城镇生活污水、淀粉废水、畜禽养殖粪便以及污泥等在厌氧反应罐同活性微生菌进行反应时多采用中温（36 ℃左右）发酵。我国北方地区冬季时间长、气温低，厌氧反应罐在冬季进行加温和保温在北方地区尤为重要，是厌氧反应能否正常工作的最主要因素，直接影响到沼气的生产。厌氧罐中发酵液内的有机物浮渣等比重小于水，经常会浮在反应物料的液面上部，并逐渐在液面结成硬壳，阻碍沼气的正常生产和降低产气率。避免浮渣结壳，使活性反应物料充分循环，是厌氧反应器必须解决的问题。当前沼气工程中沼气贮
气柜多采用厌氧反应罐和生产的沼气贮存气柜分别建造，厌氧反应罐和贮气罐合为一体是减少投资和占用土地的优化方案。
1 常规厌氧反应工艺中搅拌、加温、沼气贮气柜工艺方法和存在的问题
（1）在厌氧罐内中心处搅拌的方法。虽然该工艺形式可将处于罐体下部、中部的浓度含量较高菌种和上部浓度含量较低菌种的发酵液进行搅拌，但由于有机物浮渣是漂浮在液面上，长时间仍难避免发酵液表面形成结壳，直接影响沼气产量。
（2）循环气体和搅拌工艺形式。采用气泵将发酵液表面已产生的沼气打回到发酵液下部，完成上下液的内循环搅拌，该方案仍然不能避免液面结壳现象的产生。
（3）物料反应液体罐外循环和罐体的下部搅拌器工艺形式。该工艺通过设在罐体外部的泵 ，将罐体底部浓度含量较高菌种液从罐体液面上部打回。虽然该工艺可降低结壳的形成，但仍然有一些漂浮的有机物浮渣以及处理池以前带入的各类稻草、麦草、玉米秸等杂物仍然漂浮在液体表面，不能有效地进行发酵，直接影响沼气的产量。
（4）厌氧罐外壁加热工艺。该工艺方法是将热循环加热管盘绕在厌氧罐体外壁，热源通过加热管和厌氧反应罐壁传至反应物料。该工艺一般要求反应液有预加热。如反应液没有进行预加热，则反应罐中加热的温度很不均匀，其中部温度较低，直接影响该区域厌氧反应和沼气的生产。
（5）浮动式钟罩湿式沼气贮气柜。该贮气柜是将一个 U形金属钟罩反扣在盛有水的罐体内，沼气通过罐体下部进气口经水液进入反扣的U 形金属钟罩和液面上部空间组成的贮气柜，沼气量的增加和减少可使金属钟罩上下移动以便调整贮气空间。这种贮气柜造价较高，最大的缺点是当北方冬季温度降至0 ℃以下时 ，罐体内的水结冰后整个贮气柜将不能使用。
2 秸秆沼气工程中厌氧、柔性恒压贮气柜 CSTR 工艺原理
CSTR 工艺内加热式气液一体化厌氧发酵反应罐不仅、可解决冬季厌氧反应罐正常生产沼气问题，并可有效解决漂浮在反应物料表面浮渣结壳问题，以及反应菌种罐内分布不均影响沼气生产等技术问题， 同时还可降低冬季反应罐的加热成本。
如图1 所示，厌氧、贮气 CSTR 工艺内加热式气液一体化厌氧发酵反应器包括基座和
安装在基座上的罐体；基座上设置有加热元件，罐体顶部设置有采用柔性聚偏氟乙烯（PVDF）材料制作的具有膨胀、收缩功能的半球体状贮气内膜和贮气外膜，该贮气内膜与罐体液面构成密闭半球形贮气柜；罐体的液面位置处设置有潜水式搅拌机，该搅拌机的叶片轴的轴线以朝向液面并向下倾斜的方式设置，且安装在叶片轴上的叶片的一部分露出反应物料的液面；加热元件是由以夹层方式平铺在基座内的内置式加热管和设置在基座中部的外置式螺旋加热管组成。贮气内膜和贮气外膜通过环绕罐体上沿口设置的下垫板以及橡皮密封下块、橡皮密封上块和螺栓以密闭的方式固定在罐体的上沿口处；上沿口焊接在罐体上端部，形状为L 形角铁或 U 槽钢板，以保证罐体上端口的强度
