[发明专利]一种厌氧消化过程中气体产生的动态监测方法及其装置

说明书

技术领域

本发明涉及厌氧处理过程监测，具体是一种厌氧消化过程中气体产生的动态监测方法及其装置。 

背景技术

在厌氧消化过程研究中，厌氧消化体系气体产生的测定一般采用排水法，这种方法的原理是先将气室中充满水，当气体产生进入气室的同时将等体积的水排出，从而测定气体体积。对于很小规模的厌氧消化体系，其总产气量不大，可以使用较大的气室一次性收集所有气体，此时采用排水法也较方便、简捷。但是，对于规模较大的厌氧消化体系,因产气量较多，如果使用排水法监测产气量，要么用很大的气室一次性收集所有气体；要么用常规大小的气室多次收集产生的气体。其中，采用很大的气室的办法在实验室研究中一般并不可行，采用常规气室收集则需要实验人员适时将气室内部气体排出，从而耗费很多时间和精力用于维护。排水法的另一个缺点是该法收集的气体一般为溶解度较低的甲烷、氢气等，而溶解度较大的二氧化碳和硫化氢等则在会在气体收集过程中通过被动扩散和主动排水过程而有较大程度的流失，不但污染室内环境，也只能近似地反映厌氧气体的产生总量，更不易反映厌氧气体排放速率的动态变化。 

厌氧消化体系产气的特点是产气速率相对较低且波动幅度较大，目前市场上已有的各种气体流量计的测定范围往往高于一般厌氧过程的产气速率，而且要求的工作压力较大，一般适用于工业生产环境中天然气、煤气、液化气等气体流量的测定，不适用于产气速率相对较小且变化不定的厌氧消化体系的监测。 

发明内容

为了克服现有排水法的不足，本发明目的在于提供一种厌氧消化过程的气体产生的动态监测方法及其装置。 

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案为： 

一种厌氧消化过程中气体产生的动态监测装置，其特征在于：包括厌氧消化体系、气相压力变化范围控制单元、无阀式气体外排单元、外排气体有害组分去除单元和气体排放时间点记录单元； 

其中气相压力变化范围控制单元包活U型液管和液位控制器；厌氧消化体系的气相部分通过耐腐蚀软管分别与U型液管一端和无阀式气体外排单元相连通； 

U型液管的另一端通过导线与液位控制器连接，所述液位控制器通过导线分别与无阀式气体外排单元和气体排放时间点记录单元相连；无阀式气体外排单元再通过耐腐蚀软管与外排气体有害组分去除单元相连。 

所述U型液管一端通过耐腐蚀软管与厌氧消化体系的气相部分联通，另一端内配有悬垂导电探头，悬垂导电探头通过导线与液位控制器连接。 

所述内配有悬垂导电探头的U型液管端联通有密封气袋，所述U型液管内配有3个悬垂导电探头，三个悬垂导电探头由同一水平高度向下悬垂。 

所述三个悬垂导电探头具有高度差，其中，两个低位点的悬垂导电探头的相对高度相同。 

所述厌氧消化体系的气相部分通过耐腐蚀软管与装水的容器相连，软管插入水面以下，用于非正常停电时以气泡形式被动排放厌氧消化体系产生的气体。 

所述无阀式气体外排单元通过耐腐蚀软管与设于外排气体有害组分去除单元上的倒置三角漏斗相连；外排气体经过倒置三角漏斗与承有硫酸铜溶液的外排气体有害组分去除单元的硫酸铜溶液液面接触。 

利用厌氧消化过程中气体产生的动态监测装置的动态监测方法，厌氧消化过程中，在厌氧消化体系内进行厌氧消化过程，产生的气体改变气相压力,气相压力的升高与降低分别推动气相压力变化范围控制单元中U型液管的常压密闭端的液面上升接触高位点的悬垂导电探头，与液面降低至低位点的悬垂导电探头以下，将信号分别传递给无阀式气体外排单元和气体排放时间点记录单元，实现对厌氧消化处理过程中产生气体的定量的排放与记录，从而一定精度上实现气体产生的实时、动态监测。 

所述无阀式气体外排单元通过耐腐蚀软管与设于外排气体有害组分去除单元上的倒置三角漏斗相连；外排气体经过倒置三角漏斗与承有硫酸铜溶液的外排气体有害组分去除单元的硫酸铜溶液液面接触。所述硫酸铜溶液浓度为0.1-0.8N。 

本发明所具有的优点是： 

1．本发明装置实现动态监测厌氧消化体系的气体产生过程，大大降低实验人员的现场维护要求； 

2．本发明装置与方法能够适合动态监测在较大范围内变动的厌氧气体产生过程，监测灵敏度可以根据实验的具体要求进行调节，适用范围广泛； 

3．本发明装置中采用无阀式的气体外排单元与外排气体有害组分去除单元的联合使用，大大降低来自厌氧消化产生的有害气体组分对监测设备长期运行和实验实验室环境的不利影响，适用于室内外厌氧消化过程研究。