一、沼氣的起源
沼氣，顧名思義就是沼澤裡的氣體。人們經常看到，在沼澤地、汙水溝或糞池裡，有氣泡咕嘟咕嘟往外冒出，氣溫越高，氣泡冒得越多，如果我們把這些小氣泡收集起來，用火一點，它就會燃燒。這些氣泡內的氣體，就是沼氣。
由於最初人們在沼澤中發現這種氣體，所以就給它命名為「沼氣」。又因沼氣是生物在厭氧條件下產生出來的氣體，因此又叫生物氣。
根據沼氣的**不同，沼氣分為天然沼氣和人工沼氣兩大類。天然沼氣是在自然環境條件下有機質被微生物厭氧分解產生的，是自發的厭氧發酵產物。人工沼氣是在人為創造厭氧微生物所需要的營養條件和環境條件下，在特定的裝置裡，積累高濃度厭氧微生物，分解發酵配製好的有機質而產生的。
在自然界中，沼氣分布非常廣泛。除人工製取沼氣外，沼澤、糞窖、陰溝、城市下水道、海洋深處以及人和動物的消化道中都有沼氣存在。譬如：
反芻動物的瘤胃就是乙個典型的沼氣發生器，在牛的瘤胃中有大量的沼氣發酵細菌，這些細菌通過消化分解纖維，形成甲烷和二氧化碳，當其打嗝時，這些氣體釋放出來。自然界稻田中有機質在厭氧情況下，經微生物作用也會釋放出甲烷。城市生活汙水的地下管網，生活垃圾的填埋場都在自然環境下進行著沼氣發酵。
總之，沼氣發酵是自然界普遍存在的厭氧發酵過程，只要存在厭氧生態系統，就普遍產生沼氣，每年從這些地方產生釋放到大氣中的甲烷可達13億噸之多，約佔大氣中甲烷**總量的90%。天然氣也是一種生物氣，它是遠古年代地底下的動植物殘體及其它有機物質在厭氧條件下，經微生物的分解產生的高品位氣體燃料，其甲烷含量比沼氣中甲烷含量高，一般在95%左右。
二、沼氣的成份及燃燒特性
沼氣是各種有機物質在隔絕空氣，並有適宜溫、濕度條件下，經過微生物的發酵作用而產生的一種可燃性氣體。它不是單一的氣體，而是由多種氣體組成的混合氣體，含有甲烷、二氧化碳、硫化氫、一氧化碳、氫、氧、氮等氣體。其中主要成分是甲烷和二氧化碳，甲烷佔總體積的55～70%，二氧化碳含量為30～45%。
其它幾種氣體含量較少，一般不超過總體積的2%。
沼氣燃燒主要是甲烷的燃燒。甲烷是一種理想的氣體燃料，它無色、無味、無毒，分子式為ch4，分子量為16.04，它和適量的空氣混合後即可燃燒，每立方公尺純甲烷發熱量為34000焦耳，燃燒時發出藍色的火焰，並放出大量熱能。
每立方公尺沼氣的發熱量約為20800～23600焦耳，即1立方公尺沼氣完全燃燒後，能產生相當於0.7公斤無煙煤提供的能量。由於沼氣中含有硫化氫，常會聞到臭雞蛋的氣味，點火燃燒後，這種氣味就沒有了。
沼氣燃燒就是沼氣中的可燃成份（ch4,h2,co,h2s等）,在一定條件下與氧發生激烈的氧化作用,並產生大量的熱和光的物理化學反應過程,其燃燒反應方程式為:
ch4+2o2→co2+2h2o
2co+o2→2co2
2h2 +o2→2h2o
2h2s+3o2→2so2+2h2o
沼氣的燃燒需要供給適量的氧氣，氧氣過多或過少均對燃燒不利。當沼氣與空氣混合到一定濃度時，遇到明火則引起**。但若空氣濃度低於一定限度時，氧化反應產生的熱量不足以彌補散失的熱量時，沼氣則無法燃燒。
我們可以通過實驗自製沼氣，觀察其燃燒。其方法是將菜皮、菜根、蘿蔔之類切碎搗爛，緊緊地堆在一起。把一根玻璃管插在堆積物中心，堆積物周圍用稀泥糊起來，封成小丘狀，玻璃管的一端管口露在土堆外面。
為了保證清潔衛生，可將這堆材料裝在乙隻塑膠袋裡，玻璃管口應露在袋外。用乙隻曾吹過一次的氣球套在玻璃管口，用棉線紮緊，使整套裝置不漏氣。如果氣溫在25～35℃，經過3－5天，可以觀察到氣球慢慢地鼓了起來，待氣球膨大後，可將棉線剪去，取走氣球。
找乙個瓶子，瓶口向下套在玻璃管口上，幾小時後將瓶子緩緩抽出，瓶口仍應保持向下。此時迅速地用一根點燃的火柴放到瓶口，可見瓶內氣體著火燃燒。原來，沼氣比空氣輕，因此我們採取瓶口向下，用排氣集氣法來收集沼氣。
當瓶子移出玻璃管口時，瓶中充滿了沼氣，所以點火能燃燒。
三、沼氣的發展歷史
很久以前，人們就發現了沼氣，但對沼氣微生物的研究僅有一百年時間。2023年，義大利科學家沃爾塔通過分析，測定沼氣的主要成分為甲烷和二氧化碳。2023年，法國科學家穆拉發明人工沼氣發生器。
之後，沼氣逐漸被人們所利用。八十年代中後期，隨著沼氣生產使用技術的日趨完善，沼氣生產發展較快。目前世界約有農村家用沼氣池530萬個，一些大型沼氣工程也有了迅速發展。
