沼气工程规划设计与工程验收2.ppt

1、中国农业大学林聪沼气工程规划设计及工程验收，主要内容，1沼气工程规划建设内容及产品方案，2沼气工程建设模式及规划设计，3、3沼气厂，4沼气工程设计工艺参数选择，5沼气利用，6沼气工程验收，工程建设规模分类，1 2。选择厌氧发酵工艺和发酵罐类型；3.气体储存系统；4.沼气利用系统、燃气输配系统和发电系统；5.沼气净化系统和监控系统；6.沼渣和沼液的综合利用系统、周边土地的承载和消费能力、周边种植结构的多样性、对水和肥料的需求；7.固体肥料生产。(1)明确项目最终目标，选择三种技术路线：一是以生产沼气和利用沼气为目标；二是符合环境保护要求和国家规定的标准；三是综合利用沼气、沼渣和沼液，实现生态环境

2、建设。一、沼气工程产品方案、沼气热能利用(模式)沼气发电(需求和使用)沼渣液体利用(土地承载力)固体有机肥(品种和市场)肥料为基础的新鲜粪便出售(需求)少量沼气(利用模式)少量沼气(能源)污水排放为基础的肥料生产(品种和市场)污水处理(处理模式和排放标准)沼气工程建设模式、沼气工程发酵流程图、建设内容、 大中型养殖场沼气以“一池三建”为基本建设单元，建设沼气发酵池、原料预处理、沼气利用和沼气肥料利用设施。 “一池”:指沼气发酵装置，即微生物在厌氧条件下分解有机物并产生沼气的装置。“三建”:一是建设预处理设施，包括沉淀、调节、计量、进出料、搅拌等设备；二是建设沼气利用设施，包括沼气净化、储存、分

3、配和利用装置；第三，沼肥利用设施，包括沼渣和沼液综合利用和进一步处理装置，建设内容；一、主要工程：主要包括发酵原料预处理单元、沼气生产单元、沼气净化储存单元、沼气二、配套工程：主要包括供配电系统、过程控制系统、给排水系统、供热系统、照明系统、消防系统、安全监控系统、道路、大门、围栏、通讯、运输车辆等。沼气站；三.生产管理和生活服务设施：主要包括办公室、值班室、门卫、公厕等。寒冷地区也应包括供暖设施。根据场地条件和发酵残渣处理利用的不同方式和要求，沼气工程可分为生态型和环保型两大类。在实际工程设计中，根据场地条件、沼气利用和排放的要求，可以选择模式。项目效益，通过选择合适的处理方式，可以降低项目

4、投资和运营成本；通过选择良好的工艺和设备，可以提高产气率、发电量和余热利用率。充分利用沼气的共生产品(热、电、肥)，增加收入，实现沼气工程的循环经济。为了减少粪肥，提高能源效率，最大限度地利用资源，降低处理成本，应因地制宜地选择合适的技术和处理模式。规划原则，大中型农业沼气工程的建设必须遵守国家有关经济建设的法律法规，执行国家的节水、节能、节地、环保、消防安全等政策。并遵守国家农村能源主管部门制定和颁布的有关规定。农业大中型沼气工程建设应当统筹规划，与城乡发展规划相协调，并与近期和远期相结合农业大中型沼气工程的规划原则和建设水平，应根据我国农村经济发展现状，结合大规模农业生产和科技发展的实际情

5、况，以农业有机废弃物的有效处理和综合利用为目标，结合当地实际需要，因地制宜，做到技术先进、经济合理、无二次污染、节能减排。大中型农业沼气工程建设，首先要在总结生产经验的基础上，从实际出发，采用成熟可靠的技术，积极稳妥地选择有效的新技术、新工艺、新材料和新设备。第三章。沼气工程建设规模分类标准，新建农业大中型沼气工程建设规模，以日沼气产量为主要划分指标：特大型：5000以上；大型类型：5004999；中型：150499；小型：50149；大中型沼气工程建设用地参考指标，厌氧反应器容积产气率限制指标，沼气工程劳动能力，4。沼气工程设计工艺参数的选择。沼气发酵原料的收集和充足稳定的原料供应是沼气发酵

