大中型沼气工程预处理装备技术
作者：农业部南京农业机械化研究所陈永生朱德文曲浩丽李瑞容
摘要：欧洲沼气工程的规模大型化、操作机械化、控制自动化、产能高效化代表了当今世界沼气工程的先进水平，特别是在包括原料收集、转运、混合、匀浆、进料等环节的原料预处理过程。介绍了欧洲不同类型的原料、不同的厌氧消化工艺装置以及成熟的、标准化的装备技术。并且在借鉴欧洲沼气工程原料预处理先进工艺技术和装备技术的同时，结合国内沼气工程预处理的现状及发展提出一些建议。
关键词：原料预处理；沼气工程；装备技术
沼气工程原料预处理技术是为了满足某种工艺的特殊需要而对生物质所做的技术处理，是对天然生物质的一个优化处理。沼气原料预处理是沼气工程是否能够运行的重要环节。料液进入厌氧消化器之前称为原料的预处理阶段。原料预处理是保障厌氧发酵系统稳定运行、提高产气率和工程效益的重要环节，如秸秆预处理是提高秸秆原料利用率，加大产气量，缩短启动时间的有效手段[1]。由于沼气工程中各种原料的收集渠道和理化性状不一，各种消化工艺对原料的处理要求和输送方式不一，使得原料预处理环节不仅复杂而且难度加大。近些年随着社会主义新农村建设工程的推进，利用干稻草、青草、菜叶等农业种植废弃物替代部分畜禽粪便作为沼气发酵原料已成趋势[2]。现借鉴欧洲沼气工程原料预处理先进工艺技术和装备技术，结合国内沼气工程预处理的现状及发展提出一些建议，以促进我国沼气工程预处理技术的发展。
1 欧洲沼气工程原料预处理典型工艺
以德国为代表的欧洲沼气工程技术以高浓度有机废弃物联合消化工艺(CSTR)为主，绝大多数配备热电联产系统。CSTR工艺是先对各类畜禽粪便及其他高产气量的有机废弃物进行预处理，调整进料浓度在8％～13％范围内，进入带有机械搅拌的CSTR反应器 [3] [4]。沼气进入热电联产系统后，产生的电能并网外卖,热能用于加热原料[5]。在欧洲，大约有94％的农业废弃物沼气工程采用混合原料发酵[6]，根据其主要原料来源的不同，可把原料预处理工艺分为三种类型。
1.1 能源植物为主的原料预处理工艺
以位于德国Gustrow、号称“世界上最大的沼气工厂”的Nawaro沼气工厂为例，每年原料需求量总计有45万吨，其中：青贮玉米秸秆38万吨，其他整秆植物6万吨，青草0.8万吨，谷类0.1万吨。Nawaro沼气工厂每小时可生产出10000立方的沼气，并经过提纯后向天然气管网输送，相当于每小时可产生22MW的电能。图1是以能源植物为主的原料预处理工艺图。
在欧洲，建设沼气工程以获取能源为主要目的，因此在降低运行成本的同时追求最大原料产气率是这些工程最为重要的经济指标。从原料产气率角度分析，玉米、甜菜等的干物质产气率可高达600～1000m3/t，远远高于动物粪便的产气率。由种植制度方面来看，一年一熟、连片种植的农艺制度为能源作物收获机械化创造了很好的条件，从而节省了大量的原料收集成本。就原料保障机制而言，沼气工厂与当地的农场主签订长期合作协议，农场主提供秸秆等原料，使沼气工厂有长期而稳定的原料供应渠道，而沼气工厂为农场主提供腐熟的沼渣颗粒肥料以及沼液，双方互利互惠。
针对秸秆沼气工厂的需要,以青贮玉米为主的能源作物的收获、切碎、转运全部实现机械化。联合收获机在田间就把玉米连秆带穗全部切成10mm长的碎段，并抛集到专用运草车的车箱中，再由运草车送到工厂的堆贮场地上。切碎后的秸秆堆密度提高了，减少了堆贮空间，也便于进行其他预处理。
图1 以能源植物为主的原料预处理示意图
图1所示的流程适合规模较大的沼气工厂，秸秆原料和其他配料经过调浆池调节浓度和加热料温，再
向各个发酵罐输送。为了防止零星的长草引起的堵塞，加一道切割装置。对于规模小一点的沼气工程，可把图1中的调浆池直接用作发酵罐，借助搅拌装置，碎秸秆直接在这个罐中与其他物料混合完成产气过程。
考察中注意到，从贮料箱到调浆池之间的碎秸秆的输送装置主要有刮板输送链、螺旋输送器（有轴和无轴二种）、皮带输送机等几种形式，这一过程中的技术关键是确保贮料箱的原料要自动定量、稳定顺畅地输送出去，不能产生结拱、堵塞等现象。
1.2 以畜禽粪便为主的原料预处理工艺
规模化禽养殖业发展迅速，伴随而来的是大量的动物粪便（主要是鸡粪、猪粪和牛粪）和相关的废弃物，沼气工程作为一项多项技术优化组合实用工程系统，目标是追求较高的能源、经济和环境效益。在丹麦，沼气原料以畜禽养殖业的粪便和农产品加工厂的有机废弃物、污泥、餐余为主。一般情况下，原料是用罐车从附近的农场直接运送过来，部分采用管道输送到沼气工厂。
以位于丹麦北内伯尔的Blaabjerg沼气工厂为例，每年处理原料110万吨，其中：80%是牛粪，20%是其他的废料，有20万吨的液态原料用管道输送到工厂，另外90万吨固态原料通过专用车运送。Blaabjerg沼气工厂每天可以生产出8500m3的沼气。图2是以畜禽粪便为主的原料预处理工艺示意图。
图2 以畜禽粪便为主的原料预处理工艺示意图
在Blaabjerg沼气工厂中，首先是将粪便和其他废料在匀浆池中搅拌、匀浆。为了防止原料结块以及纤维状物质给泵、阀、外部设备和中心控制以及其他下游设备带来问题，采用切碎机对匀浆后的原料进行切割破碎。有的工程中在匀浆池和调浆池后分别配备一台粗切碎机和细切碎机。第一道切碎机控制原料粒度在40mm左右，第二道在10mm左右。混合原料在调浆池中经过调节浓度和加热料温后，即可送入发酵罐了。
1.3 以有机垃圾为主的原料预处理工艺
位于德国斯图加特市近郊Leonberg的有机垃圾处理厂作为一个有代表性的实例，采用的是OWS公司的Dranco工艺，该项目使用了1台排量达150 m3的液压固体输送泵[7]，流程示意见图3。
Dranco工艺是把原始的生活垃圾残渣收集并运送到厌氧消化处理厂。由于垃圾中含有大量的非有机成分，垃圾需要经过破碎、转鼓筛分和磁力分选等预处理工序。经过预处理后的有机垃圾与蒸汽及消化后物料经混合后采用液压驱动固体泵通过密封的管道从上方输送到消化罐内，物料的TS浓度超过20%。这种消化罐的底部呈锥形，便于消化物料的流出。
图3 以生活垃圾为主的原料预处理工艺示意图
2 欧洲沼气工程原料收贮、预处理中几种主要装备
2.1 能源作物切碎收获机
CSTR工艺中对原料的粒度控制较严格，能源作物的切碎长度在10 mm左右。很多沼气工厂的原料堆贮场地上的秸秆粒度很整齐，目测来看，粒径大于20～30 mm的比例不超过10%。据了解，欧洲普遍使用大型的秸秆青贮联合收获机，配套大型的专用运草车，收获、切碎、转运秸秆一条龙作业，不仅效率高，收获成本也低。
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图4 约翰迪尔青贮收获切碎机的切碎工作部件
图4是约翰·迪尔玉米联合收割机上的一种甩刀式茎秆切碎器，主要由切碎滚筒、刀架、动刀片（甩刀）、定刀片组成切碎器主体。动刀座严格按螺旋线配置焊在切碎器滚筒上，保证动刀片工作时载荷均匀，波动小，从而减小机器的振动。动刀片用销轴与动刀座相连。定刀架由底板上沿切碎器长度方向均匀加工的长孔和一根定刀梁组成，定刀片穿过长孔固定在定刀梁上，定刀片的间距可根据作物的不同及需要获得不同的茎秆切碎长度而调整[8]。
2.2 浆料杂物切碎机
在沼气工程中，原料来源广泛，主要是能源作物秸秆、青草、谷类、动物的粪便、垃圾等，它们中混有各种粒度较大的杂物，如鸡粪中的鸡毛、牛粪中的长草和沙砾等。因此，要采用切碎机对其进行切割、破碎，以保证下游泵和其他机械设备的运行安全，提高使用寿命。
切碎机通常设置在混料匀浆池和调浆暂贮池（发酵罐）间的输送环节，通过管道安装在输送泵前，依靠泵的抽吸作用使浆料通过切碎机。有的切碎机为了防止比重大的物料损坏切碎机工作部件，把切碎机进料侧容腔设计得较大，此处的介质流速较低，比重大的物料就会沉降，并可定期由人工取出。
