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第五章厌氧处理技术

目录

TOC\o"1-3"\h\z\uHYPERLINK\l"_Toc351931302"5.1全混合厌氧消化池 PAGEREF_Toc351931302\h1
HYPERLINK\l"_Toc351931303"原理和特点 PAGEREF_Toc351931303\h1
HYPERLINK\l"_Toc351931304"构造 PAGEREF_Toc351931304\h2
HYPERLINK\l"_Toc351931305"设备与装置 PAGEREF_Toc351931305\h2
HYPERLINK\l"_Toc351931306"消化池搅拌设备 PAGEREF_Toc351931306\h2
HYPERLINK\l"_Toc351931307"加热保温设备 PAGEREF_Toc351931307\h3
HYPERLINK\l"_Toc351931308"设计计算 PAGEREF_Toc351931308\h3
HYPERLINK\l"_Toc351931309"消化池池体设计 PAGEREF_Toc351931309\h3
HYPERLINK\l"_Toc351931310"沼气搅拌计算 PAGEREF_Toc351931310\h4
HYPERLINK\l"_Toc351931311"加热设备计算 PAGEREF_Toc351931311\h5
HYPERLINK\l"_Toc351931312"5.2卧式推流厌氧消化器 PAGEREF_Toc351931312\h7
HYPERLINK\l"_Toc351931313"5.3升流式厌氧污泥床 PAGEREF_Toc351931313\h8
HYPERLINK\l"_Toc351931314"升流式厌氧污泥床的特点 PAGEREF_Toc351931314\h8
HYPERLINK\l"_Toc351931315"三相分离器 PAGEREF_Toc351931315\h9


沼气工程常用的厌氧反应器按物料流态可分为完全混合厌氧消化器（CSTR）、卧式推流厌氧消化器（HCPF）、升流式厌氧污泥床（UASB）等。
几种典型的厌氧反应器适用性能比较见表5-1。
表5-1厌氧反应器适用性能比较表
反应器名称优点缺点适用范围CSTR投资小、运行管理简单容积负荷率低，效率较低，出水水质较差适用于5S含量很高的污
泥处理HCPF投资较小、运行管理简单，容积负荷率较低停留时间相对较长，出水水质相对较差适用于高浓度、高悬浮物的有机废水UASB污水处理效率较高，投资较小、容积负荷率较高对进水SS要求很高，三相分离器较复杂适用于SS含量很低的污水处理
从表5-1可知，各种类型的厌氧工艺都有其优缺点和使用范围，选择具有局部搅拌功能的完全混合厌氧消化器处理工艺，使反应器的固体滞留期（SRT）和微生物滞留期（MRT）大于水力滞留期（HRT）有利于提高厌氧发酵的效率。
沼气工程选择能源生态模式时，一般选用CSTR和HCPF工艺，当处理的废弃物为牛粪时，多选用HCPF工艺；沼气工程选择能源环保模式时，一般选择UASB工艺。
5.1全混合厌氧消化池
5.1.1原理和特点
传统的完全混合厌氧消化器（CSTR）即普通厌氧消化池，借助于消化池内的厌氧活性污泥来净化有机污染物，其工作原理如图5-1所示，工程实例照片如图5-2所示。
畜禽粪便废水从池子上部或顶部投入池内，经与池中原有的厌氧活性污泥混合和接触后，通过厌氧微生物的吸附、吸收和生物降解作用，废水中的有机物转化为沼气。CSTR体积大，负荷低，其根本原因是它的污泥停留时间等于水力停留时间。

图5-1完全混合厌氧消化器原理图图5-2完全混合厌氧消化器工程实例照片
完全混合厌氧消化器是在常规消化器内安装了搅拌装置，使发酵原料和微生物处于完全混合状态，与常规消化器相比使活性区遍布整个消化器，其效率比常规消化器有明显提高，故名高速消化器。该消化器常采用恒温连续投料或半连续投料运行，适用于高浓度及含有大量悬浮固体原料的处理，例如，污水处理厂好氧活性污泥的厌氧消化多采用该工艺。在该消化器内，新进入的原料由于搅拌作用很快与发酵器中的全部发酵液混合，使发酵底物浓度始终保持相对较低状态。而其排出的料液又与发酵液的底物浓度相等。在出料时微生物也一起被排出，所以出料浓度一般较高。该消化器是典型的HRT，SRT和MRT完全相等的消化器，为了使生长缓慢的产甲烷菌的增殖和冲出速度保持平衡，所以要求HRT较长，一般要10~15天或更长的时间。中温发酵时负荷为3~4kgCOD/（m3·