一種沼氣發(fā)酵過程的調(diào)控方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種沼氣發(fā)酵系統(tǒng)的調(diào)控方法，通過逐步提高有機(jī)負(fù)荷率的方式添加原料到沼氣發(fā)酵系統(tǒng)中，并通過對pH日降值、乙酸濃度/丙酸濃度的比值（P/A）、揮發(fā)性脂肪酸堿度/碳酸氫鹽堿度的比值（IA/BA）三種數(shù)值的定期監(jiān)測判定沼氣發(fā)酵系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性，當(dāng)判定系統(tǒng)處于不穩(wěn)定狀態(tài)時，通過調(diào)控進(jìn)料量使沼氣發(fā)酵系統(tǒng)再次達(dá)到穩(wěn)定后，再逐步增加有機(jī)負(fù)荷率，再監(jiān)測沼氣發(fā)酵系統(tǒng)是否處于穩(wěn)定狀態(tài)。如此循環(huán)調(diào)控提高有機(jī)負(fù)荷率直至系統(tǒng)穩(wěn)定達(dá)到最高允許的有機(jī)負(fù)荷率進(jìn)料。本發(fā)明可以使沼氣發(fā)酵系統(tǒng)在較高的有機(jī)負(fù)荷率條件下運(yùn)行，獲得較高的池容產(chǎn)氣率。
【專利說明】一種沼氣發(fā)酵過程的調(diào)控方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于生物發(fā)酵【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及生物質(zhì)能源開發(fā)，具體涉及一種沼氣發(fā)酵過程的調(diào)控方法。
【背景技術(shù)】
[0002]沼氣發(fā)酵過程已經(jīng)被廣泛用于處理各種有機(jī)廢棄物，并獲得較為清潔的沼氣能源，最后還可以得到沼渣沼液等有機(jī)肥。沼氣發(fā)酵的原料包括農(nóng)作物秸桿、畜禽養(yǎng)殖廢棄物、輕工業(yè)廢水廢渣、生活有機(jī)垃圾、污水污泥等。據(jù)相關(guān)部門統(tǒng)計(jì)，全國累計(jì)建成戶用沼氣池4500萬個、大中型沼氣工程2.26萬處、養(yǎng)殖小區(qū)和聯(lián)戶沼氣工程1.99萬處、秸桿沼氣示范工程50處。
[0003]早期建設(shè)的沼氣工程，其設(shè)計(jì)運(yùn)行有機(jī)負(fù)荷較低，進(jìn)料總固體(TS)濃度小于2%，容積有機(jī)負(fù)荷通常低于1.5kg VS/(m3.d)，導(dǎo)致池容產(chǎn)氣率較低，一般在0.5m3/(m3.d)以下，實(shí)際運(yùn)行過程中比設(shè)計(jì)值還低。低負(fù)荷(underloading)雖然能夠保證穩(wěn)定的發(fā)酵過程，但是由于設(shè)計(jì)運(yùn)行有機(jī)負(fù)荷過低，因此需要將反應(yīng)器規(guī)模設(shè)計(jì)得較大，這樣不僅增加投資成本，而且沒有最大程度的有效利用反應(yīng)器，造成資源浪費(fèi)，使得工程的整體經(jīng)濟(jì)效益較差。為降低投資成本、最大限度提高反應(yīng)器的使用效率，近幾年的沼氣工程大多設(shè)計(jì)在較高的有機(jī)負(fù)荷條件下運(yùn)行，進(jìn)料總固體(TS)濃度高達(dá)8~12%，容積有機(jī)負(fù)荷為3~6kg VS/(m3.d)，池容產(chǎn)氣率最高可達(dá)2.5m3/(m3.d)。然而，高有機(jī)負(fù)荷沼氣發(fā)酵過程容易發(fā)生超負(fù)荷(overloading)而造成系統(tǒng)酸化，也即系統(tǒng)失衡，表現(xiàn)為沼氣發(fā)酵系統(tǒng)產(chǎn)氣量降低，甚至停止產(chǎn)氣。一旦發(fā)生嚴(yán)重的酸化，需要較長的時間才能恢復(fù)，甚至無法恢復(fù)。
[0004]在沼氣發(fā)酵過程的監(jiān)測指標(biāo)方面，產(chǎn)氣量(包括單位時間產(chǎn)氣速率或單位原料產(chǎn)氣率)和PH值通常被用于診斷沼氣發(fā)酵過程的穩(wěn)定性。但是，近年的大量研究表明，pH值和產(chǎn)氣量僅僅是發(fā)酵過程整個復(fù)雜體系經(jīng)過一段時期變化后的最終體現(xiàn)，它們的變化不能真實(shí)和及時地反映發(fā)酵體系內(nèi)微生`物群落代謝、生物化學(xué)和物理化學(xué)過程的變化。產(chǎn)氣量與原料成分有很大的關(guān)系，當(dāng)原料成分變化時(這種情況多見于混合原料沼氣發(fā)酵系統(tǒng))，產(chǎn)氣量也會變化，因此無法將其作為系統(tǒng)穩(wěn)定性的有效指標(biāo)。對于緩沖能力較弱的沼氣發(fā)酵系統(tǒng)，揮發(fā)性脂肪酸(VFA)的積累會迅速降低pH值，此時，pH值可作為有效的穩(wěn)定性評判指標(biāo)。但是對于緩沖能力較強(qiáng)的沼氣發(fā)酵系統(tǒng)，VFA積累導(dǎo)致的pH值下降較慢且幅度很小，由于較強(qiáng)的緩沖能力能夠抵抗PH值變化，因此，當(dāng)pH值發(fā)生顯著變化時，沼氣發(fā)酵過程實(shí)際上已經(jīng)處于嚴(yán)重不穩(wěn)定狀態(tài)了。例如在糞便沼氣發(fā)酵系統(tǒng)中，VFA升高100Mm，pH值僅降低0.5。對于動物糞便、屠宰廢棄物等含氮量高的原料，或沼氣發(fā)酵系統(tǒng)在較高的有機(jī)負(fù)荷條件下運(yùn)行時，降解過程中產(chǎn)生的大量氨能夠提供較強(qiáng)的緩沖能力，因此VFA的積累不會明顯降低PH值，而此時的沼氣發(fā)酵系統(tǒng)實(shí)際上受到了高濃度氨和VFA的雙重抑制，系統(tǒng)處于“抑制型穩(wěn)態(tài)”，即PH值處于6.8~8.0之間，但是產(chǎn)氣很少，甚至已經(jīng)停止產(chǎn)氣。以上說明，光憑PH值和產(chǎn)氣量判斷沼氣發(fā)酵過程的穩(wěn)定性具有嚴(yán)重的不可靠性和滯后性。
