沼气工程—大中型沼气工程.ppt

大中型沼气工程设计和建造
大中型沼气工程建设范围和内容
集约化畜禽养殖场沼气工程
工业有机废水沼气工程
沼气民用:集中供气--炊事
沼气供热:锅炉
沼气发电:
2
(1)总固体(total solid,TS):
又称干物质,是指原料中除去水分以后剩下的物质。
(2)挥发性固体(volatile solid,VS):
原料中总固体中除去灰分以后剩下的物质。
(3)化学需氧量(chemical oxygen demand,COD):
指用强氧化剂重铬酸钾,在强酸溶液中将有机物氧化为CO2、H2O所消化的氧量,用CODCr 以一般写成COD,其单位为mg/L。
(4)生物需氧量(biochemical oxygen demand,BOD):
指在有充足氧气存在的条件下,由于微生物的活动,降解有机物所需的氧量,其单位为mg/L。
COD和BOD是目前国际上普遍采用的用来表示水中有机物浓度的指标。BOD/COD的值称为可被生化指标,用来衡量废弃物是否适宜于采用生物化学法进行处理。比值越大,表示越容易被生化处理,一般认为BOD/COD>。
基本概念——(1)常用反映原料有机物含量的指标
厌氧处理方法的很多,按消化器的类型分,可分为常规型、污泥滞留型和附着膜型。
常规型消化器包括常规消化器(也称常规沼气池)、完全混合式消化器(也称高效消化器)和塞流式消化器(也称推流式消化器)。
污泥滞留型消化器包括厌氧接触工艺、升流式固体反应器(USR)、升流式厌氧污泥床反应器(UASB)、折流式反应器等。
附着膜型反应器包括厌氧滤器(AF)、流化床(FBR)和膨胀床(EBR)等。
常规型消化器一般适宜于料液浓度较大、悬浮物固体含量较高的有机废水。
污泥滞留型和附着膜型消化器主要适用于料液浓度低、悬浮物固体含量少的有机废水。
基本概念——(2)厌氧消化器的分类:
厌氧处理的方法很多,但目前国内在养殖场应用最多的还是完全混合式消化器和UASB工艺两种:
完全混合工艺可使畜禽粪水全部进行厌氧处理,
优点是处理量大,浓度高,产沼气量多,便于管理,易起动,运行费用低;
缺点是需消化器容积大,投资多,后处理麻烦。一般适宜于以产沼气为主,有使用水肥习惯的地区。
UASB工艺是先将粪水进行分离,只处理有机废水,
优点是需消化器容积小,投资少,处理效果好;
缺点是产沼气量相对较少,起动漫,管理复杂,运行费用稍高,一般适宜于以废水达标排放,减少环境污染为目的的地方。
升流式厌氧污泥床(UASB)
有反应区、沉淀区和集气室三部分组成。
废水从污泥床底部进入,与污泥床中的污泥进行混合接触,微生物分解废水中的有机物产生较强烈的搅动,在污泥床上部形成悬浮污泥层。气、水、泥的混合液上升至三相分离器内,沼气气泡碰到分离器下部的反射板时,折向气室而被有效地分离排出;污泥和水则经孔道进入三相分离器的沉淀区,在重力作用下,水和泥分离,上清液从沉淀区上部排出,沉淀区下部的污泥沿着斜壁返回到反应区内。在一定的水力负荷下,绝大部分污泥颗粒能保留在反应区内,是反应区具有足够的污泥量。
UASB设计主要考虑的几个参数:
(1)废水水质
厌氧污泥的颗粒化:COD含量;总固体浓度TSS
高蛋白,高脂肪含量的废水:消泡设施和装置
(2)反应器容积负荷
废水浓度、不溶性COD比率、出水TSS浓度确定能否采用UASB。
表7-5,7-6 UASB容积负荷推荐值 P176
(3)水流上升速度
主要取决于反应器的进水流量和反应器的水平截面积。
允许出现短时间6m/h和2m/h的高峰值。
(4)反应器容积和其他尺寸
Vn=QS0/Lorg
Vn:反应器液体部分的有效容积,m3
Q:进液流量,m3/h
S0:进水COD浓度,kgCOD/m3
Lorg:反应器有机负荷率,kgCOD/()
VL=Vn/E
VL反应器液体部分总容积;
E:有效系数,~。
HL=VL/A
HL:反应器液体部分高度:
HT=HL=HG
HT :反应器总高度,m;
HG :反应器集气部分高度,m。
(5)布水器
保证污水和污泥之间充分接触,一般采用多
点进水方式。
布水点数量的设计:
表7-8 UASB反应器布水点数量的计算依据。
进水方式设计:分为连续进水和脉冲进水
(6)三相分离器
功能:;
。
目前所采用三相分离器多为专利产品。
升流式厌氧污泥床工艺
优点:
(1)除三项分离器外消化器结构简单,没搅拌装置及填料;
(2)长的SRT及MRT使其实现了很高负荷率;
(3)颗粒污泥的形成使微生物天然固定化,增加了工艺的稳定性;
(4)出水SS含量低。
缺点:
(1)需要安装三项分离