沼气工程技术讲座_四___厌氧消化器技术_田晓东

·156·可再生能源RenewableEnergyResources第29卷第4期2011年8月Vol.29No.4Aug.20111厌氧消化器容积计算厌氧消化器容积是标志沼气工程规模的主要参数之一。厌氧消化器容积计算应依据《沼气工程技术规范第1部分：工艺设计》(NY/T1220.1-2006)和《规模化畜禽养殖场沼气工程设计规范》(NY/T1222-2006）中的相关规定进行。（1）根据容积负荷计算消化器容积V1=[24(S0-S1)Q1]/n1（1）式中：V1为厌氧消化器总有效容积，m3；S0为进水水质的化学需氧量，g/L；S1为出水水质的化学需氧量g/L；Q1为料液设计流量，m3/h；n1为单位时间、单位容积消化有机质的化学需氧量（CODcr），kg/(m3·d)。V2＝Q2S2/n2（2）式中：V2为厌氧消化器总有效容积，m3；Q2为料液设计流量，m3/d；S2为进料干物质（TS）浓度，kg/m3；n2为干物质（TS）容积负荷，kg/（m3·d）。（2）根据水力滞留时间计算消化器容积V3＝Q3t（3）式中：V3为厌氧消化器总有效容积，m3；Q3为料液设计流量，m3/d；t为水力滞留时间，d。厌氧消化器实际容积应比有效容积计算值高出5%～10%，容积负荷和水力滞留时间应根据选定的厌氧消化工艺类型、工程运行温度，并结合同类工程运行经验或小试相关数据来确定。（3）有关规范中提供的相关数据进行厌氧消化器容积设计时，可参考有关规范提供的相关数据（表1）。用来处理畜禽粪污的能源生态型沼气工程，宜选用升流式固体床消化器（USR）、全混合式厌氧消化器（CSTR）、塞流式厌氧消化器（PFR），可结合工程实际选用有关规范中的相关数据（表2）。沼气工程技术讲座（四）厌氧消化器技术田晓东1，张典2，俞松林2，崔彦如3（1.吉林省能源研究所，吉林长春130012；2.吉林省节能监察中心，吉林长春130012；3.吉林省农业科学院农村能源研究所，吉林长春130000）中图分类号：TK6；S216.4文献标志码：B文章编号：1671-5292（2011）04-0156-04收稿日期：2010-12-21。作者简介：田晓东（1940-），男，高级工程师，长期从事生物质能工程技术的研究与开发工作。E-mail:ysl1771@163.com通讯作者：崔彦如（1978-），女，博士，副研究员，从事沼气工艺与设备的研究工作。E-mail：cuiyanru2000@yahoo.com.cn常温发酵(15～25℃)中温发酵(33～35℃)水力滞留时间/d干物质（TS）容积负荷/kg·m-3·d-1水力滞留时间/d干物质（TS）容积负荷/kg·m-3·d-1猪粪水20～401.0～2.0153.0～4.0鸡粪水20～601.0～2.0153.0～4.0牛粪水20～601.3～2.0153.0～4.0原料表1完全混合式厌氧消化器(CSTR)主要设计参数表2中温发酵的能源生态型厌氧消化器主要设计参数升流式固体床消化器全混合式消化器塞流式消化器1温度/℃35℃左右35℃左右35℃左右2水力滞留期(HRT)/d8～1510～2015～203TS浓度/%3～53～67～104CODcr去除率/%60～8055～7550～705CODcr负荷/kg·m-3·d-15～103～82～56投配率/%7～125～105～7序号参数DOI:10.13941/j.cnki.21-1469/tk.2011.04.008·157·田晓东，等厌氧消化器技术能源环保型沼气工程选用升流式污泥床厌氧消化器（UASB）和升流复合床厌氧消化器（UBF），其主要设计参数应根据工程实际选定（表3）。2厌氧消化器设计技术（1）选型设计应根据发酵原料的特性、厌氧工艺段的处理目标及选用的工艺类型与工艺路线来设计厌氧消化器。处理畜禽粪污类的高固体含量或难降解的有机废水，应采用全混合厌氧消化器（CSTR）、升流式厌氧固体床消化器（USR）、厌氧接触消化器（AC）和塞流式厌氧消化器（PFR）。处理溶解性有机废水，宜选用升流式厌氧污泥床消化器（UASB）、厌氧过滤器消化器（AF）和升流式厌氧复合床消化器（UBF）。（2）气密性设计除升流式厌氧污泥床消化器之外，其它类型的厌氧消化器均应密闭，并能承受沼气系统的工作压力，要设有防止超正压或超负压的安全措施。气密性试验应满足24h气压降小于试验（工作）压力的3%。须合理设置和安装溢流堰，防止偏流。消化液溢流管既要防止排液虹吸，也要防止溢气或沉渣堵塞管路，还应设通气管和水封器。（3）参数监测手段设计在厌氧消化器上、中、下3个部位设置取样口（管）和测温口（管），可通过温度传感器在室内显示及巡检各测点的温度；上、中、下3个部位的检测取样口，应通过管路集中设置在罐体下方。可在室内适