[0005]當(dāng)沼氣發(fā)酵過程出現(xiàn)酸化時，通常的做法是添加大量的石灰、氫氧化鈉、氫氧化鉀等堿性物質(zhì)調(diào)節(jié)pH值以恢復(fù)沼氣發(fā)酵系統(tǒng)產(chǎn)氣，但是這些堿性物質(zhì)的添加會影響發(fā)酵剩余物作為肥料的利用。更為重要的是，通常用來監(jiān)測沼氣發(fā)酵系統(tǒng)的PH值和產(chǎn)氣速率這兩個指標(biāo)，由于前述的不可靠性和滯后性，無法作為一種早期預(yù)警指標(biāo)，因此當(dāng)操作人員發(fā)現(xiàn)PH值和產(chǎn)氣速率出現(xiàn)顯著變化并采取措施前，沼氣發(fā)酵過程可能已經(jīng)出現(xiàn)嚴(yán)重的酸化(失穩(wěn))。此時，即使添加石灰、氫氧化鈉、氫氧化鉀等堿性物質(zhì)調(diào)節(jié)pH值至中性也不能恢復(fù)產(chǎn)氣，只能出料或大換料重新接種啟動。然而，重新啟動不僅需要大量的人力、物力，而且重新啟動需要較長時間的馴化才能開始正常產(chǎn)氣，這對于需要連續(xù)供氣的用戶來說無疑是很大的損失。
[0006]隨著沼氣工程的規(guī)模化發(fā)展，將會建設(shè)越來越多的大型或特大型沼氣工程。對于投資巨大、經(jīng)濟(jì)效益預(yù)期較高的大型或特大型沼氣工程，較高的池容產(chǎn)氣率和穩(wěn)定的發(fā)酵過程是至關(guān)重要的，然而這兩個目標(biāo)又是互相抵觸的。因此，有必要研究選用其它更為可靠和及時的沼氣發(fā)酵過程的監(jiān)測指標(biāo)，同時，有必要研究采用一套更為及時有效的調(diào)控方法，既保證較高的池容產(chǎn)氣率，又盡量避免沼氣發(fā)酵系統(tǒng)出現(xiàn)嚴(yán)重酸化(失衡)。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0007]本發(fā)明的主要目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種沼氣發(fā)酵過程的調(diào)控方法，既保證沼氣發(fā)酵系統(tǒng)較高的池容產(chǎn)氣率，又盡量避免沼氣發(fā)酵系統(tǒng)出現(xiàn)酸化(失衡)。
[0008]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)。
[0009]本發(fā)明提供一種沼氣發(fā)酵過程的調(diào)控方法，該方法包括如下步驟:
[0010]按照逐步提高有機(jī)負(fù)荷率的方式添加原料到沼氣發(fā)酵系統(tǒng)中，當(dāng)有機(jī)負(fù)荷率增加到最高允許值后，按照最高允許的有機(jī)負(fù)荷率進(jìn)料，每天監(jiān)測沼氣發(fā)酵系統(tǒng)的PH值、乙酸濃度(A)、丙酸濃度(P)、碳酸氫鹽堿度(BA)、揮發(fā)性脂肪酸堿度(IA)，在運(yùn)行過程中按以下方式選擇調(diào)整進(jìn)料量:
[0011](I)當(dāng)pH日降值為0.1~0.2或乙酸濃度/丙酸濃度的比值(P/A)為0.8~1.2或揮發(fā)性脂肪酸堿度/碳酸氫鹽堿度的比值(IA/BA)為0.3~0.5時，沼氣發(fā)酵系統(tǒng)處于失穩(wěn)狀態(tài)，自本次監(jiān)測后的進(jìn)料量按照此次監(jiān)測前最后一次進(jìn)料有機(jī)負(fù)荷率的70%進(jìn)料，保持該進(jìn)料量直到PH日降值小于0.1且P/A值小于0.8且IA/BA值小于0.3，此后，若失穩(wěn)iu最后一次進(jìn)料有機(jī)負(fù)荷率的70%進(jìn)料的數(shù)值在小于或等于失穩(wěn)如最后一次進(jìn)料有機(jī)負(fù)荷率減去1.5kg VS/(m3, d)后的進(jìn)料有機(jī)負(fù)荷率的數(shù)據(jù)范圍內(nèi)，則直接保持此進(jìn)料量恢復(fù)進(jìn)料即可；若大于此數(shù)值范圍即以小于或等于失穩(wěn)前最后一次進(jìn)料有機(jī)負(fù)荷率減去1.5kgVS/(m3, d)后的進(jìn)料有機(jī)負(fù)荷率恢復(fù)進(jìn)料，并繼續(xù)按照逐步提高有機(jī)負(fù)荷率的方式添加原料到沼氣發(fā)酵系統(tǒng)中，當(dāng)有機(jī)負(fù)荷率增加到最聞允許值后，按照最聞允許的有機(jī)負(fù)荷率進(jìn)料；
[0012](2)當(dāng)pH日降值為0.2~0.3 (不含0.2)或P/A值為1.2~1.5 (不含1.2)或IA/BA值為0.5~0.7 (不含0.5)時，沼氣發(fā)酵系統(tǒng)處于重度失穩(wěn)狀態(tài)，自本次監(jiān)測后的進(jìn)料按照此次監(jiān)測前最后一次進(jìn)料有機(jī)負(fù)荷率的30%進(jìn)料，保持該進(jìn)料方式直到pH日降值小于0.1且P/A值小于0.8且IA/BA值小于0.3，此后，若失穩(wěn)前最后一次進(jìn)料有機(jī)負(fù)荷率的30%進(jìn)料的數(shù)值在小于或等于失穩(wěn)如最后一次進(jìn)料有機(jī)負(fù)荷率減去1.5kg VS/ (m3, d)后的進(jìn)料有機(jī)負(fù)荷率的數(shù)據(jù)范圍內(nèi)，則直接保持此進(jìn)料量恢復(fù)進(jìn)料即可；若大于此數(shù)值范圍即以小于或等于失穩(wěn)如最后一次進(jìn)料有機(jī)負(fù)荷率減去1.5kg VS/(m3, d)后的進(jìn)料有機(jī)負(fù)荷率恢復(fù)進(jìn)料，并繼續(xù)按照逐步提高有機(jī)負(fù)荷率的方式添加原料到沼氣發(fā)酵系統(tǒng)中，當(dāng)有機(jī)負(fù)荷率增加到最聞允許值后，按照最聞允許的有機(jī)負(fù)荷率進(jìn)料；
[0013](3)當(dāng)pH日降值大于0.3或P/A值大于1.5或IA/BA值大于0.7時，沼氣發(fā)酵系統(tǒng)處于極度失穩(wěn)狀態(tài)，自本次監(jiān)測后停止進(jìn)料，直到PH日降值小于0.1且？/^值小于0.8且IA/BA值小于0.3，此后，以小于或等于極度失穩(wěn)時進(jìn)料有機(jī)負(fù)荷率減去1.5kg VS/(m3.d)后的進(jìn)料有機(jī)負(fù)荷率開始恢復(fù)進(jìn)料，并繼續(xù)按照逐步提高有機(jī)負(fù)荷率的方式添加原料到沼氣發(fā)酵系統(tǒng)中，當(dāng)有機(jī)負(fù)荷率增加到最聞允許值后，按照最聞允許的有機(jī)負(fù)荷率進(jìn)料。
