一 、发酵原料的收集和预处理
（一）原料的分类
在自然界中，沼气发酵原料十分广泛和丰富，几乎所有的有机物都可以作为沼气发酵原料，例如农作物秸秆，人、畜和家禽粪便、生活污水，工业和生活有机废物等。根据沼气发酵原料的化学性质和来源，可以分为下几类：
1.富氮原料 富氮原料在农村主要是指人、畜和家禽粪便。这类原料颗料较细，含有较多的易分解化合物，氮素的含量也较高，其原料的碳氮比（含碳量与含氮量的比，用C/N表示）一般都小于25/1，因此不必进行预处理，分解和产气速度较快。这种原料是我国农村沼气发酵原料的主要来源之一。该原料的特点是发酵周期较短，产气速度快。
2.富碳原料 这类原料在农村主要指各种农作物秸秆。其碳素含量较高，原料的碳氮比一般都在30/1以上。与人、畜粪便一样，农作物秸秆也是我国农村主要沼气发酵原料之一。农作物秸秆通常是由木质素、纤维素、半纤维素、果胶和蜡质等化合物组成，其产气特点是分解速度较慢，产气周期较长。使用这种原料在入池前需进行预处理，以提高产气效果。
3.其他类型的发酵原料
（1）城市有机废物：主要包括人粪、生活污水和有机垃圾、有机工业废水、废渣和污泥等。这类原料一般都富含有机物，但由于来源不同，其化学成分和生产沼气的潜力差异很大，所采取的发酵工艺也不尽相同。
（2）水生植物：主要包括水葫芦、水花生、水白菜及其他水草、澡类等。由于它们的繁殖速度快、产量高，加之组织鲜嫩，易于被微生物分解利用，因此也是沼气发酵的好原料。
（二）沼气发酵原料的配比
我国农村沼气发酵的一个明显特点就是采用混合原料（一般为农作物秸秆和人畜粪便）入池发酵。因此，根据农村沼气原料的来源、数量和种类，采用科学，、适用的配料方法是很重要的。一般原则是：①要适当多加些产甲烷多的发酵原料：为达到多产优质沼气的目的，就必须投入产甲烷数量多的发酵原料；②将消化速度快与慢的原料合理搭配进料，其目的为产气均衡和持久。作物秸秆含纤维素多，消化速度慢，产气速度慢，但持续产气时间长（如玉米秸秆产气持续时间可达90天以上）。人的粪便等原料，消化速度快，产气速度快，但持续时间短（只有30天）。因此应做到合理搭配进料；③要注意含碳素原料和含氮素原料的合理搭配；即要有合适的碳氮比。含碳量高的原料，发酵慢；含氮量高的原料，发酵快，因此应合理搭配。鲜粪和作物秸秆的重量比为2：1左右，以使碳氮比为30：1为宜。
鉴于我国农村畜牧业的发展，牲畜粪便日益增多，为方便进、出料和充分利用畜便资源，目前提倡纯粪便作为沼气发酵原料。
1.碳氮比 正常的沼气发酵要求一定的原料碳氮比。 因此，在原料配比中， 除了考虑上述产气特性外，还应考虑有适当的碳氮比。
实践证明，原料的碳氮比过高（30/1以上），发酵就不易启动，而且影响产气效果。农村沼气发酵原料的碳氮比以多少为适宜，目前看法不一。有些学者认为在沼气发酵中，原料的碳氮比要求不很严格。根据我国农村发酵原料是以农作物秸秆的人、畜粪便为主的情况，在实际应用中，原料的碳氮比以20-30：1搭配较为适宜。
碳氮比较高的发酵原料如农作物秸秆，需要同含氮量较高的原料，如人畜粪便配合以降低原料的碳氮比，取得较佳的产气效果，特别是在第一次投料时，可以加快启动速度。在使用作物秸秆为主要发酵原料时，如果人畜粪便的数量不够，可添加适量的碳酸氢铵等氮肥，以补充氮素。
2.浓度 在沼气发酵中保持适宜的发酵料液浓度，对于提高产气量，维持产气高峰是十分重要的。发酵料液浓度是指原料的总固体（或干物质）重量占发酵料液重量的百分比。
