9、厌氧消化的主要影响因素有哪些?
厌氧消化的主要影响因素包括以下几个方面。
(1)原料配比 大量报道和实验表明,厌氧消化的反应物碳氮比在(20~30):
1 时较为适宜。一般将贫氮有机物(如作物秸秆等)和富氮有机物(如人畜粪尿、
污泥等)进行合理配比,从而得到合适的碳氮比。
(2)温度 根据温度的不同,可把发酵过程分为中温发酵(30~36℃)和高
温发酵(50~55℃)。一般厌氧消化常控制在这两个温度范围内,以获得尽可能
高的降解速度。
(3)酸碱度 水解、发酵菌及产氢产乙酸菌对pH 值的适应范围大致为5~6.5,
而甲烷菌对pH 值的适应范围为6.6~7.5 之间。
为提高系统对PH的缓冲能力,需要维持一定的碱度。通常情况下,碱度控制在在
2000~5000mgCaCO3/L,可通过投加石灰或含氮物料的办法进行调节。
(4)Eh 一般来讲,厌氧微生物只能在Eh 值100 mV 以下甚至负值时才能生
长。产甲烷菌生长和产甲烷的适宜氧化还原电位(Eh)是-330 mV 以下。
(5)搅拌 搅拌是促进厌氧消化所不可缺少的,有效的搅拌可以增加物料与
微生物接触的机会;使系统内的物料和温度均匀分布;防止局部出现酸积累;使
生物反应生成的硫化氢、甲烷等对厌氧菌活动有阻害的气体迅速排出;使产生的
浮渣被充分破碎。
(6)有毒物质 有毒物质能抑制发酵微生物的生命活力,发酵菌对有毒物质
有一定的忍耐程度,超过允许浓度会使沼气发酵受阻。
对厌氧消化具有抑制性的物质
抑制物质
抑制浓度
/(mg/L)
抑制物质 抑制浓度/(mg/L)
VFA >2000 SO4
2- 5000
氨氮 1500~3000 Na 3500~5500
ABS(烷基苯磺酸
盐)
50 Cu 5
五氯苯酚 10 Cd 150
溶解性硫化物 1000 Fe 1710
Ca 2500~4500 Cr3+ 3
Mg 1000~1500 Cr6+ 500
K 2500~4500 Ni 2
金属离子的促进作用和抑制作用浓度范围
浓度(mg/L) 浓度(mg/L)
金属离子
促进作用 中等抑制 强抑制
金属离子
促进作用中等抑制 强抑制
钠 100~200
3500 ~
5500
8000 钙 100~200
2500 ~
4500
8000
钾 200~400
2500 ~
4500
12000 镁 75~150
1000 ~
1500
3000
(7)添加剂 在发酵液中添加少量有益的化学物质,有助于促进厌氧发酵,提
高产气量和原料利用率。分别在发酵液中添加少量的硫酸锌、磷矿粉、炼钢渣、
碳酸钙、炉灰等均可不同程度地提高产气量、甲烷含量以及有机物质的分解率,
其中以添加磷矿粉的效果为最佳。
(8)接种物 厌氧消化中菌种数量的多少和质量的好坏直接影响沼气的产生。
不同来源的厌氧发酵接种物,对产气量和气体组成由不同的影响。添加接种物可
促进早产气,提高产气率。
10、沼气主要应用于哪些方面?
⑴用作生活燃料 可用在照明、炊事、锅炉、烘干等生产生活中。
⑵用作运输工具的动力燃料 直接应用于各种内燃机如煤油机、汽油机、柴
油机等。
⑶用以发电 沼气用于发电时,1m3约可发电1.25 度。适合于中小功率发电。
⑷制作化工原料 甲烷可用来制作炭黑、一氯甲烷、二氯甲烷、乙炔、甲醇
等。
⑸用以孵化禽类 沼气可用于作为孵化禽蛋的热源,其优点是温度稳定,孵
化成功率高,操作方便,无环境污染。
⑹用以蔬菜种植 将沼气通入蔬菜种植大棚或温室内进行燃烧,产生的二氧
化碳用于施肥,有明显的增产效果,还可生产无害蔬菜作为绿色食品。
⑺用以贮粮防虫 向贮粮装置内输入适量沼气以排除空气,形成无氧环境,
杀死害虫,从而保证粮食的品质。