影響干式厭氧發(fā)酵技術的六大因素剖析之紅外沼氣分析技術

時間：2017-06-05

干式發(fā)酵是指以**廢棄物為原料（干物質濃度在25%以上），利用水解產(chǎn)酸菌、產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌和產(chǎn)甲烷菌將其分解為CH4、CO2、H2S等氣體的發(fā)酵工藝。由于固體濃度太高難以采用連續(xù)投料或半投料的投料方式，絕大數(shù)均采用批量投料。紅外沼氣分析儀Gasboard-3200系列。
一、干式厭氧發(fā)酵技術的應用范圍
1.城市生活垃圾
組成：食物殘渣，廢紙，玻璃、陶瓷、塑料、金屬制品等廢物，煤灰渣及糞便等。
特性：組分復雜且隨季節(jié)、場合而異；食品殘渣的比例需達到60%以上，尚未實現(xiàn)分類收集，用于堆肥時需經(jīng)分選。
2.禽畜糞便
組成：雞、鵪鶉、鴿子、鴨、鵝等禽糞尿；豬、羊、牛等畜糞尿；兔、蠶、蚯蚓等其他動物糞尿及沖刷廢水。
特性：有惡臭，孽生蚊蠅且攜帶大量病菌及蟲卵，但**質、N、P、K及微量元素豐富，C/N比較低，適合用作堆肥、飼料和產(chǎn)沼的原料。可直接用作土壤改良劑，促進作物增產(chǎn)。
3.污泥
組成：沉砂池沉渣、浮渣、初沉污泥、二沉池污泥、活性污泥、消化污泥以及造紙污泥、煉油污泥等。
特性：易于腐化發(fā)臭、含水率高且不易脫水；**物含量約50%，植物營養(yǎng)素豐富，可用作土壤改良劑和堆肥原料，但需除去其中重金屬、**污染物、病原菌、寄生蟲等有害成分。
4.農(nóng)產(chǎn)品及其加工廢物
組成：麥秸、稻草、玉米稈、樹葉、雜草、木屑、玉米芯、豆莢、花生殼、棉籽殼、谷殼、棉稈、鋸末等。
特性：以碳水化合物為主，種類多、數(shù)量大、廉價易得，是微生物良好的營養(yǎng)物質和堆肥理想原料；物化性質良好，適宜用作工業(yè)原料，干燥后熱值高，燃燒清潔，灰分用途廣泛。
5.廚余和泔腳
組成：米和面粉類食品殘余，蔬菜、肉骨、魚刺、瓜皮、果皮果殼、菜葉、剩飯、剩菜及廢餐具、餐巾紙等。
特性：**物含量高、熱值低、易腐；含水率在80%左右；組成簡單，毒害物質含量較少；營養(yǎng)成分豐富；來源復雜，需適當處理以截斷病原菌，適用于堆肥產(chǎn)沼。
6.食品工業(yè)廢渣
組成：麥麩、糟渣、蔗渣、骨粉、濾泥、糠醛渣、劍麻渣、食用菌渣等。
特性：產(chǎn)量大，可集中處理；營養(yǎng)元素全面，雜質少，適于用作飼料，堆肥原料和厭氧發(fā)酵產(chǎn)沼。
7.高濃度**廢水
組成：酒精、味精、發(fā)酵、屠宰、制糖、養(yǎng)殖、化工、食品行業(yè)的**廢水。
特性：COD含量高；廢水中含有豐富的微生物菌群，其成分類似于生物**肥菌種，可與秸稈、糞便一起生產(chǎn)**生態(tài)肥。紅外沼氣分析儀Gasboard-3200系列。
二、影響干式厭氧發(fā)酵工藝的主要因素
厭氧發(fā)酵產(chǎn)氣量的多少、運行的穩(wěn)定性以及CH4含量的高低與發(fā)酵過程中工藝條件的控制密切相關。由于發(fā)酵原料干物質濃度高導致進料難、傳熱傳質不均勻、酸中毒等問題成為干式厭氧發(fā)酵工藝的技術難點，對此國內外都進行了深入的研究，其中有研究表明影響干式厭氧發(fā)酵產(chǎn)氣性能穩(wěn)定運行的主要因素包括：底物組成、底物預處理、接種物、**負荷、pH值和溫度以及攪拌等。紅外沼氣分析儀Gasboard-3200系列。
1.底物組成
由于底物本身特性的不同，發(fā)酵產(chǎn)生的沼氣產(chǎn)量相差較大，眾多研究表明：厭氧發(fā)酵底物的C/N比值以20~30為宜，過高與過低均會影響底物產(chǎn)氣量或產(chǎn)氣速率。C/N比過高，發(fā)酵過程**酸會大量累積；C/N比過低，**物的分解會受到抑制，同時會產(chǎn)生大量的NH3抑制產(chǎn)甲烷菌的活性。