[0014]其中，所述原料包括但不局限于畜禽糞便、農(nóng)作物秸桿、餐廚垃圾、果蔬垃圾、生活有機(jī)垃圾、能源草或其兩種或多種的混合物；
[0015]所述逐步提高有機(jī)負(fù)荷率的方式為每次增加量0.1~0.5kg VS/(m3.d)；
[0016]所述的沼氣發(fā)酵系統(tǒng)為連續(xù)式厭氧消化反應(yīng)器或半連續(xù)式厭氧消化反應(yīng)器；優(yōu)選為攪拌全混式反應(yīng)器(CSTR);每天的出料體積或出料質(zhì)量等于每天的進(jìn)料體積或進(jìn)料質(zhì)量。
[0017]所述最高允許的有機(jī)負(fù)荷率為6~8kg VS/ (m3.d)；
[0018]所述有機(jī)負(fù)荷率為在單位時間內(nèi)向單位有效體積的反應(yīng)器內(nèi)添加的原料揮發(fā)性固體(VS)的質(zhì)量，單位為kg VS/(m3.d);可通過測定原料的揮發(fā)性固體質(zhì)量濃度，再根據(jù)反應(yīng)器有效體積和設(shè)定的有機(jī)負(fù)荷率計(jì)算得到每天的進(jìn)料量。
[0019]所述pH日降值為上一次pH監(jiān)測值與本次pH監(jiān)測值的差值；
[0020]本發(fā)明上述方法中，如果當(dāng)pH日降值、乙酸濃度/丙酸濃度的比值(P/A)、揮發(fā)性脂肪酸堿度/碳酸氫鹽堿度的比值(IA/BA)這三個數(shù)據(jù)之一的數(shù)值范圍分別落在調(diào)整方式(O- (3)的數(shù)值范圍內(nèi)時，以(3)、(2)、(1)的調(diào)整方式適用順序進(jìn)行數(shù)值判定。比如，若此三個數(shù)據(jù)值均分別同時落在其中一個調(diào)整方式的數(shù)值范圍內(nèi)，則按該種調(diào)整方式來調(diào)整進(jìn)料量；但若此三個數(shù)據(jù)值任何一個落在例如調(diào)整方式(3)的數(shù)值范圍內(nèi)，不管其他兩個數(shù)值落在哪種調(diào)整方式的數(shù)值范圍內(nèi)，則直接采用調(diào)整方式(3)來調(diào)整進(jìn)料量；若此三個數(shù)據(jù)值有一個落在例如調(diào)整方式(2)的數(shù)值范圍內(nèi)，其他兩個數(shù)值分別落在調(diào)整方式(I)和/或(2 )的數(shù)值范圍內(nèi)，則直接采用調(diào)整方式(2 )來調(diào)整進(jìn)料量。
[0021 ] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:
[0022]可以使沼氣發(fā)酵系統(tǒng)在較高的有機(jī)負(fù)荷率條件下運(yùn)行，獲得較高的池容產(chǎn)氣率，并且通過該發(fā)明方法三種的失穩(wěn)預(yù)警調(diào)控方法，對可能出現(xiàn)的系統(tǒng)酸化(失穩(wěn))及時作出預(yù)警，并采取相應(yīng)的措施(改變進(jìn)料量)來防止沼氣發(fā)酵系統(tǒng)失穩(wěn)，并能將失穩(wěn)狀態(tài)(包括失穩(wěn)、重度失穩(wěn)、極度失穩(wěn))的沼氣發(fā)酵系統(tǒng)直接調(diào)回至正常狀態(tài)恢復(fù)產(chǎn)氣。
【具體實(shí)施方式】
[0023]以下結(jié)合實(shí)施例詳細(xì)地說明本發(fā)明。實(shí)施方案為便于更好的理解本發(fā)明，但并非對本發(fā)明的限制。
[0024]實(shí)施例1
[0025]以稻草和豬糞按照1:1的比例(以有機(jī)質(zhì)質(zhì)量計(jì))作為混合原料進(jìn)行沼氣發(fā)酵，采用40L的攪拌全混式反應(yīng)器(CSTR)，進(jìn)料之前接入沼氣發(fā)酵接種物，經(jīng)測定，初始pH值為7.8、P/A值為0、IA/BA值為0.05，控制沼氣發(fā)酵溫度為37°C，設(shè)定最高允許的有機(jī)負(fù)荷率為 8kgVS/ (m3.d)。
[0026]在第I~14天的運(yùn)行期內(nèi)以2kg VS/ (m3.d)的有機(jī)負(fù)荷率進(jìn)料，pH日降值、P/A值、IA/BA值均在正常范圍內(nèi)(pH日降值小于0.1且P/A值小于0.8且IA/BA值小于0.3)；在第15~28天的運(yùn)行期內(nèi)以2.5kgVS/ (m3.d)的有機(jī)負(fù)荷率進(jìn)料，pH日降值、P/A值、IA/BA值也均在正常范圍內(nèi)；在第29~42天的運(yùn)行期內(nèi)以3.0kg VS/(m3.d)的有機(jī)負(fù)荷率進(jìn)料，PH日降值、P/A值、IA/BA值也均在正常范圍內(nèi)；依次類推，分別每隔2周增加0.5kg VS/(m3.d)的有機(jī)負(fù)荷率，直到進(jìn)料有機(jī)負(fù)荷率增加到5kgVS/ (m3.d)，經(jīng)監(jiān)測，pH日降值、P/A值、IA/BA值也均在正常范圍內(nèi)。
[0027]從第99天開始以5.5kg VS/ (m3.d)的有機(jī)負(fù)荷率進(jìn)料，當(dāng)運(yùn)行到102天，pH日降值為0.10，P/A值為0.3、IA/BA值為0.2，此時pH日降值數(shù)值范圍在調(diào)整方式(I)的數(shù)值范圍內(nèi)，此時按調(diào)整方式(I)調(diào)整，因此從第102天開始，按照3.85kg VS/(m3.d)的有機(jī)負(fù)荷率進(jìn)料(為上一個有機(jī)負(fù)荷率5.5kg VS/(m3.d)的70%)，按照該方式進(jìn)料持續(xù)7天后，pH日降值、P/A值、IA/BA值又都回到正常范圍內(nèi)；因此從第109天開始，按照每隔2周增加
0.5kg VS/(m3.d)的有機(jī)負(fù)荷率進(jìn)料，直到進(jìn)料有機(jī)負(fù)荷率增加到5.85kg VS/(m3.d)，經(jīng)監(jiān)測，pH日降值、P/A值、IA/BA值也均在正常范圍內(nèi)；
[0028]從第165天開始以6.35kg VS/ (m3.d)的有機(jī)負(fù)荷率進(jìn)料，當(dāng)運(yùn)行到171天，pH日降值為0.13、P/A值為0.8、IA/BA為0.4，此時pH日降值、P/A值、IA/BA值均在調(diào)整方式
