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Technical articles甲烷發酵階段是厭氧消化反應的控製階段,因此厭氧反應的各項影響因素也以對甲烷菌的影響因素為(wei) 準。
一、溫度因素
厭氧消化中的微生物對溫度的變化非常敏感(日變化小於(yu) ±2℃),溫度的突然變化,對沼氣產(chan) 量有明顯影響,溫度突變超過一定範圍時,則會(hui) 停止產(chan) 氣。
根據采用消化溫度的高低,可以分為(wei) 常溫消化(10-30℃ )、中溫消化(33-35℃左右)和高溫消化(50-55℃左右)。
二、生物固體(ti) 停留時間(汙泥齡)與(yu) 負荷
三、攪拌和混合
攪拌可使消化物料分布均勻,增加微生物與(yu) 物料的接觸,並使消化產(chan) 物及時分離,從(cong) 而提高消化效率、增加產(chan) 氣量。同時,對消化池進行攪拌,可使池內(nei) 溫度均勻,加快消化速度,提高產(chan) 氣量。
攪拌方法包括氣體(ti) 攪拌、機械攪拌、泵循環等。氣體(ti) 攪拌是將消化池產(chan) 生的沼氣,加壓後從(cong) 池底部衝(chong) 入,利用產(chan) 生的氣流,達到攪拌的目的。機械攪拌適合於(yu) 小的消化池,液攪拌和氣攪拌適合於(yu) 大、中型的沼氣工程。
四、營養(yang) 與(yu) C/N比
厭氧消化原料在厭氧消化過程中既是產(chan) 生沼氣的基質,又是厭氧消化微生物賴以生長、繁殖的營養(yang) 物質。這些營養(yang) 物質中重要的是碳素和氨素兩(liang) 種營養(yang) 物質,在厭氧菌生命活動過程中需要一定比例的氮素和碳素(COD∶N∶P=200∶5∶1)。
原料C/N比過高,碳素多,氮素養(yang) 料相對缺乏,細菌和其他微生物的生長繁殖受到限製,有機物的分解速度就慢、發酵過程就長。
若C/N比過低,可供消耗的碳素少,氮素養(yang) 料相對過剩,則容易造成係統中氨氮濃度過高,出現氨中毒。
五、有毒物質
揮發性脂肪酸(VFA是消化原料酸性消化的產(chan) 物,同時也是甲烷菌的生長代謝的基質。一定的揮發性脂肪酸濃度是保證係統正常運行的必要條件,但過高的VFA會(hui) 抑製甲烷菌的生長,從(cong) 而破壞消化過程。
有許多化學物質能抑製厭氧消化過程中微生物的生命活動,這類物質被稱為(wei) 抑製劑。
抑製劑的種類也很多,包括部分氣態物質、重金屬離子、酸類、醇類、苯、氰化物及去垢劑等。
六、酸堿度、pH值和消化液的緩衝(chong) 作用
pH值的變化直接影響著消化過程和消化產(chan) 物。
1、由於(yu) pH的變化引起微生物體(ti) 表麵的電荷變化,
進而影響微生物對營養(yang) 物的吸收;
2、pH除了對微生物細胞有直接影響外,還可以促使有機化合物的離子化作用,從(cong) 而對微生物產(chan) 生
間接影響,因為(wei) 多數非離子狀態化合物比離子狀態化合物更容易滲入細胞;
3、pH強烈地影響酶的活性,酶隻有在適宜的pH值時才能發揮大活性,不適宜的pH值使酶的活
性降低,進而影響微生物細胞內(nei) 的生物化學過程。
七、氧化還原電位(ORP或Eh)
厭氧環境,主要以體(ti) 係中的氧化還原電位來反映。高溫厭氧消化係統適宜的氧化還原電位為(wei) -500~-600mV;
中溫厭氧消化係統及浮動溫度厭氧消化係統要求的氧化還原電位應低於(yu) -300~-380mV。產(chan) 酸細菌對氧化還原電位的要求不甚嚴(yan) 格,甚至可在+100~-100mV的兼性條件下生長繁殖;甲烷細菌適宜的氧化還原電位為(wei) -350mV或更低。
八、氨氮
厭氧消化過程中,氮的平衡是非常重要的因素。消化係統中的由於(yu) 細胞的增殖很少,故隻有很少的氮轉化為(wei) 細胞,大部分可生物降解的氮都轉化為(wei) 消化液中的氨氮,因此消化液中氨氮的濃度都高於(yu) 進料中氨氮的濃度。實驗研究表明,氨氮對厭氧消化過程有較強的毒性或抑製性,氨氮以NH4+及NH3等形式存在於(yu) 消化液中,NH3對產(chan) 甲烷菌的活性有比NH4+更強的抑製能力。