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服務案例
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了解厭氧發酵工藝和在線監測技術
厭氧發酵工藝概述
厭氧發酵是一種在無氧環境下，通過微生物的作用將有機物轉化為沼氣的過程。在厭氧消化的復雜進程中，各類細菌分工協作。首先，它們將復雜的有機化合物逐步轉化為揮發性脂肪酸（Volatile Fatty Acids，簡稱 VFA，也叫揮發性酸）最終生成沼氣，其主要成分是甲烷。
正是因為厭氧工藝是一種低成本高收益的廢水處理技術。企業污水處理廠在處理有機物含量高的廢水時，通常會設置厭氧消化工藝段。通過厭氧工藝，能夠降低有機物濃度，減輕好氧工藝段的負荷。目前，在糧油、造紙、啤酒、食品、垃圾填埋、養殖等會產生高濃度有機物的行業，其污水處理廠越來越多地設置厭氧發酵罐，以此降低廢水有機物的濃度，同時盡可能多地產生甲烷，并回用于企業的能源系統，達到節能降耗的效果。厭氧發酵工藝在線監測站的作用是通過實時監測設備，對厭氧發酵過程中的關鍵參數進行連續監控，以確保發酵過程的穩定性和效率。
厭氧發酵監測指標的重要性
為了讓厭氧消化工藝達到最佳效能，確保消化過程既可持續安全和可靠，我們需要監測：水溫、pH值、揮發性脂肪酸（VFA）濃度、堿度、ORP、甲烷產量、有機物濃度（如COD）、氨氮濃度、硫酸根等項目。
這些參數對于評估發酵過程的健康狀態和調整操作條件至關重要，是洞察厭氧罐真實運行狀況的最佳方式。
如造紙行業需要增加硫酸根的監測硫酸鹽在厭氧環境中硫酸會被鹽還原菌（SRB）還原為硫化物（H2S）。當硫化物濃度過高時，會直接抑制產甲烷菌的代謝活性，降低甲烷產量。
行業痛點
操作流程繁雜
手動監測 VFA 通常涉及多個步驟，包括樣品采集、預處理以及具體的分析測定，每個環節均需人工精細操作。例如樣品采集點往往分布在多個厭氧罐，需要人工定時定點多次取樣，再送至實驗室。在預處理階段，可能需采用蒸餾、手動過濾等操作方式，過程過于繁瑣。
檢測時間長
手動檢測的操作步驟較多，導致分析速度緩慢，難以滿足實時監測或大量樣品快速檢測的需求。以處理連續進出料的厭氧發酵系統為例，手動檢測無法及時提供數據，不利于對系統運行進行及時調控，難以快速發現潛在問題。此外，傳統手工蒸餾滴定法流程復雜，耗時近兩小時，效率較低。
無法遠程查看數據
手動檢測依賴現場人工操作，無法實現自動化、智能化監測，難以與自動化控制系統集成，無法實時傳輸數據并進行遠程監控，不利于生產過程的高效管理與調控。
造紙行業
造紙廢水富含纖維素、木質素等大量有機物，直接排放污染大。厭氧發酵時，微生物將這些大分子有機物分解，有效降低化學需氧量與生化需氧量。同時，過程產生沼氣，可作為能源用于發電、供熱，實現資源回收利用。此外，該工藝泥產量少，相比好氧處理極大減少處理成本；運行能耗低，無需大量曝氣耗能。
食品與飲料行業
食品飲料生產過程中產生的高濃度有機廢水，如啤酒廠廢水、果汁廠廢水等，適合厭氧發酵處理。以啤酒廠為例，廢水經厭氧發酵，不僅能有效去除大部分有機物，達到環保排放標準，還能產生沼氣用于工廠的能源需求，如供熱、發電等，降低生產成本。
