沼气发酵技术及其发展应用
沼气发酵技术及其发展应用
摘要：沼气是由微生物产生的一种可燃性混合气体，是一种理想的优质的气体燃料，其主要
成分是甲烷（CH
4）和二氧化碳（CO
2
）等气体。作为重要的可再生资源，具有很高的经济价值
和环境效益。本文将对沼气发酵技术进行介绍，论述我国沼气发酵综合利用技术的现状，并结合生态农业的大背景，对沼气发酵的发展前景，及其应用进行分析。
关键词：沼气；沼气发酵；效益；发展；应用；
Methane fermentation technology and its development application Abstract：Biogas is produced by microorganisms of a combustible gas mixture, is an ideal high-quality fuel gas whose main component is methane (CH4) and carbon dioxide (CO2) gas. As an important renewable resource with high economic value and environmental benefits. Biogas fermentation technology will be introduced and discussed the the status quo of China's comprehensive utilization of biogas fermentation technology, combined with the background of the ecological agriculture, the prospects for the development of biogas fermentation, and its application for analysis.
Key words:Biogas; methane fermentation; Benefit; development; application;
前言（引言）：
沼气，是各种有机物质，在隔绝空气（还原条件），并在适宜的温度、湿度下，经过微生物的发酵作用产生的一种可燃烧气体。由于这种气体最先是在沼泽中发现的，所以称为沼
气。沼气是一种可燃性混合气体，其主要成分是CH
4、CO
2
,此外还有少量的N
2
、CO、H
2
、
NH
3、H
2
S等[1]。作为一种可再生的优质清洁能源，沼气能够有效地缓解农村能源紧缺的
局面、保护和恢复森林植被、改善生态环境、增加农民收入，在农业和农村经济结构调整中占有举足轻重的地位[2]。
沼气发酵是生物质能转化最重要的技术之一，它不仅能有效处理有机废物，降低化学需氧量，还有杀灭致病菌，减少蚊蝇孳生的功能。此外，沼气发酵作为废物处理的手段，不仅能耗省，还能产生优质的燃料沼气和肥料。
正文：
1.沼气发酵原理
沼气是生物质经过多种微生物联合厌氧消化作用而生成的可燃气体。厌氧消化就是在无氧的条件下, 由兼性厌氧菌和专性厌氧菌[3]联合降解有机物，最终生成二氧化碳和甲烷等气体的过程。沼气发酵三个阶段理论将沼气发酵过程分为水解液化、酸化和甲烷化三个阶段：第一阶段为水解液化阶段；这一阶段兼性厌氧菌和发酵性细菌将原料中较大分子的成分(如纤维
素等)水解成可溶于水的有机酸和醇类等。第二阶段为酸化阶段；产氢产乙酸菌将第一阶段生成的有机酸和醇继续分解成简单的有机酸，同时生成氢气和二氧化碳。第三阶段为甲烷化阶段；产甲烷菌将第二阶段生成的小分子物质转化为甲烷和二氧化碳气体，即发酵的最终产物沼气。
2.沼气发酵工艺
2.1发酵基本条件
2.1.1发酵菌群
制取沼气必须有沼气细菌。如果没有沼气细菌的作用，沼池内的有机物是不会转变成甲烷。含有优良沼气菌种的接种物普遍存在于粪坑底污泥，下水道污泥，正常使用的沼池料液，及反负刍动物（牛羊）新鲜的粪便。给启动的沼气池加入发酵污泥（称为接种物），加入接种物的操作过程称为接种。加入接种物的数量一般应占发酵料液总重量的10%---30%。如果不加入足够量的接种物，沼池常常很难启动或者是甲烷含量低，无法燃烧。
沼气发酵微生物种类繁多, 分为不产甲烷群落和产甲烷群落。不产甲烷微生物群落主要是一类兼性厌氧菌, 从生理功能上又可分为基质分解菌群和挥发酸生成菌群。它们具有水解和发酵大分子有机物而产生酸的功能, 在满足自身生长繁殖需要的同时, 为产甲烷微生物提供营养物质和能量。此类微生物包括的范围很广, 有化能自养菌、化能异养菌和光能异养菌, 甚至还有真菌、原生动物的存在。产甲烷微生物群落, 通常称为甲烷细菌, 依照形态特征可分为甲烷杆菌属、甲烷球菌属、甲烷八叠球菌属、甲烷螺菌属。
2.1.2发酵环境
沼气发酵中起主要作用的微生物都是严格厌氧的，必须在隔绝空气的条件下，才能进行正常的生命活动。所以沼气池必须严格密封，不漏水不漏气，保证沼气细菌正常生命代谢活动。这就是所谓有氧产生二氧化碳无氧产生甲烷。
2.1.3发酵原料
沼气发酵原料是产生沼气的物质基础，又是沼气细菌赖以生存的营养来源。沼气细菌在沼气池内正常繁殖过程中，必须从发酵原料里吸取充足的营养物质，如水分、碳素、氮素和大量元素硫、磷、钾、纳、钙、镁，微量元素铁、铜、锰、钼、镍、钴等元素用以生命活动，成倍繁殖细菌和转化沼气。
2.1.
3.1常见的沼气发酵原料
严格的说，有机物在一定条件下，经微生物都可转化成沼气，常见的植物秸秆、人畜粪便、树叶杂草、城市垃圾、工厂有机废水、污水处理厂的污泥等，都可作为沼气发酵的原料。
2.1.
3.2原料特性
2.1.
3.2.1富氮原料
主要是人、畜和禽的粪便以及易腐生活垃圾，它们的氮源素含量较高。粪便的颗粒较细，作为正常沼气池的原料，不必进行预处理，代谢分解和产气速率较快。
2.1.
