畜禽粪便厌氧消化沼气发电行业的现状分析
作者：徐晓秋王钢刘伟李北城秦国辉发布时间：2012.05.17 来源：黑龙江省科学院科技孵化中心
0 前言
畜禽粪便是畜禽排泄物的总称，是粮食、农作物、秸秆和牧草等形态生物质的转化形式，主要包括畜禽排出的粪便、尿及其与杂草和冲洗废污水的混合物。随着国家政策的大力扶植和养殖业技术水平的不断提高，我国畜禽饲养量不断增加，畜禽粪便排放量也必然增加，由此造成的环境污染将会更加严重。
沼气是有机物经微生物厌氧消化而产生的可燃性气体，由于这种气体经常产生于沼泽地和池沼中，因此称为沼气。沼气是多种气体的混合物，其中甲烷(CH4 )含量通常在55%～70%之间，其余为二氧化碳和少量的氮、氢和硫化物，是一种良好的气体燃料，其特性与天然气相似，可以完全代替汽油或柴油进行发电。随着大型沼气工程的大量建设和沼气综合利用的不断发展，沼气发电技术逐渐被广泛利用，这种技术是将厌氧发酵处理产生的沼气用于装有综合发电装置的发动机上，以产生电能和热能。沼气发电技术是实现畜禽粪便、农作物秸秆、有机生活垃圾以及生活污水等各类生物质资源能源化利用的有效途径之一，具有高效、节能、安全和环保等综合效益。
1 畜禽粪便处理的必要性
随着人们生活水平的不断增加，人们对畜禽产品的需求量不断增大，国家兴建了许多集约化的畜禽养殖场，由此产生了大量的畜禽粪尿不经处理就排放到环境中，不仅污染了地表水和地下水，而且也会导致病原菌的扩散，对畜禽及人类的健康构成威胁，因此，变废为宝，将畜禽粪便无害化和资源化，最大限度地满足环境的可接受性和经济上的可行性，成为人们追求的目标。
1.1 对土壤的影响
畜禽粪便中富含有农作物生长所需的营养元素，如有机物和氮、磷、钾等养分，还含有钙、镁、硫等多种矿物质及微量元素，在满足作物生长需要的同时，对提高土壤肥力改良土壤性质和增加作物产量都有很好的作用。
但由于畜禽粪便的产生量过大，如大量使用粪便作为肥料会危害农作物土壤表面水和地下水水质 2003 年全国畜禽粪便产生量约31． 9 亿t，超过农业废弃物的 60%，是工业废弃物的3． 2倍，且畜禽粪便中含有大量的氮磷钾和部分重金属元素，处理不当容易造成对土壤水源空气的污染，危害人类健康。
1.2 对水体的污染
畜禽粪便淋溶性极强，远远超过化肥的淋溶性，若不及时采取措施，便会污染地表水，进而通过土壤渗滤污染地下水，畜禽粪便中含有大量的有机物氮、磷、钾等营养元素，同时含有大量的致病菌等污染物，还伴有恶臭气味我国每年畜禽粪便总量超过10亿 t，其中有25%的畜禽粪污流失到水体中未经处理的高浓度有机废水的集中排放，大量消耗水体中的溶解氧，使水体变黑发臭；水中N、P等营养物促使水体富营养化，或使地下水中的硝态氮或亚硝氮浓度增高，这些因素是造成江河湖泊水体污染的重要原因之一。
1.3 对空气的污染
畜禽粪尿中含有碳水化合物和含氮有机化合物，在有氧和无氧条件下都可分解有机碳水化合物在有氧条件下分解生成二氧化碳和水并释放热能，在无氧条件下分解不完全，产生甲烷、有机酸和各种醇类，这些物质略带臭味和酸味。
氮沉降是构成当前环境危害的重大因素，它可造成酸雨、水体富营养化，甚至导致同温层臭氧浓度的变化。
畜禽粪便大量堆积发酵产生的有害气体，含有氨、硫化氢、甲基硫醇等，严重影响空气质量。这些气体不仅使人产生不愉快的感觉，而且引起家畜的呼吸道疾病，使动物的免疫力下降，影响畜禽产品质量。
1.4 造成寄生虫、有害微生物的传播
畜禽粪便中含有大量的病原微生物和寄生虫卵，如不及时处置，会滋生蚊蝇，使环境中的病原种类增多，病原菌和寄生虫蔓延、这些病原微生物和寄生虫卵进入水体，会使水体中病原种类增多，菌种和菌量加大，且出现病原菌和寄生虫的大量繁殖和污染，导致水传染病的传播和流行，特别是在人畜共患病时，会引发疫情，给人、畜带来灾难性危害。
1.5 药物残留污染
畜禽在养殖过程中都需要添加饲料，饲料中通常添加一定量的药物添加剂，添加剂的过度使用和滥用药物添加剂的现象越来越普遍，许多药物添加剂会随畜禽尿液排出，混合在粪便当中这种粪便废弃物若不经任何有效处理就作为肥料施用，其中的药物添加剂被植物吸收后残留在其组织中，最终会对人畜产生毒副作用
2 畜禽粪便沼气发电技术的行业现状
沼气发电始于上世纪70年代初期，沼气发电一个系统工程，它包括沼气生产，沼气净化与储存，沼气发电及上网等多项单元技术的优化组合
2.1 国外沼气发电技术现状
沼气发电行业在国外发达国家受到了广泛的重视和积极的推广，如美国的能源农场。德国的可再生能源促进法的颁布，日本的阳光工程，荷兰的绿色能源等。德国是目前世界上沼气工程发展最为成功的国家之一，在该国《可再生能源法》等相关法律、法规的引导和刺激下，沼气主要用于发电上网。截止至 2008 年，德国已建成沼气工程3900处，总装机容量达1400MW，其中装机容量在2MW 的沼气厂有40家，最小装机容量为50kW。美国在沼气发电领域有许多成熟的技术和工程，处于世界领先水平，装机容量已达7.5MW，现有61个填埋场使用内燃机发电。捷克Tedom 公司生产的燃气内燃发电机目前已遍布欧洲地区，其产品的显著特点是将发电、供热于一体，机体内部包含了发动机、发电机，余热回收换热装置，及自控系统。
2.2 我国畜禽粪便沼气发电技术现状
沼气发电行业在我国起步于20世纪80年代初期，有30年的历史，在这期间，我国有大量的技术人员对沼气发电技术进行研究及沼气发电设备的开发。1998 年全国沼气发电量为1，055，160kW·h在此期间，先后有一些科研机构进行过沼气发动机的改装和提高热效率方面的研究工作。2003年我国已有100多个沼气发电项目，装机容量达3936kW北京高碑店污水处理厂采用的就是沼气内燃发电机组，其中有7台进口发电机组，3台500 kW的山东胜动机械厂生产的发电机组。
3 发展沼气发电需要解决的问题
3.1 发电机技术问题
我国对沼气发电机的研究起步较晚，初期主要是改装小功率内燃机为双燃料式或全烧沼气式沼气发动机90年代中期以后，随着一些大型沼气工程、垃圾填埋场的建成，沼气发电已具有稳定的充足的气源，促成了沼气发电技术研究的逐步深入，使沼气发动机的性能得到较大改善，发电机组的单机功率也有所增大不过，
目前国内已在使用的国产沼气发电机组，在燃料发电效率上以及部分零件寿命上与国外先进机组相比有一定差距，从而影响其发展进程。
