處理可降解有機(jī)物時(shí)，厭氧消化池的優(yōu)良性能在宏觀上通常表現(xiàn)為沼氣產(chǎn)量較高且消化池運(yùn)行穩(wěn)定；而在消化池內(nèi)部，可降解有機(jī)物的停留時(shí)間以及有機(jī)物和活性微生物之間的實(shí)際接觸在很大程度上決定了厭氧反應(yīng)器的性能。紅外沼氣分析儀Gasboard-3200系列。

      一般來說，對于厭氧消化池這樣的半連續(xù)進(jìn)料系統(tǒng)而言，為了達(dá)到有機(jī)物基質(zhì)和微生物之間的良好接觸效果，攪拌是zui有效，也zui可行的手段。確保發(fā)酵罐內(nèi)物料被充分?jǐn)嚢璧脑蛉缦拢?/span>使新鮮底物接觸有生物活性的發(fā)酵液而被接種；使得發(fā)酵罐內(nèi)的溫度與營養(yǎng)物質(zhì)均勻；使得底物中的沼氣更快排放??。

常見的攪拌方法

1.池內(nèi)機(jī)械攪拌

      即在池內(nèi)設(shè)有螺旋槳，通過池外電機(jī)驅(qū)動螺旋槳轉(zhuǎn)動對消化混合液進(jìn)行攪拌，攪拌所需能耗約為0.0065kW/m³。每個(gè)攪拌器的較好攪拌半徑為3~6m，如果消化池直徑較大，可設(shè)置多個(gè)攪拌器，呈等邊三角形等均勻方式布置。紅外沼氣分析儀Gasboard-3200系列。

      對于消化池頂軸承的氣密性問題，可采用在攪拌軸上焊接水封罩、消化池頂蓋上設(shè)水封槽等方式解決，水封罩在水封槽內(nèi)轉(zhuǎn)動可起到密封作用，水封槽內(nèi)的水深則可據(jù)消化池內(nèi)氣相壓力而定。

2、水泵循環(huán)消化液攪拌

      采用循環(huán)泵作為動力，通常在池內(nèi)設(shè)射流器，由池外水泵壓送的循環(huán)消化液經(jīng)射流器噴射，從喉管真空處吸進(jìn)一部分池中的消化液或熟污泥，污泥和消化液一起進(jìn)入消化池的中部形成較強(qiáng)烈的攪拌，所需能耗約為0.005kW/m³，用污泥泵抽取消化污泥進(jìn)行攪拌可以結(jié)合污泥加熱一起進(jìn)行。紅外沼氣分析儀Gasboard-3200系列。

3、沼氣攪拌

      將沼氣經(jīng)壓縮機(jī)壓縮后送入攪拌器，在攪拌器豎管內(nèi)形成提升力，帶動液體循環(huán)從而達(dá)到攪拌的目的。實(shí)質(zhì)上是氣提泵的原理，有利于使沼氣中的CO₂作為產(chǎn)甲烷的底物被產(chǎn)甲烷細(xì)菌利用，攪拌所需能耗為0.005~0.008kW/m³，所用壓縮機(jī)必須保證絕不漏氣，以免吸人空氣或泄漏沼氣引起爆炸。沼氣攪拌的方式有三種：

      1）氣提式攪拌：將沼氣壓入設(shè)在消化池的導(dǎo)流管中部或底部，使沼氣和消化液混合后，含沼氣泡的污泥密度減小后沿導(dǎo)流管上升，使消化池內(nèi)消化液不斷循環(huán)攪拌達(dá)到混合的目的。 
      2）豎管式攪拌：根據(jù)消化池直徑大小，在池內(nèi)均勻布置若干根豎管，經(jīng)過加壓的沼氣通過沼氣配氣總管分配到各根豎管，再從豎管下端噴出起到攪拌混合的作用。 
      3）擴(kuò)散式攪拌：經(jīng)過壓縮的沼氣通過安裝在消化池底部的氣體擴(kuò)散器在消化池內(nèi)產(chǎn)生消化液的旋轉(zhuǎn)流動，起到攪拌混合作用。紅外沼氣分析儀Gasboard-3200系列。

常見的攪拌裝置

1、頂裝式攪拌器

      頂裝式攪拌器是指驅(qū)動裝置固定在池頂中心，通過豎軸驅(qū)動葉輪對物料進(jìn)行攪拌混合。根據(jù)葉輪型式不同又分為漿葉式和套筒式。漿葉式在不同高度設(shè)置幾層攪拌漿葉；套筒式在中心設(shè)置循環(huán)管，葉輪在套筒中，在電機(jī)驅(qū)動下對物料進(jìn)行提升循環(huán)。紅外沼氣分析儀Gasboard-3200系列。

      優(yōu)勢：安裝、拆卸方便，維護(hù)簡單；攪拌軸長度和攪拌槳層數(shù)在一定范圍內(nèi)可任意選用；因傳動、支撐部分在液位上方，可在無密封的條件下使用，也可按照用戶使用要求加裝填料密封或機(jī)械密封組件；用普通電機(jī)直接連接或與減速機(jī)直接連接，配套組件安裝形式多樣化；槳葉的形狀，根據(jù)用途選擇；軸封以填料密封居多，但對于真空及承受壓力比較高的，采用機(jī)械密封。