按照切碎机工作部件结构的不同，目前欧洲沼气工程中常用的切碎机主要有以下二种类型：
2.2.1 刀片—孔盘组合式切碎机
这种形式的切碎机的破碎部件包括开有很多小孔的固定式孔盘和紧贴在孔盘上旋转的旋转刀片。浆料中的长杂在通过刀盘上的小孔时被旋转刀片切割。通过调整刀片转速和刀盘孔径，就可以控制浆料中切碎后杂物的粒度。图5是一种典型的刀片—孔盘组合式浆料杂物切碎机结构示意图。
图5 刀片—孔盘组合式切碎机结构示意图
1.切割刀片
2.壳体
3.电机
4.减速机
5.进出料口连接法兰
6.重杂沉降室端盖
7.孔盘
8.刀片压紧螺帽
9.切割室端盖
刀片—孔盘组合式切碎机在欧洲沼气工程中应用较多的主要有德国的耐驰（netzsch）、福格森（Vogelsang）、西派克（seepex）和丹麦的汉斯·布赫（Hans Buch）等品牌。
2.2.2 对滚剪切式切碎机
这种切碎机是基于旋转凸轮泵的双转子的设计理念而设计的，不同于泵的旋转凸轮转子，切碎机使用的是相对滚切的两组圆盘刀。通过调整每组圆盘刀相邻刀片之间的间距，以及选择不同的刀片形式可以达到不同的切碎效果。
图6 对滚剪切式切碎机结构示意图
1.传动箱
2.壳体
3.进出料口连接法兰
4.密封垫
5.切割盘
6.切割盘间隔调整垫片 7、8.刀盘压紧用螺钉、垫圈；9.刀盘主轴 10.切割室端盖
对滚剪切式切碎机主要由德国的博格（boerger）公司生产，流量可达300立方/小时，流向可逆，结构设计紧凑，能够长时间无障碍运行。切碎机不仅能够与泵或其他外部设备串联，而且还能独立进行工作。不同的组装形式包括：切碎机+螺旋输送机+旋转凸轮泵、进料漏斗+垂直安装的切碎机+旋转凸轮泵、有破碎效果的双轴螺旋输送机+切碎机+旋转凸轮泵等。
以上介绍的两种切碎机所适应的场合有所侧重，刀片—孔盘组合式切碎机偏重于对细长纤维性杂物的切割，而对滚剪切式切碎机更适合于对个体较大的块状类杂物的破碎。
2.3 输送泵
在CSTR工艺中，发酵原料性状的多样性、高浓度对原料输送泵提出了更高的要求。螺杆泵是目前国内外沼气工程中应用最广泛的输送泵，但是螺杆泵也存在维修费用高、能耗高的缺点，对于TS浓度超过25%的原料输送也无能为力，针对这些情况，目前在欧洲有的沼气工程中采用了凸轮转子泵和高密度固体泵。下面着重介绍这两种输送泵。
2.3.1 凸轮转子泵
凸轮转子泵是自吸、无阀、正排泵，流量与转速成正比，可以输送各种粘稠或含有颗粒物的介质，结构紧凑，对介质剪切小，运行震动小。凸轮泵完全对称设计允许在任何情况下逆向运转，只需要改变转子的转向即可，这样就可以实现由一台泵完成储罐的装和卸两项工作。图7为凸轮转子泵的结构示意图。
图7 凸轮转子泵的结构示意图
1.传动箱
2.壳体
3.进出料口连接法兰
4.可更换衬板
5.轴封
6.转子
7.端盖
虽然凸轮转子泵的整机造价较高，但与螺杆泵相比，其主要易损件的使用寿命长、费用低，能效比高；因此从长期使用的角度来看，凸轮转子泵还是具有运行成本低的优势。此外，凸轮转子泵还具有结构紧凑，占用空间小的特点。
2.3.2高密度固体泵
前文已在介绍以生活垃圾为主要原料的全混式沼气发酵工艺中提及了一种可输送高密度垃圾的固体输送泵，使用这类固体泵主要有三大优势：
一是适应原料广，可以正常输送2／3管径大小的杂物，如当输送管线直径为200 mm时，物料中允许存在的最大杂物粒径可达130 mm。
二是物料浓度高，输送物料的TS可达到25%～40%。
三是输送距离长，可达200m。
德国普茨迈斯特（PUTZMEISTER）公司开发的KOS固体泵采用液压驱动，固体泵配备专用的进料装置+带搅拌功能的液压双轴螺旋给料机，混合后的物料被螺旋推进后，进入KOS固体泵的输送缸，输送缸在液压油缸的驱动下往复运动。S型摆管配合输送缸的运动，输送缸内的物料通过活塞推进S摆管，并经过S摆管进入输送管道。
固体泵可以长时间无故障工作，24小时连续工作，全封闭系统，对物料的适应能力强，低维护，低磨损。在德国斯图加特附近的LEONBERG 、我国上海普陀区和北京董村等几个生活垃圾综合处理厂的沼气工程中都有应用。预计这种固体输送泵如果在运转能耗和产品造价方面更进一步降低的话，其在沼气工程方面的应用前景还是看好的。
3 我国原料预处理及装备技术现状
3.1 原料的破碎预处理
在原料破碎预处理方面，针对畜禽粪便国内外普遍采用水解、搅拌、破碎的方式，
图8 KOS高密度固体输送泵
我国已有相关的装备，但未形成标准化的系列产品。针对农作物秸秆（包括青贮类和干枯类）的切碎、粉碎，全混发酵工艺对秸秆的粒度要求严格（10mm左右），而对其水分却要求不高。目前我国场地作业普遍使用固定式或半固定式的秸秆切碎机，在加工能耗、切碎质量、刀具寿命等方面与国外先进水平相差较多，如稻草的吨料耗电达到20-30kWh/t。缺乏与田间行走式作物联合收获机相配套的秸秆粉碎装置，现有切碎装置只是针对青贮饲料和秸秆还田的要求，在切碎长度、均匀度等切碎质量指标方面都满足不了沼气工程的需要。从玉米是我国第二大粮食作物、玉米秸秆产气率高及沼气工程对秸秆原料的需求特点等角度考虑，当前，我国急需研究开发与玉米联合收获机相配套的秸秆回收型玉米茎秆切碎、收集装置。另外，针对餐厨垃圾的分拣、破碎，以及其他农产品加工废弃物的破碎，在沼气工程中的应用还几乎是空白。
3.2 原料匀浆预处理
在原料匀浆预处理方面，我国在多物料水解混合、匀浆搅拌方面已有成熟的经验和装备，在浆料除砂和预加温等方面的装备开发刚刚起步，但在包括长杂切碎、粗杂分离的除杂装备方面的研发几乎还是空白。而国外如德国的耐驰（netzsch）、福格森（Vogelsang）、博格（boerger）等专业公司提供的刀片—孔盘组合式切碎机和对滚剪切式切碎机已广泛应用在沼气工程的浆料预处理中，从而有效地保证了物料的正常输送和下游设备的安全。
3.3 原料输送
在原料输送方面，包含液态的浆料输送和固态的碎秸秆输送两个层面。我国现有的沼气工程多是利用畜禽粪便或污水等液态原料，所以螺杆泵是目前国内外沼气工程中应用最广泛的输送泵；但是螺杆泵也存在维修费用高、能耗高的缺点，对于TS浓度超过25%的原料输送也无能为力。针对这些情况，目前在欧洲有的沼气工程中采用了凸轮转子泵和高密度固体泵。秸秆沼气在国外已形成较大规模，以位于德国Gustrow、号称“世界上最大的沼气工厂”的Nawaro沼气工厂为例，每年原料需求量总计有45万吨，其中青贮玉米秸秆38万吨，相当于每小时有44吨的秸秆输送量；而我国在秸秆沼气的研究方面还刚刚起步，面对秸秆原料的流动性差、输送不稳定的难题还没有成熟的秸秆进出料装备和技术，当前急需开发适应沼气工程所需的秸秆连续、定量进出料设备。
4 对我国沼气工程原料预处理的几点建议
4.1 秸秆沼气工程在追求产能最大化的同时要兼顾降低原料预处理成本
在秸秆沼气工程中，对秸秆进行破碎处理无疑会提高产气率，而且不同的消化工艺及消化器形式对秸秆破碎粒度的要求都不一样。秸秆破碎粒度越小，耗能就越多，预处理成本就要增加。
对青绿秸秆的破碎通常采用铡切的方式，铡切装置有盘刀式、滚刀式和甩刀式。从切碎质量来看，甩刀式切碎的草段比较整齐，盘刀式的草段质量则最差。在能耗方面，几种铡切装置的单位草长千瓦小时产量约为20kg/kW·h·mm，也就是说草段长度在10 mm左右时，吨料耗电约为5 kWh/t；草段长度在40 mm左右时，吨料耗电约为1.25kW·h/t。
