《沼气工程技术与工艺(PPT58页)》由会员分享，可在线阅读，更多相关《沼气工程技术与工艺(PPT58页)（58页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、内容内容u一、沼气规模工程分类标准u二、沼气发酵基本原理u三、沼气发酵基本条件u四、发酵装置u五、沼气工程设计工艺参数的选择u六、沼气工程建设模式u七、沼气工程建设不容忽视的问题u八、沼气工程相关规范与标准五、沼气工程设计工艺参数的选择五、沼气工程设计工艺参数的选择1. 原料的收集n充足而稳定的原料供应是沼气发酵工艺的基础，不少沼气工程因原料来源的变化被迫停止运转或报废。原料的收集方式直接影响原料的质量，影响到污水的生成量以及浓度。 2 2. . 原料的预处理原料的预处理u原料中常混有各种杂物，如牛粪中的杂草，鸡粪中的鸡毛和砂砾等。为了便于用泵输及防止发酵过程中出现故障，或为了减少原料中的悬浮
2、固体含量，有的在进入消化器前还要进行升温或降温等，因而要对原料进行预处理。u预处理阶段大中型沼气工程所设计的相关构筑物必须满足发酵工艺要求，才能最终达到总体设计目标。 3. 3. 选择发酵温度选择发酵温度u发酵温度是影响沼气发酵的重要因素。沼气发酵菌种在860范围内都能发酵产气。u原料的分解消化速度随温度的升高而提高，也就是产气量随温度升高而提高。u厌氧发酵原料宜采用尽可能高SS浓度的畜禽粪水，尽量减少沼液产量；厌氧消化宜采用中温消化(35左右)，也可采用近中温消化(2530)。消化器的保温设计消化器的保温设计n采取中、高温运行的大中型沼气工程，消化器内料液的温度或是35，或是54。而消化器周
3、围环境温度却随着四季更替或昼夜交换而变化，为确保消化器能在恒温条件下运行，必须以当地最寒冷时刻的气温条件，确定保温层的厚度，对消化器进行保温设计。4.4.选择消化器选择消化器( (沼气池沼气池) ) 规模化养殖场大中型沼气工程项目建设池型选择：沼气发酵装置是整个沼气工程的核心部件。沼气发酵装置类型很多，畜禽粪便污水多采用升流式固体反应器（USR）及塞流式消化器，固体物含量低的废水多采用上流式厌氧污泥床（UASB）厌氧消化器。消化器的设计消化器的设计n消化器容积大小与沼气发酵原料的物料特性、消化液浓度和水力滞留期有关。n消化器容积V1与每日处理原料量、消化液浓度、消化液密度和水力滞留期有关，公式
4、如下：n 消化器总容积消化器中消化液容积（V1）消化器的储气容积（V2），一般取V2（810）V1，即 ： VV1V2 原料、池型、温度与产气率原料、池型、温度与产气率原 料池 型温 度/产气率/m3/m3日畜禽粪便常规地下池常温0.10.6地面池350.61.85.5.选择厌氧消化器的滞留期（选择厌氧消化器的滞留期（HRTHRT） 滞留期与原料特性、发酵温度、装置类型及预期目的有关。一般地选择为：v常规地下池采用畜禽粪便为原料时滞留期为 2060天；v地面高效装置采用畜禽粪便为原料时滞留期为815天；v地面高效装置采用酒精废液及高浓度有机废水为原料时滞留期为0.54天。v以生产沼气为主可选择
5、最佳滞留期，以环境保护为主，则应适当延长滞留期。 6.6.沼气储存沼气储存 大中型沼气工程一般采用低压湿式储气柜、干式储气柜、橡胶储气袋储存沼气。贮气容积的确定与用气情况有关。目前沼气池设计贮气量大多考虑能贮存12小时所产的气，沼气用于民用时，储气柜容积按产气量的5060%计算；民用、发电或烧锅炉各一半时，按产气量的40计算；也可根据实际用气量适当配置贮气容积。 7.7.沼气的脱水沼气的脱水v通常采用重力方法完成沼气的脱水，或者在输送沼气管路的最低点将管路中水蒸气排除。1.井盖；2.集水井；3.凝水器；4.自动排水管；5.排水管；a.自动排水 b.人工手动排水8.8.沼气脱硫沼气脱硫 v沼气脱