我國雖然很早就發現了沼氣，但是真正開始推廣應用是在20世紀20年代後期。一位叫羅國瑞的人，在廣東的潮梅地區建成了我國第乙個有實際使用價值的混凝土沼氣池，並成立了「中國國瑞瓦斯總行」（當時稱「沼氣」為「瓦斯」），專門建造沼氣池和生產沼氣燈具等，推廣沼氣實用技術。到了30年代，我國許多地方都建造了這種型別的沼氣池。
解放後，我國**曾多次組織推廣沼氣技術。
20世紀60年代未到70年代初，我國出現了興建沼氣的熱潮，全國建起了600多萬個沼氣池，基本上都是農村家用沼氣池及少量大中型人、畜糞便沼氣池。但由於技術水平的限制及發展速度過快，沼氣池的設計和施工都很不規範、缺乏正確的技術管理，能有效使用的沼氣池為數很少。2023年，***成立了全國沼氣建設領導小組，認真總結了沼氣工作中的經驗教訓，2023年又成立了中國沼氣協會，組織1700多名沼氣技術工作者，對沼氣的關鍵技術進行協作攻關，提出了「因地制宜、堅持質量、建管並重、綜合利用、講求實效、積極穩步發展」的沼氣建設方針，開展了大規模的基礎應用技術研究，引進消化國外厭氧研究新成果，逐步形成了規範標準的水壓式沼氣池及相配套的科學建池技術、發酵工藝及配套裝置，使我國沼氣建設進入了健康、穩步發展的階段。
至2023年底，全國農村戶用沼氣池638萬個，大中型沼氣工程600多處，年產沼氣13億立方公尺。
2023年全國戶用沼氣池總量達到1000萬個，畜禽養殖場沼氣工程1100多處，城鎮汙水沼氣淨化池近10萬處。同時建立了從國家到省、地、縣的沼氣管理、推廣、科研、質檢及培訓體系。探索了一些以沼氣池為紐帶的農村生態模式，將農村沼氣和農業生態緊密結合起來，促進了農村經濟和農業生產的發展，使農村沼氣更具生命力。
如廣西恭城的「養殖—沼氣—種植」三位一體模式；贛州的「豬—沼—果」能源生態模式；遼寧的塑料大棚、沼氣池、禽畜舍和廁所相結合的「四位一體」北方能源生態模式等。這些模式將廁所、豬圈和沼氣池、種植業結合在一起，人畜糞便自動排入沼氣池，經發酵後生產沼氣供人們使用，沼液、沼渣用來發展種植業、養豬、生產蚯蚓食用菌等，綜合經濟效益、生態效益很高，為廣大群眾所歡迎，發展速度較快。
與此同時，我國大中型沼氣工程也有了較快發展。2023年，由中華國瑞天然瓦斯總行寧波分行負責承建的浙江舟山普陀山洪筏禪院內的乙個125.172m3的沼氣池，用於煮飯照明，發酵原料為糞便、廚房廢物和青草。
2023年在廣東番禹建成了我國最大的農業沼氣工程，即番禹市橋沼氣發電站，容積為3000m3，開動44kw的沼氣發電機。2023年在我國河南南陽酒精廠建成了一座2000m3的工業沼氣池，利用酒精廢料生產沼氣，80年代又修建了兩個容積為5000m3的大型工業沼氣池，使該廠擁有沼氣池12000m3，貯氣罐30000m3，日產沼氣4萬多m3，為南陽市215個單位和12751戶居民提供燃氣；同時利用沼氣生產二氯甲烷和三氯甲烷，2023年產量已達1020噸，產值1000多萬元，利稅100多萬元。酒精廢料經厭氧消化後，cod除去率達84%以上，bod除去率為90.
8%，懸浮物降低96.5%，大大減輕了對環境的汙染。在南陽酒精廠大型沼氣工程的示範作用下，80年代全國有很多酒廠、糖廠、食品加工廠和畜牧廠修建了大中型沼氣池。
至90年代，大中型沼氣工程的技術已經成熟，並逐漸達到標準化。 我國沼氣的基礎研究始於80年代。2023年北京師範學院在國內首次分離獲得了甲烷八疊球菌的培養物。
接著浙江農業大學、中國科學院成都生物研究所和微生物研究所相繼派人到美國加州大學、美國佛羅里達大學進修或合作研究，陸續分離出多株產甲烷細菌、產氫產酸菌和厭氧纖維素分解菌，探索了厭氧食物鏈中各菌類的相互關係。隨後浙江農業大學、中國科學院成都生物研究所、農業部成都沼氣研究所等許多院所相繼建立了厭氧微生物實驗室。其中成都沼氣研究所建立了農業部厭氧微生物重點開放實驗室，對沼氣發酵微生物學、生態學和生物化學進行了比較廣泛的研究，發表了大量**，取得了多項成果，使我國在沼氣基礎研究的某些方面逐漸接近國際先進水平。
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