沼气工程与沼气综合利用
一、沼气生产工艺
废水厌氧发酵生物处理技术发展到今天已经取得很大的发展,已开发出的各种厌氧反应器种类很多,目前,在畜禽养殖行业粪污资源化利用方面,应用较多的是升流式固体反应器(USR)、完全混合厌氧反应器( cSTR和上流式厌氧污泥床〔 UASB )。
1、升流式固体反应器(USR)构造及工艺特点
升流式固体反应器的构造及工艺特点升流式固体反应器(USR)是一种结构简单、适用于高悬浮固体原料的反应器。原料从底部进入消化器内,与消化器里的活性污泥接触,使原料得到快速消化。未消化的生物质固体颗粒和沼气发酵微生物靠自然沉降滞留于消化器内,上清液从消化器上部溢出,这样可以得到比水力滞留期高得多的固体滞留期(SRT)和微生物滞留期(MRT),从而提高了固体有机物的分解率和消化器的效率。
2、上流式厌氧污泥床(UASB)的构造及工艺特点
上流式厌氧污泥床(UASB)的基本原理是︰废水中的有机污染物在厌氧条件下经微生物降解,转化成甲烷、二氧化碳等,所产气体(沼气)含甲烷大于50%,可作为能源再次利用,主要用于户用、发电、锅炉燃烧等,既可去除有机污染物,又可回收能源。上流式厌氧污泥床反应器主体是内装颗粒厌氧污泥的容器,上流式厌氧污泥床的技术关键是三相分离器、布水系统及该装置的运行条件,特别是形成颗粒污泥的工艺条件是确保该反应器高效的关键。废水首先被尽可能均匀的引入反应器底部,污水向上通过包含颗粒污泥或絮状污泥的污泥床。厌氧反应发生在废水与污泥颗粒的接触过程中,在厌氧状态下产生的沼气引起了内部循环,这对于颗粒污泥的形成和维持有利,在污泥层形成的一些气体附着在污泥颗粒上,附着和没有附着的气体向反应器顶部上升,其上部设置专用的气、液、固三相分离器,可使反应器中保持高活性及良好的沉淀性能的厌氧微生物,经分离污泥颗粒将沉淀到污泥床的表面,气体进入集气室。与一般的厌氧装置比较,效率高,节省投资减少占地面积。UASB是适用于低悬浮固体原料的反应器,高悬浮固体不利于颗粒污泥的形成。
3、完全混合厌氧反应器(cSTR)的枸造及工艺特点
完全混合厌氧反应器(CSTR)适用于畜禽粪污发酵工艺。它在沼气发酵罐内采用机械搅拌技术。增加了反应物质的浓度。其特点是︰固体浓度高,TS 8-12%,可使畜禽粪便污水全部进行沼气发酵处理。优点是处理浓度高,适用于高浓度,高悬浮的反应原料。缺点是,造价高,运行费用高。因出水浓度较高,一般适宜于以产沼气为主,有使用液态有机肥条件的地区。这种工艺在欧洲等沼气工程发达地区广泛采用,但在我国应用较少,还没有达到国外的技术水平,应用较少。
二、沼气利用工程
排除和处理生物垃圾对于垃圾处理行业来说是一个严峻的挑战。对于农业、食品工业和饲料加工中产生的各种有机物质进行厌氧发酵是一种具有较高价值的利用方式。这种做法与对有机物质进行堆肥有所不同,沼气为甲烷和二氧化碳的混合物,通过厌氧发酵而产生,可以作为高能量及可再生燃料来取代化石燃料。通过燃气内燃机对沼气的利用,既可以安全排除沼气,又可以实现有效和有利于环保的能量转换。
第一种:生活用气,大家比较好理解
第二种:净化提纯成天然气,然后压缩给加气站给车用或者进入管道天然气进行民用。
第三种,就是沼气发电。
以上三种燃烧方式,一个目的就是节能减排,减少温室气体的排放(沼气的温室效应是二氧化碳的21倍)。
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