沼气工艺.pptx

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《沼气工程技术》课件

沼气工程技术的发展历程
沼气工程技术经过多年的发展和改进，已经形成了一整套成熟的设计、建设和运维体系。
二、沼气原理
沼气生成的基本流程
沼气生成主要经历有机物的厌氧发酵、产气和气体收集等阶段。
沼气成分及其特点
沼气主要成分为甲烷和二氧化碳，具有高热值、可燃性和可回收性的特点。
三、沼气发电技术
沼气发电的基本原理
2
沼气利用设备的选择及其应用范围
根据不同的用途需求，选择适合的沼气利用设备，并广泛应用于农村和城市。

3
沼气利用系统的建设、运行和维护
沼气利用系统的建设需要考虑设备选型、工程安装和运维管理等方面，确保系统高效稳定运行。
五、沼气工程设备
沼气发酵池及其类型
沼气输送系统
沼气发酵池是沼气工程的核心设备，根据形式和材料的不同有不同的类型。
展望沼气工程在未来的发展方向，探讨如何进一步提高沼气工程技术和应用的水平。
总结
1 沼气工程技术的重要性 2 沼气工程带来的环境
沼气工程技术作为一种可再
效益和经济收益
3 发展沼气工程技术的
前景
生能源利用技术，对于推动
沼气工程的推广应用将带来
随着能源需求的增长和能源
能源转型和实现可持续发展
环境污染减少、农村经济提
《沼气工程技术》PPT课件
欢迎来到《沼气工程技术》PPT课件！本课程将介绍沼气的基本概念、应用领域以及沼气工程技术的发展历程。让我们一起探索这一重要能源领域的知识。
一、概述
什么是沼气？
沼气是由有机物在缺氧条件下发酵产生的混合气体，主要成分为甲烷和二氧化碳。
沼气在能源领域的重要性
沼气作为一种可再生能源，具有环保、经济和可持续发展的特点，在解决能源和环境问题上发挥重要作用。

《沼气发酵原理》PPT课件

定的水分、温度和厌氧条件下，经微生物发酵转换而成的一种方便、清洁、优质、高品位的气体燃料。
一.沼气的概念与特性
❖ 沼气的来源沼气发酵是自然界中普遍而典型
的物质循环过程，按其来源不同，可分为天然沼气和人工沼气两大类。
一.沼气的概念与特性
❖ 沼气的成分
沼气主要成分是甲烷，其含量一般为50%～70%。另外还含有二氧化碳和少量的硫化氢、氢气、一氧化碳、氮等气体；其中二氧化碳约占30%～ 40%，其他成分含量很少。
5.调节好发酵原料酸碱度
沼气发酵启动过程中，一旦发生酸化现象，往往表现为所产气体长期不能点燃或产气量迅速下降，甚至完全停止产气，发酵液的颜色变黄。
6.启动与放气试火
选择晴天将预处理过的原料和准备好的接种物混合在一起，立即投入池内，并按浓度要求加水、封好活动盖。无拱盖的沼气池将原料从水压间的出料口通道投入池内。沼气池便开始启动。
(七) 持续的搅拌
静态发酵沼气池随着发酵时间的推移，由下向上逐步分成沉渣层、活性层、清液层、浮渣层。
沼气池的静止状态
静态沼气池技术问题
●静态发酵导致池内原料严重结壳、沉淀、分层。 ●发酵间存在“微生物贫乏区”、“发酵盲区” 和“料液短路”。 ●清渣困难，导致沼气池因出料难而报废。 ●池温低，产气少，不能全年用气。
6、启动与放气试火
初期所产生的气体主要是原料经酸化作用产生的二氧化碳，同时池内还有大量空气，因而气体中的甲烷含量低，通常不能燃烧。所以，当沼气压力表上的水柱达到30~40厘米水柱时，应放气试火。第一次排放的气体主要是二氧化碳和空气，甲烷含量很少，一般点不着。当压力表再次上升到20厘米以上水柱时，应进行第二次放气，并开始试火，如果能点燃，说明沼气发酵已经正常启动，以后即可使用。一般封池3天后即可点燃。

