沼气工程不同工艺特点的综述

     随着环境污染和能源短缺问题日益严重,发展沼气工程,对实现环境、能源和经济的可持续
发展具有越来越重要的意义。而选用合理的工艺是这项工程高效开展的保证。本文将对目前
沼气工程发展中根据不同发酵机制研发出的厌氧消化器工艺特点做概括论述

,便于在沼气工

程设计工作中查找最佳工艺。

 

　　

1 厌氧消化器的分类及特点 

　　根据水力滞留期

(HRT)、固体滞留期(SRT)、微生物滞留期(MRT)的不同,沼气工程中的厌

氧消化器可分常规型、污泥滞留型和附着膜型三大类。

 

　　

1.1 常规型消化器 

　　又分为常规消化器、全混合式消化器

(CSTR)、卧式推流厌氧消化器(HCPF)、单元混合塞

流式厌氧消化器

(UPR)。 

　　

1.1.1 常规消化器 

　　结构简单、应用广泛

,但无搅拌装置,原料自然分层沉淀,厌氧消化活动旺盛场所只限于活

性层内

,因而效率较低。我国农村最常用的水压式沼气池就属于常规消化器。 

　　

1.1.2 CSTR 

　　适宜高

TS 废物的处理。能避免分层,使物料、温度等分布均匀;抑制物质分散迅速,保持较

低水平

;能避免浮渣、结壳、堵塞、气体逸出不畅和短流现象;投资较小,运行管理简单,易于数学

建模。但容积负荷率低

;需搅拌,能效比低;出水水质较差。 

　　这种消化器适宜高

TS 原料,是以前使用最多、适用范围最广的一种消化器。能避免分层,

使物料、温度等分布均匀

,进入消化器的抑制物质能够迅速分散,保持较低的浓度水平;能避免

浮渣、结壳、堵塞、气体逸出不畅和短流现象

;投资小,运行管理简单,易于数学建模。但是由于

无法做到使

SRT 和 MRT 大于 HRT,需要的消化器体积较大,容积负荷率低;需搅拌、能耗大,能

效比低

;微生物随出料流失较多,出水水质较差,应用范围逐渐缩小。 

　　

1.1.3 HCPF 

　　适用高浓度、高

TS 有机废水的处理。结构简单,投资较小,不需搅拌,能耗低;运转方便,故

障少

,稳定性高。但固体物可能沉淀于底部,形成大量死区,影响消化器的有效体积,使 HRT 和

SRT 降低;需要固体和微生物的回流作为接种物;消化器面积/体积比值较大,且难恒温,效率较
低

,出水水质相对较差;易结壳。适用于牛粪的消化但不适合沉渣多的鸡粪。 

　　

1.1.4 UPR 

　　

UPR 初步解决了 HCPF 存在的反应器单体容积较小、浓度过高易酸化、除砂效果差等一

些问题

,可提高 TS 的浓度,预控酸化,加强除砂效果,加大单体容积,降低投资。 

　　

1.2 污泥滞留型消化器 

　　包括厌氧接触工艺、升流式厌氧污泥床

(UASB)、膨胀颗粒污泥床(EGSB)、内循环厌氧反

应器

(IC)、升流式固体反应器(USR)和折流式反应器等。 

　　

1.2.1 厌氧接触工艺 

　　具有

CSTR 的优点,并具有缓冲能力大,负荷率高,操作简单,运行稳定的优势。但其需额外

设备来使固体和微生物沉淀与回流。

 

　　

1.2.2 UASB 

　　是目前世界上发展最快的消化器

,适用于 TS 含量很低的可溶性废水。结构简单,将污泥