3.2 发电机余热利用效率低
沼气发电机在发电的同时，产生出大量的热量，烟气温度一般在550℃左右通过利用热回收技术，将燃气内燃机中的润滑油中冷器缸套水和尾气排放中的热量充分回收利用，一般从内燃机热同收系统中吸收的热量以90℃的热水形式供给热交换部分使用，用于冬季采暖以及生活热水。据有关资料表明，效率较高的沼气发电机，只能把沼气总含能量的30%左右转化为电能，并可把总含能量的40%左右以余热的形式回收，其余的能量以各种形式被损失掉，如果将这部分损失掉的能量加以充分回收利用，将为我国北方发展沼气工程提供有力的技术保障。
3.3 市场法规不够规范
沼气作为一种新兴能源正被各个国家重视，但由于我国起步较晚，致使沼气发电技术相对落后，使沼气发电市场不规范，没有相应的较为完善的行业标准，也不利于其商业化开发和利用由以上分析可以看出，采用厌氧发酵技术生产沼气能源是处理大型养殖场畜禽粪便的国际主流方法，但由于我国发展沼气发电起步时间较晚，技术相对落后，导致我国沼气发电技术相对落后随着国家的重视，加之国内许多科研学者加大对这一行业的研究，在原料供给、设备技术研发、沼气产量等发面都会得到提升，这将会使沼气发电行业有大的发展。可想而知，在若干年后，我国也会出现国际沼气发电行业先进国家的情景。可以预见，沼气发电产业的形势越来越好，发展空间越来越大。
特大型沼气工程试点项目建设实施方案 根据《国家发改委农业部关于进一步加强农村沼气建设的意见》中关于“研究制定特大型沼气工程补贴标准，充分利用粪便、秸秆、生物垃圾等多种原料，发展大型沼气工程，鼓励高值利用”的要求，为启动实施好特大型沼气工程试点项目建设，特制定本方案。 本方案中的特大型沼气工程是指厌氧发酵罐总容积大于5000m3，工程采用高浓度（包括干发酵）中温或高温厌氧发酵工艺，池容产气率不低于1.0m3/(m3?d)。 一、必要性与可行性 （一）必要性 1、有利于提高城乡废弃物资源化利用水平，改善生态环境。我国生物质资源极为丰富，据不完全统计，全国每年农作物秸秆可收集利用量7.8亿吨，人畜粪便排泄量近40亿吨，城乡生活垃圾近10亿吨，酒业、醋业、食品和果品加工业、牲畜屠宰业等主要农产品加工业有机废弃物产量5500万吨。与此同时，全国每年有机污水排放量约700亿吨。近年来，由于城镇化快速发展，城乡各种垃圾激增，垃圾处理能力严重不足，导致一些城市面临“垃圾围城”的困境，已严重影响城乡环境和人类健康。据统计，目前中国城市每年因垃圾造成的资源损失价值在250－300亿元，如果实现垃圾资源化利用（如有机垃圾生产沼气），每年至少可创造产值2500亿元。通过建设特大型沼气工程，对于实现生物质资源高效化利用，维护生态平衡，发展循环经济，维护人类健康，促进经济社会可持 续发展，具有重要意义。 2、有利于拓展沼气应用领域和替代化石能源，保障国家能源安全。2011年中国天然气表观消费量达到1072亿m3，成为世界第四大天然气消费国。据国家能源局和中石油系统预测，到“十二五”末，我国天然气消费总量将达到2300-2600亿m3，较2011年翻一番，年均增速将达到25%以上；天然气消费量在我国能源消费中的比重将由2011年的4%提高到2015年的8%以上。统计显示，2012年上半年我国石油进口量环比增长11.3个百分点，进口量达到1.07亿吨。有关专家预测，到2020年中国对进口石油的依赖度将达到60%，到2030年达到65%，可见，我国化石能源供给形势极为严峻。据测算，一个池容10000m3的特大型沼气工程每年可产沼气400万m3，可替代常规能源2856吨标准煤，相当于240万m3天然气或2000吨原油，减排CO2 7120吨。建设2.5万个10000m3的特大型沼气工程，年产沼气1000亿m3，可替代原油5000万吨，相当于2个胜利油田的全年原油产量；可减
塞流式工艺 塞流式工艺细分有两种，一种是普通的塞流式反应器（PFR），另一种是改进的高浓度塞流式工艺（HCF）。 1.塞流式反应器（PFR） 图1 （1）原理 PFR也称推流式反应器，是一种长方形的非完全混合式反应器。高浓度悬浮固体发酵原料从一端进入，呈活塞式推移状态从另一端排出。消化器内沼气的产生可以为料液提供垂直的搅拌作用，料液在沼气池内无纵向混合，发酵后的料液借助于新鲜料液的推动作用而排走。进料端呈现较强的水解酸化作用，甲烷的产生随着向出料方向的流动而增强。由于该体系进料端缺乏接种物，所以要进行固体的回流。为减少微生物的冲出，在消化器内应设置挡板以有利于运行的稳定。PFR反应原理及结构见图1。这种工艺能较好地保证原料在沼气池内的滞留时间。许多大中型
畜禽粪污沼气工程采用这种发酵工艺。 （2）特点 优点：适用于高SS废水的处理，尤其适用于牛粪的厌氧消化，固体含量可以提高到12%；用于农场有较好的经济效益；不需要搅拌；池形结构简单，运行方便，故障少，稳定性高。 缺点：固体物容易沉淀池底，影响反应器的有效体积，使HRT和SRT降低，效率较低；需要固体和微生物的回流作为接种物；因该反应器占地面积或体积比较大，反应器内难以保持一致的温度；易产生厚的结壳。 2. 高浓度塞流式工艺（HCF） （1）原理 HCF是一种塞流、混合及高浓度相结合的发酵装置。厌氧罐内设机械搅拌，以塞流方式向池后端不断推动，HCF厌氧反应器的一端顶部有一个带格栅并与消化池气室相隔离的进料口，在厌氧反应器的另一端，料液以溢液和沉渣形式排出。 （2）特点 进料浓度高，干物质含量可达8％；能耗低，不仅加热能耗少，而且装机容量小，耗电量低；与PFR相比，原料利用率高；解决了浮渣问题；工艺流程简单；设施少，工程投资省；操作管理简便，运行费用低；原料适应性强（畜禽粪便、碎秸秆和有机垃圾均可）；没有预处理，原料可以直接入池；卧式单池容积偏小，便于组合。