国内外研究资料表明：能够进行沼气发酵的发酵料液浓度范围是很宽的，以1%-30%，甚至更高的浓度都可以生产沼气。在我国农村，根据原料的来源和数量，沼气发酵通常采用具%-10%的发酵料液浓度是较适宜的。在这个范围内，夏季由于气温高，原料分解快，发酵料液浓度可适当低一些，一般以6%左右为好；在冬季，由于原料分解较慢，应适当提高发酵料液浓度，通常以10%为佳。同时，对于不同地区来讲，所采用适宜料液浓度也有差异，一般来说，北方地区适当高些，南方地区可以低些。总之，确定一个地区适宜的发酵料液浓度，要在保证正常沼气发酵的前提下，根据当地的不同季节的气温，原料的数量和种类来决定。合理的搭配原料，才能达到均衡产气的目的。从经济的观点分析，适宜的发酵料液浓度不但应获得较高的产气量，而且应有较高的原料利用率。
3．粪草比 人畜便和秸秆是我国农村最主要的发酵原料，也是产气性质有较大区别的两类原料。由于我国农村现在普遍采用秸秆和粪混合的发酵原料，根据所要用的原料确定适宜的烘草比例是很重要的。实践证明，既使原料相等由于粪和草的比例不同，发酵产气效果差异是很大的。所谓粪草比，是指投入的发酵原料中，粪草的重量与秸秆类重量之比。
试验表明，采用半连续发酵或批量发酵工艺，在沼气池第一次投料启动时，混合原料中的粪草比是影响产气效果的一个重要因素。考虑到农村目前的实际情况，在生产应用中，粪草比一般应达到2：1以上，不宜小于1：1。如果粪草比小于1，为了加快启动速度，提高产气量，需要采取措施，如可添加适量的氮素化肥。
（三）原料堆沤
1．原料堆沤的作用 原料（包括粪和草）预先沤制进行沼气发酵，使沼气中甲烷含量基本上是呈直线上升，加快产气速度。
秸秆类原料进行预先堆沤后用于沼气发酵，有很多好处：①在堆沤过程中，原料中带进去的发酵细菌大量生长繁殖，起到富集菌种的作用；②堆沤腐熟的物料进行沼气池后可减缓酸化作用，有利于酸化和甲烷化的平衡；③秸秆原料经堆沤后，纤维素变松散，扩大了纤维素分解菌与纤维素的接触面，大大加速纤维素的分解速度，加速沼气发酵过程的进行；④堆沤腐烂的纤维素原料含水量较大，入池后很快沉底，不易浮面结壳；⑤原料堆沤后体积缩小，便于装池。
2．堆沤的方法秸秆堆沤的方法有种：
（1）采用高温堆肥的办法进行秸秆堆沤：根据不同地区和不同季节的气候特点，采用不同方式。在气温较高的地区或季节，可在地面进行堆沤；在气温较低的地区或季节可采用半坑式的堆沤方法；而在严寒地区或寒冬季节可采用坑式堆沤方式。
由于这一办法是一种好氧发酵，需要通入尽量多的空气和排除二氧化碳。坑式或半坑式堆沤应在坑壁上从上到下挖几条小沟，一直通到底。同样也应插几个出气孔。
堆沤的程序：首先将秸秆铡成一寸长（3.3cm）左右，铺10 cm厚左右，泼2%的石灰澄清液和1%左右的粪水（对秸秆的重量比），同时还补充一些清水（最好是污水）。直到原料吃够水后再铺第二层。依次再铺第三层、第四层。堆好后用稀泥封闭或用塑料膜覆盖。气温较高的季节堆沤2-3天；气候较低季节，一般堆沤5-7天，即可作发酵原料。从直观来看纤维已变松软，颜色已成咖啡色，即已达到要求，不宜再继续堆沤，以免原料损失过大。
（2）农村中通常采用一种更为简单的堆沤方法，就是将秸秆直接堆入在地面上踩紧泼上述数量石灰水和粪水，最好是沼气发酵液，并用稀泥或塑料布密封让其缓慢发酵（在发酵初期是好氧发酵随后逐渐转入厌氧发酵）。这种方法效果比较缓慢，需要较长的时间，分解液流失比较严重。但方法简便，热能损耗较少，也比较适合目前农村的实际情况。而且有富集发酵菌的作用。为了克服分解液的流失，还有的地方对这种堆沤方式做了进一步改进，既在堆沤池进行堆沤。这样可以避免分解液的流失，原料损失很小，除了固体物能够充分利用外，分解液的产气速度更快。在沼气池产气量不高时，加入一些堆沤池里的分解液可以很快提高产气量。