6、硫采用干式脱硫、湿式脱硫和生物脱硫。用于能源直接燃烧的沼气中H2S浓度应低于20毫克/米3，用于直接发电的沼气中H2S浓度为300毫克/米3v畜禽场的沼气中H2S浓度在0.0284. 5克/米3之间，平均为1.79克/米3 。9 9、 沼气输配系统沼气输配系统10.10.沼气发电沼气发电v用于发电的沼气，其组分中甲烷含量应大于60，硫化氢含量应小于0.05，供气压力不低于6kPa。v以柴油机改装为全燃沼气的奥托机时，因为沼气中含CO2，在不改变原发动机容积的情况下，由于不能增加混合气的热值，所以沼气发动机热效率一般在2530范围。v发动机的热效率为35%，发电机的热效率为90%时，则每立方米沼
7、气可发电约2度。 沼气发酵液不能直接排放，否则会导致二次污染，必须后处理加以资源化利用。沼气发酵液作为有机肥应根据当地土壤状况和种植施肥情况应用于果树、养鱼、种花和蔬菜、大田种植业。11、沼肥的综合利用厌氧发酵残留物的利用厌氧发酵残留物的利用沼液中含有氮、磷、钾、钙、铜、锌、铁、B族维生素、赤霉素、氨基酸和酶活性物质。沼气厌氧发酵后约95%的寄生虫和有害细菌被杀灭。发酵后的沼液无机元素络合，进行沼渣、沼液深加工，生产多元复合营养有机复合有机肥，有利于植物的优质生产和某些病虫害防治。 沼气工程建设内容沼气工程建设内容v养殖场大中型沼气以“一池三建”为基本建设单元，建设沼气发酵池、原料预处理、沼气
8、利用和沼肥利用设施。v“一池”：是指沼气发酵装置，即在厌氧条件下，利用微生物分解有机物并产生沼气的装置。v“三建”：一是建设预处理设施：包括沉淀、调节、计量、进出料、搅拌等装置；二是建设沼气利用设施，包括沼气净化、储存、输配和利用装置；三是沼肥利用设施，包括沼渣、沼液综合利用和进一步处理装置。六、沼气工程建设模式六、沼气工程建设模式 沼气工程发酵流程图 循环系统厌氧反应器沉淀池（出料）一级贮粪池（调节池）二级贮粪池加热预混池保温脱水 脱硫储气罐燃料 应用模式应用模式u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、
9、沼气利用和排放等方面的要求，可以选择模式。1 1、产品方案、产品方案n1) 管理实现减量化的原则n在污染防治上应强调减通过生产结构调整及开展清洁生产减少污染物产生量，降低处理难度及处理成本。 n2)处理优先资源化的原则n资源化和综合利用结合，坚持以利用为主、利用与污染治理相结合的原则。 n3) 结果达到无害化的原则n利用时不会对牲畜和作物的生长产生不良影响；排放的污水和粪便不会对地下水和地表水产生污染等。n4) 整个系统生态化的原则n以农养牧、养渔，以牧、渔促农，实现生态系统的良性循环。n5) 运作通过产业化的原则 畜禽粪便收集、生产和销售，采用产业化和专业化运作模式，吸引社会投资。n2、沼气
10、工程产品方案 沼气热能利用 （方式）n以产气为主 沼气发电 （ 需求和用途） 沼渣液的利用 （土地承载力） 固体有机肥 （品种、市场）n以肥料为主 鲜粪外售 （需求） 少量沼气 （利用方式） 少量沼气 （能量）n以污水达标排放为主 肥料生产 （品种、市场） 污水处理 （处理方式、排放标准）3 3、三沼的应用、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装置，通过输送管道将沼气配送到农户，形成了供气管网，并向农民供应沼气，解决生活燃料问题，。发电我国自产单燃料沼气发电机技术越来越成熟，能源短缺的现实和可再生能源利用技术的完善，使沼气发电已经成为沼气工程中很重要的一部分。沼渣液
11、沼肥是很好的有机肥料，已被广泛用作基肥和无土育苗基质，果园和蔬菜大棚有机肥灌溉施用，并作为固体有机肥进入了市场销售。沼气发酵的基本工艺流程沼气发酵的基本工艺流程 畜禽粪污水剩余污泥(可用作肥料)储存沼气净化调节池预处理厌氧消化器后处理用户排放规模化养猪场粪污处理模式（能源生态模式）规模化养猪场粪污处理模式（能源生态模式）养鸡场沼气工程设计（能源生态模式）规模蛋鸡场粪便 雨水沼气净化计量贮存 沉淀达标排放菜田、粮田浇灌 养殖场食堂浴室用能 沉渣制花卉肥 分离清液 厌氧发酵 泵压蔬菜田或果园喷灌酸化兼氧 漫流沉砂 固液分离 粪草分离 分离杂物 堆沤发酵 沼气发电 农田基肥 寒季加温及反季节蔬菜二氧