(I)的數(shù)值范圍內(nèi)，直接采用調(diào)整方式(I)調(diào)整，因此從第171天開始，按照4.45kg VS/ (m3.d)的有機(jī)負(fù)荷率進(jìn)料(為上一個有機(jī)負(fù)荷率6.35kg VS/(m3.d)的70%)，按照該方式進(jìn)料持續(xù)5天后，pH日降值、P/A值、IA/BA值又都回到正常范圍內(nèi)；從第176天開始，按照每隔I周增加0.25kg VS/(m3.d)的有機(jī)負(fù)荷率進(jìn)料，直到進(jìn)料有機(jī)負(fù)荷率增加到7.45kg VS/(m3.d)，經(jīng)監(jiān)測，pH日降值、P/A值、IA/BA值也均在正常范圍內(nèi)；
`[0029]從第261天開始，以7.7kg VS/ (m3.d)的有機(jī)負(fù)荷率進(jìn)料，當(dāng)運(yùn)行到264天時，pH日降值為0.2、P/A值為1.0、IA/BA為0.5，此時pH日降值、P/A值、IA/BA值均在調(diào)整方式
(I)的數(shù)值范圍內(nèi)，直接采用調(diào)整方式(I)調(diào)整，因此從第264天開始，按照5.4kg VS/ (m3.d)的有機(jī)負(fù)荷率進(jìn)料(為上一個有機(jī)負(fù)荷率7.7kg VS/(m3.d)的70%)，按照該方式進(jìn)料持續(xù)10天后，pH日降值、P/A值、IA/BA值又都回到正常范圍內(nèi)；從第275天開始，按照每隔5天增加0.2kg VS/(m3.d)的有機(jī)負(fù)荷率進(jìn)料，直到進(jìn)料有機(jī)負(fù)荷率增加到7.8kg VS/(m3.d)，經(jīng)監(jiān)測，pH日降值、P/A值、IA/BA值也均在正常范圍內(nèi)；
[0030]從第336天開始，以8.0kg VS/ (m3.d)的有機(jī)負(fù)荷率進(jìn)料，當(dāng)運(yùn)行到366天時，pH日降值為0.18、P/A值為1.2、IA/BA為0.3，此時pH日降值、P/A值、IA/BA值均在調(diào)整方式(I)的數(shù)值范圍內(nèi)，直接采用調(diào)整方式(I)調(diào)整，因此從第366天開始，按照5.6kg VS/ (m3.d)的有機(jī)負(fù)荷率進(jìn)料(為上一個有機(jī)負(fù)荷率8.0kg VS/(m3.d)的70%)，按照該方式進(jìn)料持續(xù)8天后，pH日降值、P/A值、IA/BA值又都回到正常范圍內(nèi)；從第374天開始，按照每隔2天增加0.2kg VS/(m3.d)的有機(jī)負(fù)荷率進(jìn)料，直到進(jìn)料有機(jī)負(fù)荷率增加到8.0kg VS/(m3.d),經(jīng)監(jiān)測，pH日降值、P/A值、IA/BA值也均在正常范圍內(nèi)，
[0031]從第398天開始，保持最高允許值8.0kg VS/(m3.d)的有機(jī)負(fù)荷率進(jìn)料，穩(wěn)定運(yùn)行45天后于第443天，pH日降值為0.07、P/A值為0.6、IA/BA為0.3，此時IA/BA值在調(diào)整方式(I)的數(shù)值范圍內(nèi)，直接采用調(diào)整方式(I)調(diào)整，因此從第443天開始，按照5.6kg VS/(m3.d)的有機(jī)負(fù)荷率進(jìn)料(為上一個有機(jī)負(fù)荷率8.0kg VS/(m3.d)的70%)，按照該方式進(jìn)料持續(xù)4天后，pH日降值、P/A值、IA/BA值又都回到正常范圍內(nèi)；從第447天開始，按照每隔I天增加0.1kg VS/(m3.d)的有機(jī)負(fù)荷率進(jìn)料，直到進(jìn)料有機(jī)負(fù)荷率增加到8.0kg VS/(m3.d)，經(jīng)監(jiān)測，pH日降值、P/A值、IA/BA值也均在正常范圍內(nèi)，[0032]從第471天開始，保持最高允許值8.0kg VS/ (m3.d)的有機(jī)負(fù)荷率進(jìn)料，穩(wěn)定運(yùn)行60天后于第531天，pH H降值為0.05、P/A值為0.8、IA/BA為0.25，此時P/A值在調(diào)整方式(I)的數(shù)值范圍內(nèi)，直接采用調(diào)整方式(I)調(diào)整，因此從第531天開始，按照5.6kg VS/(m3.d)的有機(jī)負(fù)荷率進(jìn)料(為上一個有機(jī)負(fù)荷率8.0kg VS/(m3.d)的70%)，按照該方式進(jìn)料持續(xù)10天后，pH日降值、P/A值、IA/BA值又都回到正常范圍內(nèi)；從第540天開始，按照每隔I天增加0.2kg VS/(m3.d)的有機(jī)負(fù)荷率進(jìn)料，直到進(jìn)料有機(jī)負(fù)荷率增加到8.0kg VS/(m3.d)，經(jīng)監(jiān)測，pH日降值、P/A值、IA/BA值也均在正常范圍內(nèi)，從第588天，保持最高允許值8.0kg VS/(m3.d)的有機(jī)負(fù)荷率進(jìn)料。
[0033]在以上運(yùn)行期內(nèi)，池容產(chǎn)氣率長期穩(wěn)定在1.0~2.0m3/ (m3.d)，沒有出現(xiàn)產(chǎn)氣量顯著下降或停止產(chǎn)氣的現(xiàn)象。
[0034]對比例I
[0035]與實(shí)施例1相比較，第I~101天的進(jìn)料方式與實(shí)施例1相同，沒有監(jiān)測pH日降值、P/A值和IA/BA值。當(dāng)運(yùn)行到第102天時沒有采取任何調(diào)整措施，于第102、103、104天繼續(xù)以5.5kg VS/(m3.d)的有機(jī)負(fù)荷率進(jìn)料，這三天的產(chǎn)氣量沒有明顯的變化，從第105天開始產(chǎn)氣持續(xù)下降，于第108天基本停止產(chǎn)氣，并且一直沒有恢復(fù)產(chǎn)氣。以上結(jié)果說明，采用該發(fā)明方法的第一種調(diào)整方式能夠有效對系統(tǒng)失穩(wěn)做出預(yù)警，并采取相應(yīng)措施預(yù)防發(fā)酵系統(tǒng)徹底失敗。
[0036]實(shí)施例2