二、接种物
（一）接种物的作用
有机废物厌氧分解产生甲烷的过程，是由多种沼气微生物来完成的。因此，在沼气发酵池启动运行时，加入足够的所需微生物特别是产甲烷微生物作为接种物（亦称菌种）是极为重要的。原料以堆沤而又添加活性污泥作接种物，产甲烷速度很大，第六天所产沼气中的甲烷含量可达50%以上。发酵33天，甲烷含量达到72%左右。这说明沼气发酵必须有大量菌种，而且接种量的大小与发酵产气有直接的关系。
（二）接种物的富集培养
为了获得足够的质量好的接种物，必须对接种物进行富集培养。
富集培养的主要办法是：选择活性较强的污泥，使其逐渐适应发酵的基质和发酵温度，然后逐步扩大，最后加如沼气池作为接种物。
（三）接种物的来源
城市下水污泥、湖泊、池塘底部的污泥、粪坑底部沉渣都含有大量沼气微生物，特别是屠宰场污泥、食品加工厂污泥，由于有机物含量多，适于沼气微生物的生长，因此是良好的接种物。大型沼气池投料时，由于需要量大，通常可用污水处理厂厌氧消化池里的活性污泥作接种物。在农村，来源较广、使用最方便的接种物是沼气池本身的污泥。
（四）接种量
对农村沼气发酵来说采用下水道污泥作为接种物时，接种量一般为发酵料液的10%-15%，当采用老沼池发酵液作为接种物时，接种数量应占总发酵料液的30%以上，若以底层污泥作接种物时，接种数量应占总发酵料液的10%以上。
使用较多的秸秆作为发酵原料时，需加大接种物数量，其接种量一般应大于秸秆重量。
三、家用沼气池的启动
新池或大换料的沼气池，经过一段时间养护，试压后确定不漏气不漏水，即可投料。
（一）准备
发酵原料按要求做好"预处理"。并准备好接种物，接种物数量，以相当于发酵原料10%-30%为宜。
（二）投料
将准备好的发酵原料和接种物混合在一起，投入池内。所投原料的浓度不宜过高，一般控制在干物质含量4%-6%为宜。以粪便为主的原料，浓度可适当低些。
（三）加水封池
发酵池中的料液量应占池容积的85%，剩下的15%作为气箱。加水后立即将活动盖密封好。
（四）放气试火
当沼气压力表上的水柱达到40cm以上时，应放气试火。放气1-2次后，由于产甲烷菌数量的增长，所产气体中甲烷含量逐渐增加，所产生的沼气即可点燃使用。
（五）启动完成
当池中所产生的沼气量基本稳定，并可点燃使用后，说明沼气池内微生物数量、酸化和甲烷化细菌的活动已趋于平衡，PH值也较适宜，这时沼气发酵的启动阶段结束，进入正常运转。
四、沼气池的日常管理
（一） 要经常进出料
为保证沼气细菌有充足的食物和进行正常的新陈代谢，使产气正常而持久，就要不断地补充新鲜的发酵原料、更换部分旧料，做到勤加料、勤出料。
1.进出料的数量 根据农村家用池发酵原料的特点，一般每隔5-10天进、出料的各5%为宜。也可按每立方米沼气量进干料3-4kg计算。对于"三结合"的池子，由于人、畜粪尿每天不断自动流入池内，因此，平时只需添加堆沤的秸秆发酵原料和适量的水，一保持发酵原料在池内的浓度。同时也要定期小出料，以保持池内一定数量的料液。
2.平时进、出料应注意的问题 ①原则上是出多少、顺序为先出后进；②出料时应使剩下的料液液面不低于进料管和出料管的上沿，以免池内沼气从进料管和出料管跑掉；③出料后要及时补充新料，若一次发酵原料不足，可加入一定数量的水，以保持原有水位，使池内沼气具有一定的压力。
