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發(fā)布時間:2021-09-20 16:50來源: 作者:易少文 點擊: 次

沼氣工程與沼氣綜合利用

一、沼氣生產(chǎn)工藝

 

廢水厭氧發(fā)酵生物處理技術(shù)發(fā)展到今天已經(jīng)取得很大的發(fā)展，已開發(fā)出的各種厭氧反應(yīng)器種類很多，目前，在畜禽養(yǎng)殖行業(yè)糞污資源化利用方面，應(yīng)用較多的是升流式固體反應(yīng)器（USR)、完全混合厭氧反應(yīng)器( cSTR和上流式厭氧污泥床〔 UASB )。

 

1、升流式固體反應(yīng)器(USR)構(gòu)造及工藝特點

 

升流式固體反應(yīng)器的構(gòu)造及工藝特點升流式固體反應(yīng)器(USR)是一種結(jié)構(gòu)簡單、適用于高懸浮固體原料的反應(yīng)器。原料從底部進(jìn)入消化器內(nèi)，與消化器里的活性污泥接觸，使原料得到快速消化。未消化的生物質(zhì)固體顆粒和沼氣發(fā)酵微生物靠自然沉降滯留于消化器內(nèi)，上清液從消化器上部溢出，這樣可以得到比水力滯留期高得多的固體滯留期(SRT)和微生物滯留期(MRT)，從而提高了固體有機(jī)物的分解率和消化器的效率。

 

2、上流式厭氧污泥床（UASB)的構(gòu)造及工藝特點

 

上流式厭氧污泥床（UASB）的基本原理是︰廢水中的有機(jī)污染物在厭氧條件下經(jīng)微生物降解，轉(zhuǎn)化成甲烷、二氧化碳等，所產(chǎn)氣體（沼氣）含甲烷大于50%，可作為能源再次利用，主要用于戶用、發(fā)電、鍋爐燃燒等，既可去除有機(jī)污染物，又可回收能源。上流式厭氧污泥床反應(yīng)器主體是內(nèi)裝顆粒厭氧污泥的容器，上流式厭氧污泥床的技術(shù)關(guān)鍵是三相分離器、布水系統(tǒng)及該裝置的運(yùn)行條件，特別是形成顆粒污泥的工藝條件是確保該反應(yīng)器高效的關(guān)鍵。廢水首先被盡可能均勻的引入反應(yīng)器底部，污水向上通過包含顆粒污泥或絮狀污泥的污泥床。厭氧反應(yīng)發(fā)生在廢水與污泥顆粒的接觸過程中，在厭氧狀態(tài)下產(chǎn)生的沼氣引起了內(nèi)部循環(huán)，這對于顆粒污泥的形成和維持有利，在污泥層形成的一些氣體附著在污泥顆粒上，附著和沒有附著的氣體向反應(yīng)器頂部上升，其上部設(shè)置專用的氣、液、固三相分離器，可使反應(yīng)器中保持高活性及良好的沉淀性能的厭氧微生物，經(jīng)分離污泥顆粒將沉淀到污泥床的表面，氣體進(jìn)入集氣室。與一般的厭氧裝置比較，效率高，節(jié)省投資減少占地面積。UASB是適用于低懸浮固體原料的反應(yīng)器，高懸浮固體不利于顆粒污泥的形成。

 

3、完全混合厭氧反應(yīng)器(cSTR)的枸造及工藝特點

 

完全混合厭氧反應(yīng)器（CSTR)適用于畜禽糞污發(fā)酵工藝。它在沼氣發(fā)酵罐內(nèi)采用機(jī)械攪拌技術(shù)。增加了反應(yīng)物質(zhì)的濃度。其特點是︰固體濃度高，TS 8-12%,可使畜禽糞便污水全部進(jìn)行沼氣發(fā)酵處理。優(yōu)點是處理濃度高，適用于高濃度，高懸浮的反應(yīng)原料。缺點是，造價高，運(yùn)行費(fèi)用高。因出水濃度較高，一般適宜于以產(chǎn)沼氣為主，有使用液態(tài)有機(jī)肥條件的地區(qū)。這種工藝在歐洲等沼氣工程發(fā)達(dá)地區(qū)廣泛采用，但在我國應(yīng)用較少，還沒有達(dá)到國外的技術(shù)水平，應(yīng)用較少。

 

二、沼氣利用工程

 

排除和處理生物垃圾對于垃圾處理行業(yè)來說是一個嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。對于農(nóng)業(yè)、食品工業(yè)和飼料加工中產(chǎn)生的各種有機(jī)物質(zhì)進(jìn)行厭氧發(fā)酵是一種具有較高價值的利用方式。這種做法與對有機(jī)物質(zhì)進(jìn)行堆肥有所不同，沼氣為甲烷和二氧化碳的混合物，通過厭氧發(fā)酵而產(chǎn)生，可以作為高能量及可再生燃料來取代化石燃料。通過燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)對沼氣的利用，既可以安全排除沼氣，又可以實現(xiàn)有效和有利于環(huán)保的能量轉(zhuǎn)換。

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