紅外沼氣分析儀與厭氧發酵沼氣產量計算

在實際應用中，業(ye) 主一般會(hui) 采用諸如紅外沼氣分析儀(yi) 之類的沼氣成分監測設備以檢測厭氧發酵產(chan) 生的沼氣含量，但往往實際監測的沼氣濃度與(yu) 理論計算得出的數值有一定的出入。

一般在厭氧條件下，每降解1kgCOD約產(chan) 生2%～8%的厭氧汙泥（即微生物對營養(yang) 物質進行同化後殘留的物質），而能量的傳(chuan) 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(yang) 級為(wei) 單位，能量在相鄰的兩(liang) 個(ge) 營養(yang) 級之間傳(chuan) 遞效率為(wei) 10%~20%。微生物由於(yu) 其生物形態結構簡約，傳(chuan) 遞效率要稍高於(yu) 多細胞生物為(wei) 20%~30%，若以其傳(chuan) 遞效率25%計，則每1kgCOD產(chan) 生2%～8%的厭氧汙泥，則需要總物質的8%～32%物質用於(yu) 其自身的同化作用，故1kgCOD中隻有0.68～0.92kg的物質轉化為(wei) 甲烷。

理論上在標準狀態下，1mol甲烷相當於(yu) 2mol（或64g）COD，則還原1kgCOD相當於(yu) 生成22.4/64=0.35m3甲烷。由於(yu) 沼氣中甲烷含量一般占總體(ti) 積的50～70%，則理論上初步計算1kgCOD產(chan) 生0.34～0.644Nm3的沼氣。但實際監測數據顯示，通常厭氧條件下降解1kgCOD約產(chan) 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。這主要是由於(yu) 在厭氧消化工藝中，實際沼氣產(chan) 氣率受物料的性質、工藝條件以及管理技術水平等多種因素的影響，在不同的場合，實際沼氣產(chan) 氣率與(yu) 理論值會(hui) 有不同程度的差異，具體(ti) 影響因素如下：

1.物料的性質
就厭氧分解等當量COD的不同有機物而言，脂類（類脂物）的產(chan) 氣量zui多，而且其中的甲烷含量也高；蛋白質所產(chan) 生的沼氣數量雖少，但甲烷含量高；碳水化合物所產(chan) 生的沼氣量少，且甲烷含量也較低；從(cong) 脂肪酸厭氧消化產(chan) 氣情況表明，隨著碳鍵的增加，去除單位重量有機物的產(chan) 氣量增加，而去除單位重量COD的產(chan) 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(chan) 率越低，主要原因是甲烷溶解於(yu) 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(chan) 氣率接近理論值，而低濃度有機廢水的產(chan) 氣率則低於(yu) 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(chan) 氣率越低。

4.生物相的影響
產(chan) 氣率還與(yu) 係統中硫酸鹽還原菌及反硝化細菌等的活動有關(guan) 。若係統中上述菌較多，則由於(yu) 這些菌會(hui) 與(yu) 產(chan) 甲烷菌爭(zheng) 奪碳源，從(cong) 而使產(chan) 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(chan) 氣量不同。

6.去除的COD中用於(yu) 合成細菌細胞所占的比例
對於(yu) 等當量COD的不同有機物，厭氧消化時用於(yu) 細菌細胞合成的係數有一定的差異，故產(chan) 氣率不是常量。去除的COD中用於(yu) 合成細菌細胞所占的比例越大，則分解用以產(chan) 生甲烷的比例將越小，從(cong) 而去除1kgCOD的甲烷產(chan) 量越低。一般情況下，變幅小於(yu) 10%。

由於(yu) 以上因素，厭氧汙泥實際產(chan) 沼氣率與(yu) 理論值會(hui) 有不同程度的差異，但在實際應用中，一般會(hui) 采用紅外沼氣分析儀(yi) Gasboard-3200等用以檢測實際的甲烷含量，無需通過複雜的理論計算方可得到甲烷濃度，方便又準確。（來源：沼氣圈）