沼气发酵的三个阶段
文章插图
1、液化阶段：即由不产甲烷的微生物分泌的胞外酶，对有机物质进行体外酶解，把复杂的固体有机物质转变为可溶于水的物质 。
2、产酸阶段：可溶解性物质在产酸细菌的作用下，进一步将分解代谢，生产出各种挥发的脂肪酸 。故将此阶段称为产酸阶段 。
3、产甲烷阶段：此阶段产甲烷菌大量繁殖，其分泌的酶将分解出来的简单有机物质转变成甲烷和二氧化碳等，利用氢还原二氧化碳成甲烷，或利用其他细菌产生的甲酸形成甲烷 。
沼气发酵是怎样一个过程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 。
沼气发酵过程可分为几个阶段沼气发酵阶段是根据不同类别的细菌的作用，可以将厌氧反应过程分为三大阶段：水解、产酸和产甲烷阶段 。
第一阶段，是底物在水解微生物作用下，将复杂有机物水解为高级的脂肪酸、单糖、醇类、二氧化碳、氨、氢等小分子物质 。
第二阶段是小分子物质在产酸微生物作用下转化成为氢、二氧化碳及乙酸等有机酸 。
第三阶段，是通过两组生理上不同的产甲烷菌作用，一组把氢和二氧化碳转化为甲烷；另一组从乙酸脱羧产生甲烷 。
对于不同的发酵底物，限制沼气发酵的阶段不同 。对于可溶性发酵底物，因为产酸细菌生长速度快于产甲烷细菌，产甲烷菌不足通常是限制沼气发酵速率的主要因素 。
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
【沼气发酵的三个阶段，沼气发酵是怎样一个过程】（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 。
沼气是如何产生的产生沼气的基本原理
：
沼气的产生，简单的说，是有机物质在隔绝空气和保持一定水分、温度、酸碱度、碳氮比等条件下，经过多种微生物的分解而产生的 。多种微生物（沼气细菌）分解有机物质产生沼气的过程,叫沼气发酵 。沼气产生的基本原理，就是厌氧机理，其发酵的生物化学过程，大致可分为液化、产酸、产甲烷三个阶段 。
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