      劣勢：槳板需配備一套驅(qū)動裝置，加大了企業(yè)的投資成本及運(yùn)營費(fèi)用；若驅(qū)動裝置技術(shù)不過關(guān)，易出現(xiàn)漏氣情況。

2、潛水?dāng)嚢杵?/span>

      潛水?dāng)嚢杵鬟m用于所有濕式發(fā)酵底物及立式發(fā)酵罐，但不適用于特別高粘度的物料。由于發(fā)酵罐需要全部密封，所以電纜、提升裝置都需要特殊處理，但在流態(tài)計(jì)算和控制上較為容易。紅外沼氣分析儀Gasboard-3200系列。

      優(yōu)勢：產(chǎn)生的湍流能在發(fā)酵罐內(nèi)產(chǎn)生很好的攪拌作用，打破浮渣和沉積層；具有很好的移動性，因此能在整個(gè)發(fā)酵罐進(jìn)行選擇性的混合攪拌。

      劣勢：考慮到導(dǎo)軌，發(fā)酵罐內(nèi)有許多移動部件；維修時(shí)需要打開池頂，維護(hù)檢修較為麻煩，且安全上存在一定風(fēng)險(xiǎn)；間歇攪拌時(shí)攪拌中可能出現(xiàn)浮渣和沉積層。

3、側(cè)裝式攪拌器

      側(cè)裝式攪拌器的電機(jī)和減速機(jī)在池體外側(cè)，葉輪在池內(nèi)。有底部水平安裝和頂部斜裝式，斜裝式還可在一定范圍內(nèi)調(diào)整攪拌角度，典型的應(yīng)用是在頂部設(shè)置氣柜，但無法安裝在攪拌機(jī)一體化的消化池內(nèi)。電機(jī)和減速機(jī)維修方便，但機(jī)封和軸承的維修更換較為不便。紅外沼氣分析儀Gasboard-3200系列。

4、線性攪拌器

      線性攪拌器適用于濕式發(fā)酵底物及立式發(fā)酵罐。該攪拌器通過傳動裝置將電機(jī)的轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)變?yōu)榫€性往復(fù)運(yùn)轉(zhuǎn)，帶動圓環(huán)形攪拌葉輪運(yùn)動，從而對池內(nèi)液體進(jìn)行攪拌。這種攪拌機(jī)會在發(fā)酵罐內(nèi)產(chǎn)生恒定流動，水力循環(huán)在接近中心處向下，在靠近管壁處方向向上。紅外沼氣分析儀Gasboard-3200系列。

      優(yōu)勢：可實(shí)現(xiàn)發(fā)酵罐內(nèi)的良好混合；發(fā)酵罐內(nèi)幾乎沒有可移動的部件；發(fā)酵罐外的驅(qū)動無需維護(hù)；薄的堆積層可直接卷入底物中；能預(yù)防持續(xù)沉淀和堆積的出現(xiàn)。

      劣勢：固定式安裝，有不*混合的風(fēng)險(xiǎn)；發(fā)酵罐的部分地方可能出現(xiàn)堆積層，特別是靠近邊緣的部分；軸承承受較大壓力，可能產(chǎn)生較大的維護(hù)費(fèi)用。

影響攪拌效果的因素

1、攪拌強(qiáng)度

     研究表明，隨著機(jī)械攪拌轉(zhuǎn)速的提高，COD的去除效果明顯提高，對于高固體濃度有機(jī)物的厭氧消化而言，需用低轉(zhuǎn)速、高扭矩、大漿葉的攪拌器來完成。

2、攪拌頻次

      在實(shí)際操作中，一般采用間歇式攪拌方式進(jìn)行攪拌效果較好，如每30分鐘攪拌約5分鐘，每小時(shí)攪拌10~15分鐘，每兩小時(shí)攪拌25~35分鐘等，或者每天持續(xù)攪拌數(shù)小時(shí)也可達(dá)到目的。

3、攪拌所需的能耗

      進(jìn)行混合攪拌所需的功率消耗大約在10~100W·hm³之間，這些跟反應(yīng)器的類型、攪拌方式等有很大關(guān)系。據(jù)估算，規(guī)模化沼氣工程運(yùn)行時(shí)，攪拌電耗在整個(gè)工程運(yùn)行電耗的50%左右，所以當(dāng)節(jié)約能耗成為沼氣工程運(yùn)行的首要任務(wù)時(shí)，攪拌效果則受其影響很大。

      攪拌是厭氧消化過程中至關(guān)重要的影響因素，作為一種解決傳質(zhì)困難、物化及生化性狀不均一等問題的手段，攪拌在厭氧消化過程中發(fā)揮著*的作用。隨著近年來國內(nèi)外規(guī)模化沼氣工程的不斷發(fā)展，混合攪拌技術(shù)的應(yīng)用將會有著巨大的前景。

（來源：公眾號@沼氣工程及其測控技術(shù)）