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沼氣的形成過程大致可分為兩個(gè)階段，首先將各種復(fù)雜的有機(jī)物轉(zhuǎn)化為低級(jí)脂肪酸，例如丁酸、丙酸、乙酸；然后把上述各類產(chǎn)物繼續(xù)轉(zhuǎn)化為甲烷和二氧化碳等。在自然界這一過程一般發(fā)生于潮濕的有機(jī)物積聚在缺少可溶性氧氣的的環(huán)境下。這類生態(tài)環(huán)境通常處在湖、塘的底部沉積層、在沼澤地、泥煤沼澤地、動(dòng)物內(nèi)臟及廢棄物填埋場(chǎng)所形成的厭氧區(qū)。
　　沼氣成份大概為甲烷（CH4）50％-80％；二氧化碳（CO2）20％-40％；氮?dú)猓∟2）0％-5％；氫氣（H2）小于1％；氧氣（O2）小于0.4％；硫化氫（H2S）0.1％-3％。沼氣的主要成分甲烷是一種理想的氣體燃料，它無色無味，與適量空氣混合后即對(duì)燃燒。每立方米純甲烷的發(fā)熱zui為34000焦耳，每立方米沼氣的發(fā)熱量約為20800－23600焦耳。即1立方米沼氣*燃燒后，能產(chǎn)生相當(dāng)于0.7千克無煙煤提供的熱量。
　　我國目前擁有一千多萬座沼氣池。沼氣的廣泛應(yīng)用對(duì)保護(hù)和改善生態(tài)環(huán)境、實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。我國農(nóng)村戶用沼氣池均為三結(jié)合沼氣池，即廁所、豬圈和沼氣池結(jié)合在一起，人畜糞便自動(dòng)排入沼氣池，經(jīng)發(fā)酵后由出料口出料，費(fèi)勞力少，出料方便。發(fā)酵方式基本為間歇加料，半連續(xù)發(fā)酵，年平均產(chǎn)氣率一般0.2m3／m3以上。糞便通過發(fā)酵達(dá)到良好的除蟲滅菌效果，傳染病和寄生蟲病的發(fā)病率大大下降，農(nóng)村環(huán)境衛(wèi)生得到很大改善。同時(shí)通過沼氣池腐熟的糞便，肥效得到了保存，有顯著的增產(chǎn)效果，且農(nóng)作物病蟲害減少世界各國已經(jīng)開始將沼氣用作燃料和用于照明。用沼氣代替汽油、柴油，發(fā)動(dòng)機(jī)器的效果也很好。一些發(fā)達(dá)國家，也正在進(jìn)行利用微生物厭氧消化農(nóng)場(chǎng)廢物、生產(chǎn)甲烷的較大規(guī)模試驗(yàn)。英國建立了甲烷的自動(dòng)化工廠。在厭氧消化器中有三個(gè)基本過程：*階段的水解把不溶解的有機(jī)化合物和聚合物，通過酶法轉(zhuǎn)化為可溶解的有機(jī)物。第二階段再將上一步轉(zhuǎn)化成的產(chǎn)物如碳水化合物、蛋白質(zhì)、脂肪類、醇等發(fā)酵為有機(jī)酸。第三階段由有機(jī)酸發(fā)酵產(chǎn)生甲烷。據(jù)估計(jì)，在英國，利用人和動(dòng)物的各種有機(jī)廢物，通過微生物厭氧消化所產(chǎn)生的甲烷，可以替代整個(gè)英國25％的煤氣消耗量。蘇格蘭已設(shè)計(jì)出一種小型甲烷發(fā)動(dòng)機(jī)，可供村莊、農(nóng)場(chǎng)或家庭使用。美國一牧場(chǎng)興建了一座工廠，主體是一個(gè)寬30米、長213米的密封池組成的中烷發(fā)酵結(jié)構(gòu)，它的任務(wù)是把牧場(chǎng)廄肥和其他有機(jī)廢物，由微生物轉(zhuǎn)變成甲烷、二氧化碳和干燥肥料。這座工廠每天可處理1650噸廄肥，每日可為牧場(chǎng)提供11.3萬立方米的甲烷，足夠1萬戶家庭使用。目前美國已擁有24處利用微生物發(fā)酵的能量轉(zhuǎn)化工程。從世界范圍看，利用各種微生物協(xié)同作用生產(chǎn)甲烷的研究和應(yīng)用，正處于方興未艾的階段。
　　近幾年，伴隨我國城市化進(jìn)程的加速推進(jìn)，我國城市垃圾量年均以6.5%的速度增長，這為利用垃圾產(chǎn)生沼氣發(fā)電提供了有利條件。目前，我國90%以上的城市采取填埋的方式處理垃圾。許多城市垃圾填埋場(chǎng)日處理垃圾能力都在千噸以上，總填埋庫容達(dá)數(shù)千萬立方米。這些被填埋的垃圾產(chǎn)生的沼氣量是一個(gè)驚人的數(shù)字。