على غرار الهضم اللاهوائي لحمأة الصرف الصحي ، يمكن تركيب الغاز الحيوي في المنزل بسيرورة بسيطة نسبياً وتُستعمل صناعياً. تُستغل في تركيب الغاز الحيوي فضلات عضوية، خاصة روث الحيوانات، لتوليد منتجين هما غاز قابل للاحتراق وحمأة
عضوية مترسبة.
أما الغاز فهو مزيج من الميثان وثاني أكسيد الكربون ، وهو وقود نظيف الاحتراق وسهل الاستعمال في كثير من التطبيقات، خصوصاً الطبخ والتدفئة. ويمكن لمادة الحمأة المتبقية أن تتصف بخواص الروث الأصلية الجيدة، وهذا ما يجعلها ملائمة لتحسين التربة. يُري الشكل 2.19 تصميماً بسيطاً لمولد غاز حيوي واسع الانتشار في المناطق الريفية في جميع أنحاء العالم .
 

يُعتبر توليد الغاز الحيوي سيرورة لاهوائية معقدة يمكن تجزئتها تخيليا إلى ثلاث خطوات جميعها يتضمن وساطة جرثومية. الخطوة الأولى هي جعل الكتلة العضوية الصلبة، المكونة في المقام الأول من سكريات متعددة وبروتينات وشحوم، قابلة للانحلال في الماء وحلمهتها، حيث تتفكك لتعطي سكريات وحموضاً أمينية وغليسرول وحموضاً دهنية. وعندما تنحل، تعمل الجزيئات الصغيرة ركائز لتفاعلات تعطي حمض الخل وأجناس كربونات وهدروجين، ويتحول المركبان الأخيران جزئياً إلى طور غازي وفقاً لقانون هنري. وتتكون أيضاً مقادير صغيرة من مواد أخرى من قبيل أجناس الكبريتيد والأمونيا، وتبقى مركبات مقاومة حيوياً نسبياً  (biorefractory) أي مقاومة للتفكيك الحيوي ، منها حموض عطرية ودهنية، بدون تفاعل في هذه المرحلة. وأخيراً، يحصل تركيب حيوي للميثان بواسطة تفاعلات يشارك فيها الهدروجين والأمونيا لتحقيق مزيد من إرجاع أجناس الخلات والكربونات وفق ما يلي:
 

