本文通过使用6%的NaOH对水稻秸秆进行处理，研究水稻秸秆、牛粪与凹土共发酵产沼气的影响，尝试着找到一种产沼气最优的水稻秸秆、牛粪与凹土配比，为农作物秸秆厌氧消化产沼气的事业发展提供一定的技术支持。

2 材料与方法

2.1 试验原材料

水稻秸秆取自淮安市淮阴区王营镇周围村庄天然风干的水稻秸秆。先将水稻秸秆晒干，再用剪刀剪成2～3 cm的小段，并用粉碎机粉碎，并测定其理化指标。

2.2 接种物

沼气发酵以厌氧活性污泥为接种物，厌氧活性污泥中含有大量的沼气发酵微生物。发酵原料与接种物混合之后，在一定的条件下，混合物中的微生物能够快速地恢复活性，而且进行厌氧发酵产沼气。本试验的接种物是取自学校边上村庄的沼液，加入水稻秸秆与牛粪，在试验室中厌氧发酵一段时间的沼气液为接种物。

表1是实验材料的理化性质。

表1  实验材料的理化性质（%）

VS TS 灰分 纤维素 半纤维素 木质素

水稻秸秆 81.4 92.9 10.1 38.3 21.3 12.5

牛粪 56.8 87.4 - - - -

凹土 78.6 85.7 - - - -

接种沼液 4.12 7.29 - - - -

2.3 试验装置

试验装置是由淮阴师范学院生物质能与酶技术重点实验室自行设计的市内沼气发酵试验装置（图1），主要组成包括：温控仪、传感器、地热线（800 W）、恒温水箱、发酵瓶、集气瓶、集水瓶等。使用橡皮塞、玻璃管和乳胶管连接各部分，再在接口处涂抹凡士林防止漏气。均匀分布于水箱底部的地热线，间距约1 cm，无交叉重叠，保证了水箱内部的均匀受热。将2.5 L的塑料小桶用作发酵瓶，将1000 mL 的锥形瓶用作集气瓶。发酵瓶处设有发酵料液取样口，集气瓶处设有气体采样口，用于按期取样，分别进行料液pH值和沼气气体成分的测定。

图1  厌氧发酵装置组成

2.4 试验设计

试验由在同一个装置内进行的预处理阶段和厌氧发酵产沼气阶段两个过程组成。预处理阶段要求在常温厌氧条件下进行，并用盖子密封作为发酵瓶的塑料小桶。在厌氧发酵产沼气阶段，将试验温度设定在35℃，属于中温发酵。为了使发酵装置保持在恒定温度，所以将它固定在恒温水槽中，并利用温控仪、传感器和地热线控制温度。

试验样品用NaOH质量百分数为6%的进行预处理，以上所有处理均在25℃恒温恒湿箱中进行，7 d后装入发酵罐中进行发酵，水稻秸秆、牛粪与凹土在正交表上安排三因素三水平试验，各因素水平安排见表2。干物质各取60 g，加沼液定容到2 L装罐。在发酵温度为35℃条件下进行中温发酵。