《大中型沼氣工程技術(shù)》

第1章緒論1

1.1沼氣的產(chǎn)生與特性1

1.1.1沼氣的產(chǎn)生1

1.1.2沼氣的主要成分2

1.1.3沼氣的特性3

1.2我國(guó)畜禽養(yǎng)殖場(chǎng)大中型沼氣工程發(fā)展背景與現(xiàn)狀5

1.2.1我國(guó)畜禽養(yǎng)殖場(chǎng)大中型沼氣工程發(fā)展背景5

1.2.2我國(guó)大中型沼氣工程的技術(shù)現(xiàn)狀6

1.2.3大中型沼氣工程的類型8

1.3大中型沼氣工程的相關(guān)法令、法規(guī)9

1.3.1我國(guó)畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染物的管理措施9

1.3.2畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)10

1.3.3畜禽養(yǎng)殖場(chǎng)的環(huán)境污染控制和污染物排放應(yīng)遵循的

其他標(biāo)準(zhǔn)12

第2章大中型沼氣工程技術(shù)原理14

2.1基本概念與參數(shù)14

2.1.1原料有機(jī)物含量和沼氣產(chǎn)量評(píng)價(jià)指標(biāo)14

2.1.2原料產(chǎn)氣量的表示和計(jì)算方法17

2.1.3厭氧反應(yīng)器運(yùn)行參數(shù)17

2.2沼氣發(fā)酵原理19

2.2.1沼氣發(fā)酵的特點(diǎn)19

2.2.2參與沼氣發(fā)酵的細(xì)菌19

2.3沼氣發(fā)酵的基本條件27

2.3.1沼氣發(fā)酵的原料28

2.3.2接種物和厭氧活性污泥30

2.3.3消化器容積負(fù)荷32

2.3.4沼氣發(fā)酵的溫度34

2.3.5沼氣發(fā)酵的pH值36

2.3.6攪拌37

2.3.7毒性物質(zhì)38

2.4幾種常見(jiàn)厭氧反應(yīng)器的原理與優(yōu)缺點(diǎn)40

2.4.1常規(guī)厭氧反應(yīng)器40

2.4.2全混式反應(yīng)器41

2.4.3塞流式反應(yīng)器43

2.4.4上流式厭氧污泥床反應(yīng)器(UASB)44

2.4.5內(nèi)循環(huán)厭氧反應(yīng)器(IC)55

2.4.6升流式固體反應(yīng)器(USR)56

2.4.7折流式反應(yīng)器57

2.4.8附著膜型消化器58

2.4.9膨脹顆粒污泥床反應(yīng)器(EGSB)61

2.4.10單元混合塞流式厭氧消化器（UPR）62

第3章大中型沼氣工程工藝流程和設(shè)計(jì)原則64

3.1沼氣發(fā)酵的工藝類型64

3.2大中型沼氣工程基本工藝流程64

3.2.1原料的收集65

3.2.2原料的預(yù)處理65

3.2.3厭氧消化66

3.2.4厭氧消化液的后處理66

3.2.5沼氣的凈化、貯存和輸配67

3.3畜禽養(yǎng)殖場(chǎng)“能源環(huán)保型”和“能源生態(tài)型”沼氣工程

工藝流程68

3.3.1畜禽養(yǎng)殖場(chǎng)“能源環(huán)保型”沼氣工程69

3.3.2畜禽養(yǎng)殖場(chǎng)“能源生態(tài)型”沼氣工程70

3.4兩步厭氧消化工藝73

3.5溫度兩相厭氧消化工藝74

3.6沼氣工程工藝設(shè)計(jì)原則76

3.7沼氣工程工藝設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容77

3.7.1沼氣工程預(yù)處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容77

3.7.2厭氧消化器的設(shè)計(jì)78

3.8沼氣凈化系統(tǒng)82

3.8.1沼氣脫水原理與方法82

3.8.2沼氣脫硫原理與方法83

3.8.3沼氣凈化工藝流程86

3.9沼氣貯氣柜設(shè)計(jì)原則87

3.10在沼氣工程工藝設(shè)計(jì)中考慮酸化或相分離的情況89

3.11工藝流程圖和總平面布置圖的具體內(nèi)容89

第4章大中型沼氣工程的設(shè)備93

4.1固定格柵、水力篩網(wǎng)和格柵過(guò)濾機(jī)的特點(diǎn)及選用條件93

4.1.1固定格柵93

4.1.2水力篩網(wǎng)93

4.1.3格柵過(guò)濾機(jī)94

4.2布料系統(tǒng)特點(diǎn)及適用條件95

4.2.1配水孔口負(fù)荷95

4.2.2進(jìn)水分配系統(tǒng)96

4.2.3配水管道設(shè)計(jì)98

4.3厭氧消化器的攪拌裝置99

4.4固液分離機(jī)特點(diǎn)及選用條件103

4.4.1離心分離機(jī)103

4.4.2擠壓螺旋分離機(jī)104

4.6帶式過(guò)濾機(jī)106

4.7沼氣的收集設(shè)施108

4.8沼氣輸配氣系統(tǒng)110

4.8.1壓力表110

4.8.2脫硫器111

4.8.3集水瓶111

4.9貯氣柜112

4.10沼氣使用裝置115

4.10.1沼氣炊事灶具115

4.10.2沼氣燈117

4.10.3沼氣飯鍋119

4.10.4沼氣熱水器120