3.2.2富碳原料
这类原料主要是各种农作物秸秆（稻草、麦草、玉米秸等）和杂草，它们含碳量高。主
要成分为木质素、纤维素、半纤维素和蜡，代谢利用和产气速率较慢。以这类物质为原料时，需要进行预处理，以提高原料的利用率和产气速率。[4]
2.1.4发酵温度
沼气发酵时温度的高低直接影响原料的消化速度和产气率，在适温范围内温度越高，沼气细菌的生长繁殖就越快，产气也就越多。适宜沼气发酵的温度范围较广，一般8—60摄氏度，都能产生沼气。低于10摄氏度或者高于60摄氏度，都严重抑制微生物生存、繁殖、影响产气。因为发酵工艺不同，人们把沼气发酵划分三个发酵区，即10—26摄氏度为常温发酵区，28—38摄氏度为中温发酵区，40—60摄氏度为高温发酵区。农户通常采用的是常温发酵工艺。另外, 沼气发酵对温度的急剧变化反映明显,较大幅度的、急剧的温度变化,会导致产气量下降,甚至停止产气。所以沼气池还应有保温设施,使池温稳定在一定范围之内。
2.1.5发酵PH值
沼气微生物的生长，繁殖、要求发酵原料的酸碱度保持中性或微偏碱性（即PH值为6.5—7.5），过碱过酸都会影响产气。测定表明，酸碱度PH值6—8时，均可产气，以PH值为6.8—7.5时，产气量最高，PH值低于4.9或高于9时均不产气。
2.2发酵工艺过程
2.2.1沼气发酵工艺
沼气发酵的工艺流程一般包括原料预处理和发酵前准备、发酵运转及管理和发酵后期处理三个阶段。沼气发酵工程通常按照发酵池容的大小进行划分。我国规定的沼气工程国家和行业标准[5]将沼气发酵工程分为小型发酵工艺、中型发酵工程和大型发酵工艺。
大中型发酵工艺的特点是设备投资高、运行自动化程度高、具有良好的水力循环条件、运行维护成本高，但发酵效率也高，而且输出能量大，可以配套沼气发电设施或集中供热设施等面向社区的沼气利用工程。农村户用沼气池具有配套设施简单，建设和运行成本低，无需运行动力，地理环境适应能力强等优点。
2.2.2沼气的发酵过程
沼气发酵过程包括产酸和产气两个阶段。
2.2.2.1产酸阶段
沼气池中大分子有机物在一定温度、水分、酸碱度和密闭条件下,首先被不产甲烷微生物菌群中基质分解菌所分泌的胞外酶,水解成小分子物质,如蛋白质水解成肽和氨基酸;脂肪水解成甘油和脂肪酸;多糖水解成单糖等。这些小分子物质进入不产甲烷微生物菌群中挥发酸生成菌细胞,通过发酵作用被转化为乙酸等挥发性酸类和二氧化碳。由于这些中间产物和代谢产物都是酸性物质,使池内液体呈酸性,故称产酸阶段,也叫酸性发酵期。
2.2.2.2产气阶段
甲烷细菌将不产甲烷微生物产生的中间产物和最终代谢物分解转化成大量的甲烷、二氧化碳和氨,故称产气阶段[6]。因为甲烷和二氧化碳都能挥发而排出池外,而氨以强碱性的亚硝酸氨形式留在池中,中和了产酸阶段的酸性,创造了甲烷稳定的碱性环境,也叫沼气发酵期。
3.产物的综合利用
沼气发酵产物包括沼液、沼渣和沼气三部分。
3.1沼液的综合利用
沼液中含有多种微量元素和丰富的氨基酸。因此，沼液在种植业和养殖业得到了较为广泛的应用。
众所周知，氮、磷、钾种元素对农作物的生长、发育以及产量等有着特别重要的作用。但土壤中这种元素含量较少，因此需要进行人为地补充。化肥的利用率不高，以氮肥（如尿素、碳酸氢铵等）为例，只含有单一的肥料成分——铵态氮，不能满足作物对各种养分的需要，也不易被作物吸收，而且这些氮肥容易挥发，若施用不当，利用率就会更低。如果用沼液和这些氮素肥料配合使用，则可以促进化肥在土壤中溶解，使作物更容易吸收养分，减少氮素损失，提高化肥利用率。
3.2沼渣的综合利用
沼渣主要由未分解的原料固形物、新产生的微生物菌体组成。将沼气发酵料液风干就可得到沼渣。沼渣营养成分丰富，尤其是腐殖酸含量很高，它对改良土壤、增加土壤有机质都具有重要作用。
3.3沼气的综合利用
沼气是沼气发酵的主要产物,它的应用广泛。
3.3.1在塑料大棚蔬菜生产中的应用
一是利用沼气为大棚增温和保温。燃烧1m3的沼气可放出2.3×104kJ 热量,以此来确定不同容积的大棚增温和保温所需沼气量。二是利用沼气为蔬菜大棚提供二氧化碳气肥。
3.3.2沼气养蚕
沼气灯用于蚕种感光和燃烧沼气,给蚕室加温,可以达到孵化快,出蚕齐,缩短饲养期,提高蚕茧产量和质量的目的。
3.3.3沼气保鲜和贮存农产品
沼气中二氧化碳含量高,含氧少,造成一种高二氧化碳低氧的状态,以控制果疏、粮食的呼吸强度,减少储存过程中基质的消耗,防治虫、霉、病、菌,达到延长贮存时间并保持良好品质的目的。
3.3.4做饭、照明用
沼气、沼液和沼渣的综合利用,有效的实现了物质的循环利用以及能量的多级流动,极大的改善了环境,取得了良好了社会效益、生态效益和经济效益,实现了有机废物变废为宝和保护环境的目的,促进了农业的可持续发展。
4.沼气的发展及其应用
随着我国人民生活水平的不断提高,对肉类食品的需求也在急剧地增加,传统的分散型养殖越来越不能满足人们对肉类的需要,集约化的大型养殖场应运而生。虽然集约化的养殖可以有效降低养殖的成本,更好地对畜禽进行防疫,但是由于畜禽养殖的过于集中,粪便的排放也相对集中,大大超过了当地环境的承受能力,给当地的环境造成了巨大的压力[7-9]。畜禽粪便对土地总体负荷警戒安全值以0.4为宜,而全国总体平均水平已经达到0.49,对生态环境构成了
明显的威胁态势[10],同时也给当地居民的健康带来影响,制约了养殖场本身的可持续发展。由于畜禽粪便中含有丰富的生物质能,将其转化利用不但可以在一定程度上解决上述问题,而且可以获得能量,发酵产生的沼液、沼渣也可以作为很好的有机肥料[11-14]。于是,以畜禽粪便为原料的许多大型沼气发酵工程纷纷亮相。
通过对畜禽粪便的发酵处理,以及对发酵产物的综合利用,解决了畜禽养殖业发展中的阻碍,有利于畜禽养殖业规模的不断扩大,可以为社会提供更多的肉类食品,满足人们对肉类食品的需要,提高人民的生活水平。
同时，沼气作为家用能源在农村范围内也得到了大规模推广应用.能源、环境和资源需求对传统沼气提出了更高的要求，其用途将包括大规模集中供气、燃气发电、燃气汽车、火车和转化化工产品等. 从这个意义上讲，将来的沼气将成为以各种生物质为原料、通过大型自动化的现代工业发酵过程生产的、可以用于部分取代石油和天然气的一种能源产品——生物燃气.
结论：
我国是世界上最早利用沼气的国家之一。沼气事业发展得到了政府的大力支持，特别是在农村，沼气事业得到了充分发展。同时，我国的大中型沼气发酵工程也得到很好的发展，基本上具备了生产能源、减少污染和综合利用等多种功能，实现了能源、环境与经济三方面的综合效益。对于沼气发酵产物的利用,由于其成本低廉,均能够获得一定的经济效益。
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沼气生产工艺流程
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。
农村沼气池建设中的十四个常识
