沼氣發(fā)酵又稱厭氧消化,是指各種有機(jī)物在厭氧條件下,被微生物分解轉(zhuǎn)化,終生成沼氣的過程。用作沼氣發(fā)酵原料的有機(jī)物種類繁多,如禽畜糞便、作物秸稈、食品加工廢物和廢水,以及酒精廢料等,其主要化學(xué)成分為多糖、蛋白質(zhì)和脂類。
沼氣發(fā)酵工藝的基本條件:
1、適宜的發(fā)酵溫度
沼氣池工程的厭氧發(fā)酵溫度條件分為:①常溫發(fā)酵(也稱為低溫發(fā)酵)10℃~30℃,在這個(gè)溫度條件下,產(chǎn)氣率可為0.15~0.3m3/m3·d;②中溫發(fā)酵30℃~45℃,在這個(gè)溫度條件下,池容產(chǎn)氣率可達(dá)1m3/m3·d左右。③高溫發(fā)酵45℃~60℃,在這個(gè)溫度條件下,池容產(chǎn)氣率可達(dá)2~2.5m3/m3·d左右。沼氣發(fā)酵經(jīng)濟(jì)的溫度條件是35℃,即中溫發(fā)酵。
2、適宜的發(fā)酵液濃度
發(fā)酵液的濃度范圍是2~30%。濃度愈高產(chǎn)氣愈多。發(fā)酵液濃度在20%以上稱為干發(fā)酵。
3、發(fā)酵原料中適宜的碳、氮比例(C:N)
沼氣發(fā)酵微生物對碳素需要量多,其次是氮素,我們把微生物對碳素和氮素的需要量的比值,叫做碳氮比,用C:N來表示,目前一般采用C:N=25:1,但并不十分嚴(yán)格。
4、適宜的酸堿度(pH值)
沼氣發(fā)酵適宜的酸堿度為pH=6.5~7.5。pH值影響酶的活性,所以影響發(fā)酵速率。
5、足夠量的菌種
沼氣發(fā)酵中菌種數(shù)量多少,質(zhì)量好壞直接影響著沼氣的產(chǎn)量和質(zhì)量。一般要求達(dá)到發(fā)酵料液總量的10~30%,才能正常啟動(dòng)和旺盛產(chǎn)氣。
6、較低的氧化還原電位(厭氧環(huán)境)
沼氣甲烷菌要求在氧化還原電位大于330mv的條件下才能生長。這個(gè)條件即嚴(yán)格的厭氧環(huán)境。所以,沼氣池要密封。
工藝流程
糞污水→格柵→曝氣沉砂池→勻漿池→配料池→厭氧反應(yīng)器→脫硫→除水→儲(chǔ)氣柜→利用
工藝特點(diǎn)
沼氣發(fā)酵的工藝流程包括原料的收集、預(yù)處理、消化器(沼氣池)、出料的后處理和沼氣的凈化與儲(chǔ)存等。通過預(yù)處理系統(tǒng)去除原料中的無機(jī)顆粒,然后通過消化池進(jìn)行發(fā)酵處理。在適宜的溫度和PH狀態(tài)下,有機(jī)固體污染物在厭氧微生物的作用下,分解還原為沼氣排出。產(chǎn)生的沼氣依次經(jīng)過生物脫硫、制冷除濕等處理,進(jìn)入儲(chǔ)氣罐儲(chǔ)存。成品沼氣可用于沼氣發(fā)電以及勻漿池加熱用蒸汽鍋爐的燃料使用。