合辑：较全国内外干式厌氧发酵技术工艺都在这里！

时间：2017-03-23

干式厌氧发酵是近年来发展非常迅速的一项新技术，在畜禽粪便处理、秸杆制气、餐厨垃圾处理等方面有很好的应用前景。具有原料预处理要求低、沼液产量少、能源少、管理方便等优点。

一、干式厌氧发酵
专门针对含固率大于15%成分比较复杂的**废弃物的厌氧消化处理技术。

二、工艺类型

连续式工艺主要用于含固率15%~25%之间，比较粘稠的**废弃物的处理；间歇式工艺主要用于含固率在25%以上，且物料粒径分布范围较大，通透性较好的**废弃物的处理。

基准	干发酵	湿发酵
物料特征	含固率<50%	含固率<13%
关键技术	传质	均质
技术难点	搅拌混合、启动	浮渣、沉降、分层
工程特点	系统简单、容易实现模块化	工程复杂，多段连续运行
过程能耗	能耗低	能耗高
能量密度	高	低
技术要素	固体物质处理	水处理
二次污染	无	问题较多
干式与湿式厌氧发酵对比

三、国内外干式厌氧发酵工艺
**废弃物干式厌氧发酵技术较早起源于欧洲，目前比较成熟的工艺有比利时的Dranco，法国的Valorga，瑞士的Kompogas和德国的LARAN，而国内关于干式厌氧发酵的研究起步较晚，目前绝大部分工艺还处在实验研究阶段。

1.欧洲干式发酵工艺概况
从20实际40年代起，欧洲一些发达国家就开始尝试研究和使用干式厌氧消化技术，到20世纪80年代，干式厌氧消化技术在德国、荷兰、瑞士和比利时等欧洲国家开始市场化应用。

1）间歇式干式发酵处理工艺
与连续干发酵工艺相比，间歇式干发酵工艺发展相对稍晚一些，从90年代初开始商业化应用。主要有德国的Bioferm、BEKON及Wehrlewerk公司的Bioferm，BEKON以及Biopercolat干发酵工艺等。
Bioferm工艺
主要应用于含水率低于75%的**固体废弃物的处理，属于单级车库式中温厌氧消化工艺。该工艺的主要特点是原料投加到反应器内再不需要搅拌或翻掀，也不需要增加额外的补充水，且原料在进入反应器内后不需要做任何预处理。

工艺特点
自身消耗低，冬季仅耗用自身生产的能量10~15%	发酵室为不透气混凝土结构，底部管道暖气供热，因土建费用很低
可直接处理农作物秸秆和城市垃圾等固体可发酵**物，大大节省预处理成本	沼气质量高（含硫量远低于湿法沼气，可不经洗气直接供沼气发动机使用）
在发酵罐/室中没有搅拌器等运动部件，系统的可靠性很高	耗水量比起湿法大大降低，几乎没有污水排放，大大节省水费和污水处理费
建设和运营成本随规模增长很慢，占地省，适于建设大中型沼气工程	因发酵剩余物无湿法发酵的沼液，所以不用脱水处理

BEKON工艺
BEKON工艺与Bioferm工艺基本上完全相同，也是车库式间歇干式发酵工艺。一不同的是BEKON工艺具有高温和中温两种，而Bioferm只有中温。

工艺特点
工程设备投资较低，运行和人力成本低	能满足高标准的排放要求
自身耗能低于系统产能的10%	不产生消化后产物存储费用，运输费用低
就工程本身而言，几乎没有移动部件，因此不会产生磨损和破裂修复费用	产气率高，沼气质量高（甲烷含量60%），一般情况不需要脱硫

GICON工艺
GICON工艺属于间歇式处理工艺，与上述BEKON与Bioferm间歇式厌氧干发酵工艺相比，主要不同点是GICON工艺是根据微生物的分解步骤将厌氧消化过程分成两个阶段来实现——水解阶段（干式发酵）和产甲烷阶段（湿式发酵）。

工艺特点
由于该工艺采用分段来完成，因此非常适合含有大粒径碎片的原料	进料量和进料类型十分灵活，可适应不同季节的可用废弃物
由于是对可堆叠物料进行消化处理，不需要做过多的预处理	不需要混合设备，系统消耗的能耗仅为系统产能的5~8%
由于渗滤采用独立控制，操作十分安全	沼气中甲烷含量高，有利于后续沼气提纯
能耗低、磨损小、运行费用低	适合不同结构形状类型的物料

2）连续干式发酵处理工艺
从20世纪40年代起，欧洲一些发达国家就开始尝试研究和使用干式厌氧消化技术，到20世纪80年代，干式厌氧消化技术在德国、荷兰、瑞士和比利时等欧洲国家开始市场化应用。其中较具代表性的连续干发酵系统工艺为：比利时OWS公司的Dranco干发酵工艺、法国VALORGA INTERNATIONAL S.A.S?公司的Valorga干发酵工艺、瑞典的KOMPOGAS公司的KOMPOGAS BRV等。

Dranco工艺
该工艺属于竖式推流发酵工艺，属于单级中温/高温干式（高固体）厌氧消化工艺。Dranco工艺又分为Dranco和Dranco-Farm，Dranco主要用于餐厨垃圾、城市固体废弃物的**部分等，而Dranco-Farm主要用于能量作物和工业**废弃物的处理

工艺特点
多年工程化应用经验	罐体内不需要设搅拌装置
罐体内不会产生浮渣和沉降	可避免或较小化废水的产生量
紧凑可靠的工程设计	用于好氧发酵阶段的沼渣含固率高
工艺灵活，可适用于含固率15~40%的**废物	较优化的调整和局部流设计，不会产生多余的废水