[0037]以果蔬垃圾作為原料進(jìn)行沼氣發(fā)酵，采用40L的攪拌全混式反應(yīng)器(CSTR)，進(jìn)料之前接入沼氣發(fā)酵接種物，經(jīng)測定，初始pH值為7.5、P/A值為O、IA/BA值為0.04，控制沼氣發(fā)酵溫度為37°C，設(shè)定最高允許的有機(jī)負(fù)荷率為6kg VS/(m3.d)。
[0038]在第I~10天的運(yùn)行期內(nèi)以Ikg VS/ (m3.d)的有機(jī)負(fù)荷率進(jìn)料，pH日降值、P/A值、IA/BA值均在正常范圍內(nèi)(pH日降值小于0.1且P/A值小于0.8且IA/BA值小于0.3)；在第11~20天的運(yùn)行期內(nèi)以1.5kgVS/(m3.d)的有機(jī)負(fù)荷率進(jìn)料，在第21~30天的運(yùn)行期內(nèi)以2.0kg VS/ (m3.d)的有機(jī)負(fù)荷率進(jìn)料，在第31~40天的運(yùn)行期內(nèi)以2.5kg VS/ (m3.d)的有機(jī)負(fù)荷率進(jìn)料，在第41~50天的運(yùn)行期內(nèi)以3.0kg VS/(m3.d)的有機(jī)負(fù)荷率進(jìn)料，在第51~60天的運(yùn)行期內(nèi)以3.3kg VS/ (m3.d)的有機(jī)負(fù)荷率進(jìn)料，在第61~70天的運(yùn)行期內(nèi)以3.6kg VS/ (m3.d)的有機(jī)負(fù)荷率進(jìn)料，在第71~80天的運(yùn)行期內(nèi)以3.9kg VS/ (m3.d)的有機(jī)負(fù)荷率進(jìn)料，在第81~90天的運(yùn)行期內(nèi)以4.2kg VS/(m3.d)的有機(jī)負(fù)荷率進(jìn)料，在第91~100天的運(yùn)行期內(nèi)以4.5kg VS/(m3.d)的有機(jī)負(fù)荷率進(jìn)料，在此區(qū)間內(nèi)pH日降值、P/A值、IA/BA值均在正常范圍內(nèi)；
[0039]從第101天開始以4.8kg VS/(m3.d)的有機(jī)負(fù)荷率進(jìn)料，當(dāng)運(yùn)行到104天，pH日降值為0.22，P/A值為1.23、IA/BA值為0.5，此時pH日降值、P/A值均在調(diào)整方式(2)的數(shù)值范圍內(nèi)，IA/BA值在調(diào)整方式(I)的數(shù)值范圍內(nèi)，按調(diào)整方式適用順序，此時采用調(diào)整方式(2)調(diào)整，因此從第104天開始，按照1.44kg VS/(m3.d)的有機(jī)負(fù)荷率進(jìn)料(為上一個有機(jī)負(fù)荷率4.8kg VS/ (m3.d)的30%)，按照該方式進(jìn)料持續(xù)7天后，pH日降值、P/A值、IA/BA值又都回到正常范圍內(nèi)；因此從第111天開始，按照每隔5天增加0.5kg VS/(m3.d)的有機(jī)負(fù)荷率進(jìn)料，直到進(jìn)料有機(jī)負(fù)荷率增加到5.44kg VS/ (m3.d)，經(jīng)監(jiān)測，pH日降值、P/A值、IA/BA值也均在正常范圍內(nèi)；
[0040]從第142天開始以5.94kg VS/ (m3.d)的有機(jī)負(fù)荷率進(jìn)料，當(dāng)運(yùn)行到144天，pH日降值為0.3、P/A值為1.48、IA/BA為0.69，此時pH日降值、P/A值、IA/BA值均在調(diào)整方式
(2)的數(shù)值范圍內(nèi)，直接采用調(diào)整方式(2)調(diào)整，因此從第144天開始，按照1.78kg VS/(m3.d)的有機(jī)負(fù)荷率進(jìn)料(為上一個有機(jī)負(fù)荷率5.94kg VS/(m3.d)的30%)，按照該方式進(jìn)料持續(xù)10天后，pH日降值、P/A值、IA/BA值又都回到正常范圍內(nèi)；從第154天開始，按照每隔10天增加0.5kg VS/(m3.d)的有機(jī)負(fù)荷率進(jìn)料，直到進(jìn)料有機(jī)負(fù)荷率增加到4.78kg VS/(m3.d)，然后從214天開始按照每隔5天增加0.25kg VS/(m3.d)的有機(jī)負(fù)荷率進(jìn)料，直到進(jìn)料有機(jī)負(fù)荷率增加到5.78kg VS/(m3.d)，經(jīng)監(jiān)測，pH日降值、P/A值、IA/BA值也均在正常范圍內(nèi)；
[0041]從第234天開始，以6.0kg VS/(m3.d)的有機(jī)負(fù)荷率進(jìn)料，當(dāng)運(yùn)行到240天時，pH日降值為0.25、P/A值為1.35、IA/BA為0.6，此時pH日降值、P/A值、IA/BA值均在調(diào)整方式
(2)的數(shù)值范圍內(nèi)，直接采用調(diào)整方式(2)調(diào)整，因此從第240天開始，按照1.8kg VS/(m3.d)的有機(jī)負(fù)荷率進(jìn)料(為上一個有機(jī)負(fù)荷率6.0kg VS/(m3.d)的30%)，按照該方式進(jìn)料持續(xù)5天后，pH日降值、P/A值、IA/BA值又都回到正常范圍內(nèi)；從第245天開始，按照每隔10天增加0.5kg VS/(m3.d)的有機(jī)負(fù)荷率進(jìn)料，直到進(jìn)料有機(jī)負(fù)荷率增加到4.8kg VS/(m3.d),然后從第305天開始按照每隔6天增加0.2kg VS/(m3.d)的有機(jī)負(fù)荷率進(jìn)料，直到進(jìn)料有機(jī)負(fù)荷率增加到5.4kg VS/ (m3.d)，然后從第323天開始按照每隔3天增加0.1kgVS/ (m3.d)的有機(jī)負(fù)荷率進(jìn)料，直到進(jìn)料有機(jī)負(fù)荷率增加到6.0kgVS/ (m3.d)，經(jīng)監(jiān)測，在此區(qū)間pH日降值、P/A值、IA/BA值均在正常范圍內(nèi)；