。
罐体的下部分别有需添加反应物料的进料、沼渣出料口和位于反应物料液面位置处的上清液出料管，在罐体中下部分别设置有取料口、测温孔；上清液出料管位于罐体内的进料口端设置在反应物料液面下方，位于罐体外的出料口端高于反应物料液面。环绕罐体外表面覆盖有保温层，以达到对罐体内反应物料的保温。
在罐体上安装有恒压防爆风机，该风机的出风口通过安全阀、外膜进气管与由贮气内膜和贮气外膜组成密闭腔连通；恒压防爆风机的开启和停机由安装在贮气外膜内的压力传感器输出的信号经控制电路控制；所述的恒压防爆风机通过安全阀和半球体状外膜进气管向由贮气内膜和贮气外膜构成的密闭腔充气并确保其恒定的压力，当沼气产量增加时贮气内膜膨胀，安全阀排出贮气外膜密闭腔内的一定量空气。当沼气产量减少时贮气内膜向下萎缩，贮气外膜内的压力下降，贮气外膜内安装的压力传感器发出信号启动固定在罐体外部上端托架上的恒压防爆风机，通过安全阀和外膜进气管向贮气外膜内充气，以便维持正常所需压力。
在液面上方的管壁上设置有稳压安全阀，该稳压安全阀的管口通过U 型进气管与位于液面上方的贮气柜相连通。当贮气柜内压力高于设定压力时，气体通过稳压安全阀上稳压安全阀出气口溢出。在位于液面上方的罐体内壁上
设置有由若干条通过连接拉环和涨紧器连接的钢丝组成的涨紧网；该涨紧网通过锁紧重锤、连接在锁紧重锤与拉环之间的锁紧钢丝使涨紧网始终处于绷紧状态。在贮气外膜内中心处设置有超声波探头，通过安装在贮气内膜中心处的超声波定位块回声定位，确定贮气内膜因贮气柜容积变化得知沼气的当前容量。
3 秸秆沼气工程中厌氧、柔性恒压贮气柜 CSTR 工艺特点
一是有效地解决了我国北方冬季室外环境温度因长时间处于0 ℃以下而造成厌氧反应不能进行正常沼气生产的问题。因厌氧反应罐中浓度含量较高菌种主要是在罐体的中下部，该实用新型的罐体内下部的循环加热方式使得热量自下向上传递，不仅使得菌种处于正常的反应过程，而且最大化地利用热能，降低了能源损失和成本。二是潜水式搅拌机处于反应物料液表面处，可有效地对漂浮在反应液上部的有机物浮渣和其他漂浮物进行直接的破碎，避免了浮渣结壳的生成，确保产气能正常进行。三是由贮气外膜和贮气内膜组成的柔性双层贮
气柜安装在厌氧发酵反应器上端，可大大降低产气和贮气整个工程的造价，同时由于贮气外膜和贮气内膜之间充有空气，明显地提高了罐体内的保温效果并有利于日光的采集，降低冬季对罐体内反应物料的加热成本。四是当贮气外膜内气体的压力超过或低于预先设定的压力上限或下限时，安装在贮气外膜内的压力传感器控制恒压防爆风机开启和停机，从而保证了贮气柜恒定压力输出，同时提高了柔性贮气外膜和贮气内膜的使用寿命。五是当贮气柜内压力增加并超过设定的压力时，一端通入贮气柜内的稳压安全阀将打开并从稳定出气口泄气，以保证整个厌氧反应罐系统的安全。---------------文章由
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