3.人工沼氣發(fā)生器的發(fā)明

從根本上說，在極嚴(yán)格的厭氧條件下，經(jīng)過多種微生物的分解與轉(zhuǎn)化，使復(fù)雜有機(jī)物中的碳素化合物一部分徹底氧化分解成二氧化碳，另一部分徹底還原成甲烷的過程就是沼氣產(chǎn)生的過程。這個復(fù)雜的發(fā)酵過程可分為三個階段，即水解階段、酸化階段、甲烷化階段。

第一階段　水解階段

有機(jī)廢水，不論是糞水、酒糟、糖醪還是其他廢水，它們的化學(xué)成分主要是多糖、蛋白質(zhì)和脂類，它們是大分子有機(jī)物且不溶于水，發(fā)酵性細(xì)菌分泌的酶類可以把以上大分子化合物水解成可溶性小分子。

第二階段　酸化階段

發(fā)酵性細(xì)菌繼續(xù)把水解產(chǎn)物發(fā)酵，生成乙酸、丙酸、丁酸、醇類、水及二氧化碳。這些生成物中，只有乙酸和氫能產(chǎn)生沼氣，丙酸、丁酸、乙醇等必須再次分解成乙酸、氫氣和水。這時，產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌和耗氫產(chǎn)乙酸菌使丙酸、丁酸等分解成乙酸，又把產(chǎn)生的部分二氧化碳和氫合成乙酸，為產(chǎn)生沼氣做好了充分的準(zhǔn)備。即：

第三階段　甲烷化階段

產(chǎn)甲烷菌是分解有機(jī)物過程中最后出場的菌種，包括食氫產(chǎn)甲烷菌和食乙酸產(chǎn)甲烷菌，它們是厭氧消化過程的“清道夫”，分別以氫和乙酸為主要食物。只要給它們足夠的“食物”，我們就能源源不斷地得到甲烷。這個過程是：

有機(jī)廢物經(jīng)過微生物的分解，最終生成了以甲烷和二氧化碳為主要成分的氣體和水，只有小部分難以降解的物質(zhì)和新生長的微生物細(xì)胞以厭氧消化的污泥形式殘存，從而達(dá)到了廢物資源化、無害化的目的。

研究表明，食乙酸產(chǎn)甲烷菌的貢獻(xiàn)最大，70%以上的甲烷是由乙酸裂解產(chǎn)生的。食乙酸產(chǎn)甲烷菌主要有兩屬：甲烷八疊球菌和甲烷絲菌。

需要補(bǔ)充說明的是，三個階段只是為了說明生化過程人為劃分的，現(xiàn)實(shí)中正常情況下，水解、酸化和甲烷化往往同時進(jìn)行。

由于產(chǎn)生沼氣的三個階段在同一個場所進(jìn)行，根據(jù)這一特點(diǎn)發(fā)明了沼氣發(fā)生器——沼氣池，用來人工制取沼氣。其方法是將有機(jī)物質(zhì)，如人畜糞便、動植物遺體等投入到沼氣池中，通過發(fā)酵，經(jīng)多種微生物即沼氣細(xì)菌的作用得到沼氣。

人工制取沼氣的關(guān)鍵是創(chuàng)造沼氣細(xì)菌進(jìn)行正常生命活動所需要的基本條件。因此，沼氣的發(fā)酵必須在專門的沼氣池中進(jìn)行。為了更多地生產(chǎn)沼氣，就必須對發(fā)酵進(jìn)行有效控制，如嚴(yán)格密封沼氣池、選用合適的原料、經(jīng)常攪拌發(fā)酵池中的發(fā)酵液等。

混凝土水泥沼氣池、塑料膜氣袋式沼氣池、塑鋼式沼氣池以及夢幻式“綠色油田”沼氣池這四種類型一般適合在農(nóng)村使用。而城鎮(zhèn)、工廠修建的沼氣池，應(yīng)以大、中型的機(jī)械化和高溫發(fā)酵為主，用來處理城鎮(zhèn)生活污水、垃圾和工廠有機(jī)廢水。