沼气脱硫

谈谈大中型沼气工程工艺选择

当今，评价大中型沼气工程有下述几个重要指标：①容积产气率；②稳定性；③投入产出比；④工程寿命。下面就从这几个方面对各种工艺的大中型沼气工程做一比较，谈谈选择大中型沼气工程工艺路线的思路：

一、不同工艺技术厌氧消化器优缺点比较

1、CSTR，即完全混合式消化器，它是当前用于污水处理的典型常规消化器，在该反应器里原料的进入和流出处于动态平衡状态，并且发酵液中的液体、固体和微生物处于混合状态，出水有机物浓度与反庆器内料液浓度相等。

优点：①该反应器可以进入高悬浮固体（SS）含量的原料；②消化器内底物均匀分布，增加了底物与微生物的接触机会；③消化器内温度分布均匀；④进入消化器内的任何一点的抑制物质，会迅速分散保持在*低水平；⑤避免了堵塞、沟流和气体逸出不畅现象；

缺点：①由于该消化器无法做到使SRT（固体滞留期）和MRT（微生物滞留期）在大于HRT（水力滞留期）的情况下运行，所需消化器体积较大；②要有足够的搅拌，所以能量消化耗较高；③生产用大型消化器难以做到完全混合；④出水底物浓度与反应器内底物浓度相等，底物流出该系统时未完全消化，微生物随出料而流失。

2、HCPF，即塞流式消化器，是一种长方形的非完全混合式消化器，原料从一端进入，呈活塞式推移状态从另一端流出。由于消化器内沼气的产生，呈现垂直的搅拌作用，而纵向搅拌作用甚微。在进料端呈现较强的水解酸化作用，甲烷的产生随着向出料方向的流动而增强。由于该体系进料端缺乏接种物，所以要进行固体的回流。为减少微生物的冲出，在消化器内应设置挡板以有利于运行的稳定。

优点：①不需要搅拌装置，结构简单，能耗低；②适用于高SS的废水处理，尤其适用于牛粪的消化，用于农场有较好的经济效益。

缺点：①固体物可能沉淀于底部，影响反应器的有效体积，使HRT和SRT降低；②需要固体和微生物的再循环；③因该消化器面积/体积比值大，难以保持一致的温度，效率较低；④易产生厚的浮渣结壳。⑤*大单体容积只能为300立方米。

3、UASB，即升流式厌氧污泥床，是目前发展*快的消化器，其特征是自下而上流动的污水穿流过膨胀的颗粒状的污泥床。消化器分为三个区，即污泥床、污泥层和三相分离器。

优点：①除三相分离器外结构简单，没有搅拌装置和填料；②长的STR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；⑤适用于低SS含量废水的处理。

缺点：①需要安装三相分离器；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。

4、USR，即升流式固体反应器，是一种结构简单而又造价低廉的反应器，它能自动形成比HRT较高的SRT和MRT，未反应生物固体和微生物靠自然沉淀滞留于反应器内，可进入高SS原料，如畜禽粪水和酒清废液等，而且不需要出水回流和气/固分离器。

优点：在重力作用下，比重较大固体物与微生物靠自然沉降作用积累在反应器底部，使反应器内始终保持较高的固体量和生物量，即有较长的SRT和MRT。

缺点：进料SS高于5～6％时易出现布水器堵塞；对含纤维素较高料液（如牛粪）应在发酵罐液面增加破浮渣设施。

5、AF，即厌氧滤器，在实用上多用纤维或硬塑料作为支持物，使细菌附着于表面形成生物膜。当污水穿流过生物膜时，有机物被细菌利用而生成沼气。水流方向可以升流、降流，使可溶性污水快速转化。可以考虑用做两阶段厌氧消化的甲烷化阶段。不适用于高SS含量的进料，因为它们能很快堵塞该体系，生产上应用较少。

优点：①低操作费用，不需要搅拌；②因有较高的效率，可缩小消化器体积；③微生物固着在惰性介质上，MRT相当长，微生物浓度高，运转稳定；④更能承受负荷的变化。

缺点：①填料的费用较多（可达总造价的60%）；②由于微生物的积累，增加了运转期间料液的阻力；③易产生堵塞和短路；④通常需要较长的启动期。

二、不同工艺成本和寿命分析

都以钢筋混凝土作为材料为例，同样容积钢筋混凝土建筑造价基本差不多，差别在基础。HCPF工艺是长条结构，基础相对较长，造价较高。特别是，HCPF工艺基础若做不好极易产生池体断裂，一旦池体断裂就无法修复，造成工程报废。若都以钢筋混凝土为材料，寿命基本差不多。

就钢结构的厌氧消化器而言，关键是防腐处理。据了解，有的施工单位不按规范要求操作，选用廉价的沥青做防腐涂料，一旦钢结构受腐操作，整套装置就成问题。

三、想法建议

通过对沼气工程各工艺比较，CSTR、USR工艺容积产气率*高，稳定性也好，成本和工程寿命都一样，所以，我们省大都选择这两种工艺。HCPF*科学的容积是300立方以下，太大会更易引起沉积和堵塞，并且浪费土地，这也限制了大规模发展。

在工作中，我们也发现，有些业主和施工单位，擅自改变工程工艺，采用改良的HCPF隧道工艺，采用砖混结构，降低成本。这有各方面原因，但主要还是想偷工减料，基础也没有很好设计和施工，这样的工程安全和使用寿命都得不到保证，这是我们坚决不允许的。我们要求大中型沼气工程施工单位要严格按施工规范操作，确保工程质量。

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