农村沼气池建设中的十四个常识 农闲之时，有的农民朋友开始张罗庄稼以外的事儿。搞好沼气的建设和维护，自然是“份内的事情”。现特将沼气池的修建以及使用中的常见问题解答如下，供大家参考。 一、应当修建多大的沼气池？ 沼气池容积的大小（一般指有效容积，即主池的净容积），应该根据每日发酵原料的品种、数量、用气量和产气率来确定，同时要考虑到沼肥的用量及用途。 在农村，按每人每天平均用气量0.3－0.4立方米，一个4口人的家庭，每天煮饭、点灯需用沼气1.5立方米左右。如果使用质量好的沼气灯和沼气灶，耗气量还可以减少。 根据科学试验和各地的实践，一般要求平均按一头猪的粪便量（约5公斤）入池发酵，即规划建造1立方米的有效容积估算。池容积可根据当地的气温、发酵原料来源等情况具体规划。在南方地区，一般家用池选择6立方米左右。按照这个标准修建的沼气池，管理得好，春、夏、秋三季所产生的沼气，除供煮饭、烧水、照明外还可有余。虽然冬季气温下降，产气减少，但仍可保证煮饭的需要。 有的人认为，“沼气池修得越大，产气越多”，这种看法是片面的。实践证明，有气无气在于“建”（建池），气多气少在于“管”（管理）。沼气池子容积虽大，如果发酵原料不足，科学管理措施跟不上，产气还不如小池子。 二、“三结合”的沼气池有哪些好处？ 沼气池、猪圈、厕所三者修在一起，是广大群众在实践中创造出来的一项重要经验。它的主要好处是：第一，人、畜粪便能自动流入池内密闭发酵，节省输送粪入池的劳力，有利于把人、畜粪便有效地管理起来；第二，每天都有新鲜发酵原料入池，有利于提高产气率；第三，这种沼气池宜建在棚内或住房附近，管理方便，输气导管的距离较短，减少了购买输气管的开支；第四，有利于在冬季保持池温。 三、进料管与出料间为什么不要合在一起？ 沼气池的进管是新鲜发酵原料入池的地方，出料间是取出经过发酵后肥料的地方。如果进料管与出料间合在一起，在平时少量出料时，就把新入池的发酵原料取出使用，这既不能使新鲜原料得到充分发酵、产气，也不利于沉降、杀灭新鲜粪便中的寄生虫卵。因此，在修建沼气池时，进、出料间（管）一定要分开，并尽可能使它们安置在对称的位置上。 四、怎样检查沼气池是否合格？ 修建沼气池的技术人员，在建好沼气池后，都要对沼气池进行检查，除了在施工过程中，对每道工序和施工的部分要按相关标准中规定的技术要求检查外，池体完工后，就对沼气池各部分的几何尺寸进行复查，池体内表面应无蜂窝、麻面、裂纹、砂眼和孔隙，无渗水痕迹等明显缺陷，粉刷层不得有空壳和脱落。接下来最基本的和主要的检查是看沼气池有没有漏水、漏气。检查的方法有两种：一种是水试压法，另一种是气试压法。 水试压法即向池内注水，水面至进出料管封口线水位时可停止加水，待池体湿透后标记水位线，观察12小时。当水位无明显变化时，表明发酵间的进出料管水位线以下不漏水，才可进行试压。 试压前，安装好活动盖，用泥和水密封好，在沼气出气管上接上气压表后继续向池内加水，当气压表水柱差达到10千帕（1000毫米水柱）时，停止加水，记录水位高度，稳压24小时，如果气压表水柱差下降0.3千帕（300毫米水柱）内，符合沼气池抗渗性能。 气试压法的第一步与水试压法相同。在确定池子不漏水之后，将进、出料管口及活动盖严格密封，装上气压表，向池内充气，当气压表压力升到8千帕时停止充气，并关好开关。稳压观察24小时，若气压表水柱差下降在0.24千帕以内，沼气池符合抗渗性能要求。 五、怎样判断沼气池漏水和漏气？
沼气发酵
沼气发酵 食品院轻化071 肖小根 目录 ?课程感言 ?沼气发酵简介 ?沼气发酵机理 ?沼气发酵工艺 ?沼气发酵工艺条件 ?沼气池的类型 ?沼气的利用与前景 ?中国发展沼气产业的现实意义 课程感言 “发酵工程原理与技术”这门课程内容分为五篇，前三篇从原料到产物阐述了发酵的整个过程后两篇是对发酵工程的延伸。第五篇讲述的“发酵工厂废物处理和清洁生产技术”是目前我们国家及至全世界都在致力于发展的技术，以应对日趋严重的能源、资源和环境危机。 整本书的主要内容侧重于对发酵工程原理的介绍，大部分内容与“工业微生物学”和“生物化工”相类似，可以说是以往学习的相关知识的综合，在学习过程中也是一种巩固。我认为学习这门课程的目的最重要还是要知道如何去运用它。在本教中关于发酵工程的应用内容不多主要集中在第五篇：关于发酵工厂废物处理和清洁生产技术的介绍。这部分内容我也大略地看过，由于全球环境污染日趋严重，节能减排、防污治污技术必然成为全球的聚集点。对于这方面的内容我也比较感兴趣，我希望能找到一种技术，通过查找一些资料来系统地它认识和了解，同时也希望以此作为一根主线用具体的例子来串连起教材的所有内容，最终我选择了沼气发酵。选择它的理由有三点：1、更贴近于实际生活；2、它能够在节能减排、资源循环利用的条件下有效地改善农村居民的生活；3、该技术已经成熟，相关资料比较多，但亟待大力推广，学习它在将来更有可能用得上。 在介绍沼气发酵这一技术中，我主要引用了：《微生物学教程》（第二版高教出版社周德庆主编）和《发酵工程》（科学出版社韦革宏杨祥主编）和百度关于沼气发酵的内容。 我希望能够通过对“沼气发酵”的全面了解，以后自己可以来建造沼气池。
农村沼气推广分析
农村沼气推广存在的主要问题与对策 李恋恋 （湖南农业大学，长沙，410008 ） 摘要：农村沼气工程，用沼气工程技术处理人畜粪便，既能有效解决农村生活能源问题，又能获得农业生产所需的有机肥料，改善农村人居环境，具有良好的经济、生态和社会效益。但在实际推广过程中，全国大部分省份或多或少面临推广难题，解决这一问题，在农村推广沼气将具有重要的、积极的现实意义. 关键词：农村沼气推广效益 农村沼气工程是一件造福万民的工程，将沼气、沼液、沼渣（简称“三沼”）运用到生产过程中，降低生产成本，提高经济效益的一项接口技术措施。经过多年实践，许多综合利用技术日趋成熟，取得了良好的经济效益和社会效益。全国开展沼气综合利用项目已达几十个，范围涉及到种植业、养殖业、加工业、服务业、仓贮业等诸多方面。沼气综合利用把沼气与农业生产活动直接联系起来，成为发展庭院经济、生态农业，增加农户收入的重要手段，也开拓了沼气应用的新领域。通过沼气综合利用，可促进农村产业结构调整，改善生态环境，提高农产品的产品质量，增加农民收入，实现可持续发展。 2010年，全国有4000万农户使用户用沼气，达到适宜农户的30%左右；全国规模化养殖场大中型沼气工程总数达到4700处左右，达到适宜畜禽养殖场总数的39%左右。全国4000万户农村户用沼气，每年产生约154亿立方米的沼气，相当于替代2420万吨标准煤的能源消耗和1.4亿亩林地的年蓄积量，农民每年可增收节支200亿元。 一、沼气的含义与功能 沼气，是有机物在厌氧条件下经微生物的发酵作用而生成的一种可燃烧的混合气体，是一种可再生的清洁能源，由于这种气体最先是在沼泽中发现的，所以称为沼气。沼气是一种混合气体，主要成分是甲烷、其余为二氧化碳、氧气、氮气和硫化氢，其中甲烷含量约为55%--70%，二氧化碳含量约为30%--45%。甲烷的热值为35.9MJ/m3，沼气低热值20--25MJ/m3,与空气混合燃烧时，呈蓝色火焰，温度高达1400℃，能够产生大量的热量，每立方米沼气的热值相当于5500大卡原煤3.3公斤。 沼气的功能有很多。一是可以能解决人们的炊事照明；二是减少薪柴的砍
秸秆发酵制沼气
