分析沼氣設備中的過程控制

 

　　沼氣設備底膜、內膜、外膜共同形成兩個空間。內膜空間作為儲氣空間儲存各種氣體，外膜與內膜夾層的空間作為調壓空間。當儲存的氣體增加時內膜曲張，控制設備排出外膜的調壓空氣騰出一定的容量。當內膜儲存的氣體較少時控制設備向調壓層注入空氣，平衡柜內的壓強，穩定外膜剛度。（即用一個軟體球形作為儲氣柜，儲存的氣體容積變少控制設備就自動充空氣填補，儲存氣體增多安全保護器就釋放空氣以平衡壓力。為不讓氣體混合，儲存的氣體與空氣之間使用內膜隔離開。）

 

　　沼氣生產過程分析中，要掌握沼氣設備中發酵物質的多種參數，如pH值、緩沖容量、揮發性有機酸、微量元素、氨以及（有機）干燥物質。這些具定位作用的參數都是實際的研究對象，能通過不同的分析方法為沼氣設備運營者提供沼氣生產的機會，重要的特征數據（如氣體的產生和組成）決定了發電站的生產效率。而哪種反應或者哪些參數是限制沼氣生產速率的瓶頸，則成為了備受爭議的問題。通過促進其生化作用，能夠對整個沼氣生產過程予以優化，從而提高總產量和單位時間內的電流產率。

 

　　對速度具有限制作用的是甲烷化過程，形成甲烷的微生物根據其基質光譜可劃分為兩個生物組。其共同之處在于，對其能量物質的交換無需復雜的有機化合物（如葡萄糖）和氧氣，且能從二級發酵追溯到最終產物。甲烷形成者的一個大組利用了氫氣和二氧化碳（有幾種類別還利用甲酸）作為甲烷生產的底料。制造甲烷的古細菌的第2組具有較復雜的能原物質代謝，除氫和二氧化碳之外，還有簡單的甲基化化合物（甲基噻吩或者甲基胺）或乙酸可用于甲烷的形成。對經濟有重要意義的是甲烷八疊球菌屬和甲烷鬃菌屬等能夠將乙酸轉變為甲烷的獨特菌屬，其對全球大部分采用生物學途徑生產的甲烷以及由此產生的溫室效應負有責任。由此可知，在沼氣設備中由乙酸生成甲烷便成為主導方法了。