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厌氧发酵工艺概述
厌氧发酵是一种在无氧环境下，通过微生物的作用将有机物转化为沼气的过程。在厌氧消化的复杂进程中，各类细菌分工协作。首先，它们将复杂的有机化合物逐步转化为挥发性脂肪酸（Volatile Fatty Acids，简称 VFA，也叫挥发性酸）最终生成沼气，其主要成分是甲烷。
正是因为厌氧工艺是一种低成本高收益的废水处理技术。企业污水处理厂在处理有机物含量高的废水时，通常会设置厌氧消化工艺段。通过厌氧工艺，能够降低有机物浓度，减轻好氧工艺段的负荷。目前，在粮油、造纸、啤酒、食品、垃圾填埋、养殖等会产生高浓度有机物的行业，其污水处理厂越来越多地设置厌氧发酵罐，以此降低废水有机物的浓度，同时尽可能多地产生甲烷，并回用于企业的能源系统，达到节能降耗的效果。厌氧发酵工艺在线监测站的作用是通过实时监测设备，对厌氧发酵过程中的关键参数进行连续监控，以确保发酵过程的稳定性和效率。
厌氧发酵监测指标的重要性
为了让厌氧消化工艺达到最佳效能，确保消化过程既可持续安全和可靠，我们需要监测：水温、pH值、挥发性脂肪酸（VFA）浓度、碱度、ORP、甲烷产量、有机物浓度（如COD）、氨氮浓度、硫酸根等项目。
这些参数对于评估发酵过程的健康状态和调整操作条件至关重要，是洞察厌氧罐真实运行状况的最佳方式。
如造纸行业需要增加硫酸根的监测硫酸盐在厌氧环境中硫酸会被盐还原菌（SRB）还原为硫化物（H2S）。当硫化物浓度过高时，会直接抑制产甲烷菌的代谢活性，降低甲烷产量。
行业痛点
操作流程繁杂
手动监测 VFA 通常涉及多个步骤，包括样品采集、预处理以及具体的分析测定，每个环节均需人工精细操作。例如样品采集点往往分布在多个厌氧罐，需要人工定时定点多次取样，再送至实验室。在预处理阶段，可能需采用蒸馏、手动过滤等操作方式，过程过于繁琐。
检测时间长
手动检测的操作步骤较多，导致分析速度缓慢，难以满足实时监测或大量样品快速检测的需求。以处理连续进出料的厌氧发酵系统为例，手动检测无法及时提供数据，不利于对系统运行进行及时调控，难以快速发现潜在问题。此外，传统手工蒸馏滴定法流程复杂，耗时近两小时，效率较低。
无法远程查看数据
手动检测依赖现场人工操作，无法实现自动化、智能化监测，难以与自动化控制系统集成，无法实时传输数据并进行远程监控，不利于生产过程的高效管理与调控。
哪些行业需要厌氧发酵工艺的监测？
造纸行业
造纸废水富含纤维素、木质素等大量有机物，直接排放污染大。厌氧发酵时，微生物将这些大分子有机物分解，有效降低化学需氧量与生化需氧量。同时，过程产生沼气，可作为能源用于发电、供热，实现资源回收利用。此外，该工艺泥产量少，相比好氧处理极大减少处理成本；运行能耗低，无需大量曝气耗能。
食品与饮料行业
食品饮料生产过程中产生的高浓度有机废水，如啤酒厂废水、果汁厂废水等，适合厌氧发酵处理。以啤酒厂为例，废水经厌氧发酵，不仅能有效去除大部分有机物，达到环保排放标准，还能产生沼气用于工厂的能源需求，如供热、发电等，降低生产成本。
畜禽养殖行业
畜禽粪便中含有大量的有机物，通过厌氧发酵可以将其转化为沼气、沼液和沼渣。沼气可用于发电、供暖或作为燃料；沼液可以作为肥料灌溉农田，增加土壤肥力；沼渣也是优质的有机肥料，能够改善土壤结构，提高农作物的产量和品质。
厨余垃圾处理行业
餐馆、食堂、家庭等产生的厨余垃圾，有机物含量高、水分大，适合进行厌氧发酵。经过处理后可以产生沼气和有机肥料，实现垃圾的减量化、资源化和无害化。
污水处理行业
城市污水含有大量有机物，在污水处理过程中，厌氧发酵用于处理剩余污泥。通过厌氧微生物的作用，将污泥中的有机物分解，实现污泥减量，并产生沼气。例如，大型城市污水处理厂每天处理大量污水，产生的剩余污泥经厌氧发酵，所产沼气可用于厂区的能源供应，降低运营成本。
GL-VFA6300
厌氧发酵水质在线监测站
产品概述
GL-VFA6300系列厌氧发酵水质在线监测站是一款操作简便的在线滴定仪，它集成了多种分析方法和测试项目，采集一次水样即可自动监测VFA、总碱度、pH、COD等多个关键参数，用户可通过GL-VFA6300的实时监测数据对厌氧消化池/罐的变化进行迅速反应，并实现对厌氧过程的实时监测和有效控制，保证系统的平稳运行。
一种全新的厌氧消化工艺自动监测解决方案
格林凯瑞公司于 2023 年取得重要突破，成为首家成功开发出用于实验室快速比色法的 VFA 快速检测试剂并实现商用的中国企业。时隔2年，2025，我们又基于实验室快速VFA检测开发经验，推出了一种全新的厌氧消化工艺在线自动监测站，来实现VFA、总碱度滴定法、pH、COD等项目的联合自动监测解决方案。
在中国
