沼气工程技术与工艺
沼气生产工艺操作流程
沼气生产工艺操作流程沼气生产工艺操作流程沼气生产工艺流程图沼气发酵基本原理沼气发酵又称为厌氧消化，是指有机物质（如人畜家禽粪便、秸秆、杂草等）在一定的水分、温度和厌氧条件下，通过种类繁多、数量巨大、且功能不同的各类微生物的分解代谢，最终形成甲烷和二氧化碳等混合性气体（沼气）的复杂的生物化学过程。
沼气发酵过程一般要经历三个阶段，即液化阶段、产酸阶段和产甲烷阶段。
沼气发酵过程的液化阶段用作沼气发酵原料的有机物种类繁多，如禽畜粪便、作物秸秆、食品加工废物和废水，以及酒精废料等，其主要化学成分为多糖、蛋白质和脂类。
其中多糖类物质是发酵原料的主要成分，它包括淀粉、纤维素、半纤维素、果胶质等。
这些复杂有机物大多数在水中不能溶解，必须首先被发酵细菌所分泌的胞外酶水解为可溶性糖、肽、氨基酸和脂肪酸后，才能被微生物所吸收利用。
发酵性细菌将上述可溶性物质吸收进入细胞后，经过发酵作用将它们转化为乙酸、丙酸、丁酸等脂肪酸和醇类及一定量的氢、二氧化碳。
在沼气发酵测定过程中，发酵液中的乙酸、丙酸、丁酸总量称为中挥发酸(TVA)。
蛋白质类物质被发酵性细菌分解为氨基酸，又可被细菌合成细胞物质而加以利用，多余时也可以进一步被分解生成脂肪酸、氨和硫化氢等。
蛋白质含量的多少，直接影响沼气中氨及硫化氢的含量，而氨基酸分解时所生成的有机酸类，则可继续转化而生成甲烷、二氧化碳和水。
脂类物质在细菌脂肪酶的作用下，首先水解生成甘油和脂肪酸，甘油可进一步按糖代谢途径被分解，脂肪酸则进一步被微生物分解为多个乙酸。
沼气发酵过程的产酸阶段（1）产氢产乙酸菌发酵性细菌将复杂有机物分解发酵所产生的有机酸和醇类，除甲酸、乙酸和甲醇外，均不能被产甲烷菌所利用，必须由产氢产乙酸菌将其分解转化为乙酸、氢和二氧化碳。
（2）耗氢产乙酸菌耗氢产乙酸菌也称同型乙酸菌，这是一类既能自养生活能异养生活的混合营养型细菌。
它们既能利用H2+CO2生成乙酸，也能代谢产生乙酸。
通过上述微生物的活动，各种复杂有机物可生成有机酸和H2／CO2等。
奶牛养殖场粪污处理沼气工程技术与模式
Y a n g z h i j i s h u从现阶段我国的奶牛养殖场发展情况来看，因为经济和技术等相关方面的原因，并没有真正意义上有效处理好奶牛养殖场的粪污问题，而此类问题对于奶牛产业的可持续发展会造成很大程度的负面影响，因此对其进行综合治理，是迫在眉睫的事情。
一、奶牛养殖场粪污处理沼气工程建立背景新形势下，规模化奶牛场粪污治理工程应以生态农业循环经济为目标，以养殖场粪污为资源，全方位、多层次、多功能、快速率地开发粪水资源，有效地处理好养殖产生的大量粪便、污水，减少并消除对周围环境的污染。
经过调研，当前针对规模奶牛场的粪污进行切实有效的清理，具体的方式主要包括人工清粪、刮板清粪、水冲清粪、拖拉机铲车清粪、吸粪车清粪等，处理模式主要有“种养一体处理模式”“沼气工程模式”“循环利用模式”“污水纳管模式”和“有机肥模式”，粪污的最终出口能够通过直接或者间接的形式，真正意义上有效实现粪污的还田，充分利用粪污资源，对其进行二次利用。
随着新建的大型规模奶牛场规模和数量的日益增多，在针对粪污进行处理的过程中，可以有效利用沼气工程技术，切实有效的实现资源的回收再利用。
结合这样的情况，本文有针对性的选择某市的沼气工程的规模奶牛场作为具体的案例，希望能够为切实有效的进行奶牛场粪污处理利用，提供一定的参考和借鉴。
二、该奶牛场的基本情况简介该奶牛场占地面积731亩，总建筑面积约70000㎡。
符合防疫要求，建有4个区域：1个生产区、1个办公生活区、1个饲料储藏区（含后勤供应区）和1个粪污处理区。
生产区包括犊牛舍、育成牛及成母牛舍、饲喂棚、产房、挤奶厅。
采用高强度钢结构标准牛舍，自由卧栏；引进国际先进的并列式挤奶机，TMR 采用集中配送饲喂方式。
奶牛常年存栏量5000头，其中成母牛2900头，后备牛2100头。
相对来讲，该奶牛场的奶牛粪污排放量是比较大的，所以要针对巨大的粪污量进行科学合理的处理，有效实现二次利用，应用沼气工程模式能够使其呈现出十分显著的经济效益和生态效益。
大中型沼气工程工艺课件 (一)
大中型沼气工程工艺课件 (一)随着生活水平的提升和环保意识的增强，沼气工程成为了近年来热门的能源项目之一。
在这个趋势的带动下，越来越多的人开始关注大中型沼气工程工艺课件，学习其原理和运作流程。
大中型沼气工程工艺课件是一份系统介绍沼气工程的教育课程，在众多相关课程中具有很高的参考价值。
接下来，本文将从以下四个方面介绍大中型沼气工程工艺课件。
一、基本概念大中型沼气工程工艺课件首先介绍的是沼气的基本概念，包括沼气的组成、原理和特点等。
同时，课件也会详细介绍沼气工程中所用到的设备和工艺流程。
通过学习这些基础知识，学生可以更好地理解沼气工程的原理和运作流程。
二、工艺流程在基本概念介绍之后，大中型沼气工程工艺课件会详细介绍沼气工程的工艺流程，包括储气罐的建设、原料的投入、发酵过程中的控制和沼渣的处理等。
通过学习工艺流程，学生可以更加深入地了解沼气工程的运作方式和操作技能。
三、设备介绍大中型沼气工程工艺课件还会介绍沼气工程中所用到的设备。
通过介绍设备的类型、作用和使用方法等方面的内容，学生可以更好地了解各个设备之间的关系和作用，为保证沼气工程的正常运转提供基础知识。
四、应用前景最后，大中型沼气工程工艺课件还会介绍沼气工程的应用前景。
当前，沼气工程已经得到了广泛的应用，甚至被认为是未来能源领域的重要发展方向之一。
通过学习这方面的知识，不仅能够开阔思路，而且可以扩展未来的职业发展道路。
总体来说，大中型沼气工程工艺课件是一份宝贵的教育资源。
通过学习这份课件，可以全面了解沼气工程的各个方面，提高沼气工程的应用辨识度、增强实践应用能力等，有助于个人职业发展和产业技能提高。
