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%,。微生物由于其生物形態(tài)結構簡約,,傳遞效率要稍高于多細胞生物為20%~30%,若以其傳遞效率25%計,,則每1kgCOD產生2%~8%的厭氧污泥,,則需要總物質的8%~32%物質用于其自身的同化作用,故1kgCOD中只有0.68~0.92kg的物質轉化為甲烷,。
理論上在標準狀態(tài)下,,1mol甲烷相當于2mol(或64g)COD,則還原1kgCOD相當于生成22.4/64=0.35m3甲烷,。由于沼氣中甲烷含量一般占總體積的50~70%,,則理論上初步計算1kgCOD產生0.34~0.644Nm3的沼氣。但實際監(jiān)測數(shù)據顯示,,通常厭氧條件下降解1kgCOD約產生0.42~0.45 Nm3左右的沼氣,,甲烷含量在60%左右,其熱值在21.52×103kJ/m3左右,。這主要是由于在厭氧消化工藝中,,實際沼氣產氣率受物料的性質,、工藝條件以及管理技術水平等多種因素的影響,,在不同的場合,實際沼氣產氣率與理論值會有不同程度的差異,,具體影響因素如下:
1.物料的性質
就厭氧分解等當量COD的不同有機物而言,,脂類(類脂物)的產氣量zui多,而且其中的甲烷含量也高,;蛋白質所產生的沼氣數(shù)量雖少,,但甲烷含量高;碳水化合物所產生的沼氣量少,,且甲烷含量也較低,;從脂肪酸厭氧消化產氣情況表明,隨著碳鍵的增加,,去除單位重量有機物的產氣量增加,,而去除單位重量COD的產氣量則下降。
2.廢水COD濃度
廢水的COD濃度越低,,單位有機物的甲烷產率越低,,主要原因是甲烷溶解于水中的量不同所致,。因此,在實際工程中,,高濃度有機廢水的產氣率接近理論值,,而低濃度有機廢水的產氣率則低于理論值。
3.沼氣中的甲烷含量
沼氣中的甲烷含量越高,,其在水中的溶解度越大,。故甲烷的實際產氣率越低。
4.生物相的影響
產氣率還與系統(tǒng)中硫酸鹽還原菌及反硝化細菌等的活動有關,。若系統(tǒng)中上述菌較多,,則由于這些菌會與產甲烷菌爭奪碳源,從而使產氣率下降,。
5.工藝條件影響
對同種廢水,,在不同的工藝條件下,其去除單位重量COD的產氣量不同,。
6.去除的COD中用于合成細菌細胞所占的比例
對于等當量COD的不同有機物,,厭氧消化時用于細菌細胞合成的系數(shù)有一定的差異,故產氣率不是常量,。去除的COD中用于合成細菌細胞所占的比例越大,,則分解用以產生甲烷的比例將越小,從而去除1kgCOD的甲烷產量越低,。一般情況下,,變幅小于10%。
由于以上因素,,厭氧污泥實際產沼氣率與理論值會有不同程度的差異,,但在實際應用中,一般會采用紅外沼氣分析儀Gasboard-3200等用以檢測實際的甲烷含量,,無需通過復雜的理論計算方可得到甲烷濃度,,方便又準確。(來源:沼氣圈)
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