秸秆发酵成沼气，综合利用辟新路 金湖县农村能源办公室 随着农业现代化的发展，秸秆已逐步成为农村污染环境重要污染源，如何变废为宝，高效利用秸秆一直是政府和各界人士所关注的课题。从去年开始，金湖县农村能源办公室通过不同的方法用秸秆制沼气取得成功后，得到广大农户的普遍欢迎，不但解决了因一家一户养殖日趋减少导致户用沼气原料短缺问题，而且为秸秆综合利用找到一条有效途径，实现沼气原料无障碍建设。今年来，全县共推广秸秆制沼气1200多户，年消耗秸秆约1000吨，打造了全县第一个秸秆沼气集中居住小区—闵桥镇闵桥村集中居住小区，该小区被列为全市秸秆沼气示范点，村沼气物业站被评为全市示范站。秸秆沼气已逐渐成为金湖沼气建设新亮点。 一、主要成效： 1、经济效益。通过对农作物秸秆沼气发酵与直接利用效益比较，秸秆沼气发酵与直接燃烧比较，提高了能量的转换和利用效率，秸秆沼气发酵比直接燃烧能量利用效率提高0．2—0．9倍。秸秆沼气为农民提供了优质廉价的生活用能，帮助农民节省了燃料和用电方面的生活支出；根据调查，建设一个8立方米的秸秆沼气池，年产沼气约300立方米、可
以基本满足3-5口之家全年生活用能，每年可节省燃料和电费300-400元；利用沼液喂猪养鱼可节约饲料15%，可增产粮食20%左右，种养业当年可增效1000元左右。增加沼肥400多担，减少化肥和农药使用量25%左右，节支200-300元。 2、生态效益。秸秆沼气不仅解决了农民烧火做饭问题，还解决了农村的肮乱差问题，一只8立方秸秆沼气池，一年可消耗秸秆1吨左右，可减少秸秆焚烧温室气体排放量，有效改善了农村生活生产环境，有效改变收割季节农户将秸秆堆积在田埂路旁、家前屋后或就地付之一炬，或抛入河道、水塘一抛了之的现象。同时，秸秆发酵产生了大量的生态有机肥，改善了土壤理化性状，发展了庭园经济和无公害农产品、绿色食品、有机食品，减少了化肥、农药使用量，降低了农业生产成本，提高了农产品质量，增强了农产品市场竞争力， 3、社会效益。秸秆制沼气的推广，引导农户变废为宝，促进农民生活生产方式的转变，提高农民生活质量，促进农业循环经济的发展和社会主义新农村建设。 二、秸秆制沼气工艺及注意事项。 （一）不同堆沤发酵方法及效果对比： 在30度左右气温下，经测试：一是纯秸堆沤发酵时间长，且产气量低；二是秸秆加菌种、碳铵堆沤发酵可提高产气量
农村家用沼气池的修建技术
农村家用沼气池的修建技术 农村常用的家用沼气池池形一般为圆形、方形和长方形。实践证明以圆形池最好，目前修建也最多。 因为圆形或近似于圆形的沼气池与长方形池比较，具有以下优点：第一，相同容积的沼气池，圆形比长方形的表面积小，省工、省料；第二，圆形池受力均匀，池体牢固，同一容积的沼气池，在相同荷载作用下，圆形池比长方形池的池墙厚度小；第三，圆形沼气池的内壁没有直角，容易解决密封问题。 修建沼气池的基本技术农村家用沼气池是生产和贮存沼气的装置，它的质量好坏，结构和布局是否合理，直接关系到能否产好、用好、管好沼气。因此，修建沼气池要做到设计合理，构造简单，施工方便，坚固耐用，造价低廉。 有些地方由于缺乏经验，对于建池质量注意不够，以致池子建成后漏气、漏水，不能正常使用而成为“病态池”；有的沼气池容积过大、过深，有效利用率低，出料也不方便。 实践证明，沼气池的结构要“圆”（圆形池）、“小”（容积小）、“浅”（池子深度浅）；沼气池的布局，南方多采用“三结合”（厕所、猪圈、沼气池），北方多采用“四位一体”（厕所、猪圈、沼气池、太阳能温棚）。 修建沼气池需要的材料修建沼气池材料主要是水泥、沙、石子、砖，还需要一些混凝土预制构件或选用其它成型材料做进、出料管、池盖以及输配气管件、灯、灶具等。 各地要因地制宜，就地取材。 修建沼气池的步骤１．查看地形，确定沼气池修建的位置；２．拟定施工方案，绘制施工图纸；３．准备建池材料；４．放线；５．挖土方；６．支模（外模和内模）；７．混凝土浇捣，或砖砌筑，或预制混凝土大板组装；８．养护；９．拆模；１０．回填土；１１．密封层施工；１２．输配气管件、灯、灶具安装；１３．试压，验收。 农户修建沼气池容积沼气池容积的大小（一般指主池的净容积），应该根据每日发酵原料的品种、数量、用气量和产气率来确定，同时要考虑到沼肥的用量及用途。 在农村，按每人每天平均用气量０．３～０．４立方米，一个４口人的家庭，每天煮饭、点灯需用沼气１．５立方米左右。 如果使用质量好的沼气灯和沼气灶，耗气量还可以减少。根据实践，一般要求平均按一头猪的粪便量（约５公斤）入池发酵，即规划建造１立方米的有效容积估算。池容积可根据当地的气温、发酵原料来源等情况具体规划。北方地区冬季寒冷，产气量比南方低，一般家用池选择８立方米或１０立方米；按照这个标准修建的沼气池，管理得好，春、夏、秋三季所产生的沼气，除供煮饭、烧水、照明外还可有余，冬季气温下降，产气减少，仍可保证煮饭的需要。 修建沼气池应该知道的几个问题１．在相同容积和发酵条件下，浅池为什么比深池的产气率高？ 首先，因为沼气池底部发酵原料多，菌种多，是产生沼气的主要部位。浅的圆池底增大了厌氧微生物与发酵原料的接触面积，所以产气比较高。其次，同一容积的池子，深度浅的池子，池底压力比深池相对小一些，有利于厌氧微生物的活动和气体的扩散。因此，在修建沼气池时，要适当增大池底部的直径，降低池子的深度（一般家庭用的沼气池，深度宜在２米左右），便于管理维修，提高产气量，又能减轻出料的劳动强度。当然，池子也不能过浅，过浅不利于冬季保温和沉淀粪便中的寄生虫卵。同时，由于池子过浅，池子的跨度越大，也会增加建池材料的用量和施工的难度。 至于寒冷地区修建沼气池的深度，必须修建在冻土层以下，或与太阳能温棚相结合（满足种植土层厚度即可）。
如何利用秸秆发酵制取沼气
如何利用秸秆发酵制取沼气 聊城市农业委员会梁明磊高爽徐倩 随着畜牧业的集约化发展，家庭养殖越来越少，很多建设户用沼气的农户面临着原料不足的 问题。如何处理好原料短缺的问题成为发挥沼气池效益的一个关键。对于这个问题，聊城市 农委依托本地秸秆资源优势，利用秸秆等作原料，经过大量的实践，最终取得了良好的效果，现在将利用秸秆发酵产生沼气的方法给大家介绍一下： 一、适用范围秸秆沼气发酵制取沼气适合以小麦、玉米秸秆为主要发酵原料制取沼气的原料 配比、预处理、投料启动、日常管理及安全使用的技术要求。用于农村户用水压式沼气池。 所用沼气池必须符合GB/T4750-2002《农村家用水压式沼气池标准图集》的质量要求。投料 前必须按GB/4751-2002《户用沼气池质量检查验收规范》进行严格试压。 二、参照标准 GB/4751-2002《农村家用沼气池发酵工艺规程》 三、沼气发酵原料秸秆沼气的发酵原料目前主要是以农业生产过程中产生的小麦、玉米秸秆 为主。 四、秸秆沼气发酵原料配比 1、秸秆发酵原料浓度一般为6%-8%，冬季宜浓度高，夏季反之。 2、碳氮比秸秆沼气发酵原料的碳氮比要求在25：1左右，由于秸秆的含碳量比较高，所 以必须添加含氮化肥进行调节。 3、一立方米沼气池发酵原料的配比与用量
五、发酵原料的预处理及投料步骤 1、原料粉碎将秸秆原料用粉碎机粉碎成草粉状。把原料用水浸透。加水时要边加水边拌原料，反复搅拌3遍，使水浸透秸秆，用手握成团，指缝滴水而不流为宜。掺入化肥或粪便按照发酵原料配比要求，把50%的化肥掺入浸透的秸秆粉中，如秸秆与粪便混合，应把规定用量的粪便同时加入秸秆中，反复掺匀。堆沤把搅拌的原料装入沼气发酵原料池中（也可在池中搅拌），加盖塑料薄膜进行堆沤。堆沤时间环境温度在15℃左右时，纯秸秆原料堆沤9～10天，秸秆粪便混合原料堆沤7～8天；环境温度在20～25℃时，纯秸秆原料堆沤7～8天，秸秆粪便混合原料堆沤5～6天；环境温度在25℃以上时，纯秸秆原料堆沤6～7天，秸秆粪便混合原料堆沤4～5天。当堆沤原料达到棕红色时，即可投料。投料时间最好在中午气温高投入沼气池，有利于提高池温。 2、沼气池投料及步骤准备沼气池接种物，菌种采用老沼气池的沼液，数量2000Kg。先将堆沤好的沼气发酵原料投入沼气池内。把剩余的50%的尿素溶解于水后在原料上部均匀倒入沼气池内。再把准备好的发酵菌种均匀的从上部倒入沼气池内。从沼气池活动盖口加入清水。加水量与投入的原料的总量达到沼气池总容积的90%为宜，加入沼气池的水取至农户手压井内的水，温度为14℃。原料和接种物入池后，要及时加盖封池。沼气池发酵启动初期产的气体，由于封入池内的空气较多，加上开始产的甲烷气含量较低，不能点燃。因此，当沼气压力表压力达到4Kpa以上时，开始放气试火，放气3-4天全部点燃，投入正常使用。 敬礼