沼气技术应用讲座PPT课件

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发展沼气，能减少蚊蝇滋生。通过对建沼气和未建沼气的养殖户调查，结果表明：养猪场苍蝇密度前者比后者降低93%。沼气替代柴、煤，能减轻烧煤所带来的一氧化碳、二氧化硫、三氧化硫等有毒气体和致癌物质的室内空气污染，减少了煤灰等垃圾的处理和对环境的污染。根据对使用沼气做燃料和用煤做燃料的村庄对比调查，前者比后者室内CO浓度降低3.8倍，CO2浓度降低1.4倍，SO2浓度降低3.8倍，飘尘浓度降低4.4 倍。发展农村沼气，能有效地保护水源，降低污染，改善水环境的质量。据对普及沼气和未建沼气的两类村庄饮用水源监测：前者比后者细菌总数的合格率提高41.86%～78.26%，大肠菌群合格率提高50%，氨氮合格率提高55.02%，氯化物合格率提高56.71%。
第二讲
沼气的基本知识
1
沼气是一种可燃性气体
是有机物在无氧（厌氧）的条件下，经微生物分解所产生的一种气体，其主要成份是甲烷（CH4）和二氧化（CO2）。早期人们发现湖泊或沼泽中，常常可以看到有气泡从水底污泥里冒出，将这些气体收集起来可以点燃，所以人们给它起名叫 “沼气” 。
2
沼气是ห้องสมุดไป่ตู้种混合气体
15
第二是环卫效益
人畜粪便从卫生的角度看是许多疾病的传染源，用沼气池处理人畜粪便可以杀虫灭菌。建造厕所、猪栏、沼气池三结合系统，使人畜粪尿自流入池，经过沼气发酵处理后，可将其中绝大部分寄生虫卵杀灭：血吸虫卵7～22天被杀灭；蛔虫卵经过90天死亡率为75%；伤寒杆菌存活时间仅为30天；福氏痢疾杆菌经30小时后分离呈阴性，而在一般粪液中可活17天。通过连续三年对普及沼气池和未建沼气池农户菜地土壤样品的调查，前者比后者蛔虫卵的污染减少50～76%，污染程度也大大减轻，前者平均每百克泥土含蛔虫卵4.8 只，后者高达22.4条。

沼气净化技术ppt课件

（3）生物脱硫技术生物脱硫是利用发酵液中的各种微生物如:脱氮硫杆菌、氧化硫硫杆菌、氧化亚铁硫杆菌、排硫硫杆菌、丝状硫细菌、氏硫菌属、辨硫菌属、发硫菌属等,在微氧条件下将H2S氧化成单质S和 H2SO4 ,其反应式如下: 2H2 S +O2 2S + 2H2O 2S + 3O2 + 2H2O 2H2 SO4 硫磺氧化细菌亦可以简单写为:H2 S + 2O2 H2SO4
（2）湿式脱硫法湿法脱硫的流程复杂，投资大，适合于气体处
理量大和硫化氢含量高的工程。
在湿式脱硫法中一般使用碱性液体来吸收硫化氢。消化的沼气从底部进入塔中,与吸收剂逆流接触反应,然后从塔顶部排除,反应如下: 2NaOH +H2 S Na2 S + 2H2O NaOH +H2 S NaHS +H2O 实际运行中,湿法脱硫碱液的吸收受到流速、流量、温度等因素的影响, H2 S的溶解度很可能达不到100% ,脱硫时易形成NaHS,而非Na2S。 NaHS再生时会与O2 反应生成硫酸盐和硫代硫酸盐,有害物质在吸收液中富集,并使溶液的吸收能力降低,从而需不定期的排除脱硫循环液,浪费了大量的原辅材料,也可能带来二次环境污染。
工程设计中，常采用干法氧化铁脱硫塔脱硫。含有硫化氢的粗气通过脱硫剂时, 硫化氢和活性氧化铁接触, 生成硫化铁和亚硫化铁。这种含铁的硫化物与空气中的氧接触, 再转化为氧化铁和单体硫。脱硫反应式如下: 脱硫:Fe2O3 3H2O + 3H2S = Fe2S3 + 6H2O Fe2O3 3H2O + 3H2S = 2FeS + S + 6H2O 脱硫剂工作一定时间后,其活性会逐渐下降,脱硫效果逐渐变差。当脱硫装置出口沼气中H2 S的含量超过20mg/m3时,就需要对脱硫剂进行处理。当脱硫剂中硫未达到30%时,脱硫剂可进行再生;若脱硫剂硫容超过30%时,就要更新脱硫剂。

