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1、沼气系统原理、调试、运行指导手册春幡瑞解环保GREEN SUN E F青岛格瑞盛环保工程有限公司刖 言1、目的：本手册用于沼气工程系统的运行管理。2、内容及对象：手册包括有以下5个内容：即:厌氧发酵反应机理；厌氧反应 器工艺控制条件；启动方式；运行管理；过程中出现的问题及解决措施；3、手册适用于系统操作人员、沼气站管理人员.第一篇沼气发酵原理1、沼气发酵概述：沼气发酵又叫厌氧消化，是指各种有机物在密闭的沼气池内，在绝对厌氧 （没有氧气）条件下，被种类繁多的沼气发酵微生物分解转化，最终产生沼 气的过程。厌氧发酵是一种低成本运行技术，把粪污治理和能源相结合，特别适合发 展中国家使用。2、反应机理：
2、沼气发酵反应过程是对复杂物质（指高分子有机物以悬浮物和胶体形式存在于水中）生物降解的复杂的生态系统。其反应过程可分为四个阶段：2.1水解阶段一一被细菌胞外酶分解成小分子。例如：纤维素被纤维酶水解为纤维二糖和葡萄糖，淀粉被淀粉酶分解为麦牙糖和葡萄糖，蛋 白质被蛋白酶水解为短肽和氨基酸等，这些小分子的水解产物能被溶解于水， 并透过细胞为细胞所利用。2.2发酵阶段一一小分子的化合物在发酵菌（即酸化菌）的细胞内转化为更为简单的化合物，并分泌到细胞外。这一阶段主要产物为挥发性脂 肪酸（VFA）醇类、乳酸、CO2、氢、氨、硫化氢等。2.3产酸阶段一一上一阶段产物被进一步转化为乙酸、氢、碳酸以及新的细胞物质
3、。2.4产甲烷阶段一一由产甲烷菌将第三阶段分解出来的乙酸等简单有机物分 解成甲烷和二氧化碳，其中二氧化碳在氢气的作用下还原成甲烷。这一阶段叫 产气阶段或叫产甲烷阶段。3、沼气发酵的工艺控制条件：3.1温度：按三种不同嗜温厌氧菌（嗜温5-20C嗜温20-42C嗜 温42-75C）工程上分为低温厌氧（15-20C）、中温厌氧（30-35C）、 高温厌氧（50-55C）三种。温度对沼气发酵尤为重要，当温度低于 最优下限温度时，每下降1C,效率下降11%。在上述范围，温度在 1-3C的微小波动，对厌氧反应影响不明显，但温度变化过大（急速 变化），则会使发酵菌活力下降，产生酸积累等问题。3.2 PH :
4、沼气原料厌氧发酵反应则应严格控制PH,即产甲烷反应控制范 围6.5-8.0,最佳范围为6.8-7.2,PH低于6.3或高于7.8,甲烷化速降低。3.3营养物：发酵反应池营养物比例为C:N:P=（350-500）:5:1。3.4有毒有害物：抑制和影响厌氧反应的有害物有三种：3.4.1无机物:有氨、无机硫化物、盐类、重金属等，特别硫酸盐和 硫化物抑制作用最为严重；3.4.2有机化合物:非极性有机化合物，含挥发性脂肪酸（VFA）、非极性 酚化合物、单宁类化合物、芬香族氨基酸、焦糖化合物等五类。3.4.3生物异型化合物，含氯化烃、甲醛、氤化物、洗涤剂、抗菌素 等。4、本系统单元技术参数确定4.1调粪池
5、a）进料量，原料池有效容积为15立方，确定每天调粪完成后，进行提料, 过程中可经过沼渣沼液车回抽沼液池内的上清液，减少配水量。b）调粪池控制料液浓度为3%左右，具体可根据调试过程中的经验数据所 得。4.2沼气发酵池沼气反应池，调试初期罐中含水约1米，合30立方，投加鲜粪10立方，50 度热水10立方，混合后温度约15C,后将发酵池密闭，停留45天。45 天后每天进料7.5立方（1立方鲜粪、6.5立方35度的热水），料液浓度在 2%左右，约10天注满一个池，注满后，停留7天，观察产气量，每天的PH 值，等防治出现酸化现象。沼气产气正常后，监测反应罐的负荷去除率，逐步增大负荷，并确定最佳的处理量和
