人工沼气发生器的发明

3.人工沼气发生器的发明

从根本上说，在极严格的厌氧条件下，经过多种微生物的分解与转化，使复杂有机物中的碳素化合物一部分彻底氧化分解成二氧化碳，另一部分彻底还原成甲烷的过程就是沼气产生的过程。这个复杂的发酵过程可分为三个阶段，即水解阶段、酸化阶段、甲烷化阶段。

第一阶段　水解阶段

有机废水，不论是粪水、酒糟、糖醪还是其他废水，它们的化学成分主要是多糖、蛋白质和脂类，它们是大分子有机物且不溶于水，发酵性细菌分泌的酶类可以把以上大分子化合物水解成可溶性小分子。

第二阶段　酸化阶段

发酵性细菌继续把水解产物发酵，生成乙酸、丙酸、丁酸、醇类、水及二氧化碳。这些生成物中，只有乙酸和氢能产生沼气，丙酸、丁酸、乙醇等必须再次分解成乙酸、氢气和水。这时，产氢产乙酸菌和耗氢产乙酸菌使丙酸、丁酸等分解成乙酸，又把产生的部分二氧化碳和氢合成乙酸，为产生沼气做好了充分的准备。即：

第三阶段　甲烷化阶段

产甲烷菌是分解有机物过程中最后出场的菌种，包括食氢产甲烷菌和食乙酸产甲烷菌，它们是厌氧消化过程的“清道夫”，分别以氢和乙酸为主要食物。只要给它们足够的“食物”，我们就能源源不断地得到甲烷。这个过程是：

有机废物经过微生物的分解，最终生成了以甲烷和二氧化碳为主要成分的气体和水，只有小部分难以降解的物质和新生长的微生物细胞以厌氧消化的污泥形式残存，从而达到了废物资源化、无害化的目的。

研究表明，食乙酸产甲烷菌的贡献最大，70%以上的甲烷是由乙酸裂解产生的。食乙酸产甲烷菌主要有两属：甲烷八叠球菌和甲烷丝菌。

需要补充说明的是，三个阶段只是为了说明生化过程人为划分的，现实中正常情况下，水解、酸化和甲烷化往往同时进行。

由于产生沼气的三个阶段在同一个场所进行，根据这一特点发明了沼气发生器——沼气池，用来人工制取沼气。其方法是将有机物质，如人畜粪便、动植物遗体等投入到沼气池中，通过发酵，经多种微生物即沼气细菌的作用得到沼气。

人工制取沼气的关键是创造沼气细菌进行正常生命活动所需要的基本条件。因此，沼气的发酵必须在专门的沼气池中进行。为了更多地生产沼气，就必须对发酵进行有效控制，如严格密封沼气池、选用合适的原料、经常搅拌发酵池中的发酵液等。

混凝土水泥沼气池、塑料膜气袋式沼气池、塑钢式沼气池以及梦幻式“绿色油田”沼气池这四种类型一般适合在农村使用。而城镇、工厂修建的沼气池，应以大、中型的机械化和高温发酵为主，用来处理城镇生活污水、垃圾和工厂有机废水。