温度对厌氧发酵工艺的影响参数
温度不仅影响着厌氧发酵的产气速度,也影响着产气量,在一定温度范围内,产气速度和产气量与温度呈现正相关,随着温度的升高,发酵周期、产气时间和发酵启动时间在缩短。
一般来说,甲烷菌有3个适宜生长的温度范围,分为:低温(10℃~30℃)、中温(30℃~40℃)和高温(50℃~60℃),所以对应着3种优势微生物种群:嗜冷微生物、嗜温微生物和嗜热微生物。
相应的厌氧处理工艺分别为:低温厌氧发酵、中温厌氧发酵和高温厌氧发酵。
1、温度对厌氧消化期的影响
厌氧消化的发酵周期(发酵周期意味着在相同时间内消化处理废弃物的量,直接反映了厌氧消化效率。
一般在实际生产中,以产气量达到总气量的90%以上即可认为发酵基本完成,为一个发酵周期。
)、产气时间和发酵启动时间和温度有很大关系。
随着温度的升高,发酵周期、产气时间和发酵启动时间都在缩短。
因此,在实际生产中可以提高发酵的环境温度,加快厌氧消化的启动,同时也可以缩短水力滞留期,处理更多的料液,提高产气量。
2、温度对厌氧发酵产气量和产气速度的影响
由表4和表5可见,温度不仅影响着产气速度,也影响着产气量,在一定温度范围,产气速度和产气量与温度呈正相关。
但是,发酵原料总的产气量却不受温度的影响,所以,在厌氧发酵中要尽可能的提高发酵环境的温度,提高产气速度和产气量,从而利用更多的废物料,变废为宝。
3、温度对厌氧发酵产甲烷含量的影响
由表6可知,在不同温度条件下,厌氧发酵沼气特性是不同的,在它们都进入发酵启动时间时,以高温条件下,甲烷气体含量最高。
因为存在底物的驯化适应阶段,该试验只能在一定程度上说明温度条件与产气性的关系,无法定量地说明它们之间的关系。
4、温度突变对厌氧发酵的影响
发酵温度的突变会对厌氧发酵产生影响。
当温度在±3℃的变化时,消化速度受到抑制;当温度在±5℃的急剧变化时,产气量就会迅速降低,甚至会停止产气。
一旦温度条件得到恢复,厌氧发酵也会恢复工作。
有研究表明:温度突降后,产气量几乎降为0,总挥发性脂肪酸(VFA)和乙酸、丙酸含量快速积累,pH也随之下降。
但系统较高的缓冲能力使得pH在正常范围内波动,并不影响反应器的运行。
所有这些参数在温度恢复后经过一段时间均能恢复至温度变化前的状态。
基于温度对厌氧发酵的重要作用,所以,在实际的生产中,尽可能地在优势微生物种群活动范围内提高厌氧发酵的环境温度,同时应注意温度的变化。
(1)尽可能以高温厌氧发酵系统来处理环境污水,虽然存在温度较难控制和系统的不稳定等不利因素,但较之中温和低温发酵,仍然具有很多优势,如能加速菌群的繁殖,促进复杂有机原料的水解反应,较高的甲烷生产率。
(2)加强保温技术的研究、保温材料的研制和推广工作。