消化器或称沼气池是沼气发酵的核心设备。微生物的繁殖,有机物的分解转化,沼气的生成都是在消化器里进行的,因此,消化器的结构和运行情况是一个沼气工程设计的重点。首先要根据发酵原料或处理污水的性质以及发酵条件选择适宜的工艺类型和消化器结构。
目前应用较多的工艺类型及消化器结构有常规消化器,如在农村大量使用的家用水压式沼气池和酒厂使用的隧道式沼气池。第二类为污泥滞留式消化器,使用较多的有适用于处理可溶性废水的UASB及适用于处理高悬浮固体的 USR,这两种消化器结构是目前我国使用最多的工艺类型。第三类为附着膜式消化器,目前使用的主要是弹性填料和软填料过滤器,适用于低浓度可溶性有机废水处理,有启动快,运行容易的优点;但投资多,易发生堵塞。各类消化器的详细特性将在第四节进行讨论。
大型牛场消化器的设计,根据近年的经验应当注意一些问题。一是合理的布水管设置及科学的进料方式,既可保证布料均匀又能起到搅拌作用,有利于增加产气量。进料点设置多少及管径大小与池容大小及消化器高度有关,由于牛粪TS含量高,纤维多,并考虑到进料泵的压力等关系,设一管多点的布局,不如多管多点的布局。用一泵同时进多管的方式不如一泵分别一管的进料方式,这样可提高搅拌力并防止管路堵塞。二是溢流口的设置,因牛粪消化器内极易形成大量浮渣,严重时堵塞出料口并引起消化器爆裂。所以,溢流管要粗,并在上部设高压水冲洗打碎浮渣结块,十分有效。三是在消化器的适当部位要设置水封,既可保证气体压力,又起到安全阀的作用。万一管路堵塞管理又欠及时,水封口的水以及沼气和发酵液都会外溢,便于观察和处理,可防止压力过高消化器爆裂等危险事故发生。