厌氧消化工艺处理城市生活垃圾的应用及前景 来源：百玛士环保科技有限公司阅读：310更新时间：2009-03-26 17:22 摘要：本文介绍了利用厌氧消化技术处理城市生活垃圾在欧美等发达国家的应用经验，结合百玛士环保科技有限公司在国内几个厌氧消化处理生活垃圾的工程实例，阐述了利用厌氧消化工艺处理城市生活垃圾的应用前景以及制约因素。 前言 随着经济的发展和城市化进程的加快，我国城市生活垃圾产生量迅速增加，而且城市生活垃圾存在大量的生物质垃圾，具有易生物降解和高含水的特点，其形成的恶臭是固体废物污染环境的主要污染源。与此同时，城市生物质垃圾中蕴含着大量生物质能，其高含水特性又为生物质能的转化提供了有利条件，针对生物质垃圾的“高固体厌氧消化（High Solid Anaerobic Digestion）技术”成为世界环保科技的研究热点。采用厌氧消化技术处理城市生活垃圾，并产生绿色能源“沼气”，特别是在能源日益紧张，CO2减排的呼声越来越高的情况下，该技术越来受到各国政府接受和推广，欧美等发达国家通过立法等手段大力推广该技术的应用，我国“十一”规划明确提出大力推广使用生物质能源，根据国家“十一五再生能源发展规划”，到2010年，建成沼气发电装机容量100万千瓦。“十一五”时期，加快建设规模化沼气工程，年产沼气约40亿立方米。 一、厌氧消化工艺原理 厌氧消化是无氧环境下有机质的自然降解过程，在自然界内广泛存在。在此过程中微生物分解有机物，最后产生甲烷和二氧化碳。影响反应的环境因素主要有温度、pH值、厌氧条件、C/N、微量元素（如Ni、Co、Mo等）以及有毒物质的允许浓度等。厌氧消化是在厌氧微生物作用下的一个复杂的生物学过程，厌氧微生物是一个统称，包括厌氧有机物分解菌（或称不产甲烷厌氧微生物）和产甲烷菌。在一个厌氧反应器内，有各种厌氧微生物存在，形成一个与环境条件、营养条件相对应的微生物群体。这些微生物通过其生命活动完成有机物厌氧代谢过程。 厌氧消化工艺处理有机垃圾，是人为创造厌氧微生物所需要的营养与环境条件，使反应器内积累高浓度的厌氧微生物，因此，人工厌氧消化的速度大大超过自然界中自发的厌氧消化过程。 生活垃圾的厌氧消化过程可以分为水解、酸化和产甲烷三个阶段，每个阶段都由一定种类的微生物完成有机物的代谢过程。三个阶段的情况介绍如下： 水解 有机物厌氧菌产生胞外酶水解有机物。参与细菌的种类和数量随着有机物种类而变化，通常按原料种类分为纤维素分解菌、脂肪分解菌和蛋白质分解菌。在这些细菌作用下，多糖分解成单糖；蛋白质转化成肽和氨基酸；脂肪转化成甘油和脂肪酸。 酸化 产酸菌，例如胶醋酸细菌、某些梭状芽孢杆菌等，分解前一步产生的较高级的脂肪酸并生成醋酸和氢。此外，有机物厌氧分解菌在分解脂肪时，也产生长链脂肪酸，如硬脂酸；
讷河市北方食品有限责任公司大型沼气工程项目 初步设计
第一部分：初步设计说明书 第二部分：初步设计图纸 第三部分：初步设计概算书
第四部分：初步设计附件 第一章工程概况 第一章工程概况 1.1 项目概况 1.1.1 项目名称 讷河市北方食品有限责任公司大型沼气工程项目 1.1.2 项目建设单位 讷河市北方食品有限责任公司 1.1.3 项目建设地址 讷河市六合镇灯塔村 1.1.4 建设目标 33，发电936kwh，日处理鲜粪24t项目达产后日生产沼气864 m。，供气240 m 该项目以沼气为核心，通过利用养殖场固体粪便生产沼气和有机肥，并利用沼气发电；沼渣，沼液用于有机作物种植。该项目将环境保护和养殖业、种植业有机结合起来，达到养殖场废弃物的无害化、资源化、减量化的目标；通过生产可再生能源缓解农村能源供需矛盾，降低不可再生能源的消耗；使项目区走上能源生态可持续发展的良性循环轨道，极大的促进了农村经济的可持续发展。沼气工程从根本上改变传统的粪便利用方式，促进物质高效转化和能源高效循环，提高资源利用率。并使其上连养殖业、下承种植业，促进农业种养一体化。通过沼气工程的建设，形成以沼气为纽带发展循环经济，建立节约型社会的有效途径。1.1.5 建设标准
本工程所依据的建设标准主要为农业部发布的沼气工程建设8项农业行业标准 及《大中型沼气工程技术标准汇编》（黑龙江省人民政府农村能源办公室）。 8项标准分别为：《沼气工程技术规范第3部分：施工及验收》、《沼气工程技术 规范第4部分：运行管理》、《沼气工程技术规范第5部分：质量评价》、《规模化畜禽养殖场沼气工程运行、维护及其安全技术规程》、《规模化畜禽养殖场沼1 第一章工程概况 气工程设计规范》和《沼气发电机组》。 《大中型沼气工程技术标准汇编》包括：《沼气工程工艺设计规范》、《沼气工程供气设计规范》、《沼气工程施工及验收规范》、《沼气工程运行管理规范》、《沼气工程质量评价规范》、《规模化畜禽养殖场沼气工程运行、维护及其安全技术规程》、《规模化畜禽养殖场沼气工程设计规范》、《沼气发电机组技术规范》、《沼气工程规模分类》。 1.1.6 项目工艺技术方案 该项目以处理粪污为主，采用以“高浓度CSTR厌氧反应器”为核心的处理工艺。在工艺选择和方案设计中，采用全混式机械搅拌、高浓度的消化工艺，沼气经过净化后发电及供气。同时该工程配置有贮气柜，辅助用房等辅助设施，该养殖小区采用人工干清粪方式，养殖小区每日产生30t粪便（主要为牛粪），其中80% 即24t可收集起来作为CSTR厌氧反应器的原料，GSTR厌氧反应器浓度为10%。 1.1.7 建设内容及规模 33；864m/T，36m）日处理粪便24T，牛粪的单位产气量为项目区日产沼气（133贮液池，辅助用房5000m反应器22）500m座，输气工程一处，CSTR（3的贮气柜1座用于供气及发电。及配套脱硫、脱水等设备；450m33，日产沼气万m864m，厌氧反应器年产沼气量（3）项目投产后，CSTR31.54333沼气日发电936kwh，剩余624m年供气，8.76万m，年发户供气向200240m电34.16万kwh，年产沼渣1577吨，沼液14190吨。 1.1.8 投资估算和资金筹措 项目总投资456万元。其主要资金来源有：申请国家资金150万元，地方投资 68万元，企业自筹资金238万元。 1.1.9 建设期限 项目获国家批准立项后1年。 1.1.10 市场预测及效益分析 根据确定的产品方案和建设规模及预测的产品价格，达产期内年均销售收入2 第一章工程概况 86.1万元，年均总成本72.94万元，利润13.16万元；项目财务内部收益率（FIRR）为6.49%，项目财务净现值（ic=6%时）为14.46万元。以上部分说明盈利能力 满足了行业最低要求，财务净现值均大于零，该项目在财务上是可以接受的。 项目的投资回收期为9.23年（含建设期），小于行业基准投资回收期，表明项目投资能按时收回。
