沼气发酵工艺中的中温发酵温度为

如题所述

对于沼气发酵技术,从不同的角度有不同的分类方法。从一般的补料方式、发酵温度、发酵阶段、发酵级差、料液流动方式等。,可以分类如下:

(1)按饲养方法划分

根据沼气发酵过程中进料方式的不同,发酵过程可分为连续发酵、半连续发酵和分批发酵三个过程。

①连续发酵过程。沼气池启动后,每天会根据设计处理量连续或定量添加新的发酵原料,同时排出等量的发酵料液,使发酵过程不断继续。发酵装置不发生事故或检修时,不会进行大的排放。有了这个发酵过程,沼气池的料液数量和质量基本保持稳定,所以产气也很平衡。连续发酵工艺适用于大规模沼气发酵系统,需要充足的物质保障。发酵装置和发酵系统结构复杂,成本高。

②半连续发酵过程。发酵开始时,沼气厂一次性投入的原料较多(一般占整个发酵周期总固形物的1/4~1/2)。一段时间后开始正常发酵产气,之后产气逐渐减少。这时候就需要每天或者定期添加新的物质来维持正常发酵产气。这个过程称为半连续沼气发酵。

我国农村的沼气池大多属于半连续发酵。其中“三合一”沼气池是指猪圈和厕所的排泄物可以随时流入沼气池。在排泄物不足的情况下,可以定期添加秸秆粉碎沤制等纤维素原料,补充碳源。这种工艺的优点是容易实现平衡产气和计划用气,并能与化肥紧密结合用于农业生产。适用于处理粪便、秸秆等混合原料。

③分批发酵过程。发酵后的原料分批投入沼气池。发酵结束后,将残渣全部取出,分批更换新料,开始第二个发酵周期,以此类推。这个过程的好处是开始投喂成功后,不需要管理,简单方便。其缺点是产气量分布不平衡,高峰产气量高,后续产气量低,所产沼气适用性差。

(2)除以发酵温度

沼气发酵的温度范围一般为10~60℃,温度对沼气发酵影响很大。当温度升高时,产气量也增加。通常沼气发酵温度可分为高温发酵、中温发酵和常温发酵。

①高温发酵工艺。高温发酵过程是指发酵液的温度保持在46~60℃。该工艺的特点是微生物生长活跃,有机物分解快,产气率高,停留时间短。高温发酵能有效杀灭各种致病菌和寄生虫卵,卫生效果好。从发酵残渣的病虫害防治和肥料利用的角度来看,选择高温发酵是切实可行的,但要维持沼气池的高温运行,能耗较高。

②中温发酵过程。中温发酵过程的适宜温度为28~38℃。与高温发酵相比,该工艺的产气率较低,但维持中温发酵的能耗较少。沼气发酵能量普遍维持在较高水平,产气速率较快,料液基本不结壳,可保证全年稳定运行。工程上常采用近中温发酵工艺,发酵液温度为25~30℃。该工艺料液温度稳定,产气平衡。

③常温发酵工艺。常温发酵技术是指沼气在自然温度下发酵,不需要控制发酵液的温度,发酵温度随着气温的影响而变化。我国农村户用沼气池基本都采用这种技术。其特点是发酵液的温度随气温和地温的变化而变化,其缺点是在相同的投料条件下,四季产气率相差很大。南方农村沼气池仍能维持用气量,北方沼气池需要采取保温措施,保证沼气池安全越冬,维持正常产气。

(3)按发酵阶段划分

根据沼气发酵分为水解-产酸-产甲烷三个阶段的理论,根据沼气发酵的不同阶段,发酵过程可分为单相发酵过程和两相(分步)发酵过程。

①单相发酵过程。将沼气发酵的原料放入一个装置中,使沼气发酵的产酸和产甲烷阶段合二为一,在同一个装置中完成自我调节。

②两相发酵过程。两相发酵也称为两步发酵,或两步厌氧消化。根据沼气发酵三阶段理论,将原料的水解、产酸和产甲烷安排在两个不同的消化池中。

(4)根据发酵等级的不同。

①单级沼气发酵工艺。产酸发酵和产甲烷发酵在同一沼气发酵装置中进行,发酵产物不排入第二沼气发酵装置继续发酵。该工艺流程的装置结构相对简单,管理方便,建设和日常管理费用相对较低。

②多级沼气发酵工艺。多个沼气发酵装置串联进行多级发酵。一级发酵装置主要通过发酵产气,产气量可占总产气量的50%左右,而未消化的物料进入二级消化装置,使残留的有机物得以继续彻底分解,不仅有利于物料的充分利用和废物中有机物的彻底处理,还能在一定程度上缓解耗气耗肥的矛盾。

(5)按发酵浓度划分

①湿法发酵工艺。发酵液的干物质浓度应控制在10%以下,发酵开始时应加入大量的水。如果发酵液用作肥料,运输、储存或施用都不方便。

②干发酵工艺。干发酵也叫固体发酵。发酵原料的总固体浓度控制在20%以上。干发酵能耗低,耗水量少,无二次污染。但干发酵排放困难,不适合户用沼气。

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