第5章大中型沼氣工程的施工與運(yùn)行管理122

5.1大中型沼氣工程的施工人員和時(shí)間122

5.2沼氣池的建設(shè)材料122

5.2.1建池原材料123

5.2.2密封涂料125

5.3大中型沼氣工程的施工方法和注意事項(xiàng)126

5.3.1施工組織設(shè)計(jì)編制內(nèi)容126

5.3.2建造沼氣池應(yīng)注意的安全事項(xiàng)126

5.3.3放線定位127

5.3.4池墻的施工方法128

5.3.5池基和池底的處理129

5.3.6混凝土整體現(xiàn)澆建池的施工方法129

5.3.7水泥預(yù)制板砌筑法的施工方法130

5.3.8建池混凝土和砌筑砂漿的配制方法130

5.3.9密封層的施工方法132

5.3.10輸氣管道的安裝133

5.4沼氣工程的質(zhì)量檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)和方法134

5.4.1沼氣池施工質(zhì)量的檢測(cè)方法134

5.4.2厭氧消化器的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)135

5.4.3水泥砂漿防水層的施工規(guī)定136

5.4.4涂料密封層的施工規(guī)定137

5.4.5保溫層的施工規(guī)定137

5.4.6提高混凝土密實(shí)度的主要措施138

5.4.7設(shè)備安裝和試運(yùn)行應(yīng)注意的事項(xiàng)138

5.4.8地腳螺栓的敷設(shè)要求139

5.5厭氧消化器的啟動(dòng)過(guò)程及注意事項(xiàng)140

5.5.1厭氧消化器的啟動(dòng)140

5.5.2厭氧消化器啟動(dòng)前的準(zhǔn)備工作和注意事項(xiàng)143

5.5.3厭氧消化器的主要維護(hù)保養(yǎng)內(nèi)容144

5.5.4厭氧消化器正常運(yùn)行時(shí)的主要參數(shù)值范圍145

5.5.5厭氧消化器安全運(yùn)行的保障措施145

5.6沼氣池運(yùn)行需注意的問(wèn)題145

5.7安全用氣的注意事項(xiàng)148

5.8沼氣池檢修方法149

5.9貯氣柜的置換和運(yùn)行管理150

5.9.1貯氣柜的置換150

5.9.2氣柜的運(yùn)行管理151

5.10沼氣發(fā)電機(jī)運(yùn)行時(shí)應(yīng)注意的內(nèi)容152

5.11工程運(yùn)行時(shí)控制室的主要工作153

第6章大中型沼氣工程的產(chǎn)物利用154

6.1沼液的利用155

6.1.1沼液用作肥料155

6.1.2沼液浸種156

6.1.3沼液防治植物病蟲(chóng)害156

6.1.4沼液葉面肥158

6.1.5沼液養(yǎng)魚(yú)158

6.2沼渣的利用159

6.2.1沼渣作肥料159

6.2.2沼渣配制營(yíng)養(yǎng)土163

6.2.3沼渣栽培食用菌163

6.2.4沼渣養(yǎng)殖蚯蚓164

6.3沼氣的利用165

6.3.1沼氣施二氧化碳肥165

6.3.2沼氣儲(chǔ)糧167

6.3.3沼氣保鮮水果168

6.3.4沼氣供熱孵雞168

6.3.5沼氣加溫養(yǎng)蠶170

第7章大中型沼氣工程的故障處理171

7.1沼氣池管路故障處理171

7.2水泵故障的檢測(cè)及處理方法172

7.2.1水泵是否正常工作的檢查方式172

7.2.2水泵運(yùn)行中應(yīng)立即停機(jī)的情況172

7.3貯氣柜保養(yǎng)維護(hù)的主要內(nèi)容173

7.4燃燒器經(jīng)常出現(xiàn)的故障及排除方法173

7.5沼氣灶具使用要點(diǎn)175

7.6沼氣燈故障及排除方法176

附件1縮略語(yǔ)和相關(guān)參數(shù)178

附件2農(nóng)村沼氣國(guó)家或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)名稱180

附件3沼氣工程規(guī)模分類行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)

(NY/T 667—2003)182

參考文獻(xiàn)185 2100433B

大中型沼氣工程技術(shù)足沼氣工程人員應(yīng)掌握的一項(xiàng)技術(shù)性很強(qiáng)的技術(shù)。本書(shū)針對(duì)現(xiàn)代大中型沼氣工程建設(shè)的特點(diǎn)與要求，詳細(xì)闡述了大中型沼氣工程技術(shù)涉及的各個(gè)方面，包括工程技術(shù)原理、工藝流程、工程設(shè)備、施工與運(yùn)行管理、工程產(chǎn)物利用、故障處理等，并且在具體闡述部分相關(guān)技術(shù)時(shí)，輔以了詳細(xì)的步驟、實(shí)例或大量圖表，以使其更加直觀、生動(dòng)，便于讀者掌握。本書(shū)作者均來(lái)自大中型沼氣工程科研和生產(chǎn)實(shí)踐一線，具有較高的理論水平和豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，從而保證了本書(shū)具有較高的參考價(jià)值。