3.大换料应注意的问题 为满足沼气菌的新陈代谢和农田季节用肥的需要，一般大换料的时间安排在春季和秋季进行。
（1） 大换料前20-30天，应停止进料，以免浪费发酵原料。
（2） 大出料后应及时加足新料，使沼池能很快重新产气和使用。
（3） 大出料时应清楚沼气池内的全部残渣和部分料液，要留下10%-30%以活性污泥为主的料液作为接种物，以加快沼气池的启动，做到产气快。
（二） 要经常搅拌
这是提高产气率的一项重要措施。如不经常搅拌，就会使池内浮渣层形成很厚的结壳，阻止下层产生的沼气进入气箱，降低产气量。农村家用池一般没有安装搅拌装置，可用下面两种方法：①从进出口搅拌；②从出料间掏出数桶发酵液，再从进料口将此发酵液冲到池内，也起到搅拌池内发酵原料的作用。
（三） 要经常测定和调节发酵液的PH值
沼气细菌适宜在中性或微碱性环境条件下生长繁殖（PH6.8-7.6），酸碱性过强（PH小于6.5或大于8）都对沼气细菌活动不利，使产气率下降，为加速产气可采取以下调整措施：①加入适量的草木灰；②取出部分发酵原料，补充相等数量或稍多一些的含氮发酵原料和水；③将人、畜粪尿拌入草木灰，一同加到沼气池内；④加入适量的石灰水，但不能加入石灰，而是加入石灰水的澄清液。同时还要把加入池内的澄清液与发酵液混合均匀，避免强碱对沼气细菌活动的破坏。
此外，为保证沼气发酵不致遭到破坏，必须禁止加入各种大剂量的发酵阻抑物，特别是剧毒农药和各种强杀菌剂。对因这种原因而遭到破坏的沼气池，需将池内的发酵原料全部清除，再用清水将沼气池冲洗干净，然后才能重新投料启动。
（四）要经常调节水量
朝气池内水分过多或过少都不利沼气细菌的活动和沼气的产生。若含水量过多，发酵液中干物质含量少，单位体积的产气量就少；若含水量过少，发酵液太浓，容易积累大量有机酸发酵原料的上层就容易结成硬壳，使沼气发酵受阻，影响产气量。
（五）安全管理与安全用气
（1）沼气池的进、出料口要加盖，以免小孩和牲畜掉进去，造成人、畜伤亡。同时也有助于保温。
（2）要经常观察水柱压力表。当池内压力过大时不仅影响产气，甚至有可能冲掉池盖。如果池盖被冲开，应立即熄灭附近的烟火，以免引起火灾。
在进料和出料时也要随时注意观察水柱压力表上的变化。在进料时如果压力过大，应打开导气管放气，并要减慢进料的速度。出料时如果水压表上出现负压则应暂时停止用气，等到恢复正常后才能用气。
（3）严禁在沼气池内出料口或导气管口点火，以免引起火灾或造成回火，致使池内气体猛烈膨胀，爆炸破裂。
（4）沼气灯和沼气炉不要放在衣服、柴草等易燃品附近，点火或燃烧时也要注意安全。特别应经常检查输气系统是否漏气和是否畅通。若有漏气，应及时采取措施使空气流通，充分换气后才能点火。若发生导气管道堵塞须马上清理。
五、常见故障及处理方法
（一）"病态池"的诊断与治理
"病态池"有两种情况：一是由于漏水漏气产生的病态；另一种是发酵受到阻抑而产生的病态。前者是沼气的问题，应采取措施进行修补。后者是发酵过程中酸化与甲烷化不平衡所造成，为肉眼看不到，只有进行微生物和生物化学分析才能查明。通过实验表明产气的好坏与乙酸的关系甚大。产气好的沼气池乙酸含量在0.2%以下；产气差的沼气池，乙酸含量在0.2%以上。
造成乙酸大量积累的原因有3点：①发酵原料过浓，产酸量大；②酸性原料过多；③甲烷菌种缺乏，酸的利用率不高，也就是酸化和甲烷化不平衡，酸大量积累。
从沼气发酵的角度来看，产生"病态池"的根本原因是配料不当，管理不善和缺乏甲烷菌种，以致挥发酸大量增加，PH值下降，造成发酵停滞。解决的办法是加入污泥菌种，或加入大量老沼气池发酵液，以达到甲烷菌种丰富，积累的挥发酸加以稀释。通过处理使发酵恢复正常，提高产气量。