沼气发电技术发展现状
沼气发电技术发展现状 SANY标准化小组 #QS8QHH-HHGX8Q8-GNHHJ8-HHMHGN#
沼气发电技术发展现状2009-07-09 16:27 能源是国民经济发展和社会活动的基础，随着全面建设小康社会步伐的加快，中国对能源生产和消费也提出了更高的要求。可再生能源是中国实现可持续发展的重要能源，沼气发电是可再生能源的主要利用方式，合理有效利用这一新型能源，技术与产业化水平是关键。 1.国内外沼气发电技术现状 沼气技术即厌氧消化技术，主要用于处理畜禽粪便和高浓度工业有机废水。我国经过几十年的研发应用，在全国兴建了大中型沼气工程2000多座；户用农村沼气池1060万户，数量位居世界第一。不论是厌氧消化工艺技术的积累，还是建造、运行管理等方面的经验，整体水平已进入国际先进行列。 沼气发电在发达国家已受到广泛重视和积极推广，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。生物质能发电并网在西欧如德国、丹麦、奥地利、芬兰、法国、瑞典等一些国家的能源总量中所占的比例为10左右，并一直在持续增加。 我国沼气发电研发工作有20多年的历史，特别是“九五”、“十五”期间有一批科研单位、院校和企业先后从事了沼气发电技术的研究及沼气发电设备的开发。在这一领域中，逐渐建立起一支科研能力强、水平高的骨干队伍，并建立了相应的科研、生产基地，积累了较多的成功经验，为沼气发电技术的应用研究及沼气发电的设备质量再上台阶奠定了基础。 沼气发电设备方面，德国、丹麦、奥地利、美国的纯燃沼气发电机组比较先进，气耗率≤kWh（沼气热值≥25MJ/m3），价格在300～500美元/kWh。我国在“九五”、“十五”期间研制出20～600kW纯燃沼气发电机组系列产品，气耗率～kWh（沼气热值≥21MJ/m3），价格在200～300美元/kWh，其性价比有较大的优势，适合我国经济发展状况。 2.沼气发电产业将成为朝阳产业 沼气发电是一个系统工程，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，也涉及到国家对沼气发电的扶持政策和技术法规等。剖析国内已有的沼气发电工程，借鉴发达国家的沼气发电经验，以及国家对可再生能源的政策导向，笔者认为我国沼气发电产业在未来的若干年后会有突破性进展，其依据是： （1）国家相关政策的出台将打通包括沼气发电在内的绿色电力上网的瓶颈当一个国家经济实力达到一定程度后，就会把目光更多地投向环保，会更关注可持续发展问题，就会把资金投向这一领域，出台相关的政策来确保可持续发展战略目标的实现。 以德国为例。战后的德国经过几十年的经济复苏，已经具备经济能力来处理可持续发展问题。为了保护环境，控制全球变暖和促进能源的可持续供应，德国于1990年制定了“输电法”，2000年又出台了“可再生能源法”。“输电法”规定公用电网对沼气发电输送来的电力实行优惠收购价，这一政策促进德国沼气发电技术的提高，促成了随后700多个沼气工程的建立。而“可再生能源法”提高了可再生能源发电上网的收购价，对于装机达到500kW的发电站，输送到电网的电力获得的补贴比1999年增加了37。
农村新型沼气厕所农村户用沼气日常管理技术
农村新型沼气厕所农村户用沼气日常管理技术 摘要介绍了农村用户沼气的日常管理技术，包括日常进、出料、搅拦、检查、大换料等方面内容，对常见的问题进行分析，并提出解决方法，以为农村户用沼气的正常使用提供参考。关键词农村户用沼气；日常管理；问题；方法 S216.4 A 1007-5739（xx）02-0293-02 沼气池启动后，加强日常管理、控制好发酵过程是提高产气率的重要技术措施。要使沼气系统长时间内产气好、产气旺，必须做好“三分建池，七分管理”。 1日常管理 加入沼气池的发酵原料，经沼气细菌发酵产生沼气，原料的营养成分会逐渐被消耗，为保证沼气细菌有充足的食物，使沼气池正常产气，就要不断地补充新原料，做到勤加料、勤出料。沼气池加新料一般要在产气量高峰没有下降以前进行，即启动后20 d，最迟不得超过30 d。畜禽舍和厕所与沼气池相结合的，从沼气启动开始即可进料，一般存栏4头猪或1~2头牛，再加上人粪尿就可以满足发酵原
料的需要，但要相应补充沼气池中的水量，以保证原料浓度。沼气池进料应先出料、后进料，维持出料量和进料量平衡，以保持气箱容积。 1.1日常出料 按照“先出后进，出多少、进多少”的原则，以保证有足够、稳定的贮气空间和适宜的发酵浓度。进、出料后要始终保持发酵液面在正常水位，以防止沼气因水位低于进、出料管口而溢出。若出料后不能及时进料，导致发酵液面高出进、出料管口，可暂时加水使液面达到正常水位[1]。 1.2日常进料 一般农村户用沼气池每间隔5~10 d进、出料1次，进、出占总有效容积5%的原料，也可按1 m2沼气池进干料3~4 kg的比例加入发酵原料。沼气池应尽量与厕所、圈舍连通，否则从远处运输原料费时、费力，且进料不及时，还可能造成料、水混合不均匀而影响正常产气。 1.3勤搅拌
“三沼”的综合利用
“三沼”的综合利用 摘要：农作物秸秆、人畜禽粪便等有机物在沼气池的厌氧环境中，通过沼气微生物分解转化后所产生的沼气、沼液和沼渣，统称“沼气发酵产物”，通常也称“三沼”。广泛推广并综合利用好“三沼”，既有降本增效的功能，又能改善环境，保护生态。本文介绍了贵州遵义凤冈县“三沼”综合利用模式，并提出了“三沼”综合利用的几点建议和意见。 关键词：三沼；生态农业；综合利用 沼气建设是富民工程、德政工程、民心工程，“三沼”就是沼气池在生产中产生的沼气、沼渣、沼液。“三沼”的综合利用是沼气建设的核心内容和关键，要把沼气池建设与种植业、养殖业有效结合起来，寻找最佳切入点，以菜促畜，以畜建沼，以沼促菜、促果、促畜，提高农产品质量和市场竞争力，增加农村综合生产效益。如何真正实现“三沼”综合利用，提高沼气项目建设的经济效益、社会效益和生态效益，是沼气建设重大课题。 我国沼气利用历史悠久，综合利用农业废弃物资源，实现废弃物资源、闲置资源的开发利用，是生态农业的一大特点。生态户的建设需建沼气池，沼气池的正常运转又消耗处理掉大量畜禽粪便、秸秆杂草等农业废弃物。这样不仅使农
