沼氣發(fā)酵是整個(gè)沼氣工程的核心，對(duì)沼氣生產(chǎn)效率和工程經(jīng)濟(jì)具有決定性的影響。因此必須對(duì)沼氣發(fā)酵過(guò)程進(jìn)行有效的監(jiān)測(cè)，一般可以選擇一些沼氣成分監(jiān)測(cè)設(shè)備，如沼氣分析儀Gasboard-3200，用戶可根據(jù)沼氣中甲烷、二氧化碳、硫化氫、氧氣等成分對(duì)沼氣發(fā)酵的工藝過(guò)程進(jìn)行調(diào)控，可以有效提高沼氣產(chǎn)氣量。

      除此之外，選擇合適的沼氣發(fā)酵裝置也是十分必要的，根據(jù)建造材料，沼氣發(fā)酵裝置可分為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)（包括鋼板焊接結(jié)構(gòu)、鋼板卷制結(jié)構(gòu)、鋼板拼裝結(jié)構(gòu)）和軟體沼氣發(fā)酵裝置。下面介紹幾種鋼結(jié)構(gòu)發(fā)酵罐與軟體沼氣池，希望能幫助大家更全面系統(tǒng)的了解沼氣工程常見(jiàn)的幾種沼氣發(fā)酵裝置。

      一、鋼板焊接結(jié)構(gòu)沼氣發(fā)酵罐

      鋼板焊接結(jié)構(gòu)沼氣發(fā)酵罐zui大的優(yōu)點(diǎn)是技術(shù)成熟，可以現(xiàn)場(chǎng)制作，不需要的設(shè)備和工裝，但防腐工藝相對(duì)復(fù)雜。其設(shè)計(jì)的一般規(guī)定為：

      1）沼氣發(fā)酵罐的設(shè)計(jì)壓力通常取常壓或接近常壓，負(fù)壓不應(yīng)小于0.49kPa。

      2）設(shè)計(jì)條件不應(yīng)少于以下內(nèi)容：發(fā)酵罐容積或直徑、高度；地震設(shè)防烈度、風(fēng)載荷、雪載荷、氣溫條件及地址條件；操作壓力及操作溫度（取罐體正常操作時(shí)，罐體金屬可能達(dá)到的zui高或zui低溫度。在寒冷地區(qū)，對(duì)無(wú)加熱也無(wú)保溫的罐體，設(shè)計(jì)溫度建罐地區(qū)zui低日平均溫度加13℃）；介質(zhì)種類及密度。

      3）厚度附加量應(yīng)考慮鋼板負(fù)偏差和腐蝕余量。

      鋼板焊接發(fā)酵罐多采用立式圓筒形，其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)zui主要在于鋼板的厚度和焊縫設(shè)計(jì)。從用材角度考慮，立式圓筒形罐體徑高比為1:1時(shí)zui節(jié)省材料。鋼板越寬，在發(fā)酵罐制作過(guò)程中焊縫越少，相應(yīng)地減少了焊縫滲漏的可能性，同時(shí)加快了制作速度，節(jié)約了焊接的人工費(fèi)用。目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)zui容易買到的鋼板寬度規(guī)格尺寸是250mm和1500mm。而發(fā)酵罐罐體尺寸的確定可以從三個(gè)方面同時(shí)考慮：徑高比宜為1:(0.6~1.2)；盡量采用寬度大的鋼板；盡量采用同一規(guī)格尺寸的鋼板。

      對(duì)于鋼板焊接發(fā)酵罐的腐蝕問(wèn)題，我們一般可以按中等腐蝕強(qiáng)度來(lái)考慮。對(duì)鋼材（不包括鍍鋅材料）表面焊縫進(jìn)行除銹處理后，再在罐體表面刷一層防銹底漆，一般不超過(guò)6h。油漆防腐的施工方法：油漆稀釋后用滾筒從上到下均勻涂刷，涂膜總厚度0.15~0.20mm，分兩至三道完成，發(fā)酵罐外表面面漆應(yīng)選用與底漆結(jié)合良好的配套使用，外壁有保溫層時(shí)可不刷面漆，發(fā)酵罐內(nèi)壁不刷面漆。