畜禽養殖行業
畜禽糞便中含有大量的有機物，通過厭氧發酵可以將其轉化為沼氣、沼液和沼渣。沼氣可用于發電、供暖或作為燃料；沼液可以作為肥料灌溉農田，增加土壤肥力；沼渣也是優質的有機肥料，能夠改善土壤結構，提高農作物的產量和品質。
廚余垃圾處理行業
餐館、食堂、家庭等產生的廚余垃圾，有機物含量高、水分大，適合進行厭氧發酵。經過處理后可以產生沼氣和有機肥料，實現垃圾的減量化、資源化和無害化。
污水處理行業
城市污水含有大量有機物，在污水處理過程中，厭氧發酵用于處理剩余污泥。通過厭氧微生物的作用，將污泥中的有機物分解，實現污泥減量，并產生沼氣。例如，大型城市污水處理廠每天處理大量污水，產生的剩余污泥經厭氧發酵，所產沼氣可用于廠區的能源供應，降低運營成本。
GL-VFA6300
厭氧發酵水質在線監測站
產品概述
GL-VFA6300系列厭氧發酵水質在線監測站是一款操作簡便的在線滴定儀，它集成了多種分析方法和測試項目，采集一次水樣即可自動監測VFA、總堿度、pH、COD等多個關鍵參數，用戶可通過GL-VFA6300的實時監測數據對厭氧消化池/罐的變化進行迅速反應，并實現對厭氧過程的實時監測和有效控制，保證系統的平穩運行。
格林凱瑞公司于 2023 年取得重要突破，成為首家成功開發出用于實驗室快速比色法的 VFA 快速檢測試劑并實現商用的中國企業。時隔2年，2025，我們又基于實驗室快速VFA檢測開發經驗，推出了一種全新的厭氧消化工藝在線自動監測站，來實現VFA、總堿度滴定法、pH、COD等項目的聯合自動監測解決方案。
在中國
厭氧發酵工藝普遍采用的方式為手動監測，其監測方法有蒸餾滴定法，碳酸氫鹽堿度聯合滴定法，離子色譜法，比色法，四種解決方案。除快速比色法外，其他的檢測方法都存在一些問題。
諸如
蒸餾滴定法：預處理蒸餾周期太長，整體測試時間約2小時，但是，該方法測試結果穩定，準確性高。
碳酸氫鹽堿度聯合滴定法：檢測速度快，但受樣品特性影響，準確度稍微低，只能判斷趨勢，且易受干擾。水樣中若含有能與酸反應的其他物質，如金屬離子、硫化物、 亞硫酸鹽等，會干擾滴定結果，導致測量值不準確。
離子色譜法：可對VFA的多種成分進行檢測，如乙酸、丙酸、丁酸等，效率高，抗干擾強。但厭氧水質其一般水樣過臟，非常容易堵塞色譜柱，檢測設備成本和使用成本過高。
GL-VFA6300
具備以下優勢
? 方法檢測準確，檢測速度快，抗干擾能力強。
? 自動過濾，自動稀釋，無需人工過濾水樣。
? 減少了人工勞動如現場采樣，手動測量和等待實驗結果的時間。
? 只需要提取一次水樣就可以監測多種關鍵指標。
? 可以根據監測關鍵指標項，以更高的效率生產甲烷。
? 可對厭氧過程24小時不間斷監測，確保厭氧工藝的穩定。
? 防止由于VFA的積累導致的厭氧消化罐過程故障。
? 依據實時監測的各項數據，更容易實時對厭氧工藝進行控制。
? 實時遠程查看數據功能，關鍵指標一目了然，有助您了解整體運行情況。
? 高度自動化，自動判斷缺試劑，缺水樣，等故障報警功能。
? 雙流路分析，可以同時接入兩路厭氧罐。
? 內置空調，內部溫度恒定，避免產生溫度過低導致凍管和過熱導致試劑保質期短的問題。
運行流程
