污泥消化池的搅拌方式及设备

厌氧消化是菌体与底物的接触反应，在反应过程中需要使两者充分混合，因此搅拌就变得十分重要。通过设计合理的搅拌方式，达到以下目标：a.使新鲜污泥与富含消化菌的消化污泥充分混合，加快反应速率；b.使气体顺利与污泥分离，溢出液面；c.使系统温度和pH值保持均匀，避免消化菌受温度和pH值变化的影响；d.防止池内产生大量浮渣。

消化池搅拌系统有以下四类：定向气体注射系统、水泵搅拌系统、不定向气体注射系统、机械搅拌系统。在搅拌器的设计选择上，要综合考虑消化池池形、容积、投资费用和运行管理要求等。

普遍采用的搅拌系统是使用排气管作为定向气体注射的系统。它可以实现足够的搅拌，以确保混合完全。一系列注入消化池的大口径管道组成了排气管气循环系统，它使得生物污泥得以上升混合到达液相的表面。根据消化池大小而确定排气管的数量。一般情况下，消化池的直径在18m以上时，排气管就需要一根以上，从顶部的释放口或沿底部侧壁压缩后的气体进入排气管，可以采用支架将单管排气系统固定在池底部，由压缩机和控制仪供气和控制。常用的压缩机有螺旋泵式、转叶式和液环式三种。排气管一般都采用钢板制作，典型尺寸：直径0.5～1.0m（20～40in），其外圈可装加热夹套供搅拌的同时加热用，如图1所示。

机械搅拌系统采用旋转的螺旋桨对消化池内容物进行搅拌。搅拌机可以是安装在排气筒内的高速桨叶或低速涡轮，可以选择在消化池的内部或者外部安装排气筒。水泵搅拌和机械搅拌系统的流动方向均是从池顶到池底。与之相反，气体搅拌系统从池底到池顶。机械搅拌系统存在对液位敏感、搅拌桨易被碎屑和碎纤维阻碍的缺点。

在水泵搅拌系统中，安装在池外的水泵从顶部中央位置吸取生物污泥，然后通过喷嘴以切线方向从池底注入至消化池。液相表面通过安装破碎浮渣用的喷嘴可间断地破碎积累的浮渣。低水头高流量输送“污泥”的水泵有轴流泵、离心螺旋泵和混流泵。泵通常以传送带驱动，可根据消化池内固体浓度变化而进行调节。

多点喷射气体循环系统由分布于整个池内的多根喷射管组成，是一种常用的不定向系统。气体可经旋转阀门有序地从一根管换至另一根管，或者经过所有的管子达到连续排放。一般情况，旋转阀门按预先设定的定时器自动控制操作。喷气管安装在距消化池中心约2/3处。为保证中心部位的有效混合，会增设一根喷枪于距中心几米处的位置。此外，系统还要有压缩机及控制设备。

多点顺序喷气系统的剖面如图2所示。气体排放管的直径在50mm及以上，设计方案时须尽可能地使气体排放管集中。喷枪的淹没深度是决定气体流量的一个重要因素。图3是喷枪系统的平面图，13～15m直径的消化池中装备有6支喷枪。

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另外一种不定向气体喷射系统是由安装在池底部布置成环形的扩散器盒组成。其被安装在混凝土短柱上，扩散器盒的个数根据消化池的容积和大小而定。各个扩散器可通过独立的气管供给来自压缩机的压缩气体。与其他喷射系统相比，该搅拌系统的几何特性与浮动罩的高度无关。这些设备永久地固定于池底，因此，搅拌系统的维护相对困难。

搅拌系统最常见的问题是堵塞，进行频繁的清洗或增加碾磨、筛分等工序，是设计者和操作者经常采用的防堵塞方法。其次是机械问题和搅拌不充分，通过仔细选择和设计出合理的搅拌设备，并向操作人员提供纠正问题的方法。