第九节 我国农村常见沼气发酵工艺简介
沼气发酵的工艺类型很多，可按进料方式、发酵温度、发酵浓度、发酵过程、装置结构等进行划分和分类，同一种工艺从不同角度有时可划分为几种工艺类别。
一、按进料方式划分
（1）批量发酵（batch fermentation） 一批料经一段时间发酵后，重新换料。可观测发酵产气的全过程，但产气不均衡，多用于沼气发酵原料、工艺条件等的研究（图1-30）。另外，干发酵工艺和铁罐式沼气池（图1-31）常采用批量发酵工艺。
图1-30 厌氧消化实验装置
图1-31 铁罐式沼气池
（2）半连续发酵（semi-continuous fermentation） 正常沼气发酵，当产气量下降时，小进料，以后定期补料和出料，产气均衡，适用性较强，常见于农村沼气发酵。
半连续发酵工艺流程如图1-32所示。
图1-32 半连续发酵工艺流程图
（3）连续发酵（continuous fermentation） 沼气发酵正常运转后，按一定的负荷量连续进料或出料，间隔时间短，产气均衡，运转效率高，一般用于有机废水的处理和大中型沼气工程。连续发酵有如下优点：
①连续发酵可维持稳定的产气量；
②可保持比较稳定的原料利用速度；
③能连续维持比较稳定的发酵条件；
④可以使沼气微生物逐渐完善，且长期保存于沼气池中；
⑤能充分发挥沼气池的负荷能力、原料消化能力和产气能力，不致因大换料等原因而造成沼气池利用率的浪费。
连续发酵工艺流程如图1-33所示。
图1-33 连续发酵工艺流程图
二、按装置类型划分
（1）常规发酵 沼气发酵装置内没有固定或截留活性污泥的措施，提高运转效率受到一定限制，农村沼气发酵多为这类装置。
（2）高效发酵 沼气发酵装置内设有固定或截留活性污泥的措施，产气率、转化效果以及滞留期等均较常规发酵好。
三、按作用方式划分
（1）二步发酵 沼气发酵的产酸阶段与产甲烷阶段分别在两个装置中进行，有利于高分子有机废水和废弃有机物的处理，有机质转化效率高，但单位有机质的沼气产量稍低。
两步发酵的工艺流程为：①纤维素原料首先进行水解，然后进入酸消化器发酵产酸，加料量为每立方米池容每天16.2～162kg总有机物；②加入接种物；③维持酸消化器适宜的发酵条件，即pH值为5.7～6.0、发酵温度22℃或48℃；④维持适宜的甲烷发酵条件，即pH值控制在7.4～7.5，温度为36～37℃；⑤排放，酸消化器中的酸液通过一个滤器连续排放或泵入甲烷消化器中，甲烷消化器中已发酵的料液也连续排放出去，为了保持较高的产气率，排出的活性污泥可回收利用。
（2）混合发酵 沼气发酵的产酸阶段与产甲烷阶段在同一装置内进行，农村沼气池一般都属这类发酵。
四、按发酵料液的状态划分
（1）液体发酵 发酵料液的总固体含量在10％以下，发酵料液中存在有流动态的液体，农村沼气发酵多属这类发酵。
（2）固体发酵或干 发酵发酵原料的总固体含量为20％～30％，不存在可流动的液体，甲烷含量较低，气体转化效率稍差，适用于水源紧张、原料丰富的地区。
（3）高浓度发酵 发酵料液的总固体含量为15％～17％，介于液体与固体发酵之间。
五、按发酵温度划分
（1）常温发酵 发酵温度随气温的变化而变化，沼气产量不稳定，转化效率低，农村沼气发酵多属常温发酵。
（2）中温发酵 发酵温度在28～38℃，沼气产气量稳定，转化效率高。
（3）高温发酵 发酵温度在48～60℃，有机物分解速度快，适用于有机废弃物及高浓度有机废水的处理。
六、按发酵级差划分
（1）单级发酵 发酵原料只经1个沼气池发酵完成，农村沼气发酵多属单级发酵。
（2）两级发酵 两个沼气池串联，第1个沼气池占总产气量的80％，其消化液进入第二个池。
（3）多级发酵 多个沼气池串联，多用于污水处理，彻底除去BOD。