对于干枯秸秆的破碎也有多种方式。有加工成小段的铡切式切草机，有加工成丝状的揉搓式粉碎机，有加工成粉状的锤片+筛网式粉碎机，以及这几种粉碎方式的组合。从破碎后秸秆的粒度分布的情况来看，铡切式粒度分布最广，以造纸行业成熟的滚刀式秸秆切碎机为例，理论切碎长度是40 mm，但是100 mm左右长的物料的比重还要接近20%。锤片+筛网式粉碎机通过筛网孔眼大小控制排料的粒度，所以其粉碎后的秸秆95%以上的粒度都可达到要求。从加工能耗的角度来讲，如果都以粉碎粒度为10 mm为例，锤片+筛网式粉碎机能耗最大，吨料耗电约为20～30kW·h/t，而铡切式的能耗约为10～15kW·h/t。
所以，我们在追求沼气工程产能最大化的同时必须要兼顾降低原料预处理成本的问题，此外也要考虑到各种秸秆切碎装置的加工质量问题。
4.2 秸秆原料收贮模式要兼顾沼气工程特点和当地的资源特点
与欧美地区农场式经营、规模化生产、单一化作物等种植方式不同，我国的秸秆利用要考虑的各种因素要复杂得多。当一个秸秆沼气工程达到一定规模，既要保证原料供应稳定，又要降低贮运成本，其秸秆原料收贮模式一定要兼顾沼气工程特点，并与各地千差万别的秸秆资源特点相结合，探索适合自身需要的秸秆原料收贮模式。
以一个原料主要是玉米秸秆（非青贮玉米）的CSTR沼气工程为例，其对秸秆原料粒径的要求较高（10mm左右），对原料的水分要求则很低。从减少堆贮空间的角度来说，把秸秆切碎后再堆贮最有利，从减少切碎能耗的角度来说，在玉米秆还是青绿的时候就收获最有利。玉米秸秆的收集可有以下几种模式可供选择：
模式一也称一次联合收获模式，这是一种用一台联合收获机和集草车配套，一次进地就可同时完成玉米摘穗、剥皮、集穗、秸秆切碎、回收装车的联合作业方式，其作业效率最高。
模式二也称分段收获模式，先由玉米收获机完成摘穗和茎秆割倒铺放作业，再由秸秆捡拾切碎机完成玉米茎秆的捡拾和切碎作业。
模式三也称场地粉碎模式，是在场地上采用固定式或流动式的秸秆粉碎机对秸秆进行粉碎。这种方式不受作物栽培茬口的影响，生产时间可以很长，但是如何从田间把秸秆收集到场地上来则要面临很多问题。
我国秸秆的收集储运和预处理技术不完善，关键核心技术装备处于空白。国内玉米秸秆收集的手段主要还是青贮、粉碎还田，在收集打捆方面几乎为空白。与德国秸秆沼气工厂采用一种玉米青贮秸秆收集模式就解决问题的情况不同，我国的秸秆沼气工厂可能更多地要考虑如何把上述几种模式有机地组合起来，才能确保原料的供应。
4.3 沼气工程原料预处理装备要借鉴吸收国外新技术
目前国内的秸秆切碎装置多是从青贮饲料和秸秆电厂的角度考虑，秸秆切碎的长度还不适合秸秆沼气CSTR工艺的要求，需要开发收获切碎效率高、能耗低、质量好的秸秆切碎装置。
欧洲沼气工程在混合原料处理阶段广泛使用的浆料杂物切碎技术、高效输送技术和原料高效换热加温技术等都值得我们认真研究和借鉴，应组织力量通过引进消化吸收再创新，尽快形成我国的标准化、系列化产品。
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规模化畜禽养殖场沼气工程设计规范 文件管理序列号：[K8UY-K9IO69-O6M243-OL889-F88688]
规模化畜禽养殖场沼气工程设计规范 1 范围 本标准规定了规模化畜禽养殖场沼气工程的设计范围、原则以及主要参数选取等。 本标准适用于新建、改建和扩建的规模化畜禽养殖场沼气工程(参见 NY/T667-2003)的设计。畜禽养殖区沼气工程的设计可参照执行。 2 规范性引用文件 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。 GB12801 生产过程安全卫生要求总则 GB18596 畜禽养殖业污染物排放标准 GB50028 城镇燃气设计规范 GB50052 供配电系统设计规范 GB50057 建筑物防雷设计规范 GB50058 爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范 GBJ14 室外排水设计规范 GBJ16 建筑设计防火规范 GBJ65 工业与民用电力装置接地设计规范 CJJ31 城镇污水处理厂附属建筑和附属设备设计标准
CJJ55 污水稳定塘设计规范 CJJ64 城市粪便处理厂设计规范 NY/T667-2003 沼气工程规模分类 3 术语和定义 GB18596-2001、NY/T667-2003中确立的以及下列术语和定义适用于本标准。 3.1沼气工程 biogas plant 以规模化畜禽养殖场粪便污水的厌氧消化为主要技术环节，集污水处理、沼气生产、资源化利用为一体的系统工程。 3.2 “能源生态型”处理利用工艺 Process of “energy ecological”disposing and using 畜禽养殖场污水经厌氧消化处理后作为农田水肥利用的处理利用工艺。 3.3 “能源环保型”处理利用工艺 Process of “energy environment”disposing and using 畜禽养殖场的畜禽污水处理后达标排放或以回用为最终目标的处理工艺。 4 总则 4.1 沼气工程的设计应该符合当地总体规划，与当地客观实际紧密结合，能够正确处理集中与分散、处理与利用、近期与远期的关系。
When the lives of employees or national property are endangered, production activities are stopped to rectify and eliminate dangerous factors. （安全管理） 单位：___________________ 姓名：___________________ 日期：___________________ 畜禽养殖场大中型沼气工程安全运行与管理守则(新版)
畜禽养殖场大中型沼气工程安全运行与管理 守则(新版) 导语：生产有了安全保障，才能持续、稳定发展。生产活动中事故层出不穷，生产势必陷于混乱、甚至瘫痪状态。当生产与安全发生矛盾、危及职工生命或国家财产时，生产活动停下来整治、消除危险因素以后，生产形势会变得更好。"安全第一" 的提法，决非把安全摆到生产之上;忽视安全自然是一种错误。 为加强畜禽养殖场大中型沼气工程管理，保证其安全运行，参照有关行业标准，结合实际，特制定下列守则，请各地参照执行。 一、运行管理 1、大中型沼气工程竣工验收后方能投入运行，试运行期间承建单位必须派专业人员进行技术指导和培训。 2、运行管理和操作人员应持有职业资格证书（沼气生产工），必须熟悉掌握本沼气工程工艺和设施、设备的运行要求与技术指标，必须熟悉国家行业标准《规模化畜禽养殖场沼气工程运行、维护及安全技术规程》NY/T1221－2006。 3、操作人员，应切实执行操作规程中的各项要求，按时准确地填写运行纪录。 4、工程的工艺系统图、岗位责任、工作图表、操作规程等，应示于控制室明显部位。
沼气生产工艺流程 图7-1工艺流程简图二、工艺流程简述