6、过程的基础，许多沼气项目因原料来源的变化而被迫停止运营或报废。原料的收集方式直接影响原料的质量和污水的量和浓度。2。主要有机质的生物气产量和组成。1Kg糖(C6H12O6)的理论甲烷产量约为350升。如果产生的沼气中的甲烷含量为60，则每千克化学需氧量的沼气产量为0.583m3，但实际上每千克化学需氧量仅产生0.450.5升沼气。根据不同原料产气的实测值，万头猪场干粪去除：每天排放约60 m3化学需氧量高达6000-8000mg/L的冲洗水，而同规模的鸡场小于15m3，牛场为45m3。3.发酵温度的选择是影响沼气发酵的一个重要因素。沼气发酵菌株可以产生860范围内的气体。原料的分解和消化率随着

7、温度的升高而增加，即产气率随着温度的升高而增加。沼气发酵可分为三个温度范围，4560称为高温发酵；3045被称为中温发酵；20以下简称低温发酵。高温发酵，高温发酵过程是指发酵液的温度保持在50-60的范围内，实际控制温度大多为532。该工艺的特点是微生物生长活跃，有机物分解快，产气率高，停留时间短。高温发酵能有效杀灭粪便中的各种致病菌和寄生虫卵，具有良好的卫生效果。中温发酵是指发酵液的温度保持在352以内。与高温发酵相比，该工艺消化速度较慢，产气率较低，但维持中温发酵的能耗较少，沼气发酵总体上可维持在较高水平，产气速度较快，料液基本不结皮，可保证全年稳定运行。该工艺具有稳定的料液温度和平衡的产

8、气量。高温发酵消耗过多热能，发酵残渣肥效低，氨氮损失大，使得中温发酵工艺得到广泛应用。常温发酵，又称“自然温度”发酵，是指沼气在自然温度下发酵，发酵温度在气温的影响下发生变化。其特点是发酵液的温度随气温和地温的变化而变化，其优点是无需控制发酵液的温度，节省了保温和加热投资，沼气池本身不消耗热量；缺点是在相同的进料条件下，产气率不同，5。厌氧消化器的水力停留时间。厌氧消化池的水力停留时间(HRT)是指消化池中发酵液的总容积置换所需的时间，通常以天(d)或小时(h)为单位。当消化器在一定的容积负荷下运行时，其水力停留时间与发酵原料的有机物含量成正比。有机质含量越高，水力停留时间越长，有利于提高有机

9、质的分解速率。水力停留时间(d)=消化池的有效容积和日进料速度；5.厌氧消化器的水力停留时间，与原料特性、发酵温度、设备类型和预期目的有关。一般来说，在传统的地下池塘中使用畜禽粪便作为原料时，停留时间为2060天；以畜禽粪便为原料的地面高效装置保存期为815天；以酒精废液和高浓度有机废水为原料时，地面高效装置的停留时间为0.54天。对于沼气生产，可以选择最佳的保存期，对于环境保护，保存期应适当延长。6。有机负荷和发酵浓度。厌氧消化过程中的负荷通常指发酵罐的有机容积负荷，即每单位消化器每天的有机物量。通常，单位是kgCOD/m3d，有时TS或VS用来表示有机物的数量。容积负荷主要由厌氧活性污泥的

10、数量和活性决定。因此，运行期间确定容积负荷的基础是污泥负荷，即每天每千克厌氧活性污泥中的有机物量，单位为千克化学需氧量/千克生物固体。发酵浓度与产气和发酵时间密切相关。7.在生物反应器中，生物化学取决于微生物的代谢活动，这需要微生物不断接触新的食物。在分批发酵中，搅拌是微生物与食物接触的有效手段；在连续给料系统中，特别是高浓度、产气量大的原料，在给料和产气过程中，气泡形成和上升过程引起的搅拌是食物与微生物接触的主要驱动力。蒸煮器的有限搅拌可以使微生物与原料充分接触，打破分层现象，将活性层扩展到整个发酵液中。此外，搅拌还具有防止沉淀、生成或破坏浮渣层、保证池温均匀、促进气液分离的作用。8。控制有

11、毒化合物，在畜禽养殖场消毒或防疫期间，更多的药物将进入粪便污水。工厂的有机污水中经常含有一些有毒物质。这些物质会毒害或抑制沼气发酵过程，包括一些无机和有机物质。有些有机氯毒性很大，如CH2CL2、CHCL3和CCL4等。其浓度约为1毫克/升，因此与氯仿(CHCL3)结合的发酵罐经常导致产甲烷菌中毒，使发酵失败。9.沼气发酵装置的选择根据储气方式可分为水压式、浮盖式和气囊式；按照几何形状，它可以分为圆柱形、球形、椭球形、拱形、矩形和祭坛。根据埋置位置，可分为地下、半埋和地上三类。根据池窑建筑材料，可分为砖结构、混凝土结构、钢筋混凝土结构、玻璃钢、塑钢网水泥、Lipp罐和搪瓷钢板罐等。根据发酵温度

