备检测料液pH值的功能。
2.2.2 发酵工艺的类型
对沼气发酵的工艺分类,从不同角度,有不同的分类方法。大中型沼气工程,强调从工程的运行温度、工程运行的最终目标以及所选用的处理原料进行分类,如图1所示[17]。
2.2.2.1 单相式发酵和双相式发酵工艺
沼气发酵涉及要求不同基质条件的各种菌群交替联合作用发酵产生甲烷。但甲烷菌与非甲烷菌生长所需的pH不同, 对氧气的需求不同,生长速度也不一样,所以人工沼气发酵工艺可分为单相式发酵和双相式发酵工艺。单相式发酵工艺是采用一个罐体,产氢和产甲烷同时进行。双相式发酵工艺是采用二个发酵罐,第一个为小罐,主要通过兼性厌氧微生物把复杂有机物降解为基本结构单元或简单有机酸醇等,再由产氢产乙酸细菌将其转化为氢气、乙酸和二氧化碳等。第二个为大罐,通过甲烷细菌的作用将乙酸(包括甲酸)、二氧化碳和氢气等转化为甲烷,发酵能量比单相式提高2.5倍,甲烷气增加20%。
2.2.2.2 干式发酵与湿式发酵工艺
干式发酵的总固体浓度TS以25%~30%为宜,TS浓度越高,产气量也越高。常温干式厌氧发酵水稻秸秆产沼气[18]工艺提高了单位原料产气率和产气速率,缩短了发酵周期。德国的沼气干式发酵技术运行不受冬季气温影响,该技术在德国已进入应用实施阶段,产生的沼气用于发电和居民供暖。
湿发酵工艺中有效干物质含量仅为6%,我国沼气多采用此工艺,总效率低于干式发酵。
2.2.2.3 其它
其它还有垃圾填埋厂产沼气工艺、厌氧-好氧两步法处理污水工艺等。国外荷兰的真空座便器和污水处理技术、生活污水分流处理工艺等已经进行了生活应用[19]。
2.3 沼气发生装置
2.3.1 厌氧反应器
污水处理技术多采用污水厌氧反应[20],决定厌氧反应器功能的主要因素是水力滞留期(HRT),固体滞留期(SRT)和微生物滞留期(MRT)。
第一代为厌氧接触反应器,这种反应器是在出水沉淀池中增设了污泥回流装置,增大了厌氧反应器中的污泥浓度,处理负荷和效率显著提高。处理废水的停留时间至少需要20~30 天。
第二代厌氧反应器的典型代表有: 厌氧滤池(AF),上流式厌氧污泥床(UASB),下行式固定膜反应器(DSFF),厌氧附着膜膨胀床反应器(AAFEB),厌氧流化床(AFB),厌氧生物转盘和厌氧垂直折流式反应器。在已开发的高效厌氧反应器中,UASB 反应器是一种研究最为深入、应用最为广泛的厌氧反应器,但反应器内可能出现短流现象,影
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