《沼气基本知识》课件

03
厌氧发酵过程中产生的沼气主要包括甲烷、二氧化碳和少量硫化氢等气体。
厌氧发酵微生物
01 厌氧发酵微生物主要包括厌氧细菌、产甲烷菌等。
02 厌氧细菌将复杂的有机物分解为简单的有机物，产甲烷菌则将简单有机物转化为甲烷。
03 厌氧发酵微生物在厌氧环境中生存，对氧气敏感，需要在严格厌氧的环境中进行培养。
03
沼气发酵工艺
厌氧消化器类型
完全混合式厌氧消化器（CSTR ）
工作原理是原料与发酵后的沼液混合在一起，具有较高的有机负荷率，适用于处理含悬浮物高的原料。
推流式厌氧消化器（PFR）
工作原理是原料在反应器内沿一定方向流动，适用于处理低悬浮物、高有机物含量的原料。
升流式固体反应器（USR）
高效厌氧反应器（EGSB）
厌氧发酵过程
厌氧发酵过程可以分为水解、酸化、产氢产乙酸和甲烷化四个阶段。
水解阶段是将复杂有机物分解为简单的水溶性有机物；酸化阶段是将水溶性有机物转化为酸；产氢产乙酸阶段是将酸转化为乙酸和氢气；甲烷化阶段是将氢气和二氧化碳转化为甲烷。
厌氧发酵过程中产生的沼气可以用于能源利用，如燃烧发电、供热等，同时也可以用于化工生产，如合成氨、甲醇等。
为了保持反应器内的均匀混合，需要定期搅拌
或混合。
定期排泥并回流部分沼液以维持反应器的稳定
运行。
厌氧消化器启动与维护
01
启动前的准备
清洗和消毒反应器，准备接种污泥和接种物。
监测与调整
定期监测沼气产量、沼液成分和发酵产物，根据需要进行调整。
03
02
接种污泥
将接种污泥加入反应器中，启动厌氧消化过程。
无毒无味
沼气无毒、无味，但其易燃易爆，需要在特定的条件下储存和使用。

沼气工程技术与工艺 ppt课件

利用设施，包括沼渣、沼液综合利用和进一步处理装
置。
PPT课件
17
六、沼气工程建设模式
沼气工程发酵流程图
PPT课件
18
循环系统
储气罐脱水脱硫
燃料
一级贮粪池（调节池）
二级贮粪池加热预混池
厌氧反应器
保温
沉淀池（出料）
PPT课件
19
应用模式
根据现场条件和对发酵残留物处理利用方式和要求的不同，沼气工程可以有两大类，即生态类型和环保类型。在实际工程设计中，根据现场条件、沼气利用和排放等方面的要求，可以选择模式。
生产用能
干式阻火器
湿式贮气柜
脱硫塔
汽水分离器
人工湿地
好氧塘沼气
废水沉砂集水池水力筛网水解酸化池
沼液厌氧消化罐
兼氧塘
采用清洁饲养工艺
水力筛网
沼渣
种植黑麦草
种植有机茶
种植秋玉米优质粮田及果园、蔬菜等用肥
奶牛青饲料及优质产品
粪便
集粪池混合
一次发酵好氧搅拌
锯未秸杆（粉碎）
腐熟二次发酵
（方式）（需求和用途）（土地承载力）
n 以肥料为主
固体有机肥（品种、市场）鲜粪外售（需求）
少量沼气（利用方式）
n 以污水达标排放为主
少量沼气（能量）肥料生产（品种、市场）
污水处理（处理方式、排放标准）
PPT课件
22
3、三沼的应用
沼气——已经开始注重集中供气系统的建设，利用增压和减压调节
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4.沼气的竣工
沼气池的气密性验收完成后，接着进行包括输配管
路的全系统气密性和防渗漏验收。单体验收和分段验收合格后，进行全系统验收，确保全系统不渗水、不漏气后，再进行沼气工程的发酵启动运行工作。

