沼氣池建設(shè)專家
韶關(guān)沼氣池建設(shè)--談?wù)勎沂〈笾行驼託夤こ坦に囘x擇
當今，評價大中型沼氣工程有下述幾個重要指標：①容積產(chǎn)氣率；②穩(wěn)定性；③投入產(chǎn)出比；④工程壽命。下面就從這幾個方面對各種工藝的大中型沼氣工程做一比較，談?wù)勎沂∵x擇大中型沼氣工程工藝路線的思路：
一、不同工藝技術(shù)厭氧消化器優(yōu)缺點比較
1、CSTR，即完全混合式消化器，它是當前用于污水處理的典型常規(guī)消化器，在該反應(yīng)器里原料的進入和流出處于動態(tài)平衡狀態(tài)，并且發(fā)酵液中的液體、固體和微生物處于混合狀態(tài)，出水有機物濃度與反慶器內(nèi)料液濃度相等。
優(yōu)點：①該反應(yīng)器可以進入高懸浮固體（SS）含量的原料；②消化器內(nèi)底物均勻分布，增加了底物與微生物的接觸機會；③消化器內(nèi)溫度分布均勻；④進入消化器內(nèi)的任何一點的抑制物質(zhì)，會迅速分散保持在最低水平；⑤避免了堵塞、溝流和氣體逸出不暢現(xiàn)象；
缺點：①由于該消化器無法做到使SRT（固體滯留期）和MRT（微生物滯留期）在大于HRT（水力滯留期）的情況下運行，所需消化器體積較大；②要有足夠的攪拌，所以能量消化耗較高；③生產(chǎn)用大型消化器難以做到完全混合；④出水底物濃度與反應(yīng)器內(nèi)底物濃度相等，底物流出該系統(tǒng)時未完全消化，微生物隨出料而流失。
2、HCPF，即塞流式消化器，是一種長方形的非完全混合式消化器，原料從一端進入，呈活塞式推移狀態(tài)從另一端流出。由于消化器內(nèi)沼氣的產(chǎn)生，呈現(xiàn)垂直的攪拌作用，而縱向攪拌作用甚微。在進料端呈現(xiàn)較強的水解酸化作用，甲烷的產(chǎn)生隨著向出料方向的流動而增強。由于該體系進料端缺乏接種物，所以要進行固體的回流。為減少微生物的沖出，在消化器內(nèi)應(yīng)設(shè)置擋板以有利于運行的穩(wěn)定。
優(yōu)點：①不需要攪拌裝置，結(jié)構(gòu)簡單，能耗低；②適用于高SS的廢水處理，尤其適用于牛糞的消化，用于農(nóng)場有較好的經(jīng)濟效益。
缺點：①固體物可能沉淀于底部，影響反應(yīng)器的有效體積，使HRT和SRT降低；②需要固體和微生物的再循環(huán)；③因該消化器面積/體積比值大，難以保持一致的溫度，效率較低；④易產(chǎn)生厚的浮渣結(jié)殼。⑤最大單體容積只能為300立方米。
3、UASB，即升流式厭氧污泥床，是目前發(fā)展最快的消化器，其特征是自下而上流動的污水穿流過膨脹的顆粒狀的污泥床。消化器分為三個區(qū)，即污泥床、污泥層和三相分離器。
優(yōu)點：①除三相分離器外結(jié)構(gòu)簡單，沒有攪拌裝置和填料;②長的STR及MRT使其實現(xiàn)了很高負荷率;③顆粒污泥的形成使微生物天然固定化，增加了工藝的穩(wěn)定性;④出水SS含量低;⑤適用于低SS含量廢水的處理。
缺點：①需要安裝三相分離器；②需要有效的布水器，使進料能均布于消化器底部；③進水要求低SS含量；④在高水力負荷或高SS負荷時易流失固體和微生物，運行技術(shù)要求較高。
4、USR，即升流式固體反應(yīng)器，是一種結(jié)構(gòu)簡單而又造價低廉的反應(yīng)器，它能自動形成比HRT較高的SRT和MRT，未反應(yīng)生物固體和微生物靠自然沉淀滯留于反應(yīng)器內(nèi)，可進入高SS原料，如畜禽糞水和酒清廢液等，而且不需要出水回流和氣/固分離器。
優(yōu)點：在重力作用下，比重較大固體物與微生物靠自然沉降作用積累在反應(yīng)器底部，使反應(yīng)器內(nèi)始終保持較高的固體量和生物量，即有較長的SRT和MRT。
缺點：進料SS高于5－6％時易出現(xiàn)布水器堵塞；對含纖維素較高料液（如牛糞）應(yīng)在發(fā)酵罐液面增加破浮渣設(shè)施。
5、AF，即厭氧濾器，在實用上多用纖維或硬塑料作為支持物，使細菌附著于表面形成生物膜。當污水穿流過生物膜時，有機物被細菌利用而生成沼氣。水流方向可以升流、降流，使可溶性污水快速轉(zhuǎn)化?？梢钥紤]用做兩階段厭氧消化的甲烷化階段。不適用于高SS含量的進料，因為它們能很快堵塞該體系，生產(chǎn)上應(yīng)用較少。
優(yōu)點：①低操作費用，不需要攪拌；②因有較高的效率，可縮小消化器體積；③微生物固著在惰性介質(zhì)上，MRT相當長，微生物濃度高，運轉(zhuǎn)穩(wěn)定；④更能承受負荷的變化。
缺點：①填料的費用較多（可達總造價的60%）；②由于微生物的積累，增加了運轉(zhuǎn)期間料液的阻力；③易產(chǎn)生堵塞和短路；④通常需要較長的啟動期。
從上表可以看出，容積產(chǎn)氣率CSTR、USR最優(yōu)，HCPF最差。從優(yōu)缺點敘述和實際使用看也是CSTR、USR最穩(wěn)定。
二、不同工藝成本和壽命分析
都以鋼筋混凝土作為材料為例，同樣容積鋼筋混凝土建筑造價基本差不多，差別在基礎(chǔ)。HCPF工藝是長條結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)相對較長，造價較高。特別是，HCPF工藝基礎(chǔ)若做不好極易產(chǎn)生池體斷裂，一旦池體斷裂就無法修復(fù)，造成工程報廢。若都以鋼筋混凝土為材料，壽命基本差不多。
就鋼結(jié)構(gòu)的厭氧消化器而言，關(guān)鍵是防腐處理。據(jù)了解，有的施工單位不按規(guī)范要求操作，選用廉價的瀝青做防腐涂料，一旦鋼結(jié)構(gòu)受腐操作，整套裝置就成問題。
三、想法建議
通過對沼氣工程各工藝比較，CSTR、USR工藝容積產(chǎn)氣率最高，穩(wěn)定性也好，成本和工程壽命都一樣，所以，我們省大都選擇這兩種工藝。HCPF最科學的容積是300立方以下，太大會更易引起沉積和堵塞，并且浪費土地，這也限制了大規(guī)模發(fā)展。
在工作中，我們也發(fā)現(xiàn)，有些業(yè)主和施工單位，擅自改變工程工藝，采用改良的HCPF隧道工藝，采用磚混結(jié)構(gòu)，降低成本。這有各方面原因，但主要還是想偷工減料，基礎(chǔ)也沒有很好設(shè)計和施工，這樣的工程安全和使用壽命都得不到保證，這是我們堅決不允許的。我們要求大中型沼氣工程施工單位要嚴格按施工規(guī)范操作，確保工程質(zhì)量。
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