7.3沼气工程厌氧反应器
经过多年的研究和生产实践,我国已掌握的各种厌氧消化反应器(或工艺)。对于同一种有机废水或发酵原料,可以使不同的厌氧反应器(或工艺)进行沼气发酵,从而实现不同的HRT、SRT和MRT,并得到不同的反应器有机负荷、有机质去除率和产气率。
HRT(Hydraulic Retention Time):水力停留时间,指待处理污水在反应器内的平均停留时间。
SRT(Sludge Retention Time):污泥停留时间,也就是污泥泥龄。
MRT(Mean Residence Time):微生物滞留时间。
根据HRT、SRT和MRT的不同,可将反应器分为3种类型。
第一类反应器为常规反应器,其特征为MRT、SRT和HRT相等,即液体、固体和微生物混合在一起,出料时同时被冲出,反应器你没有足够的微生物,并且固体物质由于停留时间较短得不到充分的消化,因此效率较低。
第二类反应器为污泥滞留型反应器,其特征为通过各种固液分离方法,将MRT、SRT和HRT加以分离,从而在较短HRT的情况下获得较长的MRT和SRT,在出料时,微生物和固体物质所构成的污泥保留在反应器内,提高反应器内微生物浓度的同时,延长固体有机物的停留时间使其充分消化。
第三类反应器即附着膜型反应器,在反应器内填充有惰性支持物供微生物附着,从而在进料中的液体和固体穿流而过的情况下滞留微生物于反应器内,从而提高微生物浓度以有效提高反应器效率。
以上三类反应器主要针对总固体浓度(TS)较低的原料,原料TS通常低于15%。为厌氧发酵处理TS较高的固体原料,例如城市生活有机垃圾和作物秸秆(TS一般高于20%),最近几年开发了干发酵工艺及配套反应器。
干发酵工艺(反应器)不仅能减小反应器体积,提高单位体积反应器的处理能力以及产气率,而且还便于利用发酵残余物生产固体有机肥。
对于容易酸化的有机废水和易腐性固体有机废弃物的厌氧发酵处理,出现了两相厌氧发酵工艺(反应器)。
反应器(工艺)类型 | 厌氧消化特征 | 反应器举例 |
常规型 | MRT=SRT=HRT | 常规反应器 赛流式反应器(PFR) 完全混合式反应器(CSTR) |
污泥滞留型 | (MRT和SRT)>HRT | 厌氧接触反应器(ACR) 升流式厌氧污泥床(UASB) 升流式固体反应器(USR) 膨胀颗粒污泥床(EGSB) 内循环厌氧反应器(IC) 折流式反应器(ABR) |
附着膜型 | MRT>(SRT和HRT) | 厌氧滤器(AF) 纤维填料床(FPB) 复合厌氧反应器(UBF) 厌氧流化床(FBR) 厌氧膨胀床(EBR) |
| 干发酵工艺 | 反应器中原料TS大于20% | 干发酵反应器 |
| 两相厌氧发酵工艺 | 产酸相和产甲烷相分开进行 | 两相厌氧发酵反应器 |