[0042]從第341天開始，保持最高允許值6.0kg VS/ (m3.d)的有機(jī)負(fù)荷率進(jìn)料，穩(wěn)定運(yùn)行5天后于第361天，pH日降值為0.19、P/A值為1.27、IA/BA為0.48，此時P/A值在調(diào)整方式(2 )的數(shù)值范圍內(nèi)，pH日降值和IA/BA值在調(diào)整方式(I)的數(shù)值范圍，按照調(diào)整方式適用順序，此時采用調(diào)整方式(2)調(diào)整，因此從第346天開始，按照1.8kg VS/(m3.d)的有機(jī)負(fù)荷率進(jìn)料(為上一個有機(jī)負(fù)荷率6.0kg VS/(m3.d)的30%)，按照該方式進(jìn)料持續(xù)5天后，pH日降值、P/A值、IA/BA值又都回到正常范圍內(nèi)；從第351天開始，按照每隔8天增加0.4kgVS/(m3.d)的有機(jī)負(fù)荷率進(jìn)料，直到進(jìn)料有機(jī)負(fù)荷率增加到5.0kg VS/(m3.d)，然后從第415天開始按照每隔5天增加0.2kg VS/(m3.d)的有機(jī)負(fù)荷率進(jìn)料，直到進(jìn)料有機(jī)負(fù)荷率增加到5.6kg VS/(m3.d)，然后從第430天開始按照每隔10天增加0.1kgVS/(m3.d)的有機(jī)負(fù)荷率進(jìn)料，直到進(jìn)料有機(jī)負(fù)荷率增加到6.0kgVS/ (m3.d)，經(jīng)監(jiān)測，在此區(qū)間pH日降值、P/A值、IA/BA值均在正常范圍內(nèi)；
[0043]從第470天開始，保持最高允許值6.0kg VS/ (m3.d)的有機(jī)負(fù)荷率進(jìn)料，穩(wěn)定運(yùn)行45天后于第515天，pH日降值為0.08、P/A值為0.7、IA/BA為0.32，此時IA/BA值在調(diào)整方式(I)的數(shù)值范圍內(nèi)，直接采用調(diào)整方式(I)調(diào)整，因此從第515天開始，按照4.2kg VS/(m3.d)的有機(jī)負(fù)荷率進(jìn)料(為上一個有機(jī)負(fù)荷率6.0kg VS/(m3.d)的70%)，按照該方式進(jìn)料持續(xù)6天后，pH日降值、P/A值、IA/BA值又都回到正常范圍內(nèi)；從第521天開始，按照每隔3天增加0.2kg VS/(m3.d)的有機(jī)負(fù)荷率進(jìn)料，直到進(jìn)料有機(jī)負(fù)荷率增加到6.0kg VS/(m3.d)，經(jīng)監(jiān)測，pH日降值、P/A值、IA/BA值也均在正常范圍內(nèi)，從第548天開始，保持最高允許值6.0kgVS/(m3.d)的有機(jī)負(fù)荷率進(jìn)料。
[0044]在以上運(yùn)行期內(nèi)，池容產(chǎn)氣率長期穩(wěn)定在1.0~2.5m3/ (m3.d)，沒有出現(xiàn)產(chǎn)氣量顯著下降或停止產(chǎn)氣的現(xiàn)象。
[0045]對比例2
[0046]第I~103天的進(jìn)料方式與實(shí)施例2相同，沒有監(jiān)測pH日降值、P/A值和IA/BA值。當(dāng)運(yùn)行到第104天時沒有采取任何調(diào)整措施，于第104、105天繼續(xù)以4.8kg VS/(m3.d)的有機(jī)負(fù)荷率進(jìn)料，這兩天的產(chǎn)氣量沒有明顯的變化，從第106天開始產(chǎn)氣持續(xù)下降，于第110天基本停止產(chǎn)氣，并且一直沒有恢復(fù)產(chǎn)氣。以上結(jié)果說明，采用該發(fā)明方法的第二種調(diào)整方式能夠有效對系統(tǒng)失穩(wěn)做出預(yù)警，并采取相應(yīng)措施預(yù)防發(fā)酵系統(tǒng)徹底失敗。
[0047]實(shí)施例3
[0048]以廚余垃圾作為原料進(jìn)行沼氣發(fā)酵，采用40L的攪拌全混式反應(yīng)器(CSTR)，進(jìn)料之前接入沼氣發(fā)酵接種物，經(jīng)測定，初始pH值為7.7、P/A值為O、IA/BA值為0.02，控制沼氣發(fā)酵溫度為55°C，設(shè)定最高允許的有機(jī)負(fù)荷率為7kg VS/(m3.d)。
[0049]在第I~10天的運(yùn)行期內(nèi)以0.5kg VS/(m3.d)的有機(jī)負(fù)荷率進(jìn)料，pH日降值、P/A值、IA/BA值均在正常范圍內(nèi)(pH日降值小于0.1且P/A值小于0.8且IA/BA值小于0.3)；在第11~20天的運(yùn)行期內(nèi)以1.0kgVS/(m3.d)的有機(jī)負(fù)荷率進(jìn)料，在第21~30天的運(yùn)行期內(nèi)以1.5kg VS/(m3.d)的有機(jī)負(fù)荷率進(jìn)料，在第31~40天的運(yùn)行期內(nèi)以2.0kg VS/(m3.d)的有機(jī)負(fù)荷率進(jìn)料，在第41~50天的運(yùn)行期內(nèi)以2.5kg VS/(m3.d)的有機(jī)負(fù)荷率進(jìn)料，在第51~60天的運(yùn)行期內(nèi)以3.0kg VS/ (m3.d)的有機(jī)負(fù)荷率進(jìn)料，在第61~70天的運(yùn)行期內(nèi)以3.5kg VS/ (m3.d)的有機(jī)負(fù)`荷率進(jìn)料，在第71~80天的運(yùn)行期內(nèi)以4.0kg VS/ (m3.d)的有機(jī)負(fù)荷率進(jìn)料，在第81~90天的運(yùn)行期內(nèi)以4.5kg VS/(m3.d)的有機(jī)負(fù)荷率進(jìn)料，在第91~100天的運(yùn)行期內(nèi)以5.0kg VS/(m3.d)的有機(jī)負(fù)荷率進(jìn)料，在此區(qū)間內(nèi)pH日降值、P/A值、IA/BA值均在正常范圍內(nèi)；
[0050]從第101天開始以5.5kg VS/(m3.d)的有機(jī)負(fù)荷率進(jìn)料，當(dāng)運(yùn)行到103天，pH日降值為0.35，P/A值為1.43、IA/BA值為0.67，此時pH日降值在調(diào)整方式(3)的數(shù)值范圍內(nèi)，P/A值和IA/BA值在調(diào)整方式(2)的數(shù)值范圍，按照調(diào)整方式適用順序，此時采用調(diào)整方式
(3)調(diào)整，因此從第103天開始停止進(jìn)料，停止進(jìn)料后pH值緩慢上升，P/A值和IA/BA值緩慢下降，經(jīng)過15天的停止進(jìn)料，pH日降值、P/A值、IA/BA值又都回到正常范圍內(nèi)；從第118天開始以4.0kg VS/(m3.d)的有機(jī)負(fù)荷率恢復(fù)進(jìn)料10天，并按照每隔10天增加0.5kg VS/(m3.d)的有機(jī)負(fù)荷率進(jìn)料，直到進(jìn)料有機(jī)負(fù)荷率增加到6.0kg VS/(m3.d)，經(jīng)監(jiān)測，pH日降值、P/A值、IA/BA值也均在正常范圍內(nèi)；