可實現多種關鍵參數的在線自動監測
厭氧罐需要監測一組特定的關鍵參數，以獲得最佳的生產效率、合規性和沼氣產量。
可監測：水溫、pH值、揮發性脂肪酸（VFA）濃度、堿度、ORP、有機物濃度（COD）、氨氮濃度、硫酸根等項目，或依據不同領域進行監測項目定制。
受制于厭氧原水的特性，其渾濁且存在大量懸浮物和絮狀物，未經過前置處理將無法進行測試。格林凱瑞自研的兩級過濾系統，可以很好的過濾這些干擾的雜質和一定的色度，減少了厭氧監測站的維護頻率。
該二級過濾系統，分為初步過濾和深度過濾，初步過濾能夠有效攔截原水中較大顆粒的懸浮物與絮狀物，還擁有良好的壽命與抗堵塞性能，將可見的 “雜質軍團” 初步阻擋在外。
深度過濾為2次精細過濾，可過濾一些微小顆粒、降低原水的色度值和濁度值，經過兩級過濾的協同作用和反沖洗功能，使得儀器因雜質堵塞、色度、濁度干擾導致的故障頻率大幅降低。
同時，維護人員無需頻繁地對儀器進行清理、校準等維護工作，還保障了數據的準確性與穩定性，為后續多種項目的監測提供了可靠的支持。
檢測項目 / Test items
技術指標 / Technical Index
GL-660 多參數水質分析儀
可檢測：VFA、COD、氨氮、總磷、總氮、重金屬等30種項目測定。
GL-24 雙溫區消解儀
可消解：VFA、COD、總磷、總氮、總鉻檢測等項目。
GL-VFA 揮發性脂肪酸試劑
格林凱瑞自研的GLS-VFA快檢試劑與傳統蒸餾滴定法相比，可大幅度縮減檢測時間。
服務案例
山東太陽紙業股份有限公司是成立于 1982 年、總部位于山東濟寧兗州的林漿紙一體化跨國集團。其擁有山東、廣西、老撾三大生產基地，產品涵蓋文化用紙、包裝用紙、生活用紙、特種紙及特種纖維溶解漿等，是中國造紙行業的龍頭企業之一。
在環保與可持續發展方面，太陽紙業采用的厭氧罐厭氧發酵工藝獨具優勢。該工藝憑借厭氧微生物在無氧條件下，高效分解造紙過程中產生的高濃度有機廢水，將其中的有機物轉化為甲烷、二氧化碳等物質。不僅實現了廢水的達標排放，還通過回收產生的沼氣用于發電、供熱，達成能源的循環利用。此外，該工藝還具備污泥產量少、抗沖擊負荷能力強的特點，有效降低了運行成本，兼具顯著的經濟效益與環保效益。
以下測試數據源自
太陽紙業兗州工廠厭氧罐水質VFA測試數據
圖1展示了 3#IC 厭氧罐中揮發性脂肪酸（VFA）的濃度變化，分別由在線自動監測站和格林凱瑞便攜式 VFA 檢測儀進行測量。
兩條曲線整體走勢相似，表示兩種設備的監測結果幾乎一致，兩條曲線均呈現出波動變化。這表明在該時間段內，厭氧罐內的 VFA 濃度處于不穩定狀態，較低且穩定的 VFA 濃度則通常表明厭氧發酵系統處于較為良好的運行狀態，產酸和產甲烷過程達到了較好的平衡。企業可根據這些數據變化，及時調整工藝參數，如控制溫度、pH 值、進料負荷等，以維持厭氧發酵系統穩定高效運行。
圖2展示了造紙廠不同位置的揮發性脂肪酸（VFA）檢測數據對比，由GL-VFA6300在線自動監測和 Hach 3900 化驗室檢測兩種方式測得。
整體來看，兩種設備的數據趨勢一致，但在具體數值上存在差異。在 IC 進水處有一定區別，和造紙廠實驗室采用的手動濾紙孔徑有一定關系，更換過濾方式可解決不一致問題。