污水处理厂污泥厌氧消化工艺选择与设计要点陈怡 (北京市市政工程设计研究总院 , 北京 100082 摘要以北京市小红门污水处理厂和西安市第五污水处理厂为例 , 对污水处理厂污泥厌氧消化工艺选择和设计要点进行了详细论述 , 包括污泥厌氧消化工艺选择、进泥预处理、厌氧消化池、沼气系统、上清液处理和污泥输送管路等 , 以保证污水处理厂污泥厌氧消化工艺的顺利实施。 关键词污水处理厂污泥厌氧消化工艺选择污泥投配污泥搅拌沼气系统 K e y p o i n t s o f t h e p r o c e s s s e l e c t i o n a n d d e s i g n o f t h e s l u d g e a n a e r o b i c d i g e s t i o n i n w a s t e w a t e r t r e a t m e n t p l a n t C h e n Y i (B e i j i n g G e n e r a l M u n i c i p a l E n g i n e e r i n g D e s i g n a n d R e s e a r c h I n s t i t u t e , B e i j i n g 100082, C h i n a A b s t r a c t :T a k i n g t h e B e i j i n g X i a o h o n g m e n W a s t e w a t e r T r e a t m e n t P l a n t a n d X i ’ a n F i f t h W a s t e w a t e r T r e a t m e n t P l a n t a s e x a m p l e , t h i s p a p e r d e s c r i b e d t h e k e y p o i n t s o f t h e p r o c e s s s e l e c -t i o n a n d d e s i g n o f t h e s l u d g e a n a e r o b i c d i g e s t i o n i n t h e w a s t e w a t e r t r e a t m e n t p l a n t , i n c l u d i n g s l u d g e a n a e r o b i c d i g e s t i o n p r o c e s s s e l e c t i o n , s l u d g e p r e -t r e a t m e n t , a n a e r o b i c d i g e s t i o n t a n k , m e t h -a n e s y s t e m , u p -l e v e l c l e a n l i q u i d t r e a t m e n t , a n d s l u d g e t r a n s m i s s i o n p i p
科学研究 秸秆厌萤干发酵产沼与的研皇℃九 陈智远姚建刚 杭州能源环境工程有限公司 摘要：本试验以玉米秸、稻草、烟叶杆、木薯杆为代表的秸秆作为原料，在温度３８＂Ｃ，采用批量发酵工艺进行高浓度厌氧发酵产气研究。试验结果表明，玉米秸、稻草、烟叶杆及木薯杆的Ｔｓ产气 率分别为４１３ｍｌ／ｇ、３３０ｎ１／ｇ、３３３ｍ］／ｇ、２２２ｍ１／ｇ，而ｖｓ产气率分别为４７０ｍ１／ｇ、３８７ｍｌ／ｇ、４２６Ｔｌｌ／ｇ、２４１ｍ１／ｕ。 关键词：秸秆干发酵产气率 农业固体废弃物是指在整个农业生产过程中被丢弃 的有机类物质，主要包括农业生产和加工过程中产生的 植物残余类废弃物、动物残余类废弃物和农村城镇生 活垃圾等…。据孙永明【１１等报道，我国每年产生固体废 弃物高达几十亿吨，而每年产生农作物秸秆总量约７亿 吨，除去用于造纸、饲料及造肥还田外，还有一大部分 未充分利用，大量剩余秸秆的随地堆弃和任意焚烧，造成了大气污染、土壤污染、火灾事故、堵塞交通等大量社会、经济和生态问题【２习ｊ。但实际上秸杆可以通过干发酵工艺得到有效利用，既以固体有机废弃物为原料（总固体含量在２０％以上），利用厌氧菌将其分解为ＣＨ。、ＣＯ。、Ｈ。Ｓ等气体的发酵工艺【４Ｊ。与湿发酵相比，主要优点是可以适应各种来源的固体有机废弃物、运行费用低并提高容积产气率、需水量少或不需水、产生沼液少后续处理费用低等［５】。本文对玉米秸、稻草、烟叶杆及木薯杆的高浓度厌氧发酵产气潜力进行研究。 １．材料与方法 １．１材料与试验装置 玉米秸和稻草取自杭州郊区某农场，烟叶杆与木薯杆分别取自云南昆明郊区某卷烟厂和某农场，经切碎后（２～３ｃｍ）左右待用。污泥则取自杭州市种猪试验场的沼气站。原料的ＴＳ与ＶＳ见表１。厌氧装置采用自制的１．５Ｌ发酵装置。采用排水法计量气体，试验装置见图１。 表１原料的ＴＳ与ＶＳ 项目玉米秸稻草烟叶杆木薯杆污泥ＴＳ（％）８４．４２８６．３３８７．９６２３．９０１１．６４ＶＳ（％）７３．９６７５．０２６８．６８２２．００７．３２ １、止水夹２、胶管３、盖子４、发酵瓶５、胶管 ６、集气瓶７、集水瓶 图１反应装置示意图 １．２试验设计 试验设４个试验组和１个为空白组．每组３个平行，在３８℃的恒温间内发酵。将１００９ｔ－米秸、稻草、烟叶杆分别和８００９污泥混合均匀后加入发酵瓶中，将１００９木薯杆与６００９污泥混合均匀后也加入发酵瓶中，空白则将１０００９污泥加入发酵瓶中。 １．３分析项目及方法 ＴＳ测定是将待测混合物置于已烘干、称重的硬质玻璃杯中，（１０５±２）℃烘干至恒重，称重计算，而ＶＳ测定是将待测混合物置于已烘干、称重的坩埚中．（５５０－Ｉ－１０）℃灼烧至恒重，称重计算【６】。ＰＨ值采用精密试纸法。 每天定时测定发酵产气量，即测定集水瓶中水的体积量为日产气量。利用沼气分析仪（武汉四方沼气分析仪）及根据沼气燃烧的火焰颜色参照ＣＨ。含量标准卡联合检测ＣＨ。浓度｜７Ｊ。 ２．结果与讨论 ２．１发酵前后的相关测定及分析 从图２可以看出，各试验组发酵前后的ＴＳ及ＶＳ均有所下降，这说明原料被消耗并生产沼气。图中数据表明玉米秸、稻草、烟叶杆及木薯杆的ＴＳ降解率分别为 ２４ ｗⅥ唧．ｅｈｏｍｅ．ｇｏｖ．ｅｎ 万方数据
