浅谈大型沼气工程工艺技术

发布于:2021-09-25 22:23:49

龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn 浅谈大型沼气工程工艺技术 作者:刘晓曼 来源:《消费导刊》2019 年第 07 期 摘要:我国的沼气应用在农村具有广阔的市场,在处理畜禽养殖场的废物的过程中,沼气 是众多处理工艺的产物。本文主要针对沼气的生产工艺进行阐述,知道我们在沼气的生产中更 加的高效。 关键词:沼气 工艺 usR 厌氧 一、典型工艺技术介绍 改革开放以来,我国的社会经济获得了快速的发展,在沼气领域国家相应的召开沼气工作 会议,在 1979、1980 年相继的成立沼气协会以推动沼气工作的进展。针对大中型的畜禽养殖 场的沼气制造技术得到了快速的发展。历经三十多年的摸索与尝试,大中型沼气工程中比较成 功的技术工艺有 UASB、USR、CSTR 和 HCF 等,其中应用较多的是 USRI 艺,还有一小部分 采用 HCF 和 UASBI 艺,最*几年 CSTR 应用发展迅速,我熟知的“安*县年出栏 20 万头猪场 粪污综合治理 2MW 沼气发电工程项目”就是采用的该工艺。 (一)USR 厌氧工艺 在对畜禽类粪便制造沼气的过程中,USRI 艺是常用的工艺,改工艺对动物粪便进行预处 理,降低动物粪便中的大颗粒和纤维物质,筛选合格的物料进入反应器中进行充分反应。在该 工艺的实际应用中,产生沼气和沼渣,再把沼渣应用到农田中。这种工艺是典型的沼气生产的 工艺,现代的沼气制造通常采用热电联产的方式进行现代工艺的沼气制造。这种工艺在我国的 北方的冬季条件下,能制造出沼气。uSRI 艺采用上流式污泥床原理,无内部机械搅拌,产气 率在中温条件下,视原料不同在 0.8-1.2 m3/m3 之间。 龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn 优点:①消化器结构简单,无需添加额外搅拌装置及填料;②较高的固体量和生物量可实 现有机物快速分解,容积负荷率高;③运行管理相对简单,运行费用低。 缺点:①对水质颗粒粒径要求较高;②对物料均布性要求较高,当达到一定浓度时,必须 加强制措施;③形成浮渣后采用沼气破碎,运行中易出现问题。 (二)UASB 厌氧工艺 UASBI 艺的厌氧处理是制造沼气的处理工艺,主要应用到畜禽养殖场的污水处理过程 中,其制造原理就是要进行固液分离,把过滤的污水投入到沼气制造反应器中,进行厌氧反 应,就能产生沼气。同时,反应后的污水再通过进一步的处理后,能达到排放的标准。这种工 艺是技能制造沼气,又能对污水进行环保的处理的环保工艺。这种工艺能培养颗粒污泥,同时 还能培养厌氧菌群。UASB 反应器的特点是运行成本较低,制造工艺简单,制造沼气的效率比 较高。厌氧菌群不容易流失。但是这种工艺的缺点是不适用于高悬浮物的废液(一般进水 SS 不超过 2000mg/I),否则会导致布水系统堵塞、菌种流失。 优点:①除三项分离器外消化器结构简单,没搅拌装置及填料;②长的 SRT 及 MRT 使其 实现了很高负荷率:③颗粒污泥的形成使微生物天然固定化,增加了工艺的稳定性;④出水 SS 含量低。 缺点:①需要安装三项分离器;②需要有效的布水器,使进料能均布于消化器底部:③进 水要求低 SS 含量:④在高水力负荷或高 SS 负荷时易流失固体和微生物,运行技术要求较高。 (三)CSTR 厌氧工艺 CSTRI 艺的具体操作主要是对动物粪便进行粉碎,调整粪便的固体物大小,在进行液体配 比,搅拌后把物料投入到反应器中,再利用合适的温度进行物料的充分发酵反应。沼渣沼液能 夠得到充分的利用,沼渣直接用于农田施肥。 优点:①可以对物料进行粉碎原料:②在反应器中物料在合适的温度中能进行充分的发酵 反应,保存微生物的充分生存机会。③反应器中的反应温度适合沼气的产生④充分反应后,这 种工艺既能产生沼气,还能进行环保的废水排放⑤避免了浮渣、结壳、堵塞、气体逸出不畅和 短流现象。 缺点:①由于该消化器无法做到使 SRT 和 MRT 在大于 HRT 的情况下运行,所以需要消 化器体积较大;②要有足够的搅拌,所以能量消耗较高;③底物流出该系统时未完全消化,微生 物随出料而流失。 (四)HCF 厌氧工艺 龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn 塞流式消化器中原料从一端进入,从另一端流出,原料在消化器的流动呈活塞式推移状 态。在消化器内应设置挡板,有利于运行的稳定。HCF 工艺是一种引进于欧洲的沼气生产工 艺技术,在反应器中,物料能在厌氧反应过程中进行充分的发酵反应,同样,这种工艺产生的 沼渣也能应用到农田中,实现沼气生产的无害化处理。 优点:①不需搅拌装置,结构简单,能耗低;②适用于高 SS 废物的处理外,尤其适用于牛 粪的消化;③运转方便,故障少,稳定性高。 缺点:①固体物可能沉淀于底部,影响消化器的有效体积,使 HRT 和 sRT 降低:②需要 固体和微生物的回流作为接种物:③因该消化器面积,体积比值较大,难以保持一致的温度, 效率较低;④易产生结壳。 二、工艺选择 几种厌氧处理技术的技术、经济效益比较 经过以上对比分析,几种工艺各有所长,USR 工艺在沼气制造中是应用比较广泛的沼气 制造工艺,适用于我国中南部地区的养殖场的粪便处理,同时还能进行沼气的制造与应用。 UASBE:艺比较适用于固体物少的污水处理中的沼气制造过程,CSTR 工艺适用于高浓度及含 有大量悬浮固体原料的处理,各厌氧消化工艺均应增加余热和加热循环装置,适用养猪场的粪 便处理。

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