厌氧发酵工艺普遍采用的方式为手动监测，其监测方法有蒸馏滴定法，碳酸氢盐碱度联合滴定法，离子色谱法，比色法，四种解决方案。除快速比色法外，其他的检测方法都存在一些问题。
诸如
蒸馏滴定法：预处理蒸馏周期太长，整体测试时间约2小时，但是，该方法测试结果稳定，准确性高。
碳酸氢盐碱度联合滴定法：检测速度快，但受样品特性影响，准确度稍微低，只能判断趋势，且易受干扰。水样中若含有能与酸反应的其他物质，如金属离子、硫化物、 亚硫酸盐等，会干扰滴定结果，导致测量值不准确。
离子色谱法：可对VFA的多种成分进行检测，如乙酸、丙酸、丁酸等，效率高，抗干扰强。但厌氧水质其一般水样过脏，非常容易堵塞色谱柱，检测设备成本和使用成本过高。
GL-VFA6300
具备以下优势
▪ 方法检测准确，检测速度快，抗干扰能力强。
▪ 自动过滤，自动稀释，无需人工过滤水样。
▪ 减少了人工劳动如现场采样，手动测量和等待实验结果的时间。
▪ 只需要提取一次水样就可以监测多种关键指标。
▪ 可以根据监测关键指标项，以更高的效率生产甲烷。
▪ 可对厌氧过程24小时不间断监测，确保厌氧工艺的稳定。
▪ 防止由于VFA的积累导致的厌氧消化罐过程故障。
▪ 依据实时监测的各项数据，更容易实时对厌氧工艺进行控制。
▪ 实时远程查看数据功能，关键指标一目了然，有助您了解整体运行情况。
▪ 高度自动化，自动判断缺试剂，缺水样，等故障报警功能。
▪ 双流路分析，可以同时接入两路厌氧罐。
▪ 内置空调，内部温度恒定，避免产生温度过低导致冻管和过热导致试剂保质期短的问题。
运行流程
厌氧罐需要监测一组特定的关键参数，以获得最佳的生产效率、合规性和沼气产量。
可监测：水温、pH值、挥发性脂肪酸（VFA）浓度、碱度、ORP、有机物浓度（COD）、氨氮浓度、硫酸根等项目，或依据不同领域进行监测项目定制。
受制于厌氧原水的特性，其浑浊且存在大量悬浮物和絮状物，未经过前置处理将无法进行测试。格林凯瑞自研的两级过滤系统，可以很好的过滤这些干扰的杂质和一定的色度，减少了厌氧监测站的维护频率。
该二级过滤系统，分为初步过滤和深度过滤，初步过滤能够有效拦截原水中较大颗粒的悬浮物与絮状物，还拥有良好的寿命与抗堵塞性能，将可见的 “杂质军团” 初步阻挡在外。
深度过滤为2次精细过滤，可过滤一些微小颗粒、降低原水的色度值和浊度值，经过两级过滤的协同作用和反冲洗功能，使得仪器因杂质堵塞、色度、浊度干扰导致的故障频率大幅降低。
同时，维护人员无需频繁地对仪器进行清理、校准等维护工作，还保障了数据的准确性与稳定性，为后续多种项目的监测提供了可靠的支持。
检测项目 / Test items
技术指标 / Technical Index
GL-660 多参数水质分析仪
可检测：VFA、COD、氨氮、总磷、总氮、重金属等30种项目测定。
GL-24 双温区消解仪
可消解：VFA、COD、总磷、总氮、总铬检测等项目。
GL-VFA 挥发性脂肪酸试剂
格林凯瑞自研的GLS-VFA快检试剂与传统蒸馏滴定法相比，可大幅度缩减检测时间。
服务案例
山东太阳纸业股份有限公司是成立于 1982 年、总部位于山东济宁兖州的林浆纸一体化跨国集团。其拥有山东、广西、老挝三大生产基地，产品涵盖文化用纸、包装用纸、生活用纸、特种纸及特种纤维溶解浆等，是中国造纸行业的龙头企业之一。
在环保与可持续发展方面，太阳纸业采用的厌氧罐厌氧发酵工艺独具优势。该工艺凭借厌氧微生物在无氧条件下，高效分解造纸过程中产生的高浓度有机废水，将其中的有机物转化为甲烷、二氧化碳等物质。不仅实现了废水的达标排放，还通过回收产生的沼气用于发电、供热，达成能源的循环利用。此外，该工艺还具备污泥产量少、抗冲击负荷能力强的特点，有效降低了运行成本，兼具显著的经济效益与环保效益。
以下测试数据源自 太阳纸业兖州工厂厌氧罐水质VFA测试数据
图1展示了 3#IC 厌氧罐中挥发性脂肪酸（VFA）的浓度变化，分别由在线自动监测站和格林凯瑞便携式 VFA 检测仪进行测量。
两条曲线整体走势相似，表示两种设备的监测结果几乎一致，两条曲线均呈现出波动变化。这表明在该时间段内，厌氧罐内的 VFA 浓度处于不稳定状态，较低且稳定的 VFA 浓度则通常表明厌氧发酵系统处于较为良好的运行状态，产酸和产甲烷过程达到了较好的平衡。企业可根据这些数据变化，及时调整工艺参数，如控制温度、pH 值、进料负荷等，以维持厌氧发酵系统稳定高效运行。
图2展示了造纸厂不同位置的挥发性脂肪酸（VFA）检测数据对比，由GL-VFA6300在线自动监测和 Hach 3900 化验室检测两种方式测得。
整体来看，两种设备的数据趋势一致，但在具体数值上存在差异。在 IC 进水处有一定区别，和造纸厂实验室采用的手动滤纸孔径有一定关系，更换过滤方式可解决不一致问题。
