有機物經發酵作用產生沼氣的過程可分為幾個階段？

沼氣是有機物經厭氧微生物發酵作用產生的可燃性氣體，由於最初發現於沼澤中，所以叫沼氣。

實際上，在腐爛有機質含量豐富的池塘和糞坑中，也經常產生沼氣。

沼氣中含有甲烷、氫氣、硫化氫和一氧化碳等多種氣體。

其中，甲烷的含量是60%～75%。

甲烷是一種可燃性氣體，燃燒的最高溫度可達1400℃左右。

因此沼氣是一種理想的優質燃料，沼氣發酵後的泥渣，除含有氮磷鉀以外，還含有許多腐殖質，是一種很好的肥料。

有機物經發酵作用產生沼氣的過程，是在無氧條件下經多種微生物綜合作用的結果。

參與發酵作用的微生物，按其作用不同可分為兩大類：不產甲烷菌和產甲烷菌，其發酵過程也分為產酸階段和產甲烷階段。

發酵過程的第一階段是產酸階段，複雜有機物纖維素、果膠質等，被各種不產甲烷菌如纖維分解菌、果膠分解菌等分解，產生丁酸、乙酸、乙醇、甲醇等簡單有機物以及CO₂、H₂等氣體。

含氮有機物分解後除產生有機酸和醇外還生成NH₃和H₂S。

第二階段為產甲烷階段，產甲烷菌利用第一階段的分解產物乙酸、甲酸、乙醇等作為碳源，NH₃作為氮源進行生長繁殖，甲烷則是產甲烷的一種代謝產物。

以上過程，也就是沼氣池中發生生化反應的過程。

產甲烷菌都是專性厭氧細菌，只在完全無氧的環境中生活，繁殖速度較慢，產甲烷菌幾天才分裂一次，而大多數細菌在適宜條件下，20分鐘左右即可分裂。

已知的產甲烷菌只有十幾種，主要有產甲烷桿菌、甲烷八疊球菌、產甲烷螺菌和瘤胃甲烷桿菌等。

在自然界產甲烷菌常見於沼澤、池塘中的污泥中，食草動物的盲腸、瘤胃中也有大量的產甲烷菌，常隨糞便排出，因此在制沼氣時，可用塘泥及牲畜糞便接種。

也可不專門接種沼氣細菌（不過，為了提高產沼氣量，新池投產前還是人工接種沼氣細菌的好）。

沼氣細菌產氣的速度一般隨溫度的升高而增大。

根據沼氣細菌最適產氣溫度的不同，可分為中溫發酵（最適產氣溫度為30℃～35℃）和高溫發酵（最適產氣溫度為50℃～57℃）兩大類。

高溫發酵時，能殺死蟲卵，但高溫發酵要消耗較多的熱能。

所以，在衛生條件要求不高時，多採用中溫發酵。

當溫度在8℃以下或60℃以上時，沼氣細菌的生長繁殖受到抑制，產氣很少，甚至不產氣。

這就是為什麼冬天沼氣池要保溫的原因。

為了保持沼氣發酵的最高產氣量，還必須不斷地給沼氣細菌提供其所需要的營養物質，並定期進行攪拌。

不過，在沼氣發酵的過程中，投料量不宜過多。

過多的有機物質，會造成有酸的累積，使得池中的酸度增加，不利於沼氣細菌的生長繁殖。

在反芻動物瘤胃中，存在有大量纖維分解菌、產甲烷菌和其他厭氧微生物。

這些微生物利用動物吃進的草料作為營養物質，其中的纖維分解菌可將纖素分解，並經發酵作用生成各種有機酸和醇類。

這些簡單有機物可供產甲烷菌作為碳源，因此，在牛和其他反芻動物的瘤胃中，也進行著類似沼氣池中的發酵過程。

其中的微生物代謝產物，可以直接被反芻動物吸收利用，而大量繁殖的細菌本身則可被胃液中的蛋白酶分解，生成胺基酸、維生素，成為有價值的營養物質。

發酵過程產生的氣體CH4、CO₂等，則在逆嘔過程從口腔中排出。

據實驗，一頭大肥牛瘤胃可容納100升發酵產物，每天排出的氣體中，有200升甲烷。

微生物能源並非只有沼氣一種形式。

人們利用厭氣、兼性細菌和部分營光合作用的細菌，對草、作物秸稈等進行發酵，能夠產生氫氣。

氫氣是一種極為理想的清潔燃料，它在燃燒過程中除釋放出能量外，廢物只有水，絕對不會造成環境污染。

有機物產生沼氣的發酵過程可分為兩個階段：產酸和產甲烷階段。