      二、鋼板卷制結(jié)構(gòu)沼氣發(fā)酵罐

      鋼板卷制結(jié)構(gòu)沼氣發(fā)酵罐也就是俗稱的“利浦罐”。利浦罐應(yīng)用金屬塑性加工硬化和薄殼結(jié)構(gòu)的原理，采用螺旋、雙折邊、咬合工藝和滾壓、咬合、壓緊成型設(shè)備來(lái)建造沼氣發(fā)酵罐。采用該技術(shù)制作的罐體，施工周期短，節(jié)約鋼材，罐體自重輕，使用壽命一般可達(dá)20年以上，具有相當(dāng)大的環(huán)拉強(qiáng)度。但需要專門(mén)設(shè)備進(jìn)行制作，其使用的鋼板材料不是市面上的通用規(guī)格，且建造容積一般不宜過(guò)大，單池容積一般不超過(guò)5000m3。

      利浦罐使用的材料通常為495mm寬，2~4mm厚的鍍鋅鋼板或不銹鋼-鍍鋅鋼板復(fù)合板。從強(qiáng)度理論上講，罐體的鋼板厚度可以比2mm更小，但從結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性角度考慮，選用材料一般不小于2mm，鑒于制罐機(jī)械咬合緊密度和壓緊強(qiáng)度的限制，選用材料一般不大于4mm。

      由于利浦罐體所用材料較少，因而利浦罐對(duì)底板基礎(chǔ)的要求遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于鋼筋混凝土罐對(duì)底板基礎(chǔ)的要求。在基礎(chǔ)底板澆筑時(shí)，按所要制作的罐體直徑在底板表面留一條寬150mm，深100mm的預(yù)留槽，槽內(nèi)按直徑均勻放置一定數(shù)量的錨形不銹鋼預(yù)埋件，利浦罐制作完成后將被準(zhǔn)確地放入預(yù)留槽內(nèi)，用螺栓將罐體和預(yù)埋件固定，然后用膨脹混凝土和瀝青、油氈等材料來(lái)密封此槽，zui后覆細(xì)石混凝土保護(hù)層。

      對(duì)于防腐問(wèn)題，雖然使用鍍鋅鋼板制作的利浦罐具有一定的防腐作用，但是鋼板表面附著的鍍鋅層不足以抵抗料液和氣體對(duì)其的腐蝕，特別是在開(kāi)孔處和安裝平臺(tái)、欄桿、保溫層固定件等焊接處，鋼板表面鍍鋅層容易遭到破壞，所以在罐體制作完成、實(shí)驗(yàn)合格后仍然需要進(jìn)行防腐處理。同樣采用利浦制罐技術(shù)的沼氣發(fā)酵罐也需要制作保溫結(jié)構(gòu)。其防腐處理方法與鋼板焊接結(jié)構(gòu)的發(fā)酵罐相同。

      三、鋼板拼裝結(jié)構(gòu)沼氣發(fā)酵罐

      鋼板拼裝罐是采用鋼板搭結(jié)技術(shù)利用螺栓進(jìn)行連接緊固安裝而成，罐體及罐頂材料均采用符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的鋼板，在工廠內(nèi)將鋼板機(jī)械加工處理后進(jìn)行縱向、橫向搭結(jié)，搭結(jié)處采用專業(yè)高分子密封材料聚硫膠將其密封拼裝組合。按其表面材料不同又可細(xì)分為：搪瓷拼裝罐、熱噴涂拼裝罐、電泳漆拼裝罐等。

