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黑膜沼气池就是一种采用黑色HDPE防渗膜将池体底部和顶部密封为一体的具有发酵、贮存气体功能的超大型污水厌氧生物反应器，其主要依靠厌氧微生物将有机底物降解并部分转化为能源气体，具有工程造价和运行费用低，耐冲击负荷、污水处理效率、沼气产量高等特点，目前广泛应用于畜牧养殖业废水处理。

黑膜沼气池因池体顶部隆起的沼气具有较好的隔温效果，且地埋式池体结构具有良好的保温特性，使其具有受外界温度影响小，耐冲击负荷强的特点。由于厌氧细菌生长代际长，因此通常黑膜沼气池的容积都比较大，为使池体内具有充足的厌氧细菌，污水通常在池内滞留2个月以上以确保厌氧发酵充分，从而提高污水的厌氧发酵效果，增加沼气的产量，降低系统的运行费用。