大中型沼气工程概念及模式
2023-11-06•沼气工程概述•大中型沼气工程核心技术•大中型沼气工程建设要素•大中型沼气工程管理模式•大中型沼气工程应用领域及案例分析目•大中型沼气工程发展前景与挑战录01沼气工程概述沼气概念沼气是一种由生物质在厌氧条件下发酵产生的可燃性气体，其主要成分是甲烷，通常被称为生物燃气。
沼气特点沼气具有清洁、高效、可再生的特点，它可以替代煤炭、天然气等传统能源，减少温室气体排放，同时也具有较高的热值。
沼气概念及特点沼气工程是指利用有机废弃物（如畜禽粪便、农作物秸秆等）在厌氧条件下进行发酵，产生沼气，同时产生有机肥料和浓缩的残渣等副产品的工程。
沼气工程定义根据规模和用途，沼气工程可分为大中型和分散型两类。
大中型沼气工程通常用于大规模的农业废弃物处理和城市垃圾处理，而分散型沼气工程则适用于小规模的农业废弃物处理和家庭使用。
沼气工程分类沼气工程定义及分类沼气工程发展现状及意义发展现状近年来，随着环保意识的增强和可再生能源政策的推动，我国沼气工程建设得到了快速发展。
目前，我国已成为全球最大的沼气生产国之一，拥有大量的沼气工程。
发展意义发展沼气工程具有多方面的意义。
首先，它可以减少温室气体排放，缓解气候变化问题；其次，它可以替代传统能源，提高能源利用效率；再次，它可以促进农业废弃物的循环利用，减少环境污染；最后，它可以提供清洁的能源供应，提高能源安全性。
02大中型沼气工程核心技术厌氧发酵类型根据进料方式、发酵温度、发酵时间等因素，厌氧发酵可分为多种类型，如高温厌氧发酵、中温厌氧发酵、低温厌氧发酵等。
厌氧发酵原理厌氧发酵是一种微生物在无氧条件下分解有机物并产生沼气的过程。
该过程主要包括水解、酸化、产氢产乙酸和甲烷化四个阶段。
厌氧发酵装置厌氧发酵装置主要包括进料装置、消化器、沼气柜和净化装置等。
其中，消化器是核心部分，用于分解有机物并产生沼气。
厌氧发酵技术生物质能转化技术生物质能转化原理01生物质能转化是指利用微生物将有机废弃物转化为沼气、肥料等的过程。
大中型沼气工程工艺
5、升流式固体床反应器(USR)
在 USR反应器的下部是含有高浓度厌氧
微生物的固体床。发酵原料从反应器底
部进入，依靠进料和所产沼气的上升动
力按一定的速度向上升流，通过高浓度
厌氧微生物固体床时，有机物被分解发
酵，上清液从反应器上部排出。
类似UASB，不同点是浓度增加到5%左右
优点：
在重力的作用下，比重较大的固体物与
成生物膜。当污水穿流过生物膜时，有
机物被细菌利用而生成沼气。 AF反应器
可以选择在厌氧滤器的不同高度不同方
向进水，水流方向可以升流或降流。由
此使得反应器在水力和有机负荷冲击下
的稳定性增强，有机废水COD去除率增
加，同时使可溶性污水快速转化。
优点：
低操作费用，不需要搅拌；
因有较高的效率，可缩小消化器体积；
使对铜敏感的绵羊发生中毒。
3 传播疾病
畜禽粪便通常含有大量的病原微生
物，如黄曲霉菌、沙门氏菌、志贺
氏菌等，以及寄生虫，如血吸虫、
旋毛囊虫等。目前已有200种“人
畜共患传染病”，其中，严重的有
89种，可由猪传染的约25种。
目前畜禽粪便处理模式
沼气(厌氧)--还田模式适用范围
养殖场规模不大，养猪场一般出栏
底物流出该系统时未完全消化，微生物
随出料而流失。
在德国，大约90%的沼气工程发酵装置
是立式罐，立式发酵罐采用完全混合式
工艺，装置容积800~1500m3。集中沼
气工程发酵装置容积2000~5000m3。
容积达到1000m3的立式发酵罐顶部常
常装有双膜贮气柜，发酵--贮气一体化。
沼气工程工艺及设备
集中供气沼气工程技术及配套设备一、沼气发酵工艺类型目前，已经开发出的厌氧沼气发酵工艺技术类型很多，但就技术成熟、投资费用管理方便等方面来看，应用较多的主要有以下四类，即完全混合式厌氧消化技术（CSTR），升流式固体消化技术（USR），升流式厌氧污泥床消化技术(UASB)和污泥床滤器（UBF）。
分别介绍如下：1、完全混合式厌氧消化技术（CSTR）该工艺主体设施为完全混合式厌氧消化反应器（CSTR），该类型反应器对粪污中的固体浓度大小没有严格要求，可以是低浓度发酵（3%以下），也可以是高浓度发酵(8%以上)，是目前沼气工程建设最常用的工艺技术之一。
整套工艺以CSTR发酵罐为主体设施，配套原料收集池、酸化罐、储气罐、脱硫脱水净化装置等附属装备，组成一整套CSTR发酵工艺技术。
CSTR发酵罐内采用机械搅拌和加温技术，使发酵物料均质和发酵温度稳定，这是沼气发酵工艺的一项重要的技术突破，通过搅拌和加温，可使发酵速率和产气率大大提高，提高装置利用率，保证整套工艺正常运转。
另一方面，该工艺非常适合于高浓度物料发酵，传质和传热效果好，原料利用率高。
因此，完全混合式厌氧消化技术（CSTR）是目前沼气工程普遍采用的主要工艺之一，其主要特点如下：不受发酵浓度限制，便于管理，启动快，运行费用低，非常适合于以产沼气能源为主，周围有使用沼渣、沼液有机肥条件的地区。
该工艺已在全国多处应用，产气效果好、运行稳定，将会成为我国沼气工程建设的首选工艺。
2、升流式固体消化技术（USR）该工艺主体设施为升流式固体反应器（USR），该类型反应器是一种结构简单、适用于高固体原料发酵的反应器。
发酵原料从底部配水系统进入反应器内，依靠进料和产气的上升动力按一定的速度向上流经含有高浓度厌氧微生物的污泥床时，使原料得到快速消化产生沼气。
未消化的生物质固体颗粒和沼气发酵微生物靠自然沉降滞留于反应器内，上清液从反应器上部溢出，这样可以得到比水力滞留期高得多的固体滞留期(SRT)和微生物滞留期 (MRT)，从而提高了固体有机物的分解率和反应器的利用效率。
ny-t-1220.2-20XX沼气工程技术规范
