固体废物 ,粉碎能显著提高沼气产量和有机物的降
解率以及缩短消化时间 ,减小了消化体积。冷成保
等

[23 ]

在暗河式生活垃圾干发酵处理研究中 ,把垃圾

用破碎机破碎以减少垃圾的粒径。化学预处理包括
酸碱浸泡、

热处理等。Ghosh 等

[24 ]

研究了用碱预处

理城市固体垃圾后进行高温 (55 ℃) 两相消化处理 ,
甲烷产量提高 35 %。Zhang Ruihong

[21 ]

在进行稻草

固体厌氧消化的研究中 ,对稻草分别进行 60 ℃,90

℃,110 ℃的热处理 ,结果是预处理的温度越高 ,甲

烷生成量越多。生物预处理主要是指发酵原料的好

氧堆沤 ,邹元良等

[20 ]

在农村沼气干发酵的研究中指

出 ,对发酵原料进行 3～5 天的堆沤 ,有利于控制发
酵原料的酸碱度 ,使原料获得抗酸化的能力 ,可有效
解决干发酵中易出现酸化的问题。

4. 3 　干物质浓度

水分是微生物活动不可缺少的重要因素 ,在干

发酵过程中如果干物质浓度过高而水分含量过低 ,
会导致挥发性酸的积累 ,引发酸中毒 ,从而导致干发
酵过程的终止。刘晓风等

[25 ]

对城市有机垃圾进行

干发酵研究发现 ,TS 浓度在 30 %～40 %是比较理想
的干物质浓度。冷成保

[23 ]

在暗河式生活垃圾干发

酵处理研究中指出 ,在控制总 C/ N (为 30∶1 左右) 满
足厌氧消化顺利进行的情况下 ,对垃圾固体含量从

8 %～40 %进行实验 ,认为 25 %～30 %是较理想的干
物质浓度。孙国朝

[19 ]

等以草和粪为发酵原料 ,在

TS 含量为 8 %～30 %时 ,随着 TS 含量的增加 ,产生

的沼气中甲烷含量有所下降 ,CO

含量有所上升 ,但

产生的总沼气量相应增加 ,当 TS 含量为 35 %时 ,pH
为 5. 5～5. 6 ,发生酸积累 ,沼气发酵受抑制。

4. 4 　接种物

优质足量的接种物是沼气干发酵顺利启动的重

要保证。邹元良等

[20 ]

指出 ,取产气正常的沼气池中

的活性污泥为接种物 ,以比重 1. 03 ,波美度 4 作为
一个粗略的指标 ,可保证接种物质量。刘晓风等

[25 ]

对城市有机垃圾厌氧进行干发酵研究中 ,选择厌氧
消化污泥作为接种物 ,按试验原料的总 TS 量与接种
物量 10∶1 进行接种 ,结果表明发酵和产气均正常。
孙国朝等

[19 ]

指出 ,加大接种量 ,是防止干发酵前期

偏酸、

缩短干发酵启动时间的关键措施 ,但是干发酵

接种量达到一定时 ,分解率就达到了一定极限 ,接种
剂量在 20 %～30 %范围内为宜。

4. 5 　发酵温度

根据发酵温度不同 ,厌氧干发酵分为常温发酵、

中温发酵 (30 ℃～38 ℃) 和高温发酵 (50 ℃～55

℃)

[27 ]

。常温发酵 ,产气率低 ,产气周期长 ,受环境

温度影响大。中温发酵与常温发酵相比 ,分解快、

产

气率高、

气质好 ,有利于规模化生产。高温发酵 ,分

解快、

产气率高、

环保效果好 ,但气质稍差、耗能较

多。

4. 6 　pH 值

厌氧发酵的适合 pH 值为 6. 8～7. 4 ,6. 4 以下或

7. 6 以上都对产气有抑止作用 ,p H 值在 5. 5 以下 ,产
甲烷菌的活动则完全受到抑止

[28 ]

。在沼气干发酵

过程中 ,如果水解发酵阶段与产酸阶段的反应速度
超过产甲烷阶段 ,则 pH 值会降低 ,影响甲烷菌的生
活环境。在沼气干发酵启动过程中 ,时常有这种现
象发生 ,即酸中毒。对发酵原料进行 1～3 天的好氧
堆沤 ,可减少挥发性脂肪酸 ,从而有利于沼气干发酵
启动时的 pH 值处于正常范围内

[15 ]

。在发酵过程

中 ,对发酵原料的 pH 值进行监控 ,当 pH 值低于 6. 4
时 ,可加入石灰水或者氨水调节 ,可保证沼气干发酵
过程的顺利进行

[29 ]

。

4. 7 　搅拌

对发酵物进行适当的搅拌 ,可使微生物与发酵

原料充分接触 ,增加原料的分解速度 ,扩大活性层 ,
使得所产生的沼气容易分离而逸出 , 提高产气
率

[30 ]

。常用的搅拌方法有液流搅拌和机械搅拌。

液流搅拌即从外部将发酵液从反应器底部抽出 ,再
从反应器顶部以一定角度喷回。车库型干发酵系
统、

渗滤液储存桶型干发酵系统都采用了液流搅拌。

机械搅拌是指在反应器内安装叶轮等进行的搅拌。
目前 ,已有对沼气干发酵机械搅拌进行的试验研究 ,
如甘如海

[13 ]

对畜禽粪便厌氧干发酵处理搅拌反应

器的试验研究。

5 　沼气干发酵的产气和造肥效果

5. 1 　产气效果

国内外大量的研究结果表明 ,沼气干发酵产气

效果良好。M. kottner

[15 ]

采用车库型沼气干发酵系

统 ,以牛粪和 50 %的接种物进行中温 (35 ℃) 发酵 ,
在沼气干发酵开始后的 2～5 天后产气趋于稳定 ,甲
烷含量保持在 60 %～65 %之间 ,产气高峰在 10～28
天内。F. Kaiser 等

[31 ]

采用德国 Bioferm 公司的车库

型干发酵系统进行中温发酵 , 饲草的产气率为

191

138 L ・kg

- 1

干物质 , 绿化废弃物的产气率为

188

164 L・kg

- 1

干物质 ,牛粪产气率为 218. 48 L・kg

- 1

中国沼气

China Biogas

2006 ,24 (4)