幾種沼氣厭氧發(fā)酵工藝比較

塞流式工藝塞流式工藝細(xì)分有兩種，一種是普通的塞流式反應(yīng)器（PF，另一種是改進(jìn)的高濃度塞流式工藝（HC。塞流式反應(yīng)器（PFR）1（1）原理PFR非完全混合式反應(yīng)器應(yīng)設(shè)臵擋板以有利于運(yùn)行的穩(wěn)定。PFR1。畜禽糞污沼氣工程采用這種發(fā)酵工藝。（2）特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：SS廢水的處理，尤其適用于牛糞的厭氧消需要攪拌；池形結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)行方便，故障少，穩(wěn)定性高。缺點(diǎn)：固體物容易沉淀池底，影響反應(yīng)器的有效體積，使HRTSRT致的溫度；易產(chǎn)生厚的結(jié)殼。高濃度塞流式工藝（HCF）（1）原理HCF是一種塞流、混合及高濃度相結(jié)合的發(fā)酵裝臵。厭氧HCF厭氧反在厭氧反應(yīng)器的另一端，料液以溢液和沉渣形式排出。（2）特點(diǎn)能耗低，不僅加熱能耗少，而且裝機(jī)容量小，耗電量低；與PFR解決了浮渣問(wèn)題；工藝流程簡(jiǎn)單；設(shè)施少，工程投資??；操作管理簡(jiǎn)便，運(yùn)行費(fèi)用低；原料適應(yīng)性強(qiáng)（畜禽糞便、碎秸稈和有機(jī)垃圾均可；沒(méi)有預(yù)處理，原料可以直接入池；臥式單池容積偏小，便于組合。升流式固體反應(yīng)器升流式固體反應(yīng)器（UpflowSolidReactor，簡(jiǎn)稱USR)適用于處理高懸浮固體原料、總固體含量5%畜禽糞污當(dāng)前畜禽養(yǎng)殖行業(yè)糞污資源化利用方面有較多的應(yīng)用。原理USR的下部是含有高濃度厭氧微生物的固體床。發(fā)酵原料水力滯留期高得多的期和微生物滯留期率和消化器的效率。USR反應(yīng)器內(nèi)設(shè)有布水系統(tǒng)，底部是高濃度厭氧菌床，上部設(shè)臵擋渣板。本工藝不使用機(jī)械攪拌，濃度較高時(shí)可有局部強(qiáng)化攪拌裝臵，其結(jié)構(gòu)及反應(yīng)原理見下圖。USR處理后產(chǎn)生的沼液屬于高濃度有機(jī)廢水，具有有許多大中型沼氣工程均采用該工藝，對(duì)國(guó)內(nèi)沼氣工程而言，單體池容可加大到2000立方米。特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)①在重力的作用下，比重較大的固體與微生物靠自然沉降SRTUSR在較高負(fù)荷條件下能穩(wěn)定運(yùn)行的根本原因。由于SRT較長(zhǎng)，出水帶出的污泥不需回60%～70%。②當(dāng)超負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，污泥沉降性能變差，出水化學(xué)需氧量（COD）升高，但一般不會(huì)造成酸化。③產(chǎn)氣效率高。缺點(diǎn)①進(jìn)料固形物懸浮物含量為5%～6%,濃度再提高易出現(xiàn)堵塞布水管等問(wèn)題，單管布水易短流。②對(duì)含纖維素較高的料液，如以牛糞為發(fā)酵原料，應(yīng)在發(fā)酵罐液面增加破浮渣設(shè)施，以防表面結(jié)殼。COD于農(nóng)田施肥進(jìn)行生態(tài)化處理。全混合消化器全混合消化器（ContinuousStirredTankReactor，簡(jiǎn)稱CSTR）也稱連續(xù)攪拌反應(yīng)器系統(tǒng)，是一種完全混合消化器。本的反應(yīng)原理及反應(yīng)器內(nèi)部結(jié)構(gòu)如下所述。原理器采用恒溫連續(xù)投料或半連續(xù)投料運(yùn)行。與常規(guī)消化器相比，CSTR高，發(fā)酵效率比較高，還縮短了水力滯留期（HR，中溫條件下，HRT15d～30d。特點(diǎn)抗沖擊負(fù)荷。(4）消化器內(nèi)溫度分布均勻。生物。單、能耗低、運(yùn)行管理方便。由于有強(qiáng)制機(jī)械攪拌，在高濃度狀態(tài)仍可有效控制原消化池體積大。CSTRCSTR發(fā)酵池頂部裝配雙層膜氣囊，CSTR和二次發(fā)酵池產(chǎn)生的沼氣統(tǒng)一收集在氣囊中，供后續(xù)發(fā)電或者供氣使用。上流式厭氧污泥床上流式厭氧污泥床(Up-flowAnaerobicSludgeBed，簡(jiǎn)稱UASB)工藝適用于處理含有較低懸浮固體的可溶性廢水。原理UASB發(fā)酵原理見下圖。升流式厭氧污泥床的良好性能依賴于高活性污泥床層的形化器負(fù)荷的提高和運(yùn)轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性均有明顯作用。特點(diǎn)（1）優(yōu)點(diǎn)①UASB②UASB內(nèi)污泥濃度高平均污泥濃度為20VSS/L~40VSS/L（VSS為揮發(fā)性懸浮固體。SRTMRT高，水力停留時(shí)間短（1d~5COD5kg/m3~10kg/m3左右。④一般不設(shè)沉淀池，一般不需污泥回流設(shè)備。⑤消化器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，除三相分離器外，沒(méi)有攪拌裝臵及供微生物附著的填料，節(jié)約造價(jià)及避免因填料發(fā)生堵塞的問(wèn)題。⑥出水的懸浮物固體含量低。（2）缺點(diǎn)①進(jìn)料中不能含有較高的懸浮固體，一般控制在1000mg/L以下。如果進(jìn)水中懸浮固體含量較高，會(huì)造成無(wú)生物到破壞。②需要有效的布水器使進(jìn)料能均勻分布于消化器的底部。③對(duì)水質(zhì)和負(fù)荷突然變化比較敏感，耐沖擊能力稍差。④污泥床內(nèi)有短流現(xiàn)象，影響處理能力。⑤當(dāng)沖擊負(fù)荷或進(jìn)料中懸浮固體含量升高，以及遇到過(guò)量有毒物質(zhì)時(shí)，會(huì)引起污泥流失。常用工藝對(duì)比分析和工藝類型選擇本文前面介紹了塞流式反應(yīng)器（PFR、高濃度塞流式工藝（HCF、升流式固體反應(yīng)器（USR、完全混合式厭氧反應(yīng)器（CSTR）和上流式厭氧污泥床（UASB）共5HCFPFR同為塞流式厭氧消化工藝。一、常用工藝對(duì)比分析44種工藝進(jìn)行分析對(duì)比，見下表。二、工藝類型選擇厭氧消化器工藝的選擇是決定畜禽糞便沼氣工程能否長(zhǎng)期、高效、穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵。根據(jù)以上分析，可以看出4種工藝有著自身的原料適應(yīng)性，適合于不同的工程類型。CSTRUSRPFR3種工藝適用于