沼气工程是以开发利用畜禽粪污、生活垃圾、污水等废弃物为对象,以获取能源和治理环境污染为目的,实现农业生态良性循环的农村能源工程技术。
沼气工程包括厌氧发酵主体及配套工程技术,主要是通过厌氧发酵及相关处理降低粪水有机质含量,达到或接近排放标准并按设计工艺要求产沼气;沼气利用产品与设备技术,主要是利用沼气或直接用于生活用能,或发电、或烧锅炉、或直接用于生产供暖、或作为化工原料等;沼肥制成液肥和复合肥技术,则主要是通过固液分离,添加必要元素和成份,使沼肥制成液肥或复合肥,供自身使用或销售。
图1、沼气工程建设原理图
一、建设基本原则
1、 最大程度的废物资源化原则
资源化利用是农业废弃物污染防治的核心内容。农业废弃物是一种有价值的资源,经过处理后可作为燃料、肥料、饲料、工业原料等,具有很大的经济价值。利用好农业废弃物资源,不仅可减轻对环境的污染,还可改良土壤理化性状,提高土壤肥力,提高农产品产量和品质,增加产品竞争力。
2、 清洁化原则
畜禽养殖场污染排放量大,在污染防治上着重于污染减量化原则,即通过生产结构调整及开展清洁生产减少污染物产生量,对环境起到一个清洁作用,从而降低处理难度及处理成本,同时也可使农业废弃物的肥效得以最大限度的保存和处理利用。
3、 无害化原则
农业废弃物,尤其是畜禽粪便中大量的病原体,会给人畜带来很多潜在的危害。故在利用之前要进行粪便和污水的无害化处理,使其在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土地、地下水和地表水产生污染等;污水必须根据国家规定的标准,选择适宜的处理工艺和技术达标排放。而应用于还田的固体废弃物需要进行干燥和堆肥处理,达到无害化标准,以防治生物性污染。
4、 生态化原则
根据物质循环、能量流动和生态良性循环基本原理,将种植业与畜牧业、新能源、渔业紧密结合,以农养牧、养渔,以牧、渔促农,实现生态系统的良性循环,是解决农业废弃物污染的主要途径之一。
1、 地埋式沼气池
比较常见的沼气池是传统地埋式的,地埋式又通过用材不同,有之前比较老的是用砖砌成的,这种优点是造价便宜,缺点是容易漏气,使用寿命不会很长。
现在地埋式主要是用钢筋混凝土,这种寿命长,也不容易漏气,非常有保障,目前在南方比较普遍,北方不适用。
2、 连续搅拌反应器系统(CSTR)
性质:连续搅拌反应器是指带有搅拌桨的槽式反应器。搅拌的目的在于使物料体系达到均匀状态,有利于反应的均匀和传热。反应过程包括体系中物料的物理和化学的变化,其体系特征的参数包括温度、压力、液位及体系组分等。
原理:在一个密闭罐体内完成料液的发酵、沼气产生的过程。消化器内安装有搅拌装置,使发酵原料和微生物出于完全混合状态。投料方式采用恒温连续投料或半连续投料运行。新进入的原料由于搅拌作用很快与发酵器内的全部发酵液菌种混合,使发酵底物浓度始终保持相对较低状态。
设备组成部分:刚性顶的拼装罐体、搅拌机、正负压保护器、增温控温系统、溢流槽、带刮板视镜、透光孔、取样口。
搅拌方式:顶入搅拌、侧搅拌、沼气搅拌。
使用领域:应用于屠宰废水,牛、猪、鸡等养殖场中畜禽粪便的处理和沼气生产、发电工程;城市生活污泥等SS较多的高浓度有机废水处理工程。
设备优点:
1) 适应于北方寒冷地区;
2) 高径比较大,利于厌氧反应,保证产气量;
3) 顶入式搅拌强度大,特别适用于固体含量较高的物料发酵;
4) 该工艺占地少、成本低,是目前世界上最先进的厌氧反应器之一。
三、沼气的6种循环利用模式
1、“粮→猪→沼→粮”模式。即用粮食作物秸秆配合饲料喂猪,猪粪尿下池产沼气,沼气煮饭点灯,沼肥用于肥田,沼液喂猪。
2、“猪→沼→鱼”模式。适合畜牧、水产养殖专业户。利用沼液和部分畜粪养鱼,塘泥返田作肥料,沼气点灯诱蛾灭虫喂鱼。
3、“鸡→猪→沼→菜”模式。即猪圈上建鸡舍养鸡,鸡粪落下来喂猪,猪圈下建沼气池,沼气煮食,沼肥返地种菜。此模式适合城镇附近的农户,以向城提供镇商品肉食、蛋品和蔬菜为主。最大的特点是能够充分利用时间、空间和劳力,实现“以沼促菜、以菜促猪,以猪促沼”的良性循环。
4、“猪→沼→果”模式。适合田少山地多,以栽种经济作物和果木为主的农户,即以沼气为纽带,连动畜牧业、果业、种植业等相关产业共同发展。猪粪下池产气,沼气用于炊具照明,沼液喂猪,沼肥施果树。
5、“猪→沼→菇”模式。即猪粪下池产气,沼渣培育食用菌,菌糠肥料下田,沼液喂猪。这种模式适合经济不发达地区,沼渣经过沼气池厌氧灭菌处理,没有粪虫,用沼渣作培养料,杂菌污染的可能性小。
6、“鸡→猪→沼→孵鸡”模式。即鸡粪喂猪,猪粪下池,沼气用于孵鸡,沼渣饲养蚯蚓,沼液种青饲料,蚯蚓和青饲料再用来喂鸡和猪。该模式利用沼气孵鸡,可降低成本,不受煤、油、电不足的制约。
四、结语
沼气工程是实现农业废弃物资源化利用和减少环境污染的重要途径,并且能在一定程度上缓解我国的能源压力。沼气工程的建设应遵循文中提到的基本原则,工艺及循环利用模式可根据实际情况进行选择,尽量做到工程标准化、建设模块化、运行维护专业化、管理规范化。
(来源:沼气圈)
四方仪器激光拉曼分析仪亮相成都MICONEX 2024并荣膺“十佳新品”奖
四方仪器受邀出席移动源相关团体标准咨询讨论会
四方光电参加2024年中国燃气具行业年会,发表主题演讲并荣获“优秀论文一等奖”
“武汉造”船舶尾气碳排放动态监测系统,助力船东/船公司打响“绿色”改装攻坚战
相关产品
激光拉曼光谱气体分析仪LRGA-3100
便携式排放测试系统(PEMS)
四方仪器激光拉曼光谱气体分析仪 LRGA-6000
四方仪器 激光氨逃逸气体分析仪GasTDL-3000
发动机排放测试系统
四方仪器 原位激光过程气体分析仪GasTDL-3100
发动机排放全流稀释定容采样系统(CVS) Gasboard-9802
湿度&氧气分析仪
四方仪器_便携温室气体排放分析仪Gasboard-3800GHG
在线尘埃粒子计数器(28.3L)
四方光电_激光甲烷传感器Gasboard-2500
四方光电_温室气体传感器_气体报警器/气体探测器/气体传感器Gasboard-2006
户用超声波燃气表
四方光电_工商用超声波燃气表
紫外烟气分析仪(超低量程) Gasboard-3000UV
关注
拨打电话
留言咨询