      1.搪瓷拼裝罐

      搪瓷拼裝罐是基于薄殼結(jié)構(gòu)原理，采用預(yù)制柔性搪瓷鋼板以螺栓連接方式及橡膠密封拼裝制成的罐體，簡(jiǎn)稱搪瓷鋼板拼裝罐或搪瓷拼裝罐。搪瓷鋼板基板為低碳鋼冷軋板，屈服強(qiáng)度≤280MPa，抗拉強(qiáng)度270~410MPa，搪瓷瓷釉是多種無(wú)機(jī)化工原料共同高溫?zé)品磻?yīng)而成，搪瓷鋼板通過(guò)鋼板基材表面涂敷搪瓷漿料并進(jìn)行焙燒而成。搪瓷鋼板拼裝罐具有耐腐蝕性好、施工周期短、節(jié)約鋼材、罐體自重輕、易拆卸等優(yōu)點(diǎn)，其缺點(diǎn)是螺栓連接的方式帶來(lái)了滲漏的可能，不方便施工現(xiàn)成開(kāi)孔方位的調(diào)整。

      2.熱噴涂拼裝罐

      熱噴涂拼裝罐是熱噴涂技術(shù)和拼裝罐結(jié)合的產(chǎn)物，熱噴涂技術(shù)是指將兩根帶電的金屬絲電弧熔融，并通過(guò)壓縮空氣噴吹、霧化，使金屬噴涂至經(jīng)處理的基體表面，形成結(jié)合良好、致密的金屬涂層，然后用封閉劑對(duì)金屬涂層表面進(jìn)行封閉，zui終形成長(zhǎng)效防腐復(fù)合涂層。電弧噴涂鋅、鋁涂層外加有機(jī)封閉涂層的長(zhǎng)效防腐蝕復(fù)合涂層能夠?qū)崿F(xiàn)30年內(nèi)不維護(hù)的要求。電弧噴涂層與鋼結(jié)構(gòu)基體以機(jī)械鑲嵌和微冶金的結(jié)合，提高了涂層結(jié)合力，在輕微碰撞或沖擊下也能確保防腐涂層不起皮、不脫落，使得涂層質(zhì)量 *長(zhǎng)效防腐蝕的要求，從而減少了鋼板結(jié)構(gòu)在服役期間的維護(hù)費(fèi)用，減少了涂料施工帶來(lái)的環(huán)境污染，延長(zhǎng)了鋼板結(jié)構(gòu)的使用壽命。

      3.電泳漆拼裝罐

      電泳漆拼裝罐的鋼板表面防腐運(yùn)用了“陰極電泳處理”技術(shù)，陰極電泳處理是一種特殊的防腐方法，該方法以拼裝鋼板為陰極，即將鋼板浸漬在裝滿水離子濃度比較低的電泳槽中作為陰極，在槽中另設(shè)置與其相對(duì)應(yīng)的陽(yáng)極，所采用的電泳涂料是陽(yáng)離子型（帶正電荷），在兩極間通以直流電，在鋼板上就會(huì)析出防腐膜，鋼板經(jīng)過(guò)酸洗、磷化、電泳等防腐處理后，再進(jìn)行噴粉處理，就可使鋼板具有雙層防腐的功效，電泳層和鋼板之間的結(jié)合力很強(qiáng)，電泳涂層作為保護(hù)層不僅能阻止罐體腐蝕，且具有抗強(qiáng)酸、強(qiáng)堿的功能和*的抗磨損性。

      電泳漆與傳統(tǒng)防腐處理技術(shù)相比具有防腐效果好、耐高溫、耐低溫、耐磨、抗沖擊等優(yōu)點(diǎn)，在運(yùn)輸過(guò)程中可減少或避免罐體碰撞損壞。此外，還克服了搪瓷拼裝罐運(yùn)輸及安裝過(guò)程中因碰撞而造成掉瓷和大面積爆瓷的現(xiàn)象。

