压力厌氧生物处理的产沼气特性实验研究.doc

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1、压力厌氧生物处理的产沼气特性实验研究摘要：为了使厌氧生物处理工艺有所突破，提高单位产气比率及甲烷含量，对压力厌氧生物处理的产沼气特性进行了实验研究，实验采用压力生物厌氧发酵装置，在恒温30°C,产气、贮气压力0.3MPa下进行，所取得的各项数据都有了突破性进展，寻求了一条高效能的压力沼气发酵新方法。关键词：压力沼气；实验；厌氧；甲烷；0引言目前，各种类型的沼气发酵装置，均在常压下运行，特别是我国农村普遍采用的，用于获取沼气燃料的沼气发酵池，由于进料口和出料口及水压间直接与大气相通，在产气、用气时，伴随有强烈的呼吸作用，除在呼吸作用下丢失大量的甲烷气体外，同吋使大量的氧溶解在发酵液中，造成了有

2、机发酵物降解不彻底，营养物大量流失的严重后果，破坏了厌氧发酵的正常进行，影响了产气质量和产甲烷值指数，探索厌氧生物处理技术的新途境，是厌氧生物处理技术面临的重要课题。本文通过对压力厌氧生物处理的实验研究，对所取得的突破性进展，进行了介绍。旨在为其应用提供依据，对压力厌氧生物处理技术的发展，起到积极的推进作用。1实验部分1.1实验材料制备(1)压力有机厌氧发酵原料制备实验所用的发酵原料为混合型发酵原料，配比〔按TS)计：猪粪70%；马粪30%,测定值见表1。表1发酵原料测定值原料种类TS%VS%C/NPII猪粪14.5670.6525:16.5马粪24.8280.8413.2:17.1混合后1

3、7.6473.7015.6:16.9（2）接种物取自以猪粪为原料富集的接种物,TS为11・87%,VS为70・65%,pH为7・5。1.2实验装置与试验条件1.2.1实验装置实验系统主要由以下几部分组成：恒温水浴箱、加热器、压力厌氧发酵罐、温水循环泵、温控器、精密压力表、稳压阀、计量表、肺活量计、史氏发酵管、管道及阀门等（见图1）压力厌氧发酵罐选用YSP一一15钢瓶改制厌氧发酵装置，公称容积35.5L,投加发酵料液总计25L,余留10.5L,为贮气、贮压间，热水加热器的主要功能用來调节恒温水浴箱内水的温度，方法是将所加热的热水通过盘管以间接换热的方式对水进行加热，水温由温控器的电接点来控制，

4、当水温下降时，热水加热器开始加热，温水泵启动。水泵除对恒温水浴箱充灌温水外，水流还起到搅拌作用，使水温保持在所设定的范围内，冷却了的水通过下面的连通管进行循环，使水温恒定。所产沼气经由稳压阀，调压到所设定的压力后,由管道输送，经计量表计量后放空。当需要计量沼气中甲烷含量时，将取样阀门打开，沼气经由取样管道进入到肺活量计中，进入肺活量计中的沼气流量，可以通过调节取样阀的开度进流量的调节。当采样完成后，关闭取样阀，将出气阀打开，使沼气缓慢的进入到史氏发酵管内进行计量。史氏发酵管内的水封液为10%的NaOH溶液，当沼气中的C02和少量H2S被碱液吸收后，计量的气体可看作CIL含量。1.2.2实验仪

5、器电子天平：FA1104N上海；酸度计：pH——2型上海第二分析仪器厂；可调温恒温加热箱：0——1300°C；水浴槽、加热器、温度控制仪、气体流量计、精密压力表、稳压阀、安全阀等。1.2・3发酵液配制本实验以混合型发酵原料为主，配以接种物及水，混合不同浓度的发酵液,共设三个实验组，发酵液配制见表2。表2发酵液浓度值目序号发酵原料L接种物L水LTS%VS%贮压间容积L120516.4973.0910.521010511.8072.18355155.9072.181.2.4安全导则1.2.4.1钢瓶改制规则钢瓶改制压力厌氧发酵反应器装置，不得破坏原先的主体结构，并应遵照GB5842——1996《

6、钢制液化石油气钢瓶》和GB150——1998《钢制压力容器》国家标准的规定执行。做最大压力厌氧发酵实验的钢瓶不允许改制.1.2.4.2发酵料液的灌装%1最大压力厌氧发酵实验料液灌装操作：将瓶阀从瓶阀座上卸下，采用漏斗朝瓶内灌装发酵料液，灌装完成后，检查瓶座螺纹处，应去掉污物，然后将瓶阀装回瓶阀座中，并旋紧瓶阀。%1压力厌氧发酵料液灌装操作：从装料口常规装料。%1空气置换的操作：发酵料液灌装后，钢瓶内残留有部分空气，为了保证发酵正常进行，减少不利因素的影响，对于容留于钢瓶中，贮气室内的空气进行置换。方法是，将正常发酵并且产气压力以达到0.3MPa的《贮压式钢制沼气罐》罐内的沼气，朝新灌装好发酵

7、料液的钢瓶中充沼气，当压力相当时,停止充装，开启排空阀，当还余有少量压力时，关闭排空阀，再次朝钢瓶中充灌沼气，如此反复进行多次，既可使钢瓶内的空气残留最少，每次排空操作，钢瓶内的压力应略大于大气压力。1.3实验设计1.3.1最大压力厌氧发酵实验采用批次投料的方法，对三种不同浓度的发酵料液，进行恒温发酵，实验在15——40°C之间进行，每间隔5°C设一段吋间停留，当压力恒定，不再生高时，再将发酵温度逐升至下一间