（二）沼气池常见故障及处理方法
（1）从水柱压力表上看，水柱上升时快时慢，当水柱上升到一定高度时，就不再上升。
可能的故障之一是：漏气量与沼气压力成正比，即压力低时，漏气小，压力高时，漏气就增加；漏气量与产气量相等时，就不再上升。沼气池的气箱与发酵间的衔接部位有漏洞，当料液淹没漏洞时，不漏气；当沼气压力把料液压下后，漏洞露出，就漏气。及时检查，做出正确判断，将池顶部导气管打开，在气压箱水位线注上记号，若水位下降说明漏气，必须清池，进行修补。
之二是：当产气增多时，发酵液面与进、出料口的下沿相平，沼气从进、出料口溢出。应增加发酵原料和水，使池内发酵液面上升至高于进、出料口上沿。
（2）开始产气正常，以后明显下降，或者压力表水柱不上升，打开开关后，水柱不动，可能是沼气池漏气或活动盖漏气，先查活动盖是否漏气，若不漏气再查池体是否漏气或漏水，若漏则清池进行修补。
（3）压力表水柱虽高，但气很快烧完，水压箱容积太小，可增加一个水压箱副箱。
（三）沼气灶、灯使用中常见故障及排除方法
沼气灶、灯如何使用顺手，有了小毛病也能排除，需要用户摸索经验，逐步掌握规律，使灶具和灯具经常处于正常状态。
1. U型压力计上压力较高，但灶具火力不强 开关孔径太小；喷嘴堵塞。更换开关，清扫开关芯孔。将喷嘴拆下清扫。
2.灶具燃烧时，火力时强时弱，有时断火，压力表上下波动输气管道内有积水妨碍沼气输送，排除管道内积水。
3.沼气燃烧时，火焰离开火孔，不放锅时，脱火或熄灭，，火盖最外两圈脱火 燃烧器的火孔数量少，出火孔面积小；池内压力过高，沼气流速太快；火盖上火孔堵塞，出火孔面积减小，一次空气引射不进出。选用技术性能好的灶具；控制灶前压力为额定压力；用钢丝清扫火孔使其达到原来尺寸当不能恢复原状时，应更换火盖。
4.灶具燃烧时，灶盘边沿有"火焰云"而中间无焰 一次空气引射不足；灶面距离底太近，特别是热负荷过大时，三次空气少，产生压火；灶具外圈火孔大而密，中心无火孔。注意选用技术性能好的灶具；控制锅底至灶面的距离。
5．燃烧火焰微弱，喷嘴前出现火焰及噪音 燃烧器火孔较大，烧一定时间后，火孔过热，沼气压力低，引起回火。适当提高锅架高度，降低火孔温度；提高灶前压力或更换火盖。
6.灶头放在炉膛内使用，火焰从炉口窜出 炉口尺寸过小，燃烧后烟气排除不畅，燃烧需要的一次空气无法补充。加大炉口尺寸，或用小一号锅，保证燃烧后烟气顺利排除。
7.沼气灯纱罩容易冲破脱落 耐火泥头破碎，中间有火孔；沼气压力过高；纱罩没安好，点灯时受振动。控制等前压力为额定压力；注意用玻璃罩保护，防止蚊蝇扑撞。
8.沼气虽多，但灯不亮、无白光或发红 喷嘴孔径过小或堵塞，沼气少；喷嘴过大，一次空气引射不足；调风孔的位置未调好；纱罩质量不好或受潮。清理喷嘴，加大沼气量；调节进风量；更换新纱罩。
9.纱罩壳架外有明火 沼气量过大；一次空气进风量不足。关小进气阀门，降低沼气压力或更换小的喷嘴；调节进风量。
10.灯光由正常变弱 沼气压力降低，气量减小；喷嘴堵塞。调节进气阀门，加大沼气量；用针或细钢丝疏通喷嘴。
11.灯泡忽亮忽暗 燃烧不稳定，引射器设计加工不好；输气管内积水或堵塞。调整、检查引射器；清除管内积水和杂物。
（四）发酵原料发生故障及处理方法
1.新池子，加料很久不产气或产气点不着；开始产气好，过一段时间就差了；进、出料口不冒泡 加水过凉，温度太低；发酵料液变酸；没有加接种物；加入的发酵原料中，含有能杀死沼气细菌的有毒物质。发酵原料先堆沤，发热后进料，要加经太阳光晒热的温水；先用PH试纸测定，确定偏酸性，再用石灰水或草木灰中和；加入含沼气细菌的接种物，如活性污泥等；重新换料。