概念：畜禽粪便是畜禽排泄物的总称，是粮食、农作物、秸秆和牧草等形态生物质的转化形式，主要包括畜禽排出的粪便、尿及其与杂草和冲洗废污水的混合物。 工作程序：大部分以粪便为原料的发电设施的基本工作程序是这样的：将粪便放在厌氧发酵池中, 培养细菌,再靠这些细菌把粪便中的碳水化合物转化为以甲烷和一氧化碳为主要成分的沼气最后把沼气导入发电设备中燃烧发电。 这个过程通常需要20~30 天,经过处理的粪便残渣基本没有臭味,能作为有机肥料使用, 这种生物能发电的方法不但能帮你减少用电成本,而且能彻底利用可能引发温室效应的甲烷气体, 另外, 它还能根除未经处理的粪便中滋生的大量病菌和令人讨厌的臭味。 禽畜粪便厌氧处理得到的沼气比酒糟液、城市垃圾和污水发酵处理产生的沼气浓度更高，更适合发电，环保节能。 我国畜禽粪便沼气发电技术现状： 沼气发电行业在我国起步于20 世纪80 年代初期，有30 年的历史，在这期间，我国有大量的技术人员对沼气发电技术进行研究及沼气发电设备的开发。1998 年全国沼气发电量为1055160 kWh。在此期间，先后有一些科研机构进行过沼气发动机的改装和提高热效率方面的研究工作。2003年我国已有100多个沼气发电项目，装机容量达3936 kW。 电费补贴： 生物质发电项目上网电价实行政府定价,电价标准由各省(自治区、直辖市)2005年脱硫燃煤机组标杆上网电价加每干瓦时0.25元补贴电价组成。 效率： 发电机余热利用效率低：据有关资料表明，效率较高的沼气发电机，只能把沼气总含能量的30% 左右转化为电能，并可把总含能量的40%左右以余热的形式回收，其余的能量以各种形式被损失掉。 而沼气发电热电联产项目的热效率，视发电设备的不同而有较大的区别，如使用燃气内燃机，其热效率为70%~75%之间，而如使用燃气透平和余热锅炉，在补燃的情况下，热效率可以达到90%以上。 每立方米的沼气一般情况下可以发1.8度左右，还可以享受到国家在处理粪便中的项目支持（其数额相当于总投资料的50% ）。 在常见的能源中，生物能发电的价格波动最小。 利用畜禽粪便沼气发电效益分析： 以下效益分析按1 000头母猪的养殖场建造500 m3沼气池计算。 经济效益分析 畜禽粪便经过厌氧发酵处理，每年可产生20 000 m3沼气，每立方米沼气热值利用率相当于2 kg标煤，按每吨标煤600元计算，年能源经济效益达2.2万元。沼渣、沼液是优质的有机肥料，对提高作物产量和抗病能力有一定的作用。沼液每天产量为200 kg，年产量为
有机固体废弃物厌氧发酵产生沼气的脱硫技术分析 0引言 随着工农业废弃物厌氧生物处理技术的广泛应用，沼气作为一种可再生能源，越来越受到人们的关注和重视。沼气是一种特殊的生物质能源，因为它的低位发热值较高，所以其经常被用作汽车燃料，还有一些被用作动力能源(如水泵和发电机)，也有被用作化工原料(如合成有机玻璃脂和制造甲醛和甲醇等);还有一些国家的沼气净化技术较高，如瑞典将净化后的沼气直接并入国家气网使用。因此，沼气完全可以作为一种绿色能源被开发利用，这种新兴的产业也被人们越来越重视。由于沼气来源于厌氧发酵工艺，因此这种工艺也得到越来越多的产业化应用，不仅能缓解当前存在的能源危机问题，而且能很好地达到保护环境的目的。 各种厌氧发酵微生物在厌氧的条件下，将有机物分解消化的过程中会产生沼气，此时也伴随有H2S的产生。因此，沼气是一种混合气体，其中CHQ和CO2的含量较高，H2, H2S, NH 的含量比较少。发酵原料的种类、各种原料的相对含量、厌氧发酵的条件(温度、时间、pH等)以及厌氧发酵的各个阶段都是影响沼气成分的因素。 硫化氢(H2S)是一种能危害人体健康的有毒性气体，其物理性质上最大的特点是无毒和有强烈的臭鸡蛋气味。另外，大气中H2S的存在是造成酸雨的主要原因之一。由于H2S在化学性质上能与许多金属离子反应，产物是硫化物沉淀，而这些产物又不溶于水或者酸，所以其对铁等金属类物质有很强的腐蚀性。除此之外，当沼气燃烧时，H2S会被氧化成亚硫酸，从而对环境造成严重的污染，也会严重腐蚀设备、管道和仪器仪表等。因此，在利用沼气之前必须将其中的H2S去除，而国家对沼气中H2S含量的标准有严格的规定，不能超过0. 02g/亩。目前，最常用的脱除H2S的方法有干式脱硫、湿式脱硫和生物脱硫。 1.干法脱硫 干法脱硫的具体反应过程是首先通过物理吸附将H2S吸附在吸附剂的表面，然后是吸附剂与H2S发生化学反应生成单质硫的过程。因为干法脱硫所使用的脱硫剂大多数是粉末状或者颗粒状，其整个过程是在完全干燥的环境下进行的，所以脱硫过程不会对设备和管道等产生腐蚀和结垢的影响。干法脱硫的适用范围是含有较低浓度H2S的气体，其优点在于脱硫工艺设备比较简单及工艺技术方面比较成熟。因此，干法脱硫工艺在工业上应用较广。目前，最常用的干法脱硫方法有氧化铁法、氧化锌法、活性炭吸附法和膜分离法等。 1.1氧化铁法脱硫 氧化铁沼气脱硫法是使用较早的一种方法，早在19世纪40年代就开始逐步发展起来了，而此时煤气工业也孕育而生。氧化铁法脱硫的反应原理:常温下沼气到达脱硫机床的表面，此时沼气中的H2S与Fe203发生氧化还原反应，生成的产物为Fe2S3和Fe2;之后，含硫的脱硫剂再被空气中的氧氧化为Fe2 03和SO这也说明了这种脱硫剂是可再生的，可以循环使用很多次;但是如果脱硫剂表面的空隙被大部分覆盖以后，氧化铁脱硫剂就失去了活性。由此可见，影响脱硫效果的因素有沼气的流速和沼气与脱硫剂接触的时间。 氧化铁法脱硫过程中发生的化学反应是不可逆的。反应方程式的反应速率很大，要将沼
高端生态养殖有限公司 大型沼气工程建设项目 可行性研究报告 项目名称：年出栏5万头生猪养殖场配套沼气工程建设项目 目录 第一章总论 (1) 1.1 项目提要 (3) 1.2结论与建议 (6) 1.3 编制依据 (6) 第二章项目建设的背景与必要性 (6) 2.1 项目建设背景 (6) 2.2 项目建设的必要性 (9) 2.2.1 项目建设是改善农村生态环境的迫切需要 (9) 2.2.2 项目建设是推进农业结构调整，促进农业增效、农民增收的迫切需要.. 9 2.2.3 项目建设是适应我国农业和农村经济发展新形势的需要 (10) 2.3 项目建设的可行性 (10) 2.3.1 发酵原料充足稳定 (10) 2.3.2 建设单位经济基础条件好 (10) 2.3.3 建设用地充足 (11) 2.3.4 管理队伍素质高 (11) 第三章市场供求分析 (11) 3.1 沼气综合利用工程建设的需求 (11) 3.2 生产产品的需求 (12) 3.2.1 有机复合肥的市场需求 (12) 3.2.3 沼液灌溉的需求 (15) 第四章项目承担单位的基本情况 (15) 第五章建设规模与产品方案 (17) 5.1建设规模确定的原则和依据 (17) 5.1.1 建设规模设计的原则 (17) 5.1.2 设计参考依据 (17)