2.底物預處理
對于固體含量高的**廢棄物的厭氧發(fā)酵，底物的水解階段是在整個厭氧發(fā)酵過程的限速階段。底物的水解速率除了和自身特性有關外，還與其物理結構、性狀以及底物與水解酶接觸難易程度有關。通過一定的預處理技術減少底物的顆粒直徑、改善底物與酶的親和能力等，不僅可以促進**物的分解，而且還可以為微生物生長繁殖創(chuàng)造適宜的環(huán)境，增大微生物與發(fā)酵底物的接觸面積，同時可以顯著地提高底物水解速率和產(chǎn)氣量。
目前比較常見的預處理方法有物理預處理法、化學預處理法和生物預處理法。
1）物理預處理法
物理預處理法是通過改變底物物理特性促進厭氧發(fā)酵，主要方法有切碎、研磨、浸泡、冷凍、微波、超聲波、蒸汽爆破、脈沖等。
2）化學預處理法
化學預處理法可以促進復雜**物質降解轉變?yōu)橐子谏锝到獾男》肿游镔|，如葡萄糖、乙酸等，從而提高產(chǎn)氣效率，通常是酸、堿法。
酸水解法可以破壞秸稈中纖維素的晶體結構，使秸稈變得疏松，但高濃度的酸會產(chǎn)生對沼氣發(fā)酵有抑制作用的副產(chǎn)品，如糠醛等。堿水解法的機理是利用堿破壞木質素的醚鍵、皂化半纖維素和木質素之間的酯鍵，從而削弱纖維素、半纖維素內部氫鍵的結合，使纖維素水解膨脹，結晶度降低，并且半纖維素在堿的作用下溶解，有利于生物質秸稈的酶解。
3）生物預處理方法
生物預處理法主要是利用微生物產(chǎn)生胞外酶等物質預先水解底物，具體反應體系條件溫和、對木質素的降解具有專一性、反應過程能耗較低、對環(huán)境產(chǎn)生污染較少等優(yōu)點。
3.接種物
在干式厭氧發(fā)酵過程中，由于固體濃度高，加入足夠所需的微生物作為接種物是較其重要的，甚至關系到干發(fā)酵的成敗。接種物的來源、富集培養(yǎng)方式及添加比例對厭氧發(fā)酵影響很大。一般情況下，厭氧干法發(fā)酵時菌種與發(fā)酵原料的比例為1:5左右，若能達到3:10以上，可以提高產(chǎn)氣率和沼氣中CH4的百分比。
4.**負荷
**負荷時厭氧消化系統(tǒng)中生物轉化能力的度量。如果**負荷過大，會造成揮發(fā)性**酸的積累，形成“酸中毒”現(xiàn)象，不利于產(chǎn)生CH4微生物的生長繁殖；但如果過小，處理效率將大大降低，造成資源量費。研究表明：在TS濃度為20%~50%的情況下，能正常產(chǎn)出CH4。隨著TS濃度的增高，產(chǎn)CH4量逐漸降低：在TS濃度為20%~40%范圍內降低幅度不大；在TS濃度為50%時，產(chǎn)CH4量大大降低。
5.pH值及溫度
厭氧發(fā)酵系統(tǒng)中產(chǎn)酸菌可以在pH為5.5~8.5范圍內良好生長，而產(chǎn)甲烷菌對pH變化非常敏感，**5.5就會完全受到抑制。干式厭氧發(fā)酵的適宜pH范圍為6.8~7.4，**6.4或者**7.6都會對產(chǎn)氣有抑制作用。因此，發(fā)酵體系的pH值應維持在6.5~7.8范圍內。
發(fā)酵溫度也是影響沼氣干發(fā)酵的重要因素，溫度與**物分解過程有密切聯(lián)系，在一定溫度范圍內，溫度越高，原料**物分解越快。30~35℃（中溫）與50~55℃（高溫）是厭氧發(fā)酵的2個適宜溫度段。研究表明：中溫厭氧發(fā)酵工藝所需熱量少，運行穩(wěn)定，便于管理，較適宜干式厭氧發(fā)酵工藝。
6.攪拌