2.发酵原料充足，但产气不足 进、出料口经常冒气泡。浮渣结壳。打开活动盖板，搅拌发酵原料。
3.大换料3个月后，产气越来越少 原料不足。添加新料。
4.沼气压力表上的水柱虽高，但火力不足 沼气中含甲烷量少，发热量少。调节好发酵原料的酸、碱度，加添含产甲烷菌多的活性污泥。
六、沼气池的保养
（一）日常保养
1.潮湿养护 如果池子是水泥结构，建成后就需进行潮湿养护。因为水泥是一种多孔性建筑材料，过于干燥活使毛细孔开放，从而发生沼气渗漏。常用保湿方法，是将池顶覆土经常保持湿润状态。
2．防止空池曝晒 新建的池子或大出料的池子，经检查验收合格后，应立即装料、装水，不要空池凉晒。否则池子的内外压力失去平衡，损坏池墙，或被地下水将池底压坏，会发生沼气渗漏现象。
3．防腐蚀 由于受粒液酸碱的侵蚀，在池子使用几年后有部分水泥材料和粉刷材料脱落，其密封性能被破坏，发生沼气泄漏现象。因此，每次大换料时，应将池壁洗刷干净，再将被腐蚀的坑洼抹刷平整，然后刷1-2遍纯水泥浆，或水泥、水玻璃浆、塑料胶。
（二）沼气池的维修
查出沼气池漏水、漏气部位后，注上记号，根据不同的情况进行维修。目前农村家用沼气池常用的方法是：
（1）裂缝的处理：将裂缝凿成"V"形，周围拉毛，再用1：1水泥砂浆填塞"V"形槽，压实、抹光，然后用纯水泥浆涂刷2-3遍。
（2）如果发现有抹灰层剥落或翘壳现象，应将其铲除，冲洗干净，重新按抹灰施工操作等程序，认真、仔细分层上灰，薄抹重压。
（3）渗水、漏水的处理：地下水渗入池内，可用盐卤拌和水泥堵塞水孔。用灰包顶住敷塞水泥的地方，20min后，可取下灰包，再敷一层水泥盐卤材料，再用灰包顶住，如此连做三次，既可将地下水截住，也可以用硅酸钠溶液拌和水泥填入水孔。硅酸钠溶液与水泥合用，2-3min内便可凝结，为便于操作可加适量的水于硅酸钠溶液中，以减慢凝结速度。
（4）导气管与池盖交接处漏气，可将其周围部分凿开，拔下导气管，重新安装导气管，灌筑标号较高的水泥砂浆，或细石混凝土，并局部加厚，确保导气管的固定。
（5）池底下沉或池墙脱开，可将裂缝凿开成一定[宽度、一定深度的沟槽填以200号细石混凝土。
（6）注意维修安全：沼气池是个密闭的容器，空气不流通而缺氧，其主要气体是甲烷和二氧化碳及一些对人有害的气体。在甲烷浓度在到30%时使有麻醉，浓度达以70%可使人窒息死亡。二氧化碳也是一种窒息性气体。再加上一些有毒气体有麻醉和毒害作用，所以在经过发酵的沼气池和刚出完料的沼气池内，禁止人进入进行检查和维修。池子出完料后进行一段时间的空气对流，或采取一定的措施后才能把沼气和有毒气体排除。在清除粪渣和查漏修补沼气池时应将活动盖揭开，并将原料出到进料口和出料口以下，敞开几天，使里面的空气流通。为保险起见，可先用动物进行试验，把动物（如鸡、兔）放入池内后活动正常则说明池内空气充足，人可进入池内工作。下池时还应采取保险措施，最好拴上安全带，池外有人看护，一旦有头晕、发闷和不舒服的时候，马上用保险带把人从池内救出来。
当揭开活动盖出料时，不要在池子周围点火吸烟。在进入池内出料、维修和补漏时不能用明火。
http://www.qlkj.net.cn/ShowArticle.aspx?ArticleID=4230参考资料：http://www.sxhn.cn/Article_Show.asp?ArticleID=1215