5.2产品方案 (18) 第六章项目选址与建设条件 (18) 6.1建设地点选择 (18) 6.2 气候资料 (18) 6.2.1 气温 (19) 6.2.2 地温 (19) 6.2.3 降水与蒸发 (19) 6.2.4 光照与辐射 (19) 6.2.5 无霜期 (20) 6.3 交通条件 (20) 6.4 供水、供电 (20) 第七章工艺技术方案和设备选型 (20) 7.1 工艺设计原则： (20) 7.2 工艺设计参数 (22) 7.3 设计参考依据 (23) 7.2 工艺技术流程 (23) 7.3 工艺流程说明： (25) 7.4 设备选型与数量 (27) 7.4.1 主要建、构筑物项目及造价表 (27) 7.4.2 污水发酵系统主要设备与价格表 (28) 7.4.3 有机肥加工中心主要设备与价格表 (29) 第八章项目建设方案与建设内容 (30) 8.1 项目建设指导思想、原则 (30) 8.2 项目建设目标 (30) 8.3 项目建设内容 (31) 8.3.1有机废水处理工程 (31) 8.3.2 有机无机复混肥加工处理工程 (32) 8.3.3 沼液综合利用工程 (32) 第九章环境保护与安全生产 (35) 9.1 环境保护 (35) 9.2 安全生产 (39) 第十章项目组织管理与实施进度 (39) 10.1项目组织管理 (39) 10.1.1项目组织管理机构 (39) 10.1.2 项目施工管理 (40) 10.1.3 项目资金管理 (40) 10.2项目运行 (41) 10.2.1 肥料加工中心工作分工： (41) 10.2.2污水处理站 (41) 10.3环境管理和安全防护 (42) 10.4 项目实施进度 (43) 第十一章投资估算和资金来源 (44) 11.1 投资估算 (44) 11.1.1 主要建、构筑物项目及造价表 (44)
2020沼气工程项目工作实施方案 大中型沼气工程技术，是一项以开发利用养殖场粪污为对象，以获取能源和治理环境污染为目的，实现农业生态良性循环的农村能源工程技术。下面是有20xx沼气工程项目工作实施方案，欢迎参阅。 20xx沼气工程项目工作实施方案范文1 一、项目概况 1、项目名称、性质及建设地点 (1)项目名称：息烽县20xx年养殖小区沼气工程建设。 (2)项目类别及性质：基础设施建设项目。 (3)项目建设地点：息烽县永靖镇新街村黄沙坡春林养殖场、永靖镇红旗村牛坡兴旺养殖场、永靖镇联丰村佳兴养殖场、小寨坝镇盘脚营村潮水坝健达种养殖有限公司、小寨坝镇南中村天蓬养殖有限公司、石硐乡难桥村奇志生态养殖园、石硐乡难桥村生猪养殖场、流长乡李安寨村辉皇畜牧业有限公司。(附表一) 2、项目实施单位
(1)项目主管单位：贵阳市农业局 (2)项目建设承担单位：息烽县农业局 (3)项目协作单位：项目区乡(镇)人民政府 3、项目建设背景 全面建设小康社会，实现中国特色社会主义现代化，最艰巨、最繁重，也是最关键的任务在农村，在农业，在农民问题上。党的xx届五中全会基于这一基本国情，从中国特色社会主义现代化的全局出发，明确提出把解决三农问题作为全党工作的重中之重，明确提出建设社会主义新农村的重大战略任务。《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十一个五年规划的建议》明确了今后5年我国经济社会发展的奋斗目标和行动纲领，提出了建设社会主义新农村的重大历史任务，为做好当前和今后一个时期的三农工作指明了方向。 中央xx届五中全会提出，按照生产发展、生活宽裕、乡风文明、村容整洁、管理民主的要求，扎实推进社会主义新农村建设。发展农村能源，对于满足农民生产生活用能需求、增加农民收入、繁荣农村经济、优化农村环境、提高农村文明程度都具有重要意义，是社会主义新农村建设的重要内容。 4、项目建设原则 (1)坚持养殖企业及养殖小区自愿的原则;
厌氧消化工艺设计要点 发布日期：2012-11-19 来源：互联网作者：佚名浏览次数：482 厌氧消化的工艺设计主要体现在对消化池型、搅拌方式和工艺运行参数的选择上。总的设计原则是：a）在参考相似工程案例及设计规范的基础上，试验得到最佳工艺运行参数，如停留时间、运行温度、固体负荷、有机负荷；b）适合的池型选择；c）良好的搅拌方式，搅拌均匀，不存死角；d）简单、稳定的运行保障，如易于操作维护的设备，避免温度波动的良好换热设备以及容易去除浮渣的措施等；e）安全可靠的沼气输送系统。 工艺设计需要确定的内容：a）消化方式的设计；b）消化池形选择；c）消化池中污泥的混合搅拌方式确定；d）设计参数的选定；e）污泥加热方式的确定；f）污泥投配方法的确定；g）污泥及沼气排放方式的确定；h）浮渣及上清液的排除方法；i）安全防护措施的保证；j）监测和控制方法的确定；k）其它附属装置的选用。上述诸多方面中，厌氧消化的方式、消化池的池形、主要设计参数、消化池中污泥的混合搅拌方式对消化池的工程造价和使用效果影响很大，应谨慎选择。 （1）消化方式的设计 ①消化温度，厌氧消化根据运行温度的不同分为中温消化（30～36℃）和高温消化（50～55℃），其中中温消化的最佳温度为35℃，高温消化的最佳温度会因其它影响因素发生较大变化。高温消化的特点是，分解速率快、产气速率高、停留时间短，进而提高消化处理能力，节省消化池容积；另外卫生学指标较好，对寄生虫卵的杀灭率可达95％，大肠菌指数可达10-100；能耗高，温度控制较难。中温消化的特点是，相对高温消化的各项优势较为逊色，但中温消化运行稳定、易于控制，能耗相对较低，设计运行经验成熟。目前，国内、外多采用中温厌氧消化。 ②消化等级，按照消化池的数量分为一级消化和两级消化。其中一级消化指污泥厌氧消化是在一个消化池内完成；两级消化指污泥厌氧消化在两个消化池内完成，第一级消化池设有加热、搅拌装置及气体收集装置，不排上清液和浮渣，第二级消化池不进行加热和搅拌，仅利用第一级的余热继续消化，同时排上清液和浮渣。两级消化工艺的土建费用较高，运行