12、化碳转换用 养殖场沼气站用电 尿冲洗水 调节计量 沼液贮存调配池固体物晒干粉碎制饲料添加剂或制有机复合肥 规模养牛场沼气工程设计（能源生态型模式）规模奶牛场牛粪尿水雨水渗透液调节计量 一级二级氧化塘厌氧发酵达标排放沉淀污泥制花卉肥市场销售生产生活用能沼气净化贮存无公害有机青饲料 有机肥制作 青饲料渗透液 酸化（兼氧 ） 沼液贮存青饲料田喷灌 规模化养猪场粪污处理模式（能源环保模式）规模化养猪场粪污处理模式（能源环保模式）能源环保型能源环保型规模养殖场沼气工程设计（能源环保型模式）规模养殖场干粪 堆沤发酵 还田或送有机肥料厂 污水 罗茨风机 雨水SBR池 排水池 调节池 出水回流 达 标排放一级
13、二级氧化塘 渗透液 污泥回流 格栅沉砂 集水池 酸化兼氧池 厌氧发酵 缺氧池 七、沼气工程建设不容忽视的问题七、沼气工程建设不容忽视的问题n工程验收n运行管理n安全n沼渣液消纳与综合利用问题1. 1.沼气的密封问题沼气的密封问题v密封是一道重要工序。v施工中应注意建池的密封，不能有缝隙和沙眼，形成漏气。v沼气池建成后，用纯水泥浆打底，抹1：2.5水泥沙浆找平压实，将基层清理后充分浇水湿润，接着开始做密封层。 2. 2.试压检验试压检验 v为保证安全和沼气池的正常使用，必须经过压力实验。v沼气工程建成及输气系统安装后，要参照国标 GB4751中第721和722条规定进行打压验收。 试压检验试压检
14、验- -水压法水压法v向沼气池内注水至溢流高度，稳定后观察12小时，当水位无明显变化时，表明发酵池及进料管系统不漏水之后方可进行水压试验。v关闭池体通向气空间的所有阀门，在池顶气空间接好测压仪表或形压力计，对气空间做好全面的密封处理，此后继续向沼气池内注水；当压力达到最大设计压力时停止加水，记录好压力值，稳压观察 小时。当压力下降在310以内时，可确认沼气池抗渗性能符合要求。 试压检验试压检验- -气压试验法气压试验法v与前面的区别是在注水稳压观察后，向罐（池）内不是再注水，当压力达到最大设计压力时停止加水，记录好压力值，稳压观察 小时。而是注气后观察沼气池的压力降在310以内，确认抗渗性能符
15、合要求。 3. 3.沼气的验收沼气的验收v与沼气池配套的所有管道、阀门均应根据其各自的运行压力，分别用清水进行承压检验。 v沼气的压力表和流量计要进行质量验收和调试，以保证其安全、可靠、灵活和准确。v运行前的试车是非常重要的工作，否则在投产后再发现上述先天性缺陷，就会给补救维修工作带来麻烦。 4. 4.沼气的竣工沼气的竣工u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。u隐蔽工程记录 5. 5.温度变化对厌氧发酵效率的影响温度变化对厌氧发酵效率的影响v在同一温度类
16、型条件下，温度发生波动会给发酵带来一定影响。在35中温发酵时，于小时内温度上下波动不宜超过。短时间内温度升降，沼气产量明显下降，波动的幅度过大时，甚至停止产气。例如一个在35下正常运行的沼气池，若温度突然下降到20，产气几乎停止。然而，温度波动不会使厌氧消化系统受到不可逆转的破坏，即温度瞬时波动对发酵的不利影响只是暂时性的，温度一经恢复正常，发酵的效率也随之恢复。5. 5.温度变化对厌氧发酵效率的影响温度变化对厌氧发酵效率的影响v 如温度波动时间较长时动时间较长时 ，效率的恢复所需时间时间也相应应延长长。如果将35运行温度降至10，并保持15分钟钟，然后恢复至35，沼气产产率就迅速回升；如果保持2小时时，则产则产 气率恢复至原有水平所需的时间时间 也较长较长 。v 常温发酵的沼气池发酵温度随气温而便，产气率较低。 6.p 6.p与减度变化对厌氧发酵效率与减度变化对厌氧发酵效率v 沼气发酵是在p中性条件下的厌氧发酵，p下降沼气发酵就会终止。而p的变化受发酵液中挥发酸浓度和碱度的影响。 v 发酵料掖温度在6.5-7.8之间。7. 7.选取接种物选取接种物 v在确定系统运行温度后，要选择同类
