高温隧道炉之沼气发酵设备的研究

高温隧道炉之沼气发酵设备的研究

把有机废物放入喷淋固体床中进行酸化，淋洗后的酸进入甲烷发酵炉，产生沼气。采用甲烷化升流式厌氧泥床出水循环喷淋固体床，经过产酸发酵，一段产酸发酵，自动转至干酵粉，形成沼气。甲烷发酵装置是生产沼气的核心设备，又称沼气池，内部分为三个区域，由下至上为污泥床、污泥层、气、液、固三相分离器。滤池底部是由絮状物或粒状污泥构成的絮状或粒状污泥，其质量分数较好，沉淀性能好。

废水由底端通过布管进入污泥床，向上穿过污泥床与污泥床中的污泥混合，污泥中的微生物分解污水中的有机物质，再转化成沼气。生物气体不断地以小气泡的形式释放出来，在上升过程中形成大气泡。当气泡与水流混合时，沉淀池上部的污泥处于悬浮状态，形成一层质量分数较低的污泥悬浮物。空气、液、固三相分离器上部设置有滤池，消化器中产生的沼气气泡通过反射板的阻隔进入三相分离器下的气室，经水封排出。

固液混合液通过分离器狭缝进入沉淀区，沉淀区污泥不受上升气流的影响，在重力作用下沉淀。沉积在斜壁上的污泥沿斜壁滑落到淤泥层中，造成了大量淤泥堆积，分离出污泥后的液体由沉淀区表面流入溢流槽。提升式厌氧污泥床反应器中没有载体，它是一种悬浮生长型消化器，由反应区、沉淀区和收集室三部分组成。反应器底端为泥质分较高的泥质层，其上部为质量分数较低的悬浮物层，通常称泥质层和悬浮层为反应区，在反应区上部设有气、液、固三相分离器。

污水由污泥床底部进入，与污泥床内污泥进行混合接触，微生物分解废水中的有机物质生成沼气，微小的沼气泡在上升过程中不断融合，逐渐形成大的气泡。因起泡产生较强的搅拌作用，在污泥床上部形成了悬浮污泥层。空气、水、泥的混合液上升到三相分离器中，当沼气气泡遇到分离器下部的反射板时，就会折向气室，这样就可以有效地分离出污泥和水，通过小孔进入三相分离器的沉淀区。受重力作用，上清液从沉淀区上部排出，沉淀区下层污泥沿斜壁返回反应区。特定水力负荷下，大部分污泥颗粒留在反应区，从而使得反应区污泥量充足。

在反应区域，污泥层的高度约为反应区总高度的1/3，而其污泥量则占整个污泥总量的2/3以上。大多数有机物质都是在污泥层中去除的，主要原因是底物浓度大，底物含量高，有机物代谢迅速，所以大多数污泥都被去除。在污水流经污泥层后，其中80%以上的有机物质被转化为污泥，经悬浮物处理，总去除率超过90%。尽管悬浮层能去除大量有机物，但它对混合度，产气量和过程稳定性都是至关重要的，因此，要保证合适的悬浮层，甚至是反应区的高度。

该装置采用双发酵罐型，采用沼气储存罐进行发酵。在厌氧条件下，有机废弃物置于消毒器内进行发酵，产生沼气，经净化、纯化处理后，直接送入燃烧的沼气导热油炉。当沼气充足时，可利用沼气为主要燃料，利用可燃沼气导热油炉加热系统，燃烧器应选用沼气型燃烧器；当沼气产量不足时，可采用双燃料型导热油炉进行系统加热，燃烧器选用沼气双燃料式燃烧器。