厌氧发酵制沼气PPT演示课件

在产酸阶段，产氢、产醋酸细菌把前一阶段产生的一些可溶性有机物进一步分解成挥发性脂肪酸（丙酸、丁酸、乳酸、长链脂肪酸）醇、酮、醛、CO2和H2等。在产甲烷阶段，产甲烷菌将第二阶段的产物进一步降解成甲烷和 CO2，同时利用产酸阶段产生的H2将部分CO2转化成甲烷。
6
堆肥有机
厌物微生物氧消化原理
• 解：
M TS
W2 W1
100% 1.95 100% 19.5% 10
WTS W M TS 1000 1.95% 195(kg)
13
原料的碳氮比混合原料碳氮比的计算
14
常用发酵原料的碳氮比
15
例：人粪和猪粪各100kg，配合成碳氮比为25：1的混合发酵原料，需稻草多少kg？
细胞物质有机酸，醇类，O2， NH3，H2S等，能量，微生物
细胞物质 CO2，CH4等，
能量
7
堆肥有机
厌物(C、N、
氧消
O、H、P、 S等)
化
细胞物质(微生物繁殖)
有机酸、醇类、 CO2 、 H2S 、 NH3 、能量
细胞物质 CO2 、 CH4 等，能量
原
理
酸性发酵阶段
碱性发酵阶段
两段理论
在发酵液中添加少量的ZnSO4、磷矿粉、炼钢渣、炉灰等，有助于促进厌氧发酵，提高产气量和原料利用率。同时添加少量K、Na、Mg、Zn、P等元素也能提高产气率。但是有些化学物质能抑制发酵微生物的生命活力，含氮化合物（蛋白质、氨基酸、尿素等）过多，抑制甲烷发酵（加碳源，调节C/N）；Cu、Zn、Cr等重金属及氰化物也会抑制厌氧消化
进酶的反应速度，有利于纤维素等大分子化合物的分解。 24

8 沼气综合利用技术PPT课件

澄清液(无沉渣的发酵液)用于喷施。这种方法由于用机械操作，喷施的效率高，省工省力，一般用于农作物追肥，每667米2 施用沼肥量为1 500—2500千克。
2021/3/24
授课：XXX
40
沼肥使用技术
➢ ②撒施把沼气水肥装入粪罐车，往农田撒施，并应立即进行翻耕，这样，有利于水肥与土壤较快结合，养分被土壤吸收，防止损失肥分。撒施一般做追肥或底肥，施肥量每 667米2为2 500千克左右。
沼气养蚕33沼气作动力户用沼气发电户用沼气发电在密闭条件下利用沼气中甲烷和二氧化在密闭条件下利用沼气中甲烷和二氧化碳含量高含氧量极少甲烷无毒的性质和特点碳含量高含氧量极少甲烷无毒的性质和特点来调节储存环境中的气体成分造成一种高二氧来调节储存环境中的气体成分造成一种高二氧化碳低氧气的状态以控制果蔬粮食的呼吸强化碳低氧气的状态以控制果蔬粮食的呼吸强度减少储存过程过程中基质消耗防治虫霉度减少储存过程过程中基质消耗防治虫霉病菌达到延长贮存时间并保持良好品质的目病菌达到延长贮存时间并保持良好品质的目6
➢ ①利用沼气为大棚增温和保温
燃烧1m3沼气可以释放23000KJ热量，相当
于0．7公斤汽油或0．8公斤煤的发热量。可用这一数据来确定不同容积的大棚增温保温所需沼气量。
➢ ②2021利/3/24用沼气为蔬菜大授课：棚XXX提供CO2气肥
7
四位一体
2021/3/24
授课：XXX
8
沼气二氧化碳施肥 2021/3/24
播种前处理。它优于单纯的温汤浸种、药
物浸种，具有出芽率高，幼苗生长旺盛，
能防治某些病虫害，提高农作物产量等优
点。沼液浸种方法简单，不需要额外投资，
因此，适宜农村广泛的推广应用，有较大