Valorga工艺
该工艺属于竖式气体搅拌干发酵工艺，主要应用于**固体废弃物和城市生活垃圾处理方面，有高温和中温两种形式。是**个用于对生活垃圾经机械分选后剩余**部分处理方面的发酵工艺。

工艺特点
非常适用于城市**废弃物，如生活垃圾、餐厨垃圾和城市污泥等	该工艺可以在含固率25~35%条件下稳定运行，过程用水量非常小
厌氧消化过程中产生的沼气的甲烷含量高	工艺十分灵活，可用于各种类型的家庭生活垃圾处理方面
总固体浓度可达55%~58%	搅拌方式为罐体底部均匀射入沼气

Kompogas BRV工艺
Kompogas BRV工艺属于卧式推流发酵工艺，主要应用于**固体废弃物和城市生活垃圾处理方面，属于单级高温干式（高固体）厌氧消化技术。

工艺特点
该工艺适用范围广，可用于所有**废弃物的处理，如园林垃圾、餐厨等城市废弃物等	由于推流工艺具有先进先出的特点，因此可以实现物料的可追溯性
反应器采用模块化设计，具有安全、方便和可追溯性	产生的沼气可作为多种形式的能源回收利用
对所有的废弃物均可实现稳定化和无害化处理	废弃物经处理后的产物可以作为**肥
产气率高且产气稳定	过程用水量低
较优化的能量管理	操作简单可靠

Laran工艺
主要应用于含水率15~45%的**固体废弃物的处理，属于单级干式卧式推流厌氧消化工艺，有高温和中温两种形式。该工艺与Kompoga相似，主要不同的搅拌方式，Laran工艺采用的是分段搅拌方式，比Kompogas工艺设备多且比较分散。

工艺特点
因气体释放面积较大，产气率较高	由于不需要稀释，消化池体积小
热量需求低，物流量小磨损低	过程不用水或水量非常小（根据材料特性）
由于推流搅拌作用可使VSS降解率高	材料传输和消化过程低能耗（低速、间歇运行）
与其它全混式反应器相比较而言，具有高**负荷及低停留时间的特点	通过内部搅拌器搅拌，可防止表层浮渣和沉降的发生

2.国内干式发酵工艺概况
我国对厌氧消化技术的研究相对滞后，尤其是干发酵技术，目前国内致力于干发酵技术的研究和推广应用还比较有限。主要有以下几种工艺模式：

1）覆膜槽沼气干式发酵系统
该工艺建设若干个发酵槽，间歇使用，实现好氧升温-厌氧产气-好氧制肥三段同槽发酵工艺，其中厌氧利用柔性膜密封，好氧升温及制肥时将柔性膜取下。

工艺特点
密封快捷，可快速建立和减除厌氧环境，适合规模化生产需求	发酵过程可生产沼气和**肥两种产品，经济效益较好
采用柔性膜覆槽，可直观判断发酵槽中的沼气情况，系统运行稳定可靠	处理过程中无污水排放，无固体废弃物产生，具有良好的环境效益
工程适应性强，通过启动厌氧消化单元的数量调节用气量及规模	原料来源广，适用于畜禽粪便、作物秸秆、生活垃圾、农副产品加工废弃物等处理

2）干式发酵反应器（立式/卧式两种）
该设备适用于各种**废弃物和能源作物厌氧发酵工程。

工艺特点
高固体浓度进料，TS可达20~30%
发酵剩余物含水量低于85%，可直接做**肥
无污水排放，连续进出料，温度、含水率、pH值等参数易于调整，可实现全自动控制
模块化设计，适用于产业化生产，有效容积产气率高

3）多元废弃物车库式干式发酵工艺
没有或者几乎没有自由流动水的沼气厌氧微生物发酵过程，是处理**同体生物质的有效方法，耗水量比湿法发酵大大降低，无沼液消纳问题，适用于各种**废弃物和能源作物厌氧发酵工程。

工艺特点
能适应多元化的**发酵原料，使进出料简便化，且装料更多
双重密封技术，更安全、可靠，并可保留较多的渗滤液，利于发酵产气
联合式保温技术，在库体上方设置塑料大槽，柔性覆膜上设置保温被，库体四周和底部采取保温措施，保证发酵温度
沼气发酵过程中沼渣在系统内部循环无外排，**次污染

行业*表示干发酵目前在国外是热点和趋势，“相对于我们传统的湿发酵来说，干发酵技术具有三大优点：原料适应性较广；容积产出率较高；整个发沼过程当中没有沼液外排，避免二次污染。”除农业秸秆、畜禽粪便以外，干发酵还可以针对**垃圾、餐厨垃圾，以及其它农产品废弃物进行处理发酵。

厌氧发酵是沼气工程的基础，而厌氧发酵是一个复杂的过程，预处理、接种比例、总固体浓度、原料、温度和外源添加物等因素都会对厌氧发酵的产气率造成影响。因此，除了要根据发酵原料选择适宜的厌氧发酵工艺及系统结构，选择适宜的沼气成分监测设备，如沼气分析仪Gasboard-3200系列，通过对产出沼气中CH4、H2S、O2、CO2气体浓度的检测，判断发酵工艺状况，并对工艺过程进行适度调控，以降低各因素对产气率造成的负面影响，提高发酵系统的沼气发酵效果也是十分必要的。

沼气分析仪（在线型）Gasboard-3200
我国现今能源短缺，发展低碳经济、循环经济已成为世界性潮流。厌氧干式发酵技术在各种固体**废弃物资源化利用上具有一定的技术优势，由于我国对该技术的研发起步较晚，仍有巨大的研究空间，尤其是在干发酵接种量大、启动慢及易积累**酸等方面，以求进一步提高干发酵系统的沼气发酵效果。

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