1.发酵菌群
制取沼气必须有沼气细菌。如果没有沼气细菌的作用,沼池内的有机物是不会转变成甲烷。含有优良沼气菌种的接种物普遍存在于粪坑底污泥,下水道污泥,正常使用的沼池料液,及反负刍动物(牛羊)新鲜的粪便。给启动的沼气池加入发酵污泥(称为接种物),加入接种物的操作过程称为接种。加入接种物的数量一般应占发酵料液总重量的10%—30%。如果不加入足够量的接种物,沼池常常很难启动或者是甲烷含量低,无法燃烧。沼气发酵微生物种类繁多,分为不产甲烷群落和产甲烷群落。不产甲烷微生物群落主要是一类兼性厌氧菌,从生理功能上又可分为基质分解菌群和挥发酸生成菌群。它们具有水解和发酵大分子有机物而产生酸的功能,在满足自身生长繁殖需要的同时,为产甲烷微生物提供营养物质和能量。此类微生物包括的范围很广,有化能自养菌、化能异养菌和光能异养菌,甚至还有真菌、原生动物的存在。产甲烷微生物群落,通常称为甲烷细菌,依照形态特征可分为甲烷杆菌属、甲烷球菌属、甲烷八叠球菌属、甲烷螺菌属。
2.发酵环境
沼气发酵中起主要作用的微生物都是严格厌氧的,必须在隔绝空气的条件下,才能进行正常的生命活动。所以沼气池必须严格密封,不漏水不漏气,保证沼气细菌正常生命代谢活动。这就是所谓有氧产生二氧化碳无氧产生甲烷。3.发酵原料
沼气发酵原料是产生沼气的物质基础,又是沼气细菌赖以生存的营养来源。沼气细菌在沼气池内正常繁殖过程中,必须从发酵原料里吸取充足的营养物质,如水分、碳素、氮素和大量元素硫、磷、钾、纳、钙、镁,微量元素铁、铜、锰、钼、镍、钴等元素用以生命活动,成倍繁殖细菌和转化沼气。严格的说,有机物在一定条件下,经微生物都可转化成沼气,常见的植物秸秆、人畜粪便、树叶杂草、城市垃圾、工厂有机废水、污水处理厂的污泥等,都可作为沼气发酵的原料。人、畜和禽的粪便以及易腐生活垃圾,它们的氮源素含量较高。粪便的颗粒较细,作为正常沼气池的原料,不必进行预处理,代谢分解和产气速率较快。各种农作物秸秆(稻草、麦草、玉米秸等)和杂草,它们含碳量高。主要成分为木质素、纤维素、半纤维素和蜡,代谢利用和产气速率较慢。以这类物质为原料时,需要进行预处理,以提高原料的利用率和产气速率。