厌氧消化的主要粪源为项目所在地周边的养殖场的猪粪、秸秆、餐厨垃圾和园区及周边的蔬菜残余，猪粪有干清猪粪和水冲猪粪。干清猪粪、秸秆和蔬菜残余这三种原料采用固体进料系统进料，水冲猪粪和餐厨垃圾采用液体进料系统进料。 秸秆经过X-Ripper破碎机破碎后，通过铲车输送至预混池中，预混池中装有潜水搅拌机，可将破碎的秸秆和水充分混匀（TS为7.5%），混匀后的物料采用螺杆进料泵泵送至生物预处理发酵罐，生物预处理后的秸秆溢流至出料池后用螺杆泵泵送至快速混合系统。 蔬菜残余经X-Ripper破碎机破碎后，用铲车输送至固体进料系统，干清猪粪也被加到固体进料系统中，然后通过无轴螺旋输送机输送至快速混合系统，从厌氧反应器泵出的出料也被输送到快速混合系统。经预处理的秸秆、破碎的蔬菜残余、猪粪、工艺水和反应罐的出料在快速混合系统中混合并最终被输送到厌氧反应罐中。 水冲猪粪、破碎后的餐厨垃圾在混料池中混合均匀后经螺杆泵泵入厌氧反应罐中。 厌氧反应罐内设中轴搅拌装置，罐内物料呈全混状态，在适宜的碱度、温度条件下确保厌氧反应充分进行。厌氧反应产生的沼气经净化系统净化后部分供居民用气，其余部分经由净化提纯、高压储气柜储存后运送至加气站；消化罐内出来的残渣由螺杆泵输送至换热器经热交换后流入缓冲池，再由污泥泵输送入卧螺式离心分离机进行固液分离，分离后的沼渣沼液作为有机肥厂的原料，根据市场需求生产有机肥。出于安全因素的考虑，需要在变压吸附系统前设置一个沼气火炬。 设置换热器回收出料热量，进行余热利用，减少外加热量，进而减少能源消耗。设置燃煤锅炉以补充余热回收热量的不足，在厌氧消化罐内设置加热盘管，维持厌氧反应稳定运行的温度。 1、预处理工艺 秸秆单独收集，收集后先进行粉碎，然后采用生物预处理。 蔬菜残余单独收集，收集后进行破碎。 猪粪经过格栅，去除石块、塑料等大的无机物质。
养猪场沼气工程方案 （2000头） 青岛三色源环保科技工程有限公司
2013 年11 月
第一章沼气工程项目设计条件和工艺方案 第一节工程规模 生猪存栏量2000 头，设计日处理混合粪污9t 的沼气集中供气工程，供斜里村村民生活炊用。项目年产沼气70956m3。 第二节可利用资源量 一、资源量因项目详细资料不全，暂按以往项目经验及理论数据进行计算，猪场运营时存栏2000 头全部按照育成猪考虑。 根据猪粪粪便排放量资料统计，育成猪猪排粪量为2 kg/d 。则本项目每日粪便资源量为：存栏育成猪粪便：2000头× 2 kg/ 头·ｄ＝4 t/d 猪粪TS为18%，每天产粪便TS为：4 t/d ×18%＝t/d 因养猪场现有清粪模式不详，暂按干清粪考虑设计。考虑发酵浓度、温度及停留时间影响，按每吨TS猪粪产气270 m3计，则每天产沼气量为： t/d × 270 m3/t = m 3 二、处理后沼液、沼渣的去向 粪污经厌氧消化可作为有机肥就地消纳或外运。 第三节沼渣产量估算 物料全天输入总量为d，厌氧阶段消耗量为t/d ，该部分TS消耗是生物质能转化、沼气生产的主体。厌氧阶段TS的输出量为d。物料（TS）平衡计算见表1-1 。
按表计算结果，每天沼渣干物质产量为，见图物料（）平衡图 ） 沼气t/d （）（2475m3 粪污 沼渣含水率70 %左右，沼渣干物质产量为t/d ，则沼渣产量为d 年产沼渣吨，年产沼液吨。
第二章 工艺流程设计 第一节 沼气工程工艺选 择 、沼气工程工艺路线 本沼气工程工艺路线如图 2-1 所示。 二、工艺流程说明 本沼气工程项目实行雨污分流，避免雨水进入沼气工程。混合粪污经厌氧发酵 后，产生的沼气经净化增压后通过管道给村里农民户用。锅炉用于厌氧罐增温；厌 氧发酵所产生的沼渣沼液作为有机肥就地消纳或外运。 1、预处理工艺 预处理环节由集污池和调配池组成。 （1）集污池 收集养猪场污水。 （2）调配池 将干清粪在调配池内调节到 8%浓度混合均匀后进入厌氧罐。 2、厌氧消化工艺 厌氧消化工艺包括进料单元、厌氧消化单元、保温单元等构成。 污水 农民户用 图 2-1 养猪场沼气工程工艺流程 果园等 增压风机 脱硫 脱水 集污池 猪粪 固态有 农作物、 干化床
沼气工程施工规程与验收内容、方法及标准汇总 沼气工程验收成功与否关系到沼气工程是否能顺利投入使用，实现废弃物的资源化与价值升级，是沼气工程正常运行的重要一环。本文将就大中型沼气工程主要验收内容、沼气安装工程施工规程及验收标准、沼气工程验收方法与标准进行详述！ 一、大中型沼气工程验收内容 大中型沼气工程验收一般包括内业验收和外业验收两项。 1.内业验收 内业验收的内容是施工单位交付的技术文件及资料，内容包括： 1）由设计单位提出的全部设计图纸和设计变更通知单。 2）由设计、建设、施工三方有关技术人员参加的设计图纸会审记录。 3）各单项工程，特别是隐蔽工程的材质、规格、型号和施工验收记录。 4）各类建筑材料、产品的出厂合格证及材料的试验报告单，产品、设备、仪器、仪表的技术说明书和合格证。 5）砂浆、混凝土的实验室配合比报告单。 6）沼气管路的施工及打压记录。 7）施工单位的施工组织设计。 8）重大施工方案的重要会议记录。 2.外业验收 外业验收是对大中型沼气工程进行分步分项工程验收，内容包括： 1）发酵罐及附属工程的土方工程、钢筋工程、混凝土工程、砌筑工程、钢结构工程、附属装置等验收按国家的有关标准、规范执行。 2）贮气罐注水试验，检查是否漏气、漏水。用肥皂水检查气密性；进行升降试验，检查滑轮与导轨接触是否合格，安全限位装置是否好使等。 3）管道的埋深、坡度、防腐、施工工艺、气密性、仪器仪表的安装等的验收。 4）工程综合试运转。 二、沼气安装工程施工规程及验收标准
1.搪瓷拼装罐安装 1）安装前的准备需符合下列要求： a安装使用的吊装设备应根据反应器总重量经过计算配置，并满足20%以上的安全系数； b安装工具及辅料按实际需求配齐，电工工具应认真检查设备绝缘情况，配电箱应符合规范要求；c认真核对材料发货清单，不得随意更换拼装材料，对损坏或变形的拼装构件要采取更换或加固措施； d混凝土基础应达到设计强度80%以上，平整度误差在±5mm之内。 2）安装时应符合下列要求： a应从上到下采用倒装法安装，安装顶板时需按方向标志安装； b钢板紧固部位需擦拭干净，两板贴合时，定位要准确、牢固，防止孔位错位； c打胶需饱满，厚度均匀，钢板边缘挤出的胶需刮平，内部打胶厚度应盖过螺帽，并刮平，防止产生气泡； d钢板紧固程度应以橡胶带厚度被压缩1/3为度； e各工艺套管应按照设计图纸要求进行预留。 3）罐体底部防水需符合下列要求： a基层处理：基层必须平整、牢固、干净、无明水、阴阳角应做成弧形。旧层面应把原破裂、起鼓的防水层及尘土除净，低凹破损处修平、渗漏处须先进行堵漏处理，基层要平整，不得有明水； b底涂施工：将水与涂料按1：3重量比例混合、搅拌均匀后使用，使用底涂料可提高涂料对基层的渗透性、增强粘结力。 c涂抹涂料：施工采用滚、刮、刷的方法均可，宜采用薄层多涂布法，每次涂刷不能太厚，一般分为3-4次涂刷，总厚度达1.5-2.0mm，待先涂的涂层干燥后方可涂布后一遍涂料，薄弱环节宜加铺胎体增强材料。用量约2kg-3kg/m2。 4）罐体试水、打压应符合下列要求： a罐体安装完毕后需进行满水试验，满水试验应在罐体安装结束，密封胶凝固，罐底防水施工结束，防水保护层达到设计强度后进行； b满水试验时需将各工艺接口进行密封处理，向罐内注入清水，待灌满后观察罐壁及基础渗漏情况，不渗不漏为合格，同时应做好满水试验记录； c试水结束后需进行气密性试验，搪瓷顶拼装罐需用空压机向罐内增压，当压力表显示3000Pa时停止打气，半小时内压力表不降为合格；一体化反应器需在投料试车后，用沼气检测仪测量内外膜间鼓出空气，以测漏仪不报警为合格。 2.脱硫罐、脱水罐、水封罐安装 1）根据设计图纸要求及设备工艺管口位置将设备摆放合适，用垫铁调整设备的水平度及垂直度，并联安装的设备需将管口位置对齐，地脚螺栓与螺母与配套，松紧适度，无乱扣、缺丝、裂纹等现象。 2）设备就位后应符合下列要求： a中心线位置偏差不应大于±10mm； b方位允许偏差，沿底座环圆周测量，不得超过15mm； c罐体的垂直度偏差为1/1000； d塔顶外倾的偏差不得超过10mm。 3）脱硫罐内装填脱硫剂应从上口法兰装填，脱硫剂量为不超过罐容积2/3为宜，装填完毕后应封好法兰； 4）设备各接口需连接严密，不得漏气，安装结束后用发泡剂检查各连接处，不漏气为合格。 3.管道、阀门安装