وتكون النتيجة النهائية مزيجاً غازياً يحتوي على الميثان وثاني أكسيد الكربون بوصفهما المكونين الرئيسيين، إضافة إلى مقادير صغيرة من الهدروجين والأمونيا وكبريتيد الهدروجين. وتقع نسبتا مزج الميثان وثاني أكسيد الكربون عادة في المجال 60- %70 للميثان و 30-40 لثاني أكسيد الكربون. ويعتمد مقدار الحرارة الذي يولده هذا الغاز على نسبة مكونيه. فإذا كان معظم المادة الداخلة إلى مولد الغاز الحيوي سللوزياً، تنتج نسبة عالية من ثاني أكسيد الكربون، في حين أن الشحوم والبروتينات تزيد نسبة الميثان.
يجب التحكم في ظروف التفاعل بدقة بغية استمثال إنتاج الغاز ليكون ذا محتوى حراري كبير. ويجب أن يكون عامل حموضة مزيج التفاعل ضمن المجال 6.5-8.5. أما القلوية المسموح بها فهي متغيرة، إلا أنها يمكن أن تصل إلى ppm 14000 من كربونات الكالسيوم. ويجب أن تكون درجة الحرارة ضمن المجال 6020 درجة مئوية، لأن درجة الحرارة المثلى للجراثيم الأليفة للحرارة المعتدلة تساوي نحو 35 درجة مئوية، وتلك التي للجراثيم الأليفة للحرارة العالية تساوي نحو 55 درجة مئوية. وفي الشتاء، أو في حالة الرغبة في جعل التفاعل يحصل عند درجات حرارة أعلى، قد تكون ثمة حاجة إلى بعض الغاز الحيوي المتولّد لتوفير حرارة إضافية للتفاعل، وهذا ما يقلّص مردود الإنتاج. وثمة حاجة إلى النتروجين أيضاً لدعم أنشطة المتعضيات المكروية، ولذا تعتبر نسبة الكربون إلى النتروجين في المادة المدخلة إلى المفاعل على درجة من الأهمية. ووفقاً لما ذكر سابقاً في هذا الفصل، فإن القيمة المثلى للنسبة اللازمة لتحويل المادة العضوية إلى سماد تساوي نحو 30 أو أقل قليلاً. يتضمن الجدول 3.19 المواد التي تقارب نسبها القيمة المثلى. فالخشب، حتى لو كان مقطّعاً قطعاً ضئيلة ، ليس ملائماً لأنه يحتوي على نسبة خَشَبين (كربون ) عالية ومساحة سطح فعالة صغيرة نسبياً، ونسبة الكربون إلى النتروجين فيه تقع ضمن المجال 50 حتى 400، تبعاً لنوع الخشب. وتساوي تلك النسبة في البول 0.8. لذا فإن المزيج القريب من المثالي يحتوي على فضلات حيوانات مخففة بالقش، على غرار ما يحتويه مزيج الفرشة التي ينام عليها البقر.
إن إنتاج الغاز الحيوي مغر بيئياً لأن الوقود الناتج نظيف الاحتراق. فانبعاثات الكبريت منه قليلة، ومشكلة انبعاثات الجسيمات المعلقة معدومة تقريباً. وتحتوي الحمأة المتبقية على معظم النتروجين والفوسفور والبوتاسيوم والمغذيات الأخرى الموجودة في الكتلة الحيوية الداخلة إلى المفاعل. وهي غنية بالمادة الحيوية التي تصل نسبتها إلى 30% من قيمتها الأصلية، والتي تتكون من مواد مقاومة حيوياً ذات صلة بالخشبين، إضافة إلى مكونات خلوية جرثومية. وحين إضافة هذه الحمأة النظيفة الرائحة إلى التربة، تُزودها بالمغذيات إضافة إلى كونها مصدراً لمادة عضوية تحسّن خواص المبادلة الفيزيائية والكيميائية في التربة.
تمثل هذه السيرورة حلاً وسطاً بين استعمال الفضلات وقوداً فقط أو محسناً للتربة فقط. وبناء على الأرقام المتداولة، يمكن تلخيص مفعول هذا الحل الوسط وفقاً للمبين في
المثال 3.19.
 

المثال 3.19 المزايا البيئية لطرائق التخلُّص من الكتلة الحيوية الزراعية
• باستعمال القيم الوسطى لتركيب الكتلة الحيوية، يوفّر الطن الواحد منها (وزن مادة جافة) المحولة إلى سماد حين إضافتها إلى التربة مباشرة المقادير التقريبية التالية من المغذيات: : 6kg ،نتروجين و 1.5kg فوسفور، و kg 3 بوتاسيوم.

• وباستعمال بيانات الجدول 6.8 ، يُنتج الطن الواحد من الكتلة الحيوية نحو J 100×1.5 من الطاقة حين حرقه.
• وحين تحويل الكتلة الحيوية إلى غاز حيوي وحمأة، وتبعاً للظروف، يُعطي الطن الواحد منها 200-700 متر مكعب من الغاز الحيوي. وإذا كانت نسبة الميثان إلى ثاني أكسيد الكربون الناتجين في الغاز تساوي 65:35، فإن محتوى الغاز الحراري يساوي ثلثي محتوى الميثان الصافي (الجدول 6.8)، أي

ويساوي محتوى الغاز الكلي من الطاقة حينئذ ما بين

مع كون القيمة الصغيرة هي كثير من الحالات. وتتبقى من التفاعل حمأة تحتوي على kg 300 من الكتلة الحيوية الأصلية الصلبة لاستعمالها في تحسين التربة.
المرجحة
النقطة الرئيسية 3.19 تنطوي البقايا العضوية النباتية والحيوانية على قيمة من حيث كونها محسّناً للتربة ومصدراً للطاقة. وثمة خياران مرغوب فيهما بيئياً للتخلُّص منها، أحدهما هو تحويلها إلى سماد عضوي يُطبَّق على التربة، أو تحويلها إلى وقود غازي. وفي الحالة الأخيرة، يمكن تطبيق الحمأة المتبقية من التفاعل على التربة.