[0051]從第158天開始以6.5kg VS/(m3.d)的有機(jī)負(fù)荷率進(jìn)料，當(dāng)運(yùn)行到162天，pH日降值為0.28、P/A值為1.6、IA/BA為0.72，此時P/A值和IA/BA值在調(diào)整方式(3)的數(shù)值范圍內(nèi)，pH日降值在調(diào)整方式(2)的數(shù)值范圍，按照調(diào)整方式適用順序，此時采用調(diào)整方式
(3)調(diào)整，因此從第162天開始停止進(jìn)料，停止進(jìn)料后pH值緩慢上升，P/A值和IA/BA值緩慢下降，經(jīng)過10天的停止進(jìn)料，pH日降值、P/A值、IA/BA值又都回到正常范圍內(nèi)；從第172天開始以5.0kg VS/(m3.d)的有機(jī)負(fù)荷率恢復(fù)進(jìn)料10天，并按照每隔10天增加0.5kg VS/(m3.d)的有機(jī)負(fù)荷率進(jìn)料，直到進(jìn)料有機(jī)負(fù)荷率增加到6.5kg VS/(m3.d)，經(jīng)監(jiān)測，pH日降值、P/A值、IA/BA值也均在正常范圍內(nèi)；
[0052]從第212天開始以7.0kg VS/(m3.d)的有機(jī)負(fù)荷率進(jìn)料，當(dāng)運(yùn)行到218天，pH日降值為0.4、P/A值為1.65、IA/BA為0.81，此時pH日降值、P/A值和IA/BA值均在調(diào)整方式
(3)的數(shù)值范圍內(nèi)，直接采用調(diào)整方式(3)調(diào)整，因此從第218天開始停止進(jìn)料，停止進(jìn)料后pH值緩慢上升，P/A值和IA/BA值緩慢下降，經(jīng)過15天的停止進(jìn)料，pH日降值、P/A值、IA/BA值又都回到正常范圍內(nèi)；從第232天開始以5.0kg VS/(m3.d)的有機(jī)負(fù)荷率恢復(fù)進(jìn)料8天，隨后從第240天開始按照每隔10天增加0.4kg VS/ (m3.d)的有機(jī)負(fù)荷率進(jìn)料，直到進(jìn)料有機(jī)負(fù)荷率增加到6.6kgVS/(m3.d)，經(jīng)監(jiān)測，pH日降值、P/A值、IA/BA值也均在正常范圍內(nèi)；
[0053]從第280天開始以7.0kg VS/(m3.d)的有機(jī)負(fù)荷率進(jìn)料，當(dāng)運(yùn)行到286天，pH日降值為0.24、P/A值為1.31、ΙΑ/ΒΑ為0.59，此時pH日降值、P/A值和IA/BA值均在調(diào)整方式
(2)的數(shù)值范圍內(nèi)，直接采用調(diào)整方式(2)調(diào)整，因此從第286天開始，按照2.1kg VS/ (m3.d)的有機(jī)負(fù)荷率進(jìn)料(為上一個有機(jī)負(fù)荷率7.0kg VS/(m3.d)的30%)，按照該方式進(jìn)料持續(xù)6天后，pH日降值、P/A值、IA/BA值又都回到正常范圍內(nèi)；從第292天開始以5.2kg VS/(m3.d)的有機(jī)負(fù)荷率恢復(fù)進(jìn)料10天，隨后從第302天開始按照每隔10天增加0.3kg VS/(m3.d)的有機(jī)負(fù)荷率進(jìn)料，直到進(jìn)料有機(jī)負(fù)荷率增加到6.7kg VS/(m3.d)，經(jīng)監(jiān)測，pH日降值、P/A值、IA/BA值也均在正常范圍內(nèi)；
[0054]從第352天開始以7.0kg VS/(m3.d)的有機(jī)負(fù)荷率進(jìn)料，當(dāng)運(yùn)行到361天，pH日降值為0.14、P/A值為0.9、IA/BA為0.38，此時pH日降值、P/A值和IA/BA值均在調(diào)整方式
(I)的數(shù)值范圍內(nèi)，直接采用調(diào)整方式(I)調(diào)整，因此從第361天開始，按照4.9kg VS/ (m3.d)的有機(jī)負(fù)荷率進(jìn)料(為上一個有機(jī)負(fù)荷率7.0kg VS/(m3.d)的70%)，按照該方式進(jìn)料持續(xù)5天后，pH日降值、P/A值、IA/BA值又都回到正常范圍內(nèi)；從第366天開始以5.0kg VS/ (m3.d)的有機(jī)負(fù)荷率恢復(fù)進(jìn)料10天，隨后從第376天開始按照每隔3天增加0.1kg VS/(m3.d)的有機(jī)負(fù)荷率進(jìn)料，直到進(jìn)料有機(jī)負(fù)荷率增加到7.0kg VS/(m3.d)，經(jīng)監(jiān)測，pH日降值、P/A值、IA/BA值也均在正常范圍內(nèi)；從第436天開始，保持最高允許值7.0kg VS/(m3.d)的有機(jī)負(fù)荷率進(jìn)料。
[0055]在以上運(yùn)行期內(nèi)，池容產(chǎn)氣率長期穩(wěn)定在1.5~2.5m3/ (m3.d)，沒有出現(xiàn)產(chǎn)氣量顯著下降或停止產(chǎn)氣的現(xiàn)象。
[0056]對比例3
[0057]第I~102天的進(jìn)料方式與實(shí)施例2相同，沒有監(jiān)測pH日降值、P/A值和IA/BA值。當(dāng)運(yùn)行到第103天時沒有采取任何調(diào)整措施，于第103、104天繼續(xù)以5.5kg VS/ (m3.d)的有機(jī)負(fù)荷率進(jìn)料，從第104天開始產(chǎn)氣持續(xù)下降，于第107天基本停止產(chǎn)氣，并且一直沒有恢復(fù)產(chǎn)氣。以上結(jié)果說明，采用該發(fā)明方法的第三種調(diào)整方式能夠有效對系統(tǒng)失穩(wěn)做出預(yù)警，并采取相應(yīng)措施預(yù)防發(fā)酵系統(tǒng)徹底失敗。