竭诚为您提供优质文档/双击可除ny-t-1220.2-20XX沼气工程技术规范篇一：小型沼气工程技术规范db51四川省地方标准db51/txxx-20xx小型沼气集中供气工程运行管理规范（初稿）20xx—x—x发布20xx—x—x实施四川省质量技术监督局发布目次前言……………………………………………………………………………………………………………Ⅲ1范围…………………………………………………………………………………………………………12规范性引用文件……………………………………………………………….................................13术语和定义............................................................................................................14基本要求..................................................................................................................15预处理设施运行与维护................................................................................................16厌氧发酵装置运行与维护................................................................................................37沼液储存池运行与维护...................................................................................................48沼气净化与储存运行与维护 (4)9.增温装置运行管理......................................................................................................410沼气控制房管理 (5)前言本标准依据gb/t1.1—20xx标准规定编制。
沼气工程工艺技术方案
沼气工程工艺技术方案建设单位：建设地点：编制单位：编制时间：目录摘要.................................................. I 1 项目概况................................................ IV 1.1项目名称 .............................. 错误！未定义书签。
公司大型沼气工程......................... 错误！未定义书签。
1.2项目承担单位 ........................................... V 1.3建设地点 ............................................... V 1.4建设年限 ............................................... V1.5工程占地 ............................................... V2 建设内容................................................. V 2.1建设规模............................................... V2.2主要设施............................................... V3 设计目标................................................. V 3.1处理指标............................................... V 3.2技术指标............................................... V3.3经济指标.............................................. V I4 工艺流程................................................ VI5 资金筹措方式............................................ VI6 预算说明................................................ VI 第1章概述. (7)1.1标准化设备设计理念 (7)1.2工程背景 (7)1.3工程投资范围 (7)1.4粪污处理后去向 (7)第2章编制依据 (8)2.1 相关国家法律、法规和政策 (8)2.2 相关规范与标准 (9)2.3.其他依据 (9)第3章编制原则 (9)3.1技术先进性、可靠性和适应性原则 (9)3.2经济效益最大化原则 (10)3.3环境和社会效益最大化原则 (10)第4章工艺技术方案选择 (11)4.1国内外发展现状 (11)4.2厌氧储气一体化发酵设备的优势 (12)4.3工艺技术选择 (13)第5章结构设计 (15)第6章建筑设计 (16)6.1 总体布臵 (16)6.2平面布臵 (18)6.3单元设计 ............................... 错误！未定义书签。
