摘要：甲烷原位富集是通过厌氧发酵直接制取生物天然气的一项技术，该技术通过将溶解在发酵液中的 CO2持续脱除达到产出高甲烷含量沼气的目的，影响甲烷原位富集效果的关键是CO2的脱除方式。为了研究和探索适宜甲烷原位富集的脱碳方式，该文研究了空气吹脱、真空脱碳和超声波辅助空气吹脱3种脱碳方式对甲烷原位富集的影响。采用葡萄糖配制的人工废水为原料，在中温38℃条件下开展了厌氧发酵甲烷原位富集试验。结果表明，空气吹脱除碳方式下，发酵液日循环比率（daily recycle rates，DRR）为0.2和0.4 L/（L·183;d）时，所产沼气中甲烷平均体积分数分别达到了76.4%和78.3%，比对照组的65.4%分别提高了17%和20%；DRR为0.2 L/（L·183;d）空气吹脱组的累积甲烷产量与对照组相近，但DRR为0.4 L/（L·183;d）空气吹脱组累积甲烷产量比对照下降了15%，原因是吹脱提高了溶解氧含量并导致了抑制作用；在真空度0.1 MPa下真空脱碳组沼气甲烷体积分数比DRR为0.2 L/（L·183;d）的空气吹脱组下降了4.6%。超声波辅助空气吹脱试验结果表明，超声波可以加强CO2吹脱效果，在前3 min内其脱除CO2的速度比空气吹脱组提高了32%，同时经过21 min吹脱经其处理发酵液中游离态CO2的脱除量比单独空气吹脱组提高了29.8%。总之，控制空气吹脱携带溶解氧对厌氧发酵的抑制作用是甲烷原位富集工艺需重点考虑的因素，超声波对CO2空气吹脱能产生明显的促进作用，值得深入研究。

关键词：沼气 发酵 超声波 空气吹脱 真空脱碳 

单位：华北电力大学可再生能源学院; 生物质发电成套设备国家工程实验室; 北京102206