马文林，刘翌晨，李向辉，及晓彤，张润泽

(北京建筑大学环境与能源工程学院 北京应对气候变化人才培养基地，北京 102616)

猪粪中含有丰富的有机物质和氮磷元素，具有较高的资源化利用潜力[1]。我国每年产生23万吨的猪粪[2]，但目前我国对于猪粪的利用效率仅43.3%[3]，有超过一半的猪粪被随意堆置或抛弃在环境中，发生厌氧分解，不但向环境排放有机污染物、氮磷营养物、重金属等污染物和甲烷(CH4)、氧化亚氮(N2O)等温室气体，造成水体、土壤和大气的污染，同时也是对资源的浪费[4]。

沼气工程利用厌氧消化反应将有机废弃物中的大分子有机物质转化成甲烷，是一种合理利用有机废物的资源化手段[5]。根据反应温度条件的不同，可将沼气工程分为常温(15～26 ℃)厌氧消化，中温(28～40 ℃)厌氧消化与高温(48～60℃)厌氧消化3类[6-7]。我国北方地区季候分明，冬季寒冷且漫长，中温厌氧消化与高温厌氧消化均需要加热以维持发酵系统的温度，对能源消耗大，导致运营成本高，沼气工程缺乏经济性[6-8]。采用常温厌氧消化，用于维持发酵系统温度所消耗的能源少，运营成本低，但有机物转化效率也低，使得沼气工程的产气效率不能满足人们的生活供暖需求[9]。

弄清厌氧消化反应过程中有机物迁移转化的机理，对提高沼气工程的能源转化效率至关重要。目前，对于常温厌氧消化的研究还停留在可行性研究阶段[10-11]。高志坚[12]通过试验对比了中温消化和常温消化的产气量情况，研究发现常温厌氧消化产气量比中温厌氧消化产气量来说高出37.8%～52.8%。……