12、，可分为常温发酵、中温发酵和高温发酵。它可分为两级发酵、一级发酵和两级或多级发酵。根据发酵机理，可分为三类：常规型、污泥滞留型和附着膜型。沼气池是沼气发酵的核心设备。微生物的繁殖、有机物的分解和转化以及沼气的产生都是在沼气池中进行的，因此沼气池的结构和运行是沼气工程设计的重点。根据水力停留时间(HRT)、固体停留时间(SRT)和微生物停留时间(MRT)之间的不同相关性，确定了最佳工艺参数USR消化器是一个简单的低价值的反应器，它可以自动形成SRT和MRT高于HRT。未反应的生物固体和微生物通过自然沉淀留在反应器中，并可进入高悬浮物原料，如牲畜粪便和酒废液等。并且不需要流出物回流和气/固分离器。

13、(2)升流式固体反应器(USR)，(3)全混合厌氧发酵，该技术是在常规厌氧消化器中安装一个搅拌装置。使发酵原料和微生物处于完全混合的状态；蒸煮器通常采用恒温连续进料或半连续进料，适用于处理高浓度和含有大量悬浮固体的原料。(4)推流式消化器是一种矩形的不完全混合消化器，原料从一端进入，从另一端以活塞式状态流出。由于在消化器中产生沼气，所以存在垂直搅拌作用，而垂直搅拌作用最小。在进料端，存在强烈的水解和酸化，甲烷产量随着流向排放方向而增加。由于系统进料端缺少接种物，需要固体回流。为了减少微生物的出现，应在消化池内设置挡板，以利于稳定运行。(5)六六六厌氧工艺，六六六是一种结合了活塞流、混合和高浓度

14、特性的发酵装置。厌氧池配有机械搅拌，机械搅拌以活塞流方式推至池的后端。HCF厌氧反应器一端的顶部有一个带格栅的进料口，并与消化池的气室隔离。在厌氧反应器的另一端，进料液体以溢流和沉淀的形式排出。六六六厌氧发酵液的干物质含量可达8。(6)上流式厌氧污泥床(UASB)，是目前发展最快的消化池，其特点是污水自下而上流经膨胀颗粒污泥床。消化池分为三个区域，即污泥床、污泥层和气固分离器。上流式厌氧污泥床(UASB)，10。建造污泥床的材料。消化池所用材料包括钢筋混凝土结构、搪瓷钢板结构、钢板焊接、立浦池等。沼气的净化(1)沼气的脱水通常采用重力法，或在输送沼气的管道最低点除去管道中的水蒸气。沼气脱水，沼

15、气脱水装置1。挡板；2.气体出口管；3.钢瓶。4.垂直过滤网；5.头。6.排气管；7.进气管；8.水平过滤网；(2)沼气脱硫，采用干法脱硫、湿法脱硫和生物脱硫。用于直接燃烧能量的沼气中的H2S浓度应低于20毫克/立方米，而用于直接发电的沼气中的浓度为300毫克/立方米。畜禽养殖场沼气中的H2S浓度为0.0284.5克/立方米，平均为1.79克/立方米。(3)化学脱硫(干法氧化铁脱硫)沼气在常温下通过脱硫剂床层，沼气中的H2S与活性氧化铁接触生成硫化铁，然后含有硫化物的脱硫剂与空气中的氧气接触，当有水存在时，铁的硫化物转化为氧化铁和单质硫。这种脱硫和再生过程可以循环多次，直到氧化铁脱硫剂表面的大部分孔隙被硫或其他杂质覆盖而失去活性。沼气中H2S浓度高时，应经常更换脱硫剂。化学脱硫塔、压力稳定，安全运行成本低。但是冬天很容易结冰。储气库不受温度的影响，这是未来的发展方向，但由于耗电量大，需要有备用电源。储气不受温度影响，储气量小；然而，由于功耗和高运行成本，每年都需要进行安全检查。沼气储存，湿储存，干低压储存，干高压储存，12。沼气储存、沼气储存、厌氧消化装置自身工作状态的波动以及进料速度和浓度的变化，以及厌氧消化装置产生的沼气量一直处于变化状态。沼气的生产基本上是连续的，而沼气的使用通常是间歇的。为了保证各气点的正常供气，bio沼气储存系数，第五和第三沼气的利用率，其