业废弃物资源得到了充分利用，利于生态农业建设，还避免了对环境的污染；同时，也是农民增收的一个新途径。 1 “三沼”综合利用简介 1.1沼气的用途 1.1.1沼气养蚕。沼气养蚕是指利用沼气灯给蚕种感光和燃烧沼气给蚕宝加温，可以达到孵化快，出蚕齐、缩短饲养期、提高蚕茧质量和产量的目的。 1.1.2沼气保鲜和储存农产品。沼气气调储藏，就是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来调节储藏环境中的气体成分，以控制果蔬、粮食的呼吸强度.减少储藏过程中的基质消耗，防治虫、霉、病、菌，达到延长储藏时间并保持良好品质的目的。 1.2沼液在种植业中的综合利用 1.2.1沼液浸种。小麦、水稻、棉花、花生等多种作物均可用沼液浸种，浸过的种子播后萌芽早，出芽齐，抗病力强，幼苗生长旺盛。注意事项：选用上年生产的新种良种，浸种前对种子进行翻晒和筛选，以确保种子质量和纯度。 1.2.2沼液叶面喷洒。根据不同作物种类和生长期，可采用纯沼液、稀释沼液或与药物混合的沼液进行喷洒。叶面喷洒沼液可调节作物生长代谢，为作物提供营养，还可杀灭蚜虫等病虫害。注意事项：不要在中午高温时进行，以免灼伤叶片：下雨前不要喷洒，以保证效果；最好喷洒于叶片背面，
沼气发酵工艺介绍
1.2.2 厌氧处理工艺选择 1、各类厌氧工艺性能概述 （1）完全混合厌氧工艺（CSTR） CSTR是在常规消化器内安装了搅拌装置，使发酵原料和微生物处于完全混合状态，该消化器常采用恒温连续投料或半连续投料运行，适用于高浓度及含有大量悬浮固体原料的处理。在该消化器内，新进入的原料由于搅拌作用很快与发酵期内的发酵液混合，使发酵池底浓度始终保持相对较低的状态。而其排除的料液又与发酵液的底物浓度相等，并且在出料时微生物也一起被排出，所以，出料浓度一般较高。该消化器具有完全混合的状态，其水力停留时间、污泥停留时间、微生物停留时间完全相等，即HRT=SRT=MRT。为了使生长缓慢的产甲烷菌的增殖和冲出速度保持平衡，要求HRT较长，一般要10-15d或更长的时间，进料浓度8%-12%。中温发酵时负荷为3-4kgCOD（m3.d），高温发酵为5-6 kgCOD（m3.d）。 CSTR的优点：1.可以进入高悬浮固体含量的原料；2.消化器内物料的均匀分布，避免了分层状态，增加了底物和微生物接触的机会；3. 消化器内温度分布均匀；4.进入消化器的抑制物质，能够迅速分散，保持较低的浓度水平；5.避免了浮渣、结壳、堵塞、气体逸出不畅和短流现象。 缺点：1.由于消化器无法做到使SRT和MRT在大于HRT的情况下运行，所以需要消化器体积较大；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.底物流出该系统时未完全消化，微生物随出料而流失。 （2）厌氧接触工艺反应器 厌氧接触工艺反应器是完全混合式的，是在连续搅拌完全混合式厌氧消化反应器（CSTR）的基础上进行了改进的一种较高效率的厌氧反应器。反应器排出的混合液首先在沉淀池中进行固液分离，污水由沉淀池上部排出，沉淀池下部的污泥被回流至厌氧消化池内。这样的工艺既保证污泥不会流失，又可提高厌氧消化池内的污泥浓度，从而提高了反应器的有机负荷率和处理效率，与普通厌氧消化池相比，可大大缩短水力停留时间。目前，全混合式的厌氧接触反应器已被广泛应用于SS浓度较高的废水处理中。其不足之处在于，厌氧污泥经沉淀池再回流，温度变化较大，影响了厌氧处理效率的提高，同时，厌氧罐内的热能损失也较大。但因受水泵性能的限制，该装置进料的干物质浓度（TS%）为4-6%，故需配兑2.5-3倍于发酵原料重量的配料污水；还需多级“预处理”以去除堵察水泵和管道的秸草等较大固形物。 （3）厌氧滤器（AF） 厌氧滤器是采用填充材料作为微生物载体的一种高速厌氧反应器，厌氧菌在填充材料上附着生长，形成生物膜。生物膜与填充材料一起形成固定的滤床。厌氧滤床可分为上流式厌氧滤床和下流式厌氧滤床二种。污水在流动过程中生长并保持与充满厌氧细菌的填料接触，因为细菌生长在填料上将不随出水流失，在短的水力停留时间下可取得较长的污泥泥龄。厌氧滤器的缺点是填料载体价格较贵，反应器建造费用较高，此外，当污水中SS含量较高时，容易发生短路和堵塞。 （4）上流式厌氧污泥床反应器（UASB） 待处理的废水被引入UASB反应器的底部，向上流过由絮状或颗粒状厌氧污泥的污泥床。随着污水与污泥相接触而发生厌氧反应，产生沼气引起污泥床的扰动。在污泥床产生的沼气有一部分附着在污泥颗粒上，自由气泡和附着在污泥颗粒上的气泡上升至反应器的上部。污泥颗粒上升撞击到三相分离器挡板的下部，这引起附着的气泡释放；脱气的污泥颗粒沉淀回到污泥层的表面。自由状态下的沼气和由污泥颗粒释放的气体被收集在三相分离器锥顶部的集气室内。液体中包含一些剩余的固体物和生物颗粒进入到三相分离器的沉淀区内，剩余固体物和生物颗粒从液体中分离并通过三相分离器的锥板间隙回到污泥层。UASB反应器的特点在于可维持较高的污泥浓度，很长的污泥泥龄（30天以上），较高的进水容积负荷率，
秸秆沼气发酵工艺流程汇总
沼气发酵工艺流程 从全社会能源消费与供给的发展趋势，随着工业化发展进程使得矿物质能源日趋枯竭，尽管这是未来将会发生的事，当然也是历史发展的必然结果，将会引起全社会的关注。世界各国都在寻求可再生的替代能源，虽然探矿开采不会立即结束，但是可再生能源的试生产也要立即开始，甚至早已经开始了。沼气工程作为即可处理废弃的有机物又可从中回收能源，这是采用现代化技术开发生物质能源利用的重要组成部分，也是沼气工程产业将会乘胜发展的必然。 我国的沼气产业已从单纯的能源利用发展成为废弃物处理和生物质多层次综合利用，并与养殖、种植业广泛结合，在农村生产和生活中发挥了重要作用 沼气发酵技术确切的应该称为厌氧发酵技术，是指从发酵原料到产出沼气的整个过程，所采用的技术和方法。沼气发酵技术主要包括原料的预处理，接种物的选取和富集，发酵器（在厌氧发酵过程中的发酵器也称反应器，是沼气发酵罐、沼气池、厌氧发酵装置的统称）结构的设计，工程起动和日常运行管理等一系列技术措施。其流程图如下所示： 进料池 青贮 秸秆 粉碎预处理 沼液沼渣（再利用） 1.秸秆预处理： 1.1.预处理： 农作物秸秆通常是由木质素、纤维素、半纤维素、果胶和蜡质等化合物组成，其产气特点是分解速度较慢，产气周期较长。使用这种原料在入池前需进行预处理，以提高产气效果。 常用的预处理方法有物理、化学与生物方法等。物理方法主要有切碎、粉碎、汽爆等。生物法的研究主要集中在菌种的筛选和发酵条件优化方面。目前研究最多的微生物是白腐真菌。生物方法具有环境友好、处理效率高等优点，但需要无菌操作条件和专门的培养设施，目前有关研究较多，实际应用很少。化学法主要利用酸和碱等化学物质对秸秆进行预处理，通过化学作用破坏秸秆的内部结构，从而提高秸秆的厌氧消化性能。化学法具有处理方法简单、时间短、效果好等优点，但化学处理剂有可能产生二次污染。 1.2.青贮：青贮池设计以为矩形，若有多个青贮池可并联或串联使用。 粉碎的秸秆贮入青贮池后应轧实，减少内部氧气存有量，避免原料浪费。 秸秆含水量控制在65%左右，密度以大于500㎏/m3为宜。
牧场沼气发酵工程设计方案
***市***牧场沼气发酵工程 设 计 方 案
编制单位：武汉***环保科技有限公司 编制日期：二零一一年四月 目录 第一章概述 (3) 第一节项目概况 (3) 第二节设计原则 (3) 第三节设计范围 (4) 第二章沼气发酵工程总体设计 (5) 第一节主要设计依据 (5) 第二节沼气发酵工程建设规模 (6) 第三节沼气发酵工程位置 (6) 第四节污水水质 (6) 第五节工艺方案的确定 (7) 第六节治理工艺流程 (8) 第七节工艺流程特点 (9) 第三章沼气工程主要处理设施的设计及设备选型 (9) 第四章建筑结构设计 (12) 第一节概述 (12) 第二节结构设计 (12) 第五章电气 (13) 第一节范围 (13)
