近日,成都生物研究所“一種沼氣發(fā)酵過(guò)程的調(diào)控系統(tǒng)”獲國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局發(fā)明專(zhuān)利。
目前,在沼氣發(fā)酵過(guò)程的監(jiān)測(cè)指標(biāo)方面,產(chǎn)氣量(包括單位時(shí)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(guò)程的穩(wěn)定性。但是,近年的大量研究表明,pH值和產(chǎn)氣量?jī)H僅是發(fā)酵過(guò)程整個(gè)復(fù)雜體系經(jīng)過(guò)一段時(shí)期變化后的最終體現(xiàn),它們的變化不能真實(shí)和及時(shí)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(guò)程的變化。對(duì)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(huì)迅速降低pH值,此時(shí),pH值可作為有效的穩(wěn)定性評(píng)判指標(biāo)。但是對(duì)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(shí),沼氣發(fā)酵過(guò)程實(shí)際上已經(jīng)處于嚴(yán)重不穩(wěn)定狀態(tài)了。
中國(guó)科學(xué)院成都生物研究所研究人員針對(duì)以上提出的問(wèn)題,公開(kāi)了一種具有現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)在線(xiàn)采集、分析處理存儲(chǔ)、設(shè)備反控等功能的沼氣發(fā)酵過(guò)程的調(diào)控系統(tǒng),系統(tǒng)通過(guò)管道連通進(jìn)料裝置和沼氣發(fā)酵罐,沼氣發(fā)酵罐與復(fù)合生物制劑添加裝置連通,并在沼氣發(fā)酵罐內(nèi)設(shè)置在線(xiàn)pH計(jì)和液體采樣裝置,通過(guò)在線(xiàn)pH計(jì)和液體采樣裝置與數(shù)據(jù)檢測(cè)裝置連接并檢測(cè)得到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),并將數(shù)據(jù)輸入主控制器,主控制器內(nèi)安裝沼氣發(fā)酵過(guò)程調(diào)控軟件,并連接PLC控制器調(diào)整進(jìn)料的添加,使用人員對(duì)主控制器設(shè)置參數(shù)運(yùn)行系統(tǒng),主控制器通過(guò)數(shù)據(jù)與設(shè)定參數(shù)的對(duì)比自動(dòng)判斷調(diào)控進(jìn)料。此系統(tǒng)能有較高的池容產(chǎn)氣率,又能盡量避免沼氣發(fā)酵系統(tǒng)出現(xiàn)嚴(yán)重酸化。