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如何提高厌氧发酵的效果
厌氧发酵过程受到多种因素的影响作用,如pH、发酵温度、碳氮比、微量元素、有机负荷、污泥浓度等。 2.1pH 在厌氧发酵过程中,产甲烷菌适宜的pH在6.8~7.2之间,pH在6.4以下和9以上都会对产甲烷菌产生抑制作用。厌氧发酵过程中pH的变化是一个动态平衡过程,一般情况下不用人为去调节。 2.2温度 温度是通过影响细菌生长代谢以及酶活性来影响厌氧发酵效果的,理论上来讲,温度在10~60℃,厌氧发酵都能正常产气。厌氧发酵按温度可以分为低温发酵、中温发酵和高温发酵:低温(10~30℃)、中温(30~40℃)和高温(50~60℃)。在一定的温度范围内,厌氧发酵的产气量和产气率都随着温度的升高而增高。 2.3碳氮比(C/N) 物料碳氮比能直接影响厌氧发酵的处理效率和厌氧微生物的增长。通常认为只要C/N比达到(22~35):1,就可以满足厌氧发酵的营养要求。如果C/N高,反应器内氮源不足,系统的缓冲能力比较低,容易造成挥发性脂肪酸的累积,使得pH下降。如果C/N低,反应器内氮量过多,pH容易上升,会导致铵盐的累积,进而抑制厌氧发酵进程。总之,过高或过低的C/N都会减弱厌氧微生物的活性,进而影响厌氧发酵效果。 2.4微量元素 微量元素铁(Fe)、钴(Co)、镍(Ni)等可以促进产甲烷菌的生长,在微生物的酶系统中对产甲烷阶段起调控作用,加快甲烷的生成进度。微量元素不仅可以提高挥发性脂肪酸的转化效率,从而消除挥发性脂肪酸在厌氧发酵系统中的积累,提高甲烷产量,而且还可以拮抗氨氮和钠离子的抑制作用,进一步保证了厌氧发酵系统的稳定运行。 2.5有机负荷 有机负荷是厌氧发酵的重要影响因素,在一定范围内沼气和甲烷产量随着有机负荷的增加而增加。但有机负荷如果过高的话,往往会导致反应器内丙酸的累积,使得反应器“酸化冶,从而抑制产甲烷菌的生长,严重的话会使得厌氧发酵反应失败。而有机负荷过低的话,会影响厌氧发酵效率,降低产气率,增加厌氧发酵的运行成本。 2.6污泥浓度 厌氧发酵反应体系中的污泥浓度也是影响厌氧发酵的关键因素,污泥浓度低,发酵系统中产甲烷菌的浓度也低,难以快速降解在产酸过程中产生的小分子物质,会造成挥发性脂肪酸的累积,使得发酵速率变慢,产气周期增长,严重时就会导致厌氧发酵反应失败。污泥浓度高,会缩短厌氧发酵的启动周期,提高厌氧发酵处理效率,但过高的污泥浓度则会降低厌氧发酵物料的处理效率。 2.7有毒物质 氨氮、重金属、硫酸盐等物质,都会严重影响产甲烷菌的生长增殖,特别是硫酸盐,很容易抑制厌氧发酵的产甲烷过程,使得反应失败。加入铁(Fe)、钴(Co)、镍(Ni)等金属元素,可以有效缓冲有毒物质的毒害,促进产甲烷进程。