导语:
在沼气设备的实际运行中,常会遇到许多问题,如装料很足但压力上不去或上升很慢,新建池装料后长期不启动或启动缓慢,料液表层结完或出料间冒气泡,正常使用的沼气池压力只降不升,新池刚用几个月产气量越来越少等,这些都是沼气使用中常出现的发酵故障问题。想要解决沼气发酵故障问题,应从沼气原料发酵的诸多条件入手,筛查故障原因,改善管理措施,优化发酵条件,促进正常产气。
1.发酵原料不当
发酵材料配比不当,将导致发酵迟缓。日常发酵池内,使用秸秆为主要原料的沼气池。常常因秸秆原料含氮量低,导致氮碳比例失衡,在封池后迟迟难以产气。此时,建议加入适量含氮物质, 比如人畜粪便、碳铵、尿素等等,平衡氮源,确保碳氮比例达到20~30:1的比例即可。除此之外,使用的原料未经腐沤,便直接装池,不能有效利用原料,某种程度上也将导致发酵弛缓。
某些沼气池内,原料以鸡粪、人粪、农副产品等为主,发酵过程中常出现不产气的问题,有的是早期不产气,有的是初期产气好,后期产气逐渐失效。比较分析问题所在,前者多是因操作不正常诱发,后者则是因碳氮比例失衡,产气过程中产生各种有毒的酸性物质,导致料液酸化,抑制沼气发酵,影响产气量。严重的可导致产气失败,停止产气。
对于此类问题的解决,最好的方法:
1)补加接种物,确保发酵过程恢复正常
2)借用碱性澄清液,调整酸碱pH值
3)适量添加碳氮比例原料
2.发酵池内混入抑制类物质
导致发酵池不产气的物质种类繁多,例如打过农药的茎叶,经消毒杀菌的粪便,含有辛辣素的葱蒜,以及过酸过碱等等,都在很大程度上抑制沼气的正常活动,导致发酵池不产气或少产气。有上述情况出现,对于产气量少的池子,建议立即停止使用上述不合理原料。同时,取出池内半数料液,换用等量的新鲜料液,稀释池内的抑制类物质,待逐渐恢复到产气状态;对于受此影响不产气的池子,建议全部更换池内的料液,待产气后重新启动。
3.池内料液表层结壳影响产气
沼气池内出现浮渣与结壳,将会影响发酵池的产气运动。情况较为严重的,可导致沼气直接从料口逸出。此类问题的出现,与使用原料处理不当,缺少必要的搅拌流程,导致发酵池内动态发酵失衡有着很大的关系。处理此类问题最佳措施,通过不断地搅拌来破除结壳。
一是用长柄粪勺或自制的圆头木制搅拌器,通过进出管上下通底人工搅拌;二是用泥浆泵从出料间抽取沼液直接注入进料口,进行料液循环搅拌。如果以上方法均不能破坏结壳层结构,只有打开天窗盖,直接打碎结壳层并搅拌料液到均匀状态。对桔秆纤维类原料进行腐沤处理或每周进行一次池液搅拌,是预防结壳的有效办法。
4.池内沼气菌数量有限
接种物是沼气池发酵的基本保障,池内装料时,没有使用足够的接种物,将降低池内甲烷细菌的数量,导致沼气发酵过程难以有效进行。处于避免发酵失败问题考虑,在进行投料发酵时,必须严格按照发酵工艺的基本要求,向沼气池内添加足量的、质量较好的接种物,确保发酵工作的顺利进行。
5.没有定期经常性地加料
一些新建的沼气池,在使用2~3个月之后,经常性出现产气量越来越少的问题。此问题的出现,与后期没有及时加料或加料不足,有着很大的关系。特别是那些以人畜粪便为发酵原料的沼气池,在沼气细菌的作用下,原料分解速度快,产气早,约经过30~40天,即可进入产气高峰期。
由此,进料启动后,如果没有及时补充新料,或很少加料,沼气池的产气量将逐渐减少。为了避免此类问题的出现,新建用的池或经大换料的池子,启用30天之后,可考虑重新、定期、经常性进出料。一般情况下,每周更换1次。先出料,后进料,换料用量为发酵原料的3%~5%即可。
6.发酵池原料用量浓度不合理
常出现的是沼气池发酵液浓度过大,发酵过程中挥发酸大量积累,导致料液酸化,影响泄气菌正常活动,使原料发酵受阻,减少产气或停止产气。解决方法:一是抽取部分稠料,加入等量的正在使用的沼气池新鲜料液,不但稀释了浓度,还增添了沼气菌,利于恢复产气;二是加入草木灰浸出液或氨水等碱性物质,中和酸碱皮,使pH值调节到6.5以上,以满足沼气菌的活动要求,达到正常产气的目的。
以秸秆为主要发酵原料的沼气池,由于发酵周期长,即所谓“原料耐用”,容易出现长期不加料、有机物消化过多、料液pH值大于8的微碱现象。这时只要及时向池内添加新鲜的人畜粪便发酵原料,使可排除产气率降低的故障。
平时结合进出料操作,每次注意调节加料的料水比,尽可能将料液浓度保持在夏季6%~8%、春秋8%~10%、冬季10%~12%的范阐内,是维持沼气菌发酵酸碱平衡的有效手段。
7.沼气池的料液温度过低
沼气池的料液温度低于10℃,甲烷菌的生命活动就要受到严重抑制。特别是北方地区新池第—次加料或大换料后的启动时间,尽量不要安排在冬季和早春期间进行,以免池温低,启动困难,造成长时间不产气。对于正常使用的沼气池,冬季应做好沼气池的保温防冻工作,尽可能实现全年供气。
尽管以上的方法可以排查部分沼气发酵过程中的问题,但想要精确掌握沼气发酵设备的运行状况,仅靠经验判断难免会有疏漏。近年来,随着沼气工程的技术发展,通过沼气远程监控及物联网系统即可实现实时智能监控和统一操作管理。四方仪器自控系统有限公司开发的大中型沼气工程监测方案Gasboard-9230可以实时获取沼气工程运行参数(温度、压力、pH、沼气流量、成分数据等),是沼气工程验收、监督和运行的可靠数据来源,通过网络传输至省、市县和业主监测平台上,并根据已知数据指导确定大中型沼气工程的运行参数,目前该监测方案广泛应用于畜牧养殖户、农业种植户、餐厨垃圾处理场、污水处理场等大中型沼气工程。
(来源:沼气圈)
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