第二节供电电源 (13) 第三节负荷计算 (13) 第四节照明及接地保护 (13) 第六章消防篇 (15) 第一节防火等级 (15) 第二节防火措施 (15) 第七章机械设备设计 (16) 第一节设计原则 (16) 第二节设备选型 (16) 第八章节能设计 (17) 第九章劳动安全卫生 (18) 第一节主要安全隐患 (18) 第二节设计中采取的主要防范措施 (18) 第十章组织机构 (20) 第十一章工程指标 (21) 第十二章工程技术经济指标 (24) 第十三章施工期限 (25) 第一节施工时间 (25) 第二节保证施工进度的措施 (25) 第十四章中标后在设计及施工期采取的措施 (28) 第十五章调试操作运行管理和人员培训 (29) 第十六章存在的问题与建议 (30)
第一章概述 第一节项目概况 项目名称：奶牛养殖场沼气发酵工程 工程地址：***市大通区九龙岗陈巷村张小集东队 建设单位：***市***牧场 设计单位：武汉***环保科技有限公司 项目概况： ***市***牧场位于***市大通区九龙岗陈巷村张小集东队.常年存栏量为1000头，为社会提供大量优质绿色奶源。由于在养殖过程中会产生大量的负责有机高浓度废水，该废水是发酵产沼气的重要原料；为了响应国家的节能减排、变废为宝计划，***市***牧场的相关领导决定在该牧场建造一套产沼气工程，我司应该***牧场领导的委托，设计本《沼气发酵工程设计方案》，供有关领导参考。 第二节设计原则 1、贯彻执行国家和安徽省关于环保的政策，符合国家有关法规、规范及标准。 2、选择稳定可靠、技术先进、投资省、运行费用低、管理简单、维修费用少、运行灵活的产沼气工程的新工艺，确保产沼气量大且稳定。 3、通过设计中的总体优化，采用先进的节能技术，节约能源，最大限度低降低运行费用。 4、妥善处理和处置发酵过程中产生的各类沼液和沼渣，选用噪声小的设备，避免对环境造成污染。 5、结合建设场地的实际情况，在方便施工安装的前提下，力求各构筑物尽量集中，布置紧凑，节省占地。同时考虑发酵工程的整体建筑风格与养殖场建筑风格
厌氧发酵原理及其工艺
1.4 实验研究目的，技术路线 我国目前的农作物发酵制沼气技术与发达国家相比,起步较晚,大型项目的运行经验相对较少。由于我国幅员辽阔,不同地域的农作物资源种类不同,其物理和化学性质也有较大的差别,加之我国不同地区年平均气温差别较大,使我国农作物厌氧发酵制备沼气的大型项目难有统一的设计参数标准。对于不同的大型沼气项目,必须结合项目实际的农作物种类和物性、气候条件、供热条件、沼液和沼渔的消纳和后续处理工艺、农作物的价格和最大运输半径、原料的储存和供料方式、发电机组的选型等因素进行综合考虑,才能使项目实施后获得最佳的经济和社会效益。 根据我国农作物制备沼气技术的应用现状,结合本文研究的农作物制备沼气项目实际案例,本文的研究目的为:;研究发酵原料的物理化学性质和产气率,提出合理估算农作物（主要是黄瓜藤）和粒径的方法,为项目实例提供工艺选择、系统设计和经济性计算提供可靠依据。 为了实现上述目的,本文研究内容主要集中如下几个方面: （1）研究农作物破碎预处理的特点,为合理计算破碎预处理能耗提供计算方法。 （2）研究了黄瓜藤的鲜活度对发酵产气量和产气速率等因素的影响。 （3）不同投配率对发酵产气量和产气速率等因素的影响；为了厌氧发酵反应的持续反应，同时还研究不同投配率对于pH值的影响。 1.5 论文章节安排 本论文共包括六章内容。 第一章介绍课题的研究背景，国内能源消费和可再生能源利用现状，以及课题的主要研究内容和意义。 第二章厌氧发酵反应制备沼气的基本原理和影响参数。
第三章阐述农作物的破碎原理，从中说明粒度与能耗间的关系，并且从能耗的角度分析不同粒度的颗粒的耗能情况。 第四章针对需要采用实验方法对各个因素进行研究，确定实验的数据测量的方法以及实验进行过程中需要的注意事项，防止实验失败。 第五章实验采用定制CSTR厌氧反应器对黄瓜藤在中温条件下进行厌氧消化反应实验，研究系统的稳定性能和产气性能。 第六章作出对课题的总结和展望，总结本课题的研究成果，并提出不足之处和以后还需进一步研究的方向。
农村沼气池主要建造技术
农村沼气池主要建造技术 1、农村户用沼气池由哪几部分组成？ 农村户用水压式沼气池一般由进料口、进料管、发酵间(包括发酵部分和储气部分)、活动盖、导气管、出料管、出料间(水压间)等组成。 2、圆筒形池有哪些优点？ (1)结构受力性能良好，受力各阶段在池内外轴对称荷载作用下，池体各部位大部分处于受压状态，池墙下部虽有少部分受拉区，但拉力并不大，便于采用砖、石、混凝土等，其抗压强度远大于抗拉强度的脆性圬工材料，使结构厚度可以大大减薄，沼气池的土建造价相应降低。 (2)同一容积的沼气池，在相同受力条件下，圆形池的表面积比较小，仅次于球形池。 (3)圆形池“死角”少，有利于甲烷菌的活动，且容易解决密闭问题。 3、圆筒形8立方米沼气池设计尺寸一般是多少？ 用地范围约为4.9×3.2米，埋地深度2.25米，池内直径一般为2.7米，池墙1米，削球形池盖曲率半径1.96米、矢高0.54米，削球形池底曲率半径2.86米、矢高0.34米，水压间直径1.1米、深度0.8米。 4、如何放线和池坑开挖？ 沼气池池坑挖土时，首先要按设计图的池身大小深浅及土质条件，定位放线。圆筒形池的直径放线尺寸为：池身外包直径+2倍池墙操作场地尺寸+2倍放坡尺寸。 当放位灰线划定后，在线外四角离线约1米处打下4根定位木桩，作为沼气池施工时的控制桩。在对角木桩之间拉上连线，其交点作为沼气池的中心。沼气池施工时可根据中心线检查校正。 5、混凝土的组成材料和要求是什么？ 混凝土是由胶凝材料(水泥)、细骨料(砂子)、粗骨料(卵石、碎石)和水按适当的比例配制后经硬化而成的。 水泥应选择合格的325#以上；砂子粒径为0.15-0.5毫米的天然砂，无杂质和有害物；卵石或碎石粒径为5-20毫米，无杂质；水一般用饮用水。 6、建池有地下水如何处理？ 建池时，发现有地下水渗出，一般采取“排、降”的方法。池体基本建成后，若有渗漏，可采用“排、引、堵”的方法。一般排水方法：①盲沟及集水坑排水； ②深井排水；③沉井排水。 7、圆筒形整体建池施工有何技术？ 新谓整体建池即整体现浇混凝土池，其施工要点如下： (1)模具 池坑挖成后，应按设计图纸要求，对几何尺寸进行检查校正，要求几何形状准确。圆筒形沼气池的池底、池墙，一般都采用池坑内壁作外模，要求土胎模表面平整。 现浇混凝土沼气池的池墙、池盖的内模，一般采用木模，也可用钢模或砖模。 (2)墙基与池底 墙基是承受池体和池盖及上部覆土层等重量的部位，也是反削球体池底的圈梁。应根据土质坚实程度，决定墙基的施工方法。墙基的断面一般宽16厘米，
沼气发酵过程用控制条件的常用参数