6、产气量。4.3水封罐、脱硫罐、气柜水封罐、脱硫罐和沼气柜的调试按照常规操作进行，沼气柜在运行之前，要确保气密性试验完好，沼气运行压力为2千帕左右。第二篇沼气系统调试1、调试前的准备：1.1在本沼气工程运行前，应当检查施工、安装质量，确保池体不漏水、 不漏气，一切附属设备完好。1.2系统中的各项设备运转正常，各个单体设备运转正常，发现部分不适 合现象，要做现场处理。各项设备运转正常后，方可进料调试。1.3发酵池在投料前应进行试水试压，方法：向罐内注满清水，经24小时 观察水位下降小于2%,即可认为池内密封符合要求，否则应立即采取补救措施, 再按前述方法检验，直到合格为止。1.4对于搅拌机、电机、
7、水泵等设备，均按照各自的产品质量检验标准和 设计要求，进行单机调试和联动试运行，以保证其安全、可靠、灵活和准确。1.5运行前的试车是非常重要的工作，否则在投产后再发现上述先天性缺 陷，补救维修工作难以进行。2、厌氧反应器启动：2.1接种物：沼气发酵池的启动是指发酵池从投入接种物和原料开始，经 过驯化和培养，使消化器中厌氧菌的数量和活性逐步增加，直至消化器的运行 效能稳定达到设计要求的全过程。沼气发酵池的启动一般需要较长时间，大概在 半个月到一个月时间，若能取得大量接种物，在启动开始时投入消化器内，能 够缩短启动期。参与有机物厌氧发酵的微生物菌群数量较多，种类繁杂，不同种类的有机 物降解都需相应
8、微生物来完成。厌氧微生物主要由发酵细菌、产氢产乙酸细菌 和产甲烷细菌三大类组成，这三大类微生物菌种相互配合才能使复杂有机物分 解成co2、ch4、H2O。由于新建工程厌氧反应器中没有成熟协调的发酵菌群，因 此启动运行时的菌种接种和驯化很关键。本工程具体调试方案是：采用当地户用沼气池内沼渣沼液作为接种物，向 反应罐内连续投加10立方沼渣沼液，用新鲜猪粪调配至4%左右浓度，每天向罐 内打入7.5方，用10天左右时间将料液加满反应罐，停留5-7天。每天应注意 观察产气量和发酵液的PH值及进料温度变化情况，PH值控制在6.8-7.5之间, 并随时调节进料量。待罐内开始产气后继续投加新的料液以及排放沼渣
9、沼液。进料次数为每天1次，进料顺序为下午点开始进料，每次1小时。2.2启动的要点2.2.1、启动一定要逐步进行，留有充裕的时间，并不能期望很短时间进入 加料运行达到厌氧降解的目标。因为启动实际上是使细菌从休眠状态恢复，即 活化的过程。启动中细菌选择、驯化、增殖过程都在进行，原厌氧污泥中浓度 较低的甲烷菌的增长速度相对于产酸菌要慢的多。因此，这时负荷一般不能高， 时间不能短，每次进料要少，间隔时间要长。2.2.2、混合进液浓度一定要控制在较低水平，一般含固率在2%左右，当超 过3%,应加水稀释至要求。2.2.3、负荷增加操作方式：启动初期含固率从4%开始，当生物降解能力达 到80%以上时，再逐步
10、加大。若最低负荷进料，沼气发酵过程仍不正常，则进料 间断时间应延长24h或2-3d。2.2.4、当含固率到达5%后，每次进料负荷可增大，但最大不超过6%,只 有当进料增大，系统PH维持不变，进料量才能不断增大进液间隔才能不断减少。3、沼气发酵调试过程存在的问题及解决方法3.1在启动过程中，最常见的障碍是负荷过高所引发的发酵液中有机酸的 上升，PH值降低，这是常会引起污泥沉降性能变差而严重流失。排除障碍的方 法，首先应停止进料，待PH值恢复正常水平后，再以较低负荷开始进料。如果 发现PH值降至5.5以下，预计单靠停止进料液难以奏效时，则应添加石灰水、 碳酸钠或碳酸氢铵等碱性物质进行中和。同时也可排出部分发酵液，再加入一些