第一章总论 1.1 项目提要 1、项目名称：大型沼气工程综合利用项目设计方案 2、项目地点： 3、项目建设单位：***** 4、项目负责人： 5、建设性质：扩建 6、项目建设期限： 1.2 设计方案编制依据 （1）《集约化畜禽养殖污染防治专项资金使用管理办法》(财建[2003]618号) （2）《大中型畜禽养殖场能源环境工程建设规划》 （3）《中华人民共和国环境保护法》 （4）《中华人民共和国水污染防治法》 （5）《农田灌溉水质标准》（GB5084-92） （6）《规模化畜禽养殖场沼气工程设计规范》（NY-T1222-2006） （7）《规模化畜禽养殖场沼气工程运行、维护及其安全技术规程》（NY-T1221-2006） （8）《沼气工程技术规范3施工及验收》（NY-T1220.3-2006） （9）《辽宁省大气环境综合整治方案》，辽政发[1999]第29
号 （10）《产业结构调整指导目录（2005年本）》，国家发展和改革委员会令第40号，2005年12月2日。 （11）国家、省有关部门颁布和发布的现行相关法规、规范、标准和有关政策及技术要求； （12）申请单位提供的相关文字材料； （13）节能设计的规定。 1.3建设背景 随着畜牧业的发展，粪便高度集中，冲洗污水大量增加，全省畜禽养殖污水日排放总量达数万吨，集约化养殖场占得比重较大。畜牧业的发展和生产方式的转变，既促进农业增效、农民增收，但同时也带来了畜禽粪便污水大量增加和集中排放，对周围环境造成了极其严重的影响，某些地区还发生过当地居民与畜禽厂之间的矛盾等严重事件。畜牧业的粪便污染制约了农业生产的可持续发展。开展推广畜禽场粪便和污水的无害化处理工程建设和生态农牧业模式，进行主体开发利用，实现物流，能流良性循环，减少污染等措施是建设绿色农业的重要手段。 *****建有575m3沼气工程。年处理养猪场粪污1.8万吨，年产沼气26.2万立方米，沼液2万吨，沼渣0.1万吨。沼气综合利用工程建成运行后，可为周边种植养殖业提供沼液、沼渣做优质肥料，并能充分利用优质清洁的沼气能源。实现了以沼气为纽带畜禽粪便污染物的多层次资源化利用，最终达到养殖业的粪
大型沼气工程综合利用项目设计方案
第一章总论 1.1 项目提要 1、项目名称：大型沼气工程综合利用项目设计方案 2、项目地点： 3、项目建设单位：***** 4、项目负责人： 5、建设性质：扩建 6、项目建设期限： 1.2 设计方案编制依据 （1）《集约化畜禽养殖污染防治专项资金使用管理办法》(财建[2003]618号) （2）《大中型畜禽养殖场能源环境工程建设规划》 （3）《中华人民共和国环境保护法》 （4）《中华人民共和国水污染防治法》 （5）《农田灌溉水质标准》（GB5084-92） （6）《规模化畜禽养殖场沼气工程设计规范》（NY- T1222-2006） （7）《规模化畜禽养殖场沼气工程运行、维护及其安全技术规程》（NY-T1221-2006） （8）《沼气工程技术规范3施工及验收》（NY-T1220.3-2006）
（9）《辽宁省大气环境综合整治方案》，辽政发[1999]第29号 （10）《产业结构调整指导目录（2005年本）》，国家发展和改革委员会令第40号，2005年12月2日。 （11）国家、省有关部门颁布和发布的现行相关法规、规范、标准和有关政策及技术要求； （12）申请单位提供的相关文字材料； （13）节能设计的规定。 1.3建设背景 随着畜牧业的发展，粪便高度集中，冲洗污水大量增加，全省畜禽养殖污水日排放总量达数万吨，集约化养殖场占得比重较大。畜牧业的发展和生产方式的转变，既促进农业增效、农民增收，但同时也带来了畜禽粪便污水大量增加和集中排放，对周围环境造成了极其严重的影响，某些地区还发生过当地居民与畜禽厂之间的矛盾等严重事件。畜牧业的粪便污染制约了农业生产的可持续发展。开展推广畜禽场粪便和污水的无害化处理工程建设和生态农牧业模式，进行主体开发利用，实现物流，能流良性循环，减少污染等措施是建设绿色农业的重要手段。 *****建有575m3沼气工程。年处理养猪场粪污1.8万吨，年产沼气26.2万立方米，沼液2万吨，沼渣0.1万吨。沼气综合利用工程建成运行后，可为周边种植养殖业提供沼液、沼渣
厌氧消化的影响因素有哪些？ 厌氧消化的影响因素有哪些？ 甲烷发酵阶段是厌氧消化反应的控制阶段，因此厌氧反应的各项影响因素也以对甲烷菌的影响因素为准。 一、温度因素 厌氧消化中的微生物对温度的变化非常敏感（日变化小于±2℃），温度的突然变化，对沼气产量有明显影响，温度突变超过一定范围时，则会停止产气。 根据采用消化温度的高低，可以分为常温消化（10-30℃）、中温消化（33-35℃左右）和高温消化（50-55℃左右）。 二、生物固体停留时间（污泥龄）与负荷 三、搅拌和混合 搅拌可使消化物料分布均匀，增加微生物与物料的接触，并使消化产物及时分离，从而提高消化效率、增加产气量。同时，对消化池进行搅拌，可使池内温度均匀，加快消化速度，提高产气量。 搅拌方法包括气体搅拌、机械搅拌、泵循环等。气体搅拌是将消化池产生的沼气，加压后从池底部冲入，利用产生的气流，达到搅拌的目的。机械搅拌适合于小的消化池，液搅拌和气搅拌适合于大、中型的沼气工程。 四、营养与C/N比 厌氧消化原料在厌氧消化过程中既是产生沼气的基质，又是厌氧消化微生物赖以生长、繁殖的营养物质。这些营养物质中最重要的是碳素和氨素两种营养物质，在厌氧菌生命活动过程中需要一定比例的氮素和碳素（COD∶N∶P=200∶5∶1）。原料C/N比过高，碳素多，氮素养料相对缺乏，细菌和其他微生物的生长繁殖 受到限制，有机物的分解速度就慢、发酵过程就长。 若C/N比过低，可供消耗的碳素少，氮素养料相对过剩，则容易造成系统中氨 氮浓度过高，出现氨中毒。 五、有毒物质 挥发性脂肪酸（VFA是消化原料酸性消化的产物，同时也是甲烷菌的生长代谢 的基质。一定的挥发性脂肪酸浓度是保证系统正常运行的必要条件，但过高的VFA会抑制甲烷菌的生长，从而破坏消化过程。 有许多化学物质能抑制厌氧消化过程中微生物的生命活动，这类物质被称为抑制剂。 抑制剂的种类也很多，包括部分气态物质、重金属离子、酸类、醇类、苯、氰化物及去垢剂等。 六、酸碱度、pH值和消化液的缓冲作用 pH值的变化直接影响着消化过程和消化产物。 1、由于pH的变化引起微生物体表面的电荷变化， 进而影响微生物对营养物的吸收； 2、pH除了对微生物细胞有直接影响外，还可以促使有机化合物的离子化作用，从而对微生物产生 间接影响，因为多数非离子状态化合物比离子状态化合物更容易渗入细胞；