2009年大中型沼气工程项目建设工作总结 在中、省、市的高度重视下，在区委、区政府的正确领导下，在省市区农业主管部门的大力支持下，我公司从2009年1月开始启动，经过一年的努力，与2011年4月所有建设工程全部进行完毕，经调试和试运行，目前已经正式投入运行，已全面完成了上级下达的计划任务，并取得了显著成效，圆满完成了项目各项建设任务，现将总结如下： 一、项目计划下达情况 **于2008 年申报的**大型沼气工程，同年，陕发改农经[2008]739号《关于2009年大中型沼气工程建设项目可行性研究报告的批复》和**市发改委汉发改农经[2008]753号转发省发改委文件，下达了国家、省关于立项批复和项目实施的要求。批复下达后，**农业局、发改局、财政局成立了项目建设协调领导小组；办理了环保影响登记，制定了项目建设实施方案；由**农业局、农村能源办公室同**签订了项目资金监管协议；对项目进行了招投标，委托陕西华春建设项目管理有限责任公司代理招标，由中标单位**承建，将整个项目分解细化为17项子工程进行建设，全程监控项目的实施。 二、项目建设任务完成情况 （一）项目建设规模。批复我公司大中型沼气工程建设项目，位于**村，建设单位为**养猪场。项目计划总投资200.93万元,其中，中省市补助资金100万元，自筹100.93万元。新建厌氧
发酵塔300 m3，贮气水封池200m3，酸化池100m3，沼液贮存池300m3，沉淀池50m3，泵站50m2，有机肥加工车间200m2；购置仪器设备21台套，其中，购置储气柜200 m3，固液分离机1台，水泵4台，脱硫器等其他设备15台，购置沼液沼渣运输车2台；沼气能源利用、输配设施；沼液、沼渣利用设施以及道路、绿化、管道工程等相关建设工程。所有项目工程建设均按批复计划执行，没有擅自变更项目建设内容。该项目建设符合国家政策和行业规划，也是当地政府政策支持的重点，项目所选建地点及所在地的自然、资源、社会经济条件能够满足项目建设需要。该项目建设位于**市**北郊，南距108 国道3公里，距西汉高速公路12 公里。项目建设内容符合地方发展政策及规划，建设用地落实，交通和水电讯等基础条件和配套设施齐全，建设条件具备。 （二）项目投资情况。项目采取招投标形式，委托**公司代理招标，由中标单位**承建，将整个项目分解细化为17项子工程进行建设，其中沉砂调节池工程总投资141813.12元，集水匀浆池工程投资22657.36元，沼液池工程投资255329.32元，干化场工程投资65439.46元，一体化基础工程102276.87元，锅炉房工程19004.03元，值班室工程28089.72元，控制室工程9754.49元，沼气净化工程27891.05元，有机肥加工车间工程128772.1元，室外道路工程27100.53元，绿化工程21000.07元，管道工程120871.26元，围墙工程30068.91元，设备及安装工程1002938.21元，管阀工程22827.61元，管道
沼气工程规模分类标准 1.范围 本标准规定了沼气工程规模分类指标和分类方法。 本标准适用于新建、扩建与改建的沼气工程，不适用于农村户用沼气池的分类。 2.术语和定义 下列术语和定义适用于本标准。 2.1厌氧消化装置 anaerobic installation 在厌氧状态下，利用微生物分解有机物并产生沼气的装置。 2.2沼气工程 biogas engineering 采用厌氧消化技术处理各类有机废弃物（水），并制取沼气的系统工程设施。 2.3单体装置容积 individual installation volume 一个厌氧消化装置的容积。 2.4总体装置容积 total installation volume 两个或两个以上的厌氧消化装置容积的总和。 2.5配套系统 counter-part systems 发酵原料的预处理（沉淀、调节、计量、进出料、搅拌等）系统；沼渣、沼液综合利用或进一步处理系统；沼气的净化、储存、输配和利用系统。 3.规模分类指标 3.1 沼气工程规模分为大型、中型和小型沼气工程。 3.2 沼气工程规模分类宜按沼气工程的厌氧消化装置容积、日产沼气量、以及配套系统的配置等综合评定。 3.3 沼气工程规模分类指标和配套系统见表1。
4.规模分类方法 4.1 表1沼气工程规模分类指标中的单体装置容积指标和配套系统的配置定为必要指标，总体装置容积指标与日产沼气量指标定为择用指标。 4.2 沼气工程规模划分时，应同时采用两项必要指标和两项择用指标中的任意一项指标加以界定。 表A.1 日产沼气量，厌氧消化装置总体容积与日原料处理量的对应关系参照表
大中型沼气工程市场化运营管理模式研究项目分报告之四 北京市大中型沼气工程设计规范汇编 北京能环科技发展中心 2010年3月
目录 1 前言 (1) 2 大中型沼气工程设计规范汇编 (2) 2.1 国家标准及行业规范 (2) 2.2 北京市相关规范性文件 (4) 3 设计规范的问题分析及完善建议 (5) 3.1 设计规范的问题分析 (5) 3.2 设计规范的完善建议 (7) 4 小结 (9) 5 附件 (10)
1 前言 在社会主义新农村建设的整体部署下，北京市从2006年起开始了“亮起来、暖起来、让农业资源循环起来”的工程建设（简称“三起来”工程），其中农业资源循环起来主要通过沼气工程、粪污染治理工程等实现农业废弃物的循环利用。截止至2008年底，北京市共建大中型沼气工程111处，年产沼气1499万立方米，总供气户数达到3.8万户。 通过大中型沼气工程的建设，解决了畜禽养殖粪污和农业废弃物乱堆乱放产生的环境污染问题，大大改善了农村的生活环境；同时，通过沼气的使用，改善了北京市的农村能源消费结构，每年可节约标准煤10643吨，并有效地减少了温室气体的排放，其中减排二氧化碳28352吨，减排二氧化硫319吨，对农村生态环境的保护也起着重要作用；并且，工程产生的沼渣沼液用作有机肥施用于周边农田、果园、蔬菜大棚等，不仅改善了由于化肥过量使用造成的土壤污染状况，更重要的是有利于农作物的生长，提高农产品的品质，推动了生态农业的发展，继而带动了农民收入的增长；另外，沼气工程的兴起增加了农民就业岗位，并且带动了沼气设备、沼气工程服务等相关产业的发展，据北京市农业局统计显示，在2006年—2008年，先后有20多万农民参与了沼气工程在内的“三起来”工程建设，其中设施运转维护和服务岗位共安排了1000多人就业。 为了能够向大中型沼气工程建设提供技术标准和设计依据，推动大中型沼气工程的市场化运行，最终实现工程的长期、稳定、高效运行，在“大中型沼气工程市场化运营管理模式研究项目”的资助下，项目组对目前国内已有的沼气工程设计规范，以及北京市相关技术管理文件进行收集整理，编制了本规范，并对现有规范存在的一些问题进行分析，提出了完善建议。
规模化畜禽养殖场沼气工程设计规范 1 范围 本标准规定了规模化畜禽养殖场沼气工程得设计范围、原则以及主要参数选取等。 本标准适用于新建、改建与扩建得规模化畜禽养殖场沼气工程（参见NY/T667—200３)得设计。畜禽养殖区沼气工程得设计可参照执行。 2 规范性引用文件 下列文件中得条款通过本标准得引用而成为本标准得条款。凡就是注日期得引用文件,其随后所有得修改单(不包括勘误得内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议得各方研究就是否可使用这些文件得最新版本。凡就是不注日期得引用文件，其最新版本适用于本标准。 ＧＢ12801 生产过程安全卫生要求总则 GB1８596 畜禽养殖业污染物排放标准 GＢ５002８城镇燃气设计规范 ＧB50052 供配电系统设计规范 GB５０0５7 建筑物防雷设计规范 GB50058 爆炸与火灾危险环境电力装置设计规范 GBJ14 室外排水设计规范 GBJ１６建筑设计防火规范 GＢJ65 工业与民用电力装置接地设计规范 ＣJJ31 城镇污水处理厂附属建筑与附属设备设计标准 CJJ５５污水稳定塘设计规范 CJJ６4 城市粪便处理厂设计规范 NY/Ｔ667—20０3 沼气工程规模分类 3 术语与定义 GＢ１8５９6－2001、NY/Ｔ6６７－2003中确立得以及下列术语与定义适用于本标准。