      四、軟體沼氣發(fā)酵裝置

      軟體沼氣發(fā)酵裝置，是一種新型沼氣設(shè)備。主要包括：軟體可折疊沼氣發(fā)酵袋、沼氣儲(chǔ)氣袋、沼氣升壓泵、脫硫器、分水器、沼氣輸送管及相關(guān)管件等。設(shè)備的主體是軟體可折疊沼氣發(fā)酵袋，采用高強(qiáng)度塑性材料制成，設(shè)有出氣孔，進(jìn)、出料口。其發(fā)酵原料來(lái)源廣泛，可將大量的生活垃圾轉(zhuǎn)化為價(jià)格極低的燃?xì)狻Ｄ壳拜^為常用的軟體沼氣發(fā)酵裝置主要有兩種：黑膜軟體沼氣池和紅泥軟體沼氣池。

      1.黑膜軟體沼氣池

      黑膜軟體沼氣池，學(xué)名“全封閉厭氧塘”，是養(yǎng)殖場(chǎng)沼氣制取裝置中的一個(gè)重要部分。黑膜軟體沼氣池是在開(kāi)挖好的土方基礎(chǔ)上，由底膜和頂膜密封形成的一種厭氧反應(yīng)器。該沼氣池集發(fā)酵、貯氣于一體，采用防滲膜材料將整個(gè)厭氧塘進(jìn)行全封閉，其糞污處理原理與其他厭氧生物處理過(guò)程一樣，依靠厭氧菌的代謝功能，使有機(jī)底物得到降解并部分轉(zhuǎn)化生成沼氣。其特點(diǎn)如下：

      1）建設(shè)成本低，施工方便

      2）停留時(shí)間長(zhǎng)，出水效果好

      3）吸熱性能好，增溫保溫效果好，產(chǎn)氣量高

      4）防滲膜材料抗拉強(qiáng)度高，抗老化、耐腐蝕

      5）超大貯氣容積，可實(shí)現(xiàn)一體化貯氣

      6）池底設(shè)自動(dòng)排泥裝置，能很好的實(shí)現(xiàn)排渣功能

      從建設(shè)成本、維護(hù)管理，及產(chǎn)氣、發(fā)電、污水處理等多方面來(lái)說(shuō)，黑膜軟體沼氣池有著天然的優(yōu)勢(shì)，因而有著較好的經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和生態(tài)效益。較適用于大型養(yǎng)殖場(chǎng)與“水泡糞”工藝養(yǎng)殖場(chǎng)的養(yǎng)殖排泄物的處理。但黑膜軟體沼氣池占地面積大，如果要進(jìn)行沼氣發(fā)電的話，還需增加一個(gè)防腐防爆的增壓器。

      2.紅泥軟體沼氣池

     紅泥軟體沼氣池是指利用新技術(shù)新材料制作而成并且可折疊的沼氣池，主要由沼氣發(fā)酵池、沼氣池儲(chǔ)氣袋組成。發(fā)酵池主要分為茶壺形和浮罩形；儲(chǔ)氣袋一般分為圓柱形和長(zhǎng)方形。紅泥軟體沼氣池比一般的PVC多了紅泥成份，紅泥膠皮是一種改性合金塑料，是一般塑料*的。雖然紅泥軟體沼氣池容易受外界銳器，老鼠啃咬等損壞，造價(jià)較黑膜軟體沼氣池高，但具有如下優(yōu)勢(shì)：

      1）使用條件不受季節(jié)、地域氣候的限制

      2）阻燃、抗老化、耐腐蝕、耐低溫、防震，使用壽命長(zhǎng)

      3）制作簡(jiǎn)便，運(yùn)輸方便，對(duì)存放點(diǎn)基礎(chǔ)無(wú)特別要求，施工方便

      4）建設(shè)工期短，投資少，比低壓濕式貯氣柜減少投資40%以上

      6）安裝拆卸容易，維修、搬遷方便簡(jiǎn)單

      7）可根據(jù)產(chǎn)氣量、貯氣量大小隨時(shí)增減貯氣袋數(shù)量

      8）商品化程度高，可以實(shí)現(xiàn)專業(yè)化、規(guī)范化、工廠化生產(chǎn)

（來(lái)源：沼氣圈）