大型沼气工程 设 计 方 案
目录 第一章项目概况 (1) 1.1 项目名称 (1) 1.2项目承担单位 (1) 1.3项目主管单位 (1) 1.4项目监管单位 (1) 1.5项目建设地点 (1) 1.6工程投资范围 (1) 1.7项目背景 (2) 1.8建设内容及规模 (5) 1.9项目概算 (6) 1.10资金来源 (6) 第二章设计依据与原则 (7) 2.1设计依据 (7) 2.2设计指导思想及设计原则 (7) 第三章项目建设地概述 (9) 3.1自然条件 (9) 3.2建设单位基本情况 (9) 第四章总体布局 (10) 4.1总体设计指导思想 (10) 4.2布局划分 (10) 4.3沼气站布置 (10)
第五章工艺设计 (11) 5.1 工艺参数设计 (11) 5.2工艺流程 (11) 5.3工艺设施（构筑物）设计说明 (11) 第六章设备选型 (22) 6.1设备选型原则 (22) 6.2所选设备型号 (22) 第七章建设设计说明 (24) 7.1设计依据 (24) 7.2设计范围 (24) 7.3建筑设计 (24) 7.4设计说明书 (25) 第八章结构设计说明 (28) 8.1设计依据 (28) 8.2自然条件 (28) 8.3设计说明 (29) 第九章电气说明 (30) 9.1设计依据 (30) 9.2设计原则 (30) 9.3设计说明 (30) 第十章给排水设计说明 (32) 10.1设计依据 (32)
10.2设计内容 (32) 10.3设计方案 (32) 第十一章供暖设计说明 (33) 11.1设计依据 (33) 11.2设计内容 (33) 11.3设计方案 (33) 第十二章安全生产与劳动保护 (34) 第十三章工程运行管理模式和应急预案 (35) 13.1运行模式 (35) 13.2运行管理 (35) 13.3人员培训 (36) 13.4维护保养与检修 (36) 13.5使用及维修年限 (37) 13.6应急预案 (37) 13.6.1原料应急预案 (37) 13.6.2检修应急预案 (37) 13.6.3运行管理应急预案 (37) 13.7项目实施计划 (38) 第十四章环境保护及安全生产 (39) 第十五章效益分析 (40) 15.1经济效益 (40) 15.2 社会效益 (42)
农业废弃物厌氧发酵制取沼气技术的研究进展 摘要：为了研究中国农业废弃物制取沼气的研究及利用现状，笔者结合自身及前人的研究成果，通过描述中国农业废弃物的利用现状及厌氧发酵制取沼气技术的机理，产甲烷菌的基本研究以及3种常见农业废弃物厌氧发酵产沼气的研究结果，概括了利用厌氧发酵处理农业废弃物的必要性及技术上的可行性。但同时发现，很多研究成果没有在中国农业废弃物的利用上得到充分利用，本研究的成果在今后对农业废弃物进行合理有效的利用及处理上有很大的参考作用。 0引言 中国每年产生的农业废弃物，仅农作物秸秆的量就约为7亿t，大中城市郊区的集约化养殖场产生的畜禽粪便因超过农田环境自身消纳的能力，也对城市郊区环境造成了较大的污染。本研究通过倡导利用厌氧发酵生沼气技术处理农业废弃物，能有效保护农村及城市郊区的环境，同时能改善当前中国能源利用领域过分依赖煤炭，污染严重，能源利用率低等不合理现象，对解决中国经济发展的瓶颈有重要意义。 当前农业废弃物的利用技术有很多，主要包括：能源化、肥料化、饲料化和材料化技术，而能源化是当前研究的重点，如将玉米秸秆通过等离子体热裂解液化制取生物油，厌氧微生物利用麦麸产氢以及利用甜高粱茎秆汁液发酵制取生物酒精等。与其他农业废弃物能源化的技术相比，厌氧发酵生产沼气技术目前比较成熟，可以实现产业化。如北方“四位一体”沼气生态模式和南方的“猪、沼、果”生态模式等。 与此同时，大量的利用农业废弃物发酵产沼气的基础研究也在进行，如碱预处理对稻草发酵产沼气的效果，同时刘荣厚等还发现蔬菜废弃物用厌氧发酵工艺处理制取沼气是可行的。沼液及沼渣作为沼气发酵的一种副产物，也有很大的作用，50%浓度的沼液能提高草莓的果实品质，添加煤油和洗衣粉的沼液混合物是一种防治菜青虫的良好杀虫剂。 本研究针对农业废弃物制取沼气技术在处理废弃物的实际应用上的不足，与其比较成熟的研究现状脱节的问题，通过全面地概括论证利用厌氧发酵处理农业废弃物的必要性及技术上的可行性，倡导积极发展厌氧发酵制取沼气技术，并在实际中大量应用该技术处理中国的农业废弃物，相信在厌氧发酵制取沼气技术的广发推广上能起到非常积极的作用。 1厌氧发酵制取沼气技术的机理 目前为止，对厌氧发酵制取沼气技术机理的研究比较成熟。沼气发酵的过程，实际上是微生物的物质代谢和能量转换过程，在分解代谢过程中微生物获得能量和物质，以满足自身生长繁殖，同时大部分物质转化为甲烷和二氧化碳。 其基本过程通常可分为液化、产酸、产甲烷3个阶段，前2个阶段合称为不产甲烷阶段，不过目前比较权威的是把沼气发酵理论分为2阶段厌氧发酵理论和3阶段厌氧发酵理论。 2阶段理论主要针对一些可溶性的复杂有机物，第1阶段是在产酸菌的作用下，有机物被分解为低分子的中间产物如有机酸如乙酸、丁酸等及氢气、二氧化碳等气体；第2阶段是产甲烷菌将第1阶段产生的中间产物继续分解为甲烷和二氧化碳。3阶段理论主要针对不溶性的复杂有机物，相对2阶段理论，主要是多了1个水解和发酵的阶段，在这一阶段，复杂有机物在微生物（发酵菌）作用下进行水解和发酵：多糖先水解为单糖，再通过酵解途径进一步发酵成乙醇和脂肪酸等；蛋白质则先水解为氨基酸，再经脱氨基作用产生脂肪酸和氨；脂类转化为脂肪酸和甘油，再转化为脂肪酸和醇类。 也有研究将产甲烷的3阶段理论中的第1阶段拆分为2步，认为沼气发酵应具体分为4个步骤，分别是：聚合物的水解、水解产生的单体发酵生成挥发性脂肪酸酸和乙醇等、中间产物转换为乙酸和氢气、甲烷的形成。 2产甲烷菌的研究 2.1产甲烷菌的种类与基本性质 产甲烷菌是一类能够将无机或有机化合物厌氧消化转化成甲烷和二氧化碳的古细菌，它们生长在严格厌氧的环境中，不能利用复杂的有机物作为能量来源，只能利用氢气、二氧化碳、甲酸、甲醇、甲基胺、乙酸等简单物质合成甲烷进行能量代谢，是厌氧发酵过程的最后一个成员。