有機物質是怎樣變成沼氣的？

發(fā)布時間：2012-08-09

來源：中國食用菌商務網

沼氣是多種氣體的混合物，是有機物質在厭氧環(huán)境中，具備一定的溫度、濕度和酸堿度，通過微生物發(fā)酵作用，產生的一種可燃氣體。其主要成分是甲烷。甲烷是一種理想的氣體燃料，無色無味，與適量空氣混合后即可燃燒。沼氣一般含甲烷50%～70%，其余為二氧化碳和少量的氮、氫和硫化氫等，其特性與天然氣相似?？諝庵腥绾?.6%～20.8%（按體積計）的沼氣時,就會形成爆炸性混合氣體。因沼氣中含有少量硫化氫，所以略帶臭味。

據統(tǒng)計，每立方米純甲烷的發(fā)熱量為34000千焦，每立方米沼氣的發(fā)熱量約為20800～23600千焦。即1立方米沼氣完全燃燒后，能產生相當于0.7千克無煙煤提供的熱量。與其它燃氣相比，其抗爆性能較好，是一種很好的清潔燃料。

沼氣細菌分解有機物，產生沼氣的過程，叫沼氣發(fā)酵。根據沼氣發(fā)酵過程中各類細菌的作用，沼氣細菌可以分為兩大類。第一類細菌叫做分解菌，它的作用是將復雜的有機物分解成簡單的有機物和二氧化碳等。它們當中有專門分解纖維素的，叫纖維分解菌；有專門分解蛋白質的，叫蛋白分解菌；有專門分解脂肪的，叫脂肪分解菌。第二類細菌叫含甲烷細菌，通常叫甲烷菌，它的作用是把簡單的有機物及二氧化碳氧化或還原成甲烷。

因此，有機物變成沼氣的過程，就好比工廠里生產一種產品的兩道工序：首先是分解細菌將糞便、秸稈、雜草等復雜的有機物加工成半成品，即結構簡單的化合物；第二道工序是在甲烷細菌的作用下，將簡單的化合物加工成產品??即生成甲烷。

發(fā)酵是復雜的生物化學變化，有許多微生物參與。反應大致分兩個階段：一是微生物把復雜的有機物質中的糖類、脂肪、蛋白質降解成簡單的物質，如低級脂肪酸、醇、醛、二氧化碳、氨、氫氣和硫化氫等。二是由甲烷菌種的作用，使一些簡單的物質變成甲烷。

要正常地產生沼氣，必須為微生物創(chuàng)造良好的生存條件，使它能夠生存、繁殖。因此，培養(yǎng)微生物的場地就很重要，也就是存儲有機物質的沼氣池。建設沼氣池必須要符合多種條件。首先，沼氣池要密閉。有機物質發(fā)酵成沼氣，是多種厭氧菌活動的結果，因此要造成一個厭氧菌活動的缺氧環(huán)境。在建造沼氣池時要注意隔絕空氣，不透氣、不滲水。其次，沼氣池里要維持20～40℃，因為通常在這種溫度下產氣率最高。第三，沼氣池要有充足的養(yǎng)分。微生物要生存、繁殖，必須從發(fā)酵物質中吸取養(yǎng)分。在沼氣池的發(fā)酵原料中，人畜糞便能提供氮元素，農作物的秸稈等纖維素能提供碳元素。第四，發(fā)酵原料要含適量水，一般要求沼氣池的發(fā)酵原料中含水80%左右，過多或過少都對產氣不利。第五，沼氣池氫離子濃度指數一般控制在7%～8.5%。

沼氣除直接燃燒用于炊事、烘干農副產品、供暖、照明和氣焊等外，還可作內燃機的燃料以及生產甲醇、福爾馬林、四氯化碳等化工原料。經沼氣裝置發(fā)酵后排出的料液和沉渣，含有較豐富的營養(yǎng)物質，可用作肥料和飼料。