在配料不當或者原料濃度較高的情況下，常會在啟動階段發(fā)生pH劇烈下降的現(xiàn)象，即“酸中毒”。攪拌能夠避免裝置中原料局部酸積累，使發(fā)酵原料分布均勻，增加微生物與原料的接觸和反應，擴大活性層，同時防止大量原料浮面結殼、原料利用率降低、產(chǎn)生的沼氣釋放不出來等問題。
三、干式厭氧發(fā)酵的主要工藝
國外對沼氣干發(fā)酵技術的研究比我國早，整體技術水平較我國良好。從20世紀40年代起，德國、法國和阿爾及利亞就開始運用批量式沼氣干發(fā)酵技術。20世紀80年代，德國、荷蘭、瑞士、布基納法索、尼日爾等國家對沼氣干發(fā)酵進行了深入的研究。20世紀90年代，德國大量資助新型的間歇式干式發(fā)酵技術研究，在90年代末，該項工藝和裝備通過了中試，并于2002年生產(chǎn)出產(chǎn)業(yè)化裝備，投入實際運行。目前國外的沼氣干式發(fā)酵技術已經(jīng)成熟，如車庫型干發(fā)酵系統(tǒng)、氣袋型干發(fā)酵系統(tǒng)、干濕聯(lián)合型發(fā)酵系統(tǒng)、滲濾液儲存桶型干發(fā)酵系統(tǒng)等大型沼氣干發(fā)酵系統(tǒng)，已投入生產(chǎn)性應用以及規(guī)?；恼託馍a(chǎn)。紅外沼氣分析儀Gasboard-3200系列。
（來源：微信公眾號@沼氣圈）

詞條
詞條說明
銳意自控|討論發(fā)電廠鍋爐調節(jié)的目的與作用
隨著我國發(fā)電廠的規(guī)模不斷擴大和承擔的任務不斷增加，加大鍋爐燃燒調節(jié)，是減少損失、增加發(fā)電量的有效途徑，也是實現(xiàn)發(fā)電廠經(jīng)濟效益、安全性和可靠性的重要途徑。本文對發(fā)電廠鍋爐燃燒的原理和發(fā)電過程以及燃燒調節(jié)的目的及措施進行介紹。一、發(fā)電廠鍋爐燃燒的原理和發(fā)電過程煤炭材料在發(fā)生燃燒的時候，煤炭里的碳，氫等成分，以及雜質組分，在和氧氣發(fā)生反應后，形成溫度非常高的煙氣，這些煙氣帶有大量的熱能。煙氣在運行
測定天然氣熱值的方法探析：直接法VS間接法
本文簡述了天然氣能量計量的基本原理，同時介紹了兩種不同原理的天然氣熱值測定方法，并對其進行了分析比較。 GB 12206-90給出了我國城市燃氣熱值的定義：每標準立方米（0℃，101.3KPa）干燃氣完全燃燒時產(chǎn)生的熱量。當此熱量包括煙氣中水蒸氣凝結而散發(fā)的熱量時，稱為高位熱值，反之稱為低位熱值。縱觀近年來的發(fā)展情況，我國天然氣能量計量工業(yè)歷經(jīng)多年積累，不斷**進步，并逐漸與**接軌，對整個**
污泥厭氧發(fā)酵沼氣產(chǎn)量計算的六大影響因素
在實際應用中，業(yè)主一般會采用諸如紅外沼氣分析儀之類的沼氣成分監(jiān)測設備以檢測厭氧發(fā)酵產(chǎn)生的沼氣含量，但往往實際監(jiān)測的沼氣濃度與理論計算得出的數(shù)值有一定的出入。一般在厭氧條件下，每降解1kgCOD約產(chǎn)生2%～8%的厭氧污泥（即微生物對營養(yǎng)物質進行同化后殘留的物質），而能量的傳遞效率是能量在沿食物鏈流動的過程中，逐級遞減。若以營養(yǎng)級為單位，能量在相鄰的兩個營養(yǎng)級之間傳遞效率為10%~20%。微生物由于
銳意自控|袋式除塵器清灰效率分析及煙氣綜合分析儀推薦
袋式除塵器是一種高效的干式除塵裝置，目前國內外均采用裝飾除塵器用于燃煤鍋爐和工業(yè)生產(chǎn)的煙氣凈化。在工業(yè)生產(chǎn)中，燃煤鍋爐和工業(yè)窯爐都排放出大量的工業(yè)粉塵和煙塵，袋式除塵器的捕集效率高、捕集的粉塵細，袋式除塵器在煙氣干法脫硫后的高濃度煙塵工況下除塵，**了很好的效果。一、清灰方式為保證除塵器的除塵效率，袋式除塵器運行一定時間后要及時清灰，清灰時又不能破壞初層。袋式除塵器的清灰方法有三種：機械搖動