污泥厭氧發(fā)酵沼氣產(chǎn)量計算的六大影響因素

      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(chǎn)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(chǎn)生2%～8%的厭氧污泥（即微生物對營養(yǎng)物質(zhì)進行同化后殘留的物質(zhì)），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(jié)構(gòu)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(chǎn)生2%～8%的厭氧污泥，則需要總物質(zhì)的8%～32%物質(zhì)用于其自身的同化作用，故1kgCOD中只有0.68～0.92kg的物質(zhì)轉(zhuǎn)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(chǎn)生0.34～0.644Nm³的沼氣。但實際監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示，通常厭氧條件下降解1kgCOD約產(chǎn)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(chǎn)氣率受物料的性質(zhì)、工藝條件以及管理技術(shù)水平等多種因素的影響，在不同的場合，實際沼氣產(chǎn)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(zhì)

      就厭氧分解等當量COD的不同有機物而言，脂類（類脂物）的產(chǎn)氣量zui多，而且其中的甲烷含量也高；蛋白質(zhì)所產(chǎn)生的沼氣數(shù)量雖少，但甲烷含量高；碳水化合物所產(chǎn)生的沼氣量少，且甲烷含量也較低；從脂肪酸厭氧消化產(chǎn)氣情況表明，隨著碳鍵的增加，去除單位重量有機物的產(chǎn)氣量增加，而去除單位重量COD的產(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)氣率接近理論值，而低濃度有機廢水的產(chǎn)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(chǎn)氣率越低。

4.生物相的影響

      產(chǎn)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(guān)。若系統(tǒng)中上述菌較多，則由于這些菌會與產(chǎn)甲烷菌爭奪碳源，從而使產(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)生甲烷的比例將越小，從而去除1kgCOD的甲烷產(chǎn)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(chǎn)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）