3、1沼气工程 biogａs plａｎt 以规模化畜禽养殖场粪便污水得厌氧消化为主要技术环节,集污水处理、沼气生产、资源化利用为一体得系统工程。 3、2 “能源生态型”处理利用工艺Ｐrocess of “ｅnｅrｇｙ ecｏlogiｃa ｌ” disｐｏsing aｎd usiｎｇ 畜禽养殖场污水经厌氧消化处理后作为农田水肥利用得处理利用工艺. 3、3 “能源环保型”处理利用工艺Pｒoｃｅss ｏｆ“enｅrgy enviｒonm ｅnt” disposing ａnｄｕsing 畜禽养殖场得畜禽污水处理后达标排放或以回用为最终目标得处理工艺。 4 总则 4、１沼气工程得设计应该符合当地总体规划，与当地客观实际紧密结合,能够正确处理集中与分散、处理与利用、近期与远期得关系。 4、2 沼气工程得设计应在不断总结生产实践经验与吸收科研成果得基础上,积极采用新技术、新工艺、新材料、新设备，以提高自动化水平、降低劳动强度、降低投资与运行费用。 4、3 沼气工程得设计应以减量化、无害化、资源化为目标，应首先考虑养殖场改进生产工艺,实行清洁生产，从源头上减少粪污排放量。 4、4 畜禽养殖场污染物得特性及其技术参数，以实际测定数据为准。 ４、5 沼气工程得原料应就是养殖场得污水与粪便，应有充足与稳定得来源，严禁混入其它有毒、有害污水或污泥。 4、6 沼气工程得设计应充分利用沼气,充分利用附近得农田消纳沼液、沼渣。 4、7 沼气工程得设计应由具有相应设计资质得单位承担. ４、8 在进行工艺设计时，应首先根据沼气工程得建设目标选定工艺类型。 4、9 沼气工程主要由以下四个环节组成：前处理、厌氧消化、后处理、综合利用。 4、10 单元处理技术应先易后难,以节省投资与降低运行费用。 5 工程选址与总体布置 ５、1 工程选址
( 安全管理 ) 单位：_________________________ 姓名：_________________________ 日期：_________________________ 精品文档 / Word文档 / 文字可改 大中型沼气工程建设管理(新编 版) Safety management is an important part of production management. Safety and production are in the implementation process
大中型沼气工程建设管理(新编版) 目前，许多规模化畜禽养殖场（小区）及农畜产品加工企业自发建设了一批大中型沼气工程。这些工程在产生清洁能源--沼气的同时，对粪便、加工废水的资源化开发利用以及污染治理起到了积极的作用。但有些工程存在设计工艺、施工和运行管理不规范等问题，对安全和消防也不够重视，存在不少安全隐患。 一、建设原则 发展大中型沼气工程要坚持以气养气、自负盈亏的市场化运作方式，保证沼气设施长效运转。对于有相当规模、并有自筹资金能力的养殖场或养殖小区的村，鼓励发展大中型沼气工程。大中型沼气工程项目应紧密围绕和谐生态家园和社会主义新农村生态环境建设，以资源的高效利用和循环经济为核心，以畜禽场“减量化整治、无害化建设、综合化利用”为原则，以改善农村生态环境、变废为宝、资源全面综合利用，优化农村生产生活能源结构和无公害、绿
色、有机农副产品生产肥源供给为目的，有效防治农业面源污染，实现促进农业增效、农民增收和种养结合农村生态循环良性发展，推进社会主义新农村建设目标的实现。 二、项目申报程序 1.申请省或国家资金建设大中型沼气工程项目的企业必须具备相当养殖规模或相应的可用资源量；企业应充分考虑项目建成后的运行管理模式和年运行管理费用的承受能力。 2.项目申报前期县农业局应根据企业的申请，由调研责任人负责组织并开展充分的调查研究，根据污染物的种类和排放量，委托有资质的单位编制项目可行性研究报告。 3.项目可行性研究报告以县农业局文件按程序上报市农业局，由市农业局确定责任人对项目相关建设条件进行核实后报省厅。省厅组织专家对各市上报的可行性研究报告进行论证后审批或上报农业部，批准的可行性研究报告可委托有资质的设计单位进行初步设计，经省厅批准后进行施工招标。 三、执行标准
大中型沼气工程预处理装备技术 作者：农业部南京农业机械化研究所陈永生朱德文曲浩丽李瑞容 摘要：欧洲沼气工程的规模大型化、操作机械化、控制自动化、产能高效化代表了当今世界沼气工程的先进水平，特别是在包括原料收集、转运、混合、匀浆、进料等环节的原料预处理过程。介绍了欧洲不同类型的原料、不同的厌氧消化工艺装置以及成熟的、标准化的装备技术。并且在借鉴欧洲沼气工程原料预处理先进工艺技术和装备技术的同时，结合国内沼气工程预处理的现状及发展提出一些建议。 关键词：原料预处理；沼气工程；装备技术 沼气工程原料预处理技术是为了满足某种工艺的特殊需要而对生物质所做的技术处理，是对天然生物质的一个优化处理。沼气原料预处理是沼气工程是否能够运行的重要环节。料液进入厌氧消化器之前称为原料的预处理阶段。原料预处理是保障厌氧发酵系统稳定运行、提高产气率和工程效益的重要环节，如秸秆预处理是提高秸秆原料利用率，加大产气量，缩短启动时间的有效手段[1]。由于沼气工程中各种原料的收集渠道和理化性状不一，各种消化工艺对原料的处理要求和输送方式不一，使得原料预处理环节不仅复杂而且难度加大。近些年随着社会主义新农村建设工程的推进，利用干稻草、青草、菜叶等农业种植废弃物替代部分畜禽粪便作为沼气发酵原料已成趋势[2]。现借鉴欧洲沼气工程原料预处理先进工艺技术和装备技术，结合国内沼气工程预处理的现状及发展提出一些建议，以促进我国沼气工程预处理技术的发展。 1 欧洲沼气工程原料预处理典型工艺 以德国为代表的欧洲沼气工程技术以高浓度有机废弃物联合消化工艺(CSTR)为主，绝大多数配备热电联产系统。CSTR工艺是先对各类畜禽粪便及其他高产气量的有机废弃物进行预处理，调整进料浓度在8％～13％范围内，进入带有机械搅拌的CSTR反应器 [3] [4]。沼气进入热电联产系统后，产生的电能并网外卖,热能用于加热原料[5]。在欧洲，大约有94％的农业废弃物沼气工程采用混合原料发酵[6]，根据其主要原料来源的不同，可把原料预处理工艺分为三种类型。 1.1 能源植物为主的原料预处理工艺 以位于德国Gustrow、号称“世界上最大的沼气工厂”的Nawaro沼气工厂为例，每年原料需求量总计有45万吨，其中：青贮玉米秸秆38万吨，其他整秆植物6万吨，青草0.8万吨，谷类0.1万吨。Nawaro沼气工厂每小时可生产出10000立方的沼气，并经过提纯后向天然气管网输送，相当于每小时可产生22MW的电能。图1是以能源植物为主的原料预处理工艺图。 在欧洲，建设沼气工程以获取能源为主要目的，因此在降低运行成本的同时追求最大原料产气率是这些工程最为重要的经济指标。从原料产气率角度分析，玉米、甜菜等的干物质产气率可高达600～1000m3/t，远远高于动物粪便的产气率。由种植制度方面来看，一年一熟、连片种植的农艺制度为能源作物收获机械化创造了很好的条件，从而节省了大量的原料收集成本。就原料保障机制而言，沼气工厂与当地的农场主签订长期合作协议，农场主提供秸秆等原料，使沼气工厂有长期而稳定的原料供应渠道，而沼气工厂为农场主提供腐熟的沼渣颗粒肥料以及沼液，双方互利互惠。 针对秸秆沼气工厂的需要,以青贮玉米为主的能源作物的收获、切碎、转运全部实现机械化。联合收获机在田间就把玉米连秆带穗全部切成10mm长的碎段，并抛集到专用运草车的车箱中，再由运草车送到工厂的堆贮场地上。切碎后的秸秆堆密度提高了，减少了堆贮空间，也便于进行其他预处理。 图1 以能源植物为主的原料预处理示意图