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6.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50％～ 60%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。
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. 选择发酵温度
发酵温度是影响沼气发酵的重要因素。沼气发酵菌种在 8℃～60℃范围内都能发酵产气。
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。
厌氧发酵原料宜采用尽可能高SS浓度的畜禽粪水，尽量
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25％～30％范围。
发动机的热效率为35%，发电机的热效率为90%时，
则每立方米沼气可发电约2度。
11、沼肥的综合利用
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。
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
养殖场大中型沼气以“一池三建”为基本建设单元，
5.选择厌氧消化器的滞留期（HRT）
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：
常规地下池采用畜禽粪便为原料时滞留期为 20－60天； 地面高效装置采用畜禽粪便为原料时滞留期为8－15天； 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0.5－4天。
以生产沼气为主可选择最佳滞留期，以环境保护为主，则应
7.沼气的脱水
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
8.沼气脱硫
沼气脱硫采用干式脱硫、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
内容
一、沼气规模工程分类标准 二、沼气发酵基本原理 三、沼气发酵基本条件 四、发酵装置 五、沼气工程设计工艺参数的选择 六、沼气工程建设模式 七、沼气工程建设不容忽视的问题 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
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，
4.选择消化器(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
n
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。 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，公式如下：
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(25～30℃)。
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。
1、产品方案
n n
1) 管理实现减量化的原则 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。
n
n n n
2)处理优先资源化的原则
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。 3) 结果达到无害化的原则 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。 4) 整个系统生态化的原则 以农养牧、养渔，以牧、渔促农，实现生态系统的良性循环。 5) 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。
V1 Gf HRT qy
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＝（8％～10％）V1，即 ：
V＝V1＋V2
原料、池型、温度与产气率
原 料 池 型 温 度/℃ 常温 35
产气率 /m3/m3•日
0.1－0.6 0.6－1.8
常规地下池 畜禽粪 便 地面池
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. 原料的预处理
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。
300毫克/米3
畜禽场的沼气中 H2S 浓度在 0.028 － 4. 5 克 /米 3
之间，平均为1.79克/米3 。
9、 沼气输配系统
10.沼气发电
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。
以柴油机改装为全燃沼气的奥托机时，因为沼气中
置。
六、沼气工程建设模式
沼气工程发酵流程图
循环系统
储 气 罐
燃料
脱水
脱硫
保温 厌氧反应 器
一级贮粪池 （调节池） 二级贮粪池 加热预混池 沉淀池（出料）
应用模式
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、沼气利用 和排放等方面的要求，可以选择模式。
建设沼气发酵池、原料预处理、沼气利用和沼肥利用
设施。
“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。 “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