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锐意干货∣怎样有效调节发酵料液pH值?

更新时间:2017-06-22      点击次数:1885

 沼气是有机物在厌氧和一定的温度、湿度、酸碱度和密封等条件下,经过多种微生物分解发酵产生的一种可燃气体。它是一种混合气体,主要成分是甲烷和二氧化碳,其余为一氧化碳、氢气、氮气和硫化氢。

在沼气工程运行过程中,一般通过进出料COD、产气量、pH、脂肪酸等几项工艺运行参数,可以推测发酵装置内微生物生长代谢情况,从而将运行工况调整到*状态。因此,宜对温度、产气量、COD、pH、挥发酸、总碱度和沼气成分等指标进行监测,掌握沼气发酵装置运行工况,并根据监测数据及时调整或采取相应措施。

如果出水COD浓度明显上升,COD去除率明显下降,悬浮固体沉降性能下降,说明沼气发酵状况恶化;如果沼气产气量降低,可能是温度或负荷变化使产甲烷菌受到抑制,影响它的代谢作用以及对有机物的降解过程;沼气甲烷含量一般在50%~80%。测定二氧化碳和甲烷含量是掌握消化过程反常现象的zui快方法,特别是可反映出反应器内是否存在有毒物质,抑制物质、重金属和某些阳离子,例如,硫化物、氨氮等。当甲烷含量明显降低,挥发酸超过正常值,即预示24h后将发生故障,应立即降低有机负荷。

下面详细阐述一下发酵料液pH值的影响因素,以及如何有效调节发酵料液pH值。

一、沼气料液适宜的酸碱度 
生物反应很大程度上依赖于pH,pH表示溶液的酸碱度,用数字1-14表示,数字越小表示酸性越强,越大表示碱性越强,7表示中性。产甲烷的*pH范围是6.8~7.5,但是高于或低于这个范围也可以产气。在单级发酵中,一般*范围内的pH是自动形成的,因为细菌群体本身会形成一个自我调节系统。在两级发酵中pH在水解阶段是相当低的,通常是5~6.5,因为这是产酸细菌的环境。在产甲烷阶段由于介质缓冲能力和降解活动,pH再次回升到中性范围。通常牛粪、堆沤青草偏酸,猪粪一般为中性(酒厂猪粪偏酸),鸡粪偏碱。

介质(主要是碳酸氢根和铵离子)的缓冲能力通常可保证稳定的pH,如果挥发酸与总碱度的比值低于0.5,保持0.2左右,说明介质所提供的缓冲作用足够,发酵过程在稳定地运行。正常情况下挥发酸(以乙酸计)的含量应保持在1000mg/L以下,总碱度(以重碳酸盐计)应大于2000mg/L。但如果负荷过高,装置会产生大量的挥发酸,导致pH低于正常值,从而抑制产甲烷菌的活性,使沼气发酵不*,应立即采取措施进行调节。

二、沼气池料液酸碱度失调处理方法 
pH酸碱度失调的症状常表现为产生的沼气不接火或三五天慢慢不产气。一般情况下,发酵料液是偏酸的,又称为酸化,由于发酵液中有机物浓度过高,产酸菌大量繁殖,快速产酸,而产甲烷菌繁殖缓慢,来不及消耗产生的酸,造成有机酸的积累,使发酵液酸化。酸化主要表现为以下三点:

1、发酵液挥发酸浓度升高,pH下降。在正常的沼气发酵过程中,乙酸在挥发性脂肪酸中占95%左右,丁酸和戊酸很少,如果丁酸、戊酸含量上升,预示发酵装置超负荷运行。

2、沼气产量明显减少,沼气中二氧化碳含量升高,甲烷含量下降。

3、出水COD浓度升高,污泥沉降性能下降。

A.解决偏酸的办法有三种,任选一种即可。

1、一旦出现酸化,应停止进料,加强搅拌,待pH恢复正常水平后(6.8以上),再以较低负荷开始进料。

2、pH降低至5.5以下,单靠停止进料难以奏效时:

①排出部分发酵液,加入等量的接种物,如污泥、正常产气后的沼气料液或旧粪池内的料液,起到稀释、补充缓冲性物质及活性厌氧污泥的作用。

②加入适量的石灰水或草木灰,石灰水和草木灰均是碱性物,它们可与发酵液中的酸起中和反应生成盐,使PH值逐步正常,加入总量视偏酸程度而定。加石灰水时应稀释,即50公斤石灰水中含固体干石灰3~4公斤;而容积在10立方米以下的沼气池加入3-5公斤草木灰即可。

B.解决偏碱的办法有两种,任选一种即可。

1、中和调碱法,即加入适量的牛粪或堆沤青草。

2、稀释调碱法,即往沼气池内加水稀释,水基本是中性的,通过稀释,使料液基本接近中性。

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(来源:沼气圈)

 

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