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❖ 优点：在重力作用下，比重较大固体物与微生物靠自然沉降作用积累在反应器底部，使反应器内始终保持较高的固体量和生物量，即有较长的SRT和MRT。
❖ 缺点：进料SS高于5－6％时易出现布水器堵塞；对含纤维素较高料液（如牛粪）应在发酵罐液面增加破浮渣设施。
CSTR
❖ 即完全混合式消化器，它是当前用于污水处理的典型常规消化器，在该反应器里原料的进入和流出处于动态平衡状态，并且发酵液中的液体、固体和微生物处于混合状态，出水有机物浓度与反庆器内料液浓度相等。
• 5、You have to believe in yourself. That's the secret of success. ----Charles Chaplin人必须相信自己，这是成功的秘诀。-Wednesday, August 5, 2020August 20Wednesday, August 5, 20208/5/2020
利用畜禽养殖规模选择沼气工程工艺的参考方法
• 1、Genius only means hard-working all one's life. (Mendeleyer, Russian Chemist) 天才只意味着终身不懈的努力。20.8.58.5.202011:0311:03:10Aug-2011:03
❖ 优点：①该反应器可以进入高悬浮固体（SS）含量的原料；②消化器内底物均匀分布，增加了底物与微生物的接触机会；③消化器内温度分布均匀；④ 进入消化器内的任何一点的抑制物质，会迅速分散保持在最低水平；⑤避免了堵塞、沟流和气体逸出不畅现象；
❖ 缺点：①由于该消化器无法做到使SRT（固体滞留期）和MRT（微生物滞留期）在大于HRT（水力滞留期）的情况下运行，所需消化器体积较大；②要有足够的搅拌，所以能量消耗较高；③生产用大型消化器难以做到完全混合；④出水底物浓度与反应器内底物浓度相等，底物流出该系统时未完全消化，微生物随出料而流失。
• 4、All that you do, do with your might; things done by halves are never done right. ----R.H. Stoddard, American poet做一切事都应尽力而为，半途而废永远不行 8.5.20208.5.202011:0311:0311:03:1011:03:10
• 3、Patience is bitter, but its fruit is sweet. (Jean Jacques Rousseau , French thinker)忍耐是痛苦的，但它的果实是:03:108.5.202011:038.5.2020
目前常规的工艺系统一般由以下部分组成，即：
❖ ①预处理单元。包括预处理池、调配池、增温装置和固液分离设备等装置。这些设备设施对于保证沼气工程系统的稳定运行具有重要作用。
❖ ②厌氧消化单元。是工艺的核心组成部分，如CSTR、USR 等消化装置已被广泛应用，决定了系统的产气性能和运行方式。
❖ ③沼气收集、贮存及输配单元。它包括气水分离、净化脱硫、贮气输气和沼气燃烧等设备。
沼气工程技术知识
❖ 沼气发酵的原理 ❖ 沼气工艺流程及系统的组成 ❖ USR和CSTR沼气工艺的比较
沼气发酵的原理
❖ 沼气发酵又称厌氧消化，是在厌氧的环境中，微生物分解有机质最终生成沼气的过程。其产品是沼气和发酵残留物。
典型的沼气工程工艺流程如下：
沼气工程的工艺流程及组成单元
沼气工程流程图
国内外沼气工程主要工艺应用调查表
沼气规模原料种类原料浓度设计温度
小型：≤50m3/d 中型：50～300m3/d 大型：≥300m3/d 猪粪牛粪鸡粪 3-6% 8-12% 常温（25～30℃）中温（ 35℃左右）高温（55℃左右）
USR USR、CSTR CSTR 、USR CSTR、USR CSTR USR USR CSTR USR USR、CSTR CSTR
• 2、Our destiny offers not only the cup of despair, but the chalice of opportunity. (Richard Nixon, American President )命运给予我们的不是失望之酒，而是机会之杯。二〇二〇年八月五日2020年8月5 日星期三
牛粪除沙装置
沼气工程的部分原料输送装置
带切割功能的潜污泵
螺旋进料泵
增温保温设施太阳能
温棚
（2）沼气工程厌氧消化单元
CSTR反应器
USR反应器
（3）沼气工程储气单元干式气柜
一体式气柜（气柜+反应器）
（4）沼气工程沼气净化单元
生物脱硫装置
小型干式脱硫塔
（5）沼气工程沼气发电单元
CSTR好USR工艺技术特点比较
类别
原料范围 TS浓度应用区域
HRT（天）单位能耗单体池容（m³ ）操作难度容积产气率(m³/m³·D)
CSTR
所有原料 8－12％各地
15-30 高 300－3000 高 0.8－5.0
USR
所有原料 3－6％中、南部
8-15 中 200－2000 中等 0.4－1.2
❖ ④沼气利用单元。结合实地需要，沼气可用于发电、户用、大棚增温以及深加工作为车用燃气等。
❖ ⑤沼渣沼液处理单元。包括沼渣沼液储存、固液分离和深加工作有机肥等的设备设施，有利于改善整个工程的经济性和实现资源的综合利用。
沼气工程的核心设备
（1）沼气工程预处理单元
牛粪除草装置
进口流体切割机
废弃物粉碎装置
（6）沼气工程固液分离单元
卧螺式固液分离机
USR和CSTR工艺的比较
USR
❖ 即升流式固体厌氧反应器,是一种结构简单、适用于高悬浮固体有机物原料的反应器。原料从底部进入消化器内，与消化器里的活性污泥接触，使原料得到快速消化。未消化的有机物固体颗粒和沼气发酵微生物靠自然沉降滞留于消化器内，上清液从消化器上部溢出，这样可以得到比水力滞留期高得多的固体滞留期（SRT）和微生物滞留期（MRT），从而提高了固体有机物的分解率和消化器的效率。在当前畜禽养殖行业粪污资源化利用方面，有较多的应用。许多大中型沼气工程，均采用该工艺。