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“沼氣”細菌的工作條件及環境

2014-11-2    來源:    作者:  閱讀:次  【打印此頁】

適宜的發酵溫度

  溫度是生產沼氣的重要條件,沼氣發酵時溫度的高低直接影響原料的消化速度和產氣率,在適溫范圍內溫度越高,沼氣細菌的生長、繁殖就越快,產氣也就越多。溫度不適宜,沼氣細菌生長發育慢,產氣少或不產氣。同時微生物對溫度變化十分敏感,溫度突升或突降,都會影響微生物的生命活動,使產氣狀況惡化。

  沼氣發酵的溫度范圍較廣,一般8~60都能產生沼氣。低于10或高于60都嚴重抑制微生物生存、繁殖,影響產氣。人們把沼氣發酵劃分為三個發酵區,即10~26為常溫發酵區,28~38為中溫發酵區,46~60為高溫發酵區。一些發酵工業排出的有機廢水、廢物,如酒廠排出的酒糟,由于排放溫度都在70以上,不需要外部補充熱量來提高發酵原料溫度,一般都采用高溫發酵。城市污泥、工業有機廢水、大中型農牧場的牲畜糞便等,適宜采用中溫發酵。農村的沼氣發酵,因為條件的限制,一般都采用常溫發酵,冬季池溫低產氣少或不產氣。為了提高沼氣池溫度,在北方寒冷地區,多把沼氣池修建在塑料日光溫室內或太陽能禽畜舍內,使池溫增高,提高冬季的產氣量,達到常年產氣。

  適宜的干物質濃度

  沼氣細菌不光要“吃”,還要“喝”。沼氣細菌在生長、發育、繁殖過程中,都需要足夠的水分。水是沼氣細菌的重要組成部分,沼氣池里有機物質的發酵必須要有適量的水分才能進行。如果發酵料液中含水量過少,發酵原料過多,發酵液的濃度過大,甲烷菌又“吃”不了那么多,就容易造成有機酸的大量積累,不利于沼氣細菌的生長繁殖,就會使發酵受到阻礙,同時也給攪拌帶來困難。如果水太多,發酵液過稀,單位容積內有機物含量少,產氣量就少,不利于沼氣池的充分利用,所以沼氣池發酵液必須保持一定的干物質濃度。根據多年實踐,農村戶用沼氣池一般要求發酵原料的干物質濃度為6%~12%,在這個范圍內,沼氣池的初始濃度要低一些,這樣便于啟動。夏季和初秋池溫高,原料分解快,濃度可低一些,一般為6%~8%。冬季、初春池溫低,原料分解慢,干物質濃度應保持在10%~12%。

  適宜的pH值

  “pH值”是氫離子濃度指數的數值俗稱,表示溶液酸性或堿性程度的數值。沼氣微生物的生長、繁殖,要求發酵原料的酸堿度保持中性或微偏堿性(即pH=6.5~7.5),過酸、過堿都會影響產氣。經測試表明:酸堿度在pH=6~8之間,均可產氣,以pH=6.8~7.5產氣量最高,pH值低于4.9或高于9時均不產氣。沼氣池沼氣發酵初期,由于產酸細菌的活動產生大量的有機酸,使pH值下降,隨著發酵繼續進行,一方面氨化細菌產生的氨中和了一部分有機酸,另一方面甲烷菌利用有機酸轉化成甲烷,這樣使pH值又恢復到正常值,這樣的循環繼續下去使池內的pH值一直保持在7.0~7.5的范圍內,使發酵正常進行。所以沼氣池內的料液發酵時,只要保持一定的水分、接種物和適宜的溫度,它就會正常發酵,不需要進行調整。如沼氣池初始啟動時,投料濃度過高,接種物中的產甲烷菌數量又不足,或者向沼氣池內一次加入大量的雞糞、薯渣,造成發酵料液濃度過高,都會因產甲烷的速度失調而引起揮發酸的積累,導致pH值下降,造成沼氣池啟動失敗或運行失常。此時,可取出部分料液,加入等量的新料液,稀釋揮發酸,或添加適量的草木灰、石灰澄清液調整酸堿度。

  持續動態發酵

  經常攪動發酵液同增加沼氣產量有密切關系。農村戶用沼氣池在靜止狀態下,一般可分為三層:上層為浮渣層,發酵原料較多,沼氣菌種少,原料未充分利用,如果浮渣太厚,還會影響沼氣進入氣箱。中層是清液,水分多、發酵原料少。下層是沉渣,發酵原料多,沼氣菌種豐富,是產生沼氣的重要部位。因此,沼氣池不經常攪動,對沼氣產量影響很大。有的沼氣池原料加得很足,但產氣量越來越小,一個重要的原因就是發酵液表面形成了很厚的結殼。

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