大中型沼氣工程技術(shù)，是一項(xiàng)以開(kāi)發(fā)利用養(yǎng)殖場(chǎng)糞污為對(duì)象，以獲取能源和治理環(huán)境污染為目的，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生態(tài)良性循環(huán)的農(nóng)村能源工程技術(shù)。大中型沼氣工程是指沼氣發(fā)酵裝置或日產(chǎn)氣量達(dá)到一定規(guī)模，即單體發(fā)酵容積不小于100m³，或多個(gè)單體發(fā)酵容積之和不小于100m³，或日產(chǎn)氣量不小于100m³為中型沼氣工程。如果單體發(fā)酵容積大于500m³，或多個(gè)單體發(fā)酵容積之和大于1000m³，或日產(chǎn)氣量大于1000m³為大型沼氣工程。人們習(xí)慣把中型和大型沼氣工程放到一起去評(píng)述，稱之為大中型沼氣工程。它包括厭氧發(fā)酵主體及配套工程技術(shù)，主要是通過(guò)厭氧發(fā)酵及相關(guān)處理降低糞水有機(jī)質(zhì)含量，達(dá)到或接近排放標(biāo)準(zhǔn)并按設(shè)計(jì)工藝要求獲取能源—沼氣：沼氣利用產(chǎn)品與設(shè)備技術(shù)，主要是利用沼氣或直接用于生活用能，或發(fā)電、燒鍋爐、直接用于生產(chǎn)供暖、作為化工原料等。沼肥制成液肥和復(fù)合肥技術(shù)，則主要是通過(guò)固液分離，添加必要元素和成分，使沼肥制成液肥或復(fù)合肥，供自身使用或銷售。其關(guān)鍵技術(shù)是沼氣厭氧發(fā)酵技術(shù)，包括常規(guī)和高效發(fā)酵工藝技術(shù)。

規(guī)模化禽畜場(chǎng)、屠宰場(chǎng)或食品加工業(yè)的酒精廠、淀粉廠、檸檬酸廠等的沼氣工程，根據(jù)工程最終達(dá)到的目標(biāo)基本上可以分為三種類型：一是以生產(chǎn)沼氣和利用沼氣為目標(biāo)；二是以達(dá)到環(huán)境保護(hù)要求，使排水符合國(guó)家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)為目標(biāo)；三是前兩個(gè)目標(biāo)的結(jié)合，對(duì)沼氣、沼渣和沼液進(jìn)行綜合利用，實(shí)現(xiàn)生態(tài)環(huán)境建設(shè)。沼氣工程類型的確定，要根據(jù)廠家原料來(lái)源的具體情況，由 工程建設(shè)單位和設(shè)計(jì)者共同確定。

工程建設(shè)涉及國(guó)家或集體的投資，一項(xiàng)工程的壽命至少定為15~20年，所以原料供應(yīng)要相對(duì)穩(wěn)定，尤其是以畜禽場(chǎng)糞污為原料的大中型沼氣工程，更要注意糞便原料的相對(duì)穩(wěn)定。同時(shí)，必須重視沼氣、沼渣和沼液的綜合利用，以環(huán)保達(dá)標(biāo)排放為目標(biāo)的大中型工程，只有實(shí)行沼氣、沼渣和沼液的綜合利用，才能增大工程的經(jīng)濟(jì)效益。總體布置在滿足工藝參數(shù)要求的同時(shí)，要與周圍的環(huán)境相協(xié)調(diào)，選用設(shè)備裝置及構(gòu)筑物平面布局與管路走向要合理，并符合防火相關(guān)條款規(guī)定。若以糞便為原料來(lái)源，在條件允許的前提下，還要考慮養(yǎng)殖場(chǎng)生產(chǎn)規(guī)模擴(kuò)展的可能性。

工藝流程是沼氣工程項(xiàng)目的核心，要結(jié)合建設(shè)單位的資金投入情況、管理人員的技術(shù)水平、所處理物料的水質(zhì)水量情況確定，還要采用切實(shí)可行的先進(jìn)技術(shù)，最終實(shí)現(xiàn)工程的處理目標(biāo)。要對(duì)工藝流程進(jìn)行反復(fù)比較，確定最佳的和適用的工藝流程。

一個(gè)完整的大中型沼氣發(fā)酵工程，無(wú)論其規(guī)模大小，都應(yīng)包括如下的工藝流程：原料（廢水等）的收集，原料的預(yù)處理，厭氧消化，厭氧消化液的后處理，沼氣的凈化、儲(chǔ)存和輸配以及利用等環(huán)節(jié)，如圖《沼氣工程的基本流程1所示。

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