沼气工程－施工方案 (1) 施工任务组织分工及程序安排 1.1施工部署原则 根据施工现场场地踏勘情况、建筑物的建筑情况及位置状况，结合本公司以往的施工经验，制定切实可行的施工部署。 1.1.1根据本工程既定的质量目标和施工工期目标，结合本工程实际特点，进行施工阶段分解，确定各阶段部署目标。 1.1.2加强施工过程中的动态管理，针对各工序和环节，合理安排劳动力和施工准备的投入；在确保每道工序工程质量的前提下，立足抢时间，争速度，科学地组织流水施工及交叉施工，严格遵守各项规章制度，有计划、有步骤、有目标的严格合理分配班组施工任务，严格控制关键工序的施工工期，确保按期、优质、高效地完成工程施工任务。 1.2项目组织机构 本工程项目按“项目法”组织施工，建立以项目经理为首的项目经理部进行工程项目管理。全权负责现场施工管理、物资采购供应、施工技术、工程质量、施工进度、安全生产、劳务管理、机械设备保障、文明施工、环境保护等工作见附图。 项目经理部项目经理、项目总工程师、项目质检负责人、项目副经理构成管理核心层；项目经理部下设计“五科、两室、一处”，即施工技术科、安全质量科、财务科、计划统计科、物质设备科、卫生保健室、综合办公室、保卫处构成施工管理中间层；根据本工程内容，将拟派我公司所属的3个专业施工队伍形成工程项目的现场实施层见项目管理机构框架图。项目经理部负责按施工合同内容，保质保量、保证工期完成该合同工程。
项目管理机构框架图 1.3施工程序 根据沼气工程特点如下： 1.3.1水工建筑、构筑物（水池）比较多，施工工序较多、较复杂。 1.3.2要求构筑物具有防水、抗渗、防裂、防变形等特点，针对该特点施工方案应特别考虑。 1.3.3池体基坑开挖较深，应注意将水疏干降压作好护壁。 1.3.4拟建场地地基土层结构简单，但局部有软弱层，待基础开挖后可能有部分换土。地下水无侵蚀性二氧化碳对砼无腐蚀性，PH值为7，有利于结构物的稳定。 1.4土建施工顺序： 1.4.1以CSTR厌氧反应罐与贮气一体化基础、配料池、进料池、沼液贮池基础为优先；
大中型沼气工程项目商业计划书 一．项目名称：大型沼气工程建设项目 二．立项依据： 1．国家计委颁布的《建设项目经济评价方法与参数》(第二版)； 2．2004 年农业部基本建设项目申报指南； 3．建设厅，计委发布的《建设工程其他费用标准》； 4．农业部《大中型沼气工程项目主要建设内容(参考)；》《沼气生产利用技术》； 5．项目单位以及洁能环保工程有限公司提供的有关基础资料。 三．我国有丰富的沼气资源原料作保证 在我国，沼气的开发利用主要是通过厌氧工艺处理工农业有机废弃物、城市生活垃圾和生活污水的途径。即工业有机废弃物、养殖场畜禽粪便、城市生活垃圾和废水以及农村家庭畜禽养殖和农作物秸秆等五个方面。生产沼气的原料主要是农作物秸秆、养殖场猪、牛、鸡等粪便。目前，我国大中型规模化养殖场：即养猪场，养牛场，养鸡场发展很快，农作物秸秆在农村到处都是。尤其是农作物秸秆，是一种重要的生物资源，千百年来一直是农村主要燃料用于炊事。随着农村经济的发展，农民生活条件极大地改善，秸秆已不再作为主要燃料，秸秆成了废弃物。目前全国农作物秸秆除1/3～1/2用作还田、氨化饲料和工业原料外，其余
全部被废弃或焚烧，造成部分河道堵塞和水体污染，每到收获季节，出现“处处点火，村村冒烟”的现象，严重污染了大气。这些现象不仅浪费了宝贵的资源，同时也污染了农村环境。将秸秆变废为宝，走农业可持续发展的道路，实现农业转型升级，是摆在农村能源部门面前的重大课题。农作物秸秆生物气化（沼气化）技术，是根据沼气工艺学和微生物学等技术原理，以厌氧发酵为核心并集成其它技术形成的秸秆综合利用与处理系统。该技术采用“粉碎—堆沤—厌氧—利用”工艺，特点是方便、安全、易管理，并可根据不同原料特点，选择具体农作物秸秆、养殖场猪、牛、鸡等粪便利用与处理模式进行综合利用。对改善农民用能结构、改善农村环境状况和促进农业生态建设具有广阔的发展前景。 四．必要性 目前国内沼气利用技术研究尚未引起足够的重视，特别是沼气的经济利用技术没有引起足够的重视，远远满足不了产业发展需求，并且严重阻碍了产业的发展，致使大量的宝贵能源得不到合理利用，被白白地排放掉。保守估计，国内沼气年产量至少超过200×104m3，相当于1500×104t标准煤。为此，依据沼气的基本特性和天然气管网实际需求，研究出能够适应各种不同工况的沼气利用工艺技术方案，即沼气实施完全提纯技术和部分提纯技术。针对沼气产地的具体情况，通过技术经济分析比较后，优选工艺流程，采用最优化工艺技术路线，使沼气经过相应的净化处理后，一是直接输入天然气管网；二是与其他燃气混配后进入
DB51 四川省地方标准 DB51/ Txxx-2016 小型沼气集中供气工程运行管理规范 （初稿） 2016—X—X发布2016—X—X实施 四川省质量技术监督局发布
目次 前言 (Ⅲ) 1 范围 (1) 2 规范性引用文件 (1) 3 术语和定义 (1) 4 基本要求 (1) 5 预处理设施运行与维护 (1) 6厌氧发酵装置运行与维护 (3) 7沼液储存池运行与维护 (4) 8沼气净化与储存运行与维护 (4) 9.增温装置运行管理 (4) 10沼气控制房管理 (5)
前言 本标准依据GB/T1.1—2009标准规定编制。 本标准由四川省农业厅提出并归口。 本标准起草单位：四川省农村能源办公室。 本标准主要起草人： 本标准首次发布，与DB/TXXX-2015，DB/TXXX-2015配套使用。
小型沼气集中供气工程运行管理规范 1 范围 本标准规定了农村小型沼气集中供气工程运行管理要求。 本标准适用供气户数30户至150户规模的小型沼气集中供气工程。 2 规范性引用文件 下列文件对本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于文件。 NY/T 1220.4 沼气工程技术规范第4部分：运行管理. NY/T 1221 规模化畜禽养殖场沼气工程运行、维护及其安全技术规范。 DB51/T XXX 小型沼气集中供气工程设计规范。 DB51/T XXX 小型沼气集中供气工程施工规范。 3 术语和定义 NY/T 1220.4 确立的术语和定义适用于本部分。 4 基本要求 4.1 小型沼气集中供气工程运行，维护及安全规定应符合本标准规定，还应符合国家现行有关标准的规定。 4.2工程运行管理人员和操作人员应熟悉沼气工程处理工艺和设施、设备的运行要求与技术指标，并持有沼气生产职业资格证书。 4.3应建立工程运行管理制度、岗位责任制度、设备操作规程和设施设备日常保养、定期维护和大修三级维护保养制度。岗位责任和操作规程应在明显位置展示。 4.4 运行管理人员和操作人员应严格执行本岗位操作规程中的各项要求，按规定认真填写运行记录。 4.5 工程运行管理人员和操作人员应进行安全和防护技能培训，并制定火警、易燃及有害气体泄露、自然灾害等突发事故的应急预案。 4.6沼气站内醒目位置应设立禁火标志，严禁烟火。
养殖场大中型沼气工程建设项 目管理办法 第一章总则 第一条为加强对国家中央预算内投资（含新增）的养殖场大中型沼气工程建设项目管理，规范项目申报、建设、组织管理程序和行为，进一步提高项目建设质量和投资效益，根据国家和省级有关规定，制定本办法。 第二条本办法适用于云南省国家补助投资的养殖场大中型沼气工程建设项目的申报、批复、实施、竣工验收和监督管理。 第三条养殖场大中型沼气工程建设项目建设必须坚持“减量化、资源化、无害化”原则，实现可再生能源开发、保护生态环境、农业循环利用的目的。 第四条云南省农业厅和云南省发展和改革委员会负责全省养殖场大
