近60万个，产气水平也逐步上升，沼气的利用已从生活领域走向生产领域，并开始从农村走向城镇。
I. 沼气发酵包括哪几个阶段
沼气发酵是一个微生物作用的过程。各种有机质（包括农作物秸秆、人畜粪便以及工农业排放废水中所含的有机物等）在厌氧及其他适宜的条件下，通过微生物的作用，最终转化成沼气，完成这个复杂的过程，即为沼气发酵。沼气发酵主要分为液化、产酸和产甲烷三个阶段进行。沼气发酵过程如图1-6所示。
图1-6 沼气发酵过程
（1）液化（水解）阶段
农作物秸秆、人畜粪便、垃圾以及其他各种有机废弃物，通常是以大分子状态存在的碳水化合物，如淀粉、纤维素及蛋白质等。他们不能被微生物直接吸收利用，必须通过微生物分泌的胞外酶（如纤维素酶、肽酶和脂肪酶等）进行酶解，分解成可溶于水的小分子化合物（即多糖水解成单糖或双糖，蛋白质分解成肽和氨基酸，脂肪分解成甘油和脂肪酸）。这些小分子化合物进入到微生物细胞内，进行一系列的生物化学反应，这个阶段叫液化阶段。
（2）产酸阶段
液化完毕后，在不产甲烷微生物群的作用下，将单糖类、肽、氨基酸、甘油、脂肪酸等物质转化成简单的有机酸（如甲酸、乙酸、丙酸和乳酸等）、醇（如甲醇、乙醇等）以及CO2、氢气、氨气和硫化氢等，由于其主要的产物是挥发性的有机酸（其中以乙酸为主，约占80%），故此阶段称为产酸阶段。
（3）产甲烷阶段
产酸阶段完成后，这些有机酸、醇、CO2和氨气等物质又被产甲烷微生物群（又称产甲烷细菌）分解成甲烷和CO2，或通过氢还原CO2形成甲烷，这个过程称为产甲烷阶段。这种以甲烷和CO2为主的混合气体便称为沼气。这一阶段叫产甲烷阶段，或叫产气阶段。
J. 沼气主要的发酵原料有哪些
一般玉米秸、麦秸、稻草比较适宜作为沼气发酵原料。在35℃中温发酵条件下，玉米秸、麦秸、稻草与猪粪、人粪的产气量基本相当，其中玉米秸（0.50立方米/千克）和麦秸的产气量（0.45立方米/千克）比猪粪（0.42立方米/千克）和人粪（0.43立方米/千克）的产气量略高，稻草产气量略低（0.40立方米/千克）。