沼气发酵过程用控制条件的常用参数 发酵工程的总体原则是在发酵正常情况下，尽可能地采用高有机负荷率，以期获得高的池容产气率。描述沼气发酵过程用控制条件的常用参数主要有以下几种。 一、进料浓度 浓度的表示单位主要有VS质量分数（%）、TS质量分数（%）、COD浓度（kg/m3）。进料浓度关系到发酵浓度，对不同的装置来说，所需的最佳浓度是不同的。例如，目前先进的以工业有机废水为原料的沼气池，如UASB（上流式厌氧污泥床）、AF（厌氧滤器）对原料的固体浓度要求很低，一般不超过1%，但对可溶性COD浓度则无限制。以工业废水为发酵原料的大中型沼气工程进料浓度通常是废水本身的浓度，因为浓度的调节在经济上是不合算的。畜禽场因粪便的收集方式不同，有时采用稀释或浓缩措施。 二、沼气池有机负荷率 沼气池有机负荷率工程用单位是CODkg/(m3d)、VSkg/(m3d)和TSkg/(m3d)，即单位沼气池容积每天接纳的原料量。这一指标是评价沼气效率的重要指标。只有高的有机负荷才能有高的池容产气率。 三、池容产气率 池容产气率是每立方米发酵体积每天的沼气产量，单位是m3/(m3d)，这一指标也是评价沼气池效率的重要指标 。这一指标通过沼气池每天的产气量除以沼气池容积来计算。 四、原料产气率 即单位质量发酵原料的产气量。此指标用每天沼气产量除以进料量得到的，例如某沼气池每天产气3m3，每天进料为10kg总固体。TS原料产气率为3/10=0.3（m3/kg）。根据不同的情况可分为理论产气率和生产产气率。理论产气率可根据原料的化学成分来计算。生产产气率通常根据大量的实际情况来估计或实测。 甲烷的产量(E)：E=0.37A + 0.49B + 1.04C CO2的产量(D)：D=0.37A + 0.49B + 0.36C 式中：A——每克发酵原料碳水化合物含量； B——蛋白质含量； C——脂肪含量。 五、水力滞留期（HRT） 指水力学所计算出的原料在沼气池的停留时间，单位是天（d），仅从提高效率来说，此值越小越好，但小到一定程度会因沼气池内微生物的流失而使发酵失败。目前一些采用低浓度废水的高效沼气池，水力滞留期已降低至12小时以下。它的计算方法是用沼气池容积除以每天的进料体积。由于建沼气池时每天的进料体积可以确定，因此，沼气池的容积决定于水力滞留期。例如，某沼气池计划采用35℃发酵，进料浓度为8%（总固体），每天的进料容积为50m3，水力滞留期20天，则沼气池的容积为50×20=100（m3）。 六、有机物去除率 这一指标用于表征沼气池在去除污染方面所达到的水平。用进料浓度与出料浓度之差除以进料浓度（%）表示。当然，这一指标越高越好，但追求过高的有机物去除率，会带来有机负荷率、池容产气率降低。 在进行工程方案设计时，可以利用以下数学关系：
秸秆干发酵产沼气技术的概述和展望
收稿日期:2008204216 修回日期:2008206214 作者简介:武少菁(1983-),女,在读硕士研究生,主要从事可再生能源研究。通讯作者:刘圣勇,E 2mail:liushy@vi p.sina .com 秸秆干发酵产沼气技术的概述和展望 武少菁,刘圣勇,王晓东,刘小二,王 森 (河南农业大学农业部可再生能源重点开放实验室,河南郑州 450002) 摘 要:随着我国农村循环经济的发展,农作物秸秆作为一种可再生能源,它的开发利用也越来越受到人们的重视;本文主要提出了一种农作物秸秆资源化利用方式,即秸秆干发酵产沼气技术,介绍了它与传统发酵技术的区别,以及它的技术难点和研究现状,并对这项技术的未来发展进行了展望,指出了与传统发酵技术相比的优点所在和技术难点的解决方法,以及这项技术的发展前景。关键词:秸秆;资源化利用;干发酵;沼气 中图分类号:S216.4;X705 文献标识码:A 文章编号:1000-1166(2008)04-0020-04 Su mmar i za ti on and Prospect of D ry Ferm en t a ti on Teclonogy for Straw B i oga s Producti on /W U Shao 2ji n g,L I U Sheng 2yong,W ANG X i a o 2dong,L I U X i a o 2er,W ANG Sen /(Key Labora tory of Renewable Energy,Henan Agr i 2cultura l Un i versity,Zhengzhou 450002,Ch i n a) Abstract:A method of res ource reuse of cr op stra w by dry bi ogas fer mentati on was su mmarized and discussed in this pa 2per .Its differences with traditi onal fer mentati on technol ogy,as well as technical difficulties and research status,were intr o 2duced,pointing out the technical difficulties and advantages comparing with the traditi onal technol ogy .And the future de 2vel opment and app licati ons were p r os pected . Key words:cr op stra w;res ource reuse;dry fer mentati on;bi ogas 我国是一个农业大国,农作物播种面积居世界 第一位,据统计,目前我国每年秸秆产量大约有7亿吨[1] 。在过去农作物秸秆多被作为燃料使用,但随着我国人民生活水平的不断提高,以及农村经济的发展和能源供应的改善,近些年来,农民对秸秆的燃烧利用也逐渐减少,剩余农作物秸秆的数量越来越 大,据估计每年已达到4亿吨左右[2] 。大量剩余秸秆的随地堆弃和任意焚烧,造成了大气污染、土壤矿化、火灾事故、堵塞交通等大量的社会、经济和生态 问题[3] ;与此同时,秸秆作为一种可再生能源,蕴含着巨大的生物质能量,它的资源化利用,对节约能源、改善生态环境、实现社会的可持续发展,有着重大意义。 虽然目前我国农作物秸秆的资源化利用技术正朝着多元化的方向发展,主要的资源化利用途径有秸秆肥料利用技术、秸秆饲料利用技术、秸秆原料利 用技术以及秸秆能源利用技术等[4,5] ,国内外的理论研究和生产实践都取得了一定的成果,但是技术还不成熟,尤其由于秸秆本身的结构复杂,致使能量转换率不高,而利用率低、成本高,一定程度上制约 了农作物秸秆的资源化利用。由于农作物秸秆在农 村的储存量大,虽然部分已经得到资源化的利用,但是仍有剩余;加之秸秆资源化利用技术还不完善,又阻碍了资源化利用的大规模发展。所以,还需要继续寻找秸秆资源化利用的新技术,而发展秸秆干发酵产沼气技术就是一个很好的新方向。1 秸秆干发酵产沼气技术的概述111 秸秆干发酵产沼气原理 秸秆干发酵产沼气是水稻、玉米、花生等农作物秸秆作为原料,经过粉碎并添加发酵菌剂做堆沤等预处理后,加入沼气池进行厌氧发酵来生产沼气和有机肥料。 农作物秸秆干发酵产沼气技术主要是以厌氧消化和生物酶技术为主。厌氧消化反应的主要机理是有机物在厌氧的条件下被微生物分解,转化成甲烷 和二氧化碳等,并合成自身细胞物质的过程[6] 。秸秆的厌氧消化反应是一个生物化学转化过程,一般 可分三个阶段[7～8] :第一阶段是水解阶段,将秸秆中不可溶复合有机物转化成可溶化合物;第二阶段是