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沼气工程不同工艺特点综述 　　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,将污泥的沉降与回流置于一个装置内,没有搅拌装置及填料,投资小,运行费用低;SRT和MRT长,容积负荷率高;工艺稳定,处理效率高,得到广泛应用。但是三相分离器较复杂,且需要布水器进料;当冲击负荷或进料中TS含量升高,及遇到过量有毒物质时,会引起污泥流失,运行技术要求较高。 　　1.2.3 EGSB 　　是改进的UASB,容积负荷COD高,在低温条件下处理低浓度污水时,可以得到比其他工艺更好的效果。但是由于采用高的升流速度运行,运行条件和控制技术要求较高,不适合处理SS高的废水,因悬浮固体通过颗粒污泥床时会很快随出水被冲出,难以得到降解。 　　1.2.4 IC 　　是目前世界上效能最高的厌氧反应器,集UASB和FBR的优点于一身,利用反应器所产沼气的提升力实现发酵料液内循环的一种新型反应器。其具有很高的容积负荷率,节省基建投资和占地面积,不耗能;启动时间短;具有缓冲pH的能力,抗冲击负荷能力强,出水稳定性好。但是对SS较高的物料不合适,主要适用于工业有机废水的处理。 　　1.2.5 USR 　　适用于高TS原料。结构简单,不需要安置三相分离器及污泥回流、搅拌装置,其效率接近UASB的功能,但UASB必须严格使用可溶性原料。 　　1.2.6 折流式反应器 　　在我国近年来的实用过程中,除用于低浓度的生活污水等处理外,其效果一直欠佳。从理论到实践都存在不少问题,难以在生产上推广应用,需要进一步研究。同时由于要造成折流,使得消化器结构复杂、施工难、造价高。 　　1.3 附着膜型消化池 　　应用较多的有厌氧滤器(AF)、厌氧流化床(FBR)和膨胀床(EBR)等。 　　1.3.1 AF 　　不需要搅拌,低操作费用;负荷率高,体积小;MRT长,污泥浓度高,运行稳定,运行技术