[0058]最后，還需要注意的是，以上列舉的僅是本發(fā)明的具體實(shí)施例子。顯然，本發(fā)明不限于以上實(shí)施例子，還可以有許多變形。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能從本發(fā)明公開的內(nèi)容直接導(dǎo)出或聯(lián)想到的所有變形，均應(yīng)認(rèn)為是本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種沼氣發(fā)酵過程的調(diào)控方法，其特征在于，該方法包括如下步驟:按照逐步提高有機(jī)負(fù)荷率的方式添加原料到沼氣發(fā)酵系統(tǒng)中，當(dāng)有機(jī)負(fù)荷率增加到最高允許值后，按照最高允許的有機(jī)負(fù)荷率進(jìn)料，每天監(jiān)測沼氣發(fā)酵系統(tǒng)的pH值、乙酸濃度(A)、丙酸濃度(P)、碳酸氫鹽堿度(BA)、揮發(fā)性脂肪酸堿度(IA)，在運(yùn)行過程中按以下方式選擇調(diào)整進(jìn)料量: (1)當(dāng)pH日降值為0.1~0.2或乙酸濃度/丙酸濃度的比值(P/A)為0.8~1.2或揮發(fā)性脂肪酸堿度/碳酸氫鹽堿度的比值(IA/BA)為0.3~0.5時，沼氣發(fā)酵系統(tǒng)處于失穩(wěn)狀態(tài)，自本次監(jiān)測后的進(jìn)料量按照此次監(jiān)測前最后一次進(jìn)料有機(jī)負(fù)荷率的70%進(jìn)料，保持該進(jìn)料量直到PH日降值小于0.1且P/A值小于0.8且IA/BA值小于0.3，此后，若失穩(wěn)前最后一次進(jìn)料有機(jī)負(fù)荷率的70%進(jìn)料的數(shù)值在小于或等于失穩(wěn)如最后一次進(jìn)料有機(jī)負(fù)荷率減去1.5kg VS/(m3, d)后的進(jìn)料有機(jī)負(fù)荷率的數(shù)據(jù)范圍內(nèi)，則直接保持此進(jìn)料量恢復(fù)進(jìn)料即可；若大于此數(shù)值范圍即以小于或等于失穩(wěn)前最后一次進(jìn)料有機(jī)負(fù)荷率減去1.5kg VS/(m3, d)后的進(jìn)料有機(jī)負(fù)荷率恢復(fù)進(jìn)料，并繼續(xù)按照逐步提高有機(jī)負(fù)荷率的方式添加原料到沼氣發(fā)酵系統(tǒng)中，當(dāng)有機(jī)負(fù)荷率增加到最聞允許值后，按照最聞允許的有機(jī)負(fù)荷率進(jìn)料； (2)當(dāng)pH日降值為0.2~0.3 (不含0.2)或P/A值為1.2~1.5 (不含1.2)或IA/BA值為0.5~0.7 (不含0.5)時，沼氣發(fā)酵系統(tǒng)處于重度失穩(wěn)狀態(tài)，自本次監(jiān)測后的進(jìn)料按照此次監(jiān)測前最后一次進(jìn)料有機(jī)負(fù)荷率的30%進(jìn)料，保持該進(jìn)料方式直到pH日降值小于0.1且P/A值小于0.8且IA/BA值小于0.3，此后，若失穩(wěn)前最后一次進(jìn)料有機(jī)負(fù)荷率的30%進(jìn)料的數(shù)值在小于或等于失穩(wěn)如最后一次進(jìn)料有機(jī)負(fù)荷率減去1.5kg VS/(m3, d)后的進(jìn)料有機(jī)負(fù)荷率的數(shù)據(jù)范圍內(nèi)，則直接保持此進(jìn)料量恢復(fù)進(jìn)料即可；若大于此數(shù)值范圍即以小于或等于失穩(wěn)如最后一次進(jìn)料有機(jī)負(fù)荷率減去1.5kg VS/(m3, d)后的進(jìn)料有機(jī)負(fù)荷率恢復(fù)進(jìn)料，并繼續(xù)按照逐步提高有機(jī)負(fù)荷率的方式添加原料到沼氣發(fā)酵系統(tǒng)中，當(dāng)有機(jī)負(fù)荷率增加到最聞允許值后，按照最聞允許的有機(jī)負(fù)荷率進(jìn)料； (3)當(dāng)pH日降值大于0.3或P/A值大于1.5或IA/BA值大于0.7時，沼氣發(fā)酵系統(tǒng)處于極度失穩(wěn)狀態(tài)，自本次監(jiān)測后停止進(jìn)料，直到PH日降值小于0.1且P/A值小于0.8且IA/BA值小于0.3，此后，以小于或等于極度失穩(wěn)時進(jìn)料有機(jī)負(fù)荷率減去1.5kg VS/(m3.d)后的進(jìn)料有機(jī)負(fù)荷率開始恢復(fù)進(jìn)料，并繼續(xù)按照逐步提高有機(jī)負(fù)荷率的方式添加原料到沼氣發(fā)酵系統(tǒng)中，當(dāng)有機(jī)負(fù)荷率增加到最聞允許值后，按照最聞允許的有機(jī)負(fù)荷率進(jìn)料； 其中，所述原料包括但不局限于畜禽糞便、農(nóng)作物秸桿、餐廚垃圾、果蔬垃圾、生活有機(jī)垃圾、能源草或其兩種或多種的混合物； 所述逐步提高有機(jī)負(fù)荷率的方式為每次增加量0.1~0.5kgVS/(m3.d)； 所述的沼氣發(fā)酵系統(tǒng)為連續(xù)式厭氧消化反應(yīng)器或半連續(xù)式厭氧消化反應(yīng)器；每天的出料體積或出料質(zhì)量等于每天的進(jìn)料體積或進(jìn)料質(zhì)量； 所述最高允許的有機(jī)負(fù)荷率為6~8kg VS/(m3.d)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的沼氣發(fā)酵過程的調(diào)控方法，其特征在于，所述有機(jī)負(fù)荷率為在單位時間內(nèi)向單位有效體積的反應(yīng)器內(nèi)添加的原料揮發(fā)性固體(VS)的質(zhì)量，單位為kgVS/(m3.d);可通過測定原料的揮發(fā)性固體質(zhì)量濃度，再根據(jù)反應(yīng)器有效體積和設(shè)定的有機(jī)負(fù)荷率計(jì)算得到每天的進(jìn)料量。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的沼氣發(fā)酵過程的調(diào)控方法，其特征在于，所述pH日降值為上一次pH監(jiān)測值與本次pH監(jiān)測值的差值。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的沼氣發(fā)酵過程的調(diào)控方法，其特征在于，沼氣發(fā)酵系統(tǒng)為攪拌全混式反應(yīng)器 。
【文檔編號】C12P5/02GK103509826SQ201310440319
【公開日】2014年1月15日 申請日期:2013年9月24日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月24日
【發(fā)明者】李 東, 劉曉風(fēng), 袁月祥, 閆志英, 廖銀章, 李志東 申請人:中國科學(xué)院成都生物研究所