《绿色新能源科普知识馆:推陈出新的沼气能》:
沼气发酵,又称厌氧消化,是指有机物在厌氧条件下,被各种微生物协同代谢转化,最终生成沼气的过程。沼气发酵过程实质上是微生物对物质代谢和能量转化的过程,微生物是沼气发酵的核心。微生物广泛存在于人和动物的肠胃,植物的木质组织,海、湖、水塘和江等水体底部的沉积物,各种污泥、粪池和稻田土壤中。因而,沼气发酵是自然界中普遍存在和典型的厌氧发酵,只要在厌氧环境中存在有机物和水,都可能经发酵产生沼气,它是自然界物质和能量循环中一个极其重要的环节。
根据研究,沼气发酵过程普遍被认为分三个阶段进行:第一阶段为水解发酵阶段。在这一阶段,通过发酵细菌的酶解作用,把固体的大分子有机物转化成为可以进人微生物细胞,并参与细胞内生化反应的水溶性小分子物质。
第二阶段为产氢产酸阶段。第一阶段产生的有机酸和醇等各种物质进入产氢产酸微生物细胞后,在内酶的作用下,进一步分解成为乙酸、氢和二氧化碳等小分子化合物。
第一阶段和第二阶段统称为不产甲烷阶段。在这个过程中,经过多种微生物的协同作用,将发酵原料中的纤维素和半纤维素等碳水化合物、蛋白质、脂肪等分解为乙酸、氢和二氧化碳等,同时原料中带人的微量氧被完全消耗,为产甲烷提供了物质基础和建立了绝对厌氧的环境。因此,这两个阶段可以看做是产甲烷的原料准备和环境建立阶段。
第三阶段为产甲烷阶段。在这个阶段中,产甲烷细菌发酵乙酸生成甲烷,利用氢还原二氧化碳生成甲烷,挥发性有机酸浓度下降。
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