中型沼气工程建设项目建设管理工作。 县级以上农业部门、发展改革部门和同级相关部门在各自职责范围内负责本行政区域内养殖场大中型沼气工程建设项目组织实施管理工作。 第二章项目申报与审批 第五条养殖场大中型沼气工程建设项目应严格按农业基本建设项目程序和项目申报要求做好项目申报，可行性研究报告、初步设计的编制评审及审批等前期工作。 第六条具备独立法人资格、养殖规模较大、周边有足够消纳沼渣沼液农田和一定资金自筹能力的养殖企业或合作社可作为项目业主申报养殖场大中型沼气工程建设项目，项目选择应优先考虑发展沼液、沼渣还田，为农户供气的沼气工程。 第七条县级农业局和发展改革局共同负责对项目业主是否具备申报养殖场大中型沼气工程建设项目条件进行审核和查实。 第八条养殖业主根据自身需要委托具有农业或环境工程乙级以上咨询资质或设计资质的单位编制项目可行性研究报告，逐级上报到省农业厅和省发展改革委。
可行性研究报告应包括以下几方面内容：项目摘要，项目建设必要性与可行性，项目建设单位基本情况，项目地点选择分析，工艺技术方案，建设目标，建设内容、标准及规模，投资估算与资金筹措，项目组织与管理，建设期限和进度，效益分析，招标方案，有关证明材料和表格等。 沼气工程建设方案应符合减量化由集、资源化利用、无害化处理的原则，工艺设计应满足《沼气工程技术规范》（NY/T1220.1至5-2006）和《规模化畜禽养殖场沼气工程设计规范》（NY/T1222-2006）的要求。 第九条养殖场大中型沼气工程可行性研究报告原则上由省发展改革委和省农业厅组织工艺、工程和投资等方面的专家进行评审，重点审核项目的真实性，工艺技术的适用性，建设内容的完善性，投资造价的合理性以及投资效益的显著性。专家组综合形成专家意见，组织评审单位综合专家意见后形成项目评审意见。 承担编制项目可行性研究报告等业务的机构，不得承担同一项目可行性研究报告的评审任务。 第十条省农业厅根据评审意见会签省发展改革委后对项目可行性研究报告进行审批。
附件8 农村沼气工程中央预算内投资专项管理办法 第一章总则 第一条为加强农村沼气工程建设管理，根据《中央预算内投资补助和贴息项目管理办法》（国家发展改革委第3号令）、《关于将廉租住房等31类点多面广量大单项资金少的中央预算内投资补助项目交由地方具体安排的通知》（发改投资〔2013〕1238号）等的有关规定和要求，制定本办法。 第二条本办法适用于中央预算内投资补助建设的规模化大型沼气工程、规模化生物天然气工程。 第三条各级发展改革部门和农村能源主管部门要按照职能分工，各负其责，密切配合，加强对工程建设管理的组织、指导和协调，共同做好工程建设管理的各项工作，确保发挥中央投资效益。 发展改革部门负责农村沼气建设规划衔接平衡；联合农村能源主管部门，做好年度投资计划申报、审核和下达，监督检查投资计划执行和项目实施情况。 农村能源主管部门负责农村沼气建设规划编制、行业审核、行业管理、技术指导和监督检查等工作。 第四条在农村沼气建设和运行过程中应牢固树立“安全第一、预防为主”的意识，落实安全生产责任制，科学规范操作，确
保安全生产。 第二章项目申报和投资计划管理 第五条申请中央预算内投资补助的规模化大型沼气工程和规模化生物天然气工程，应符合国家发展改革委和农业部编制的农村沼气工程有关规划、工作方案和申报通知的要求，落实备案、土地、规划、环评、能评、资金、安评等前期工作，确保当年能开工建设。已经获得中央财政投资或其他部门支持的项目不得重复申报，已经申报国家发展改革委其他专项或国家其他部门的项目不得多头申报。各地要加强项目储备，及时将符合条件的项目纳入政府投资项目储备库和三年滚动投资计划。 第六条规模化大型沼气工程，项目单位在落实前期工作后，根据工作方案提出资金申请，其资金申请的批复程序和要求等由省级发展改革部门商省级农村能源主管部门制定。 第七条规模化生物天然气工程，在试点阶段，应由省级发展改革部门审批项目单位报送的资金申请报告，审批前由省级农村能源主管部门出具行业审查意见。各地在接到项目单位报送的资金申请报告后，由省级发展改革部门会同省级农村能源主管部门组织相关人员对项目进行实地查看，并组织开展专家评审。在此基础上，对于拟申请中央投资支持的试点项目，要在政府网站等公开媒体上进行不少于一周时间的公示。评审合格、公示无异议的项目可以申请中央资金支持。同时，省级发展改革部门需会同省级农村能源主管部门编制项目试点方案。各省（区、市)在向国家发展改革委和农
污水处理沼气生产工艺操作流程 沼气生产工艺流程图 沼气发酵基本原理 沼气发酵又称为厌氧消化，是指有机物质（如人畜家禽粪便、秸秆、杂草等）在一定的水分、温度和厌氧条件下，通过种类繁多、数量巨大、且功能不同的各类微生物的分解代谢，最终形成甲烷和二氧化碳等混合性气体（沼气）的复杂的生物化学过程。 沼气发酵过程一般要经历三个阶段，即液化阶段、产酸阶段和产甲烷阶段。 沼气发酵过程的液化阶段 用作沼气发酵原料的有机物种类繁多，如禽畜粪便、作物秸秆、食品加工废物和废水，以及酒精废料等，其主要化学成分为多糖、蛋白质和脂类。其中多糖类物质是发酵原料的主要成分，它包括淀粉、纤维素、半纤维素、果胶质等。这些复杂有机物大多数在水
中不能溶解，必须首先被发酵细菌所分泌的胞外酶水解为可溶性糖、肽、氨基酸和脂肪酸后，才能被微生物所吸收利用。发酵性细菌将上述可溶性物质吸收进入细胞后，经过发酵作用将它们转化为乙酸、丙酸、丁酸等脂肪酸和醇类及一定量的氢、二氧化碳。在沼气发酵测定过程中，发酵液中的乙酸、丙酸、丁酸总量称为中挥发酸(TVA)。蛋白质类物质被发酵性细菌分解为氨基酸，又可被细菌合成细胞物质而加以利用，多余时也可以进一步被分解生成脂肪酸、氨和硫化氢等。蛋白质含量的多少，直接影响沼气中氨及硫化氢的含量，而氨基酸分解时所生成的有机酸类，则可继续转化而生成甲烷、二氧化碳和水。脂类物质在细菌脂肪酶的作用下，首先水解生成甘油和脂肪酸，甘油可进一步按糖代谢途径被分解，脂肪酸则进一步被微生物分解为多个乙酸。 沼气发酵过程的产酸阶段 （1）产氢产乙酸菌 发酵性细菌将复杂有机物分解发酵所产生的有机酸和醇类，除甲酸、乙酸和甲醇外，均不能被产甲烷菌所利用，必须由产氢产乙酸菌将其分解转化为乙酸、氢和二氧化碳。 （2）耗氢产乙酸菌 耗氢产乙酸菌也称同型乙酸菌，这是一类既能自养生活能异养生活的混合营养型细菌。它们既能利用H2+CO2生成乙酸，也能代谢产生乙酸。通过上述微生物的活动，各种复杂有机物可生成有机酸和H2／CO2等。 沼气发酵过程中的产甲烷阶段 （1）产甲烷菌的类群 产甲烷菌包括食氢产甲烷菌和食乙酸产甲烷菌两大类群。在沼气发酵过程中，甲烷的形成是由一群生理上高度专业化的古细菌--产甲烷菌所引起的，产甲烷菌包括食氢产甲烷菌和食乙酸产甲烷菌，它们是厌氧消化过程食物链中的最后一组成员，尽管它们具有各种各样的形态，但它们在食物链中的地位使它们具有共同的生理特性。它们在厌氧条件下将前三群细菌代谢终产物，在没有外源受氢体的情况下把乙酸和H2／CO2转化为气体产生CH4／CO2，使有机物在厌氧条件下的分解作用以顺利完成。 目前已知的甲烷产生过程由以上两组不同的产甲烷菌完成。 ①由CO2和H2产生甲烷反应为： CO2+4H2—CH4+ 2H2O ②由乙酸或乙酸化合物产生甲烷反应为： CH3COOH—CH4+CO2 CH3COONH4+ H2O—CH4+ NH4 HCO3 （2）产甲烷菌的生理特性