1.2.2　共发酵工艺

根据Mussoline等[2]的报道，厌氧发酵最适C/N比在25～35之间，而单一秸秆原料含氮量低、生物可降解性差。为了解决这一问题，厌氧发酵时除了添加碳酸氢铵、尿素等无机氮源外，很多研究添加畜禽粪便共发酵来提高产甲烷效率。如李东等[87]将鸡粪与稻秸共发酵，控制原料比例调节C/N比为17.8时，达到了最大沼气产率446mL/g。YE等[88]开展了猪粪和稻秸共发酵实验，C/N比为21.7，甲烷产率比稻秸单一原料提高了71%。共发酵除了使C/N比得到优化外，营养物质被认为是重要原因。如Zhang等[89]将食品废弃物与不同比例的猪舍废水共发酵，研究者认为废水中所包含的Fe、Co、Ni、Mo等金属元素提高了体系酶活性，是沼气产量提高的主要原因。

菌群结构变化可以揭示共发酵工艺的机制。如Zheng等[90]在研究牛粪和柳枝稷共发酵时发现，容积产气率比柳枝稷单发酵提高了1.3倍，研究者认为，牛粪除了提供碱度外，不同原料的混合改变了菌群结构，使整个发酵更加高效。Wang等[91]通过网络结构分析来研究猪粪和玉米秸秆共发酵菌群的相互作用。结果表明，单一原料发酵体系由于菌群结构受到VFAs的影响，协同作用下降；而共发酵降低了猪粪原料中总氨氮浓度，使得甲烷丝菌属（Methanosaeta）相对丰度升高，从而获得了较高的甲烷产率。

由此可见，共发酵优化了原料的C/N比，增加了菌群结构多样性，最终使产甲烷活性提高。但在实际应用中，畜禽粪便易导致氨氮抑制、病原体残留等问题，因此在沼渣沼液还田时需进行环境安全性评价。