山东民和牧业大型沼气发电工程方案共29页
山东省人民政府办公厅关于进一步加快发展农村沼气等可再生能源的意见-鲁政办发[2006]91号
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山东省人民政府办公厅关于进一步加快发展农村沼气等可再生能源的意见正文：---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 山东省人民政府办公厅关于进一步加快发展农村沼气等可再生能源的意见（鲁政办发〔2006〕91号）各市人民政府，各县（市、区）人民政府，省政府各部门、各直属机构，各大企业，各高等院校：为认真贯彻《中共中、央国务院关于推进社会主义新农村建设的若干意见》（中发〔2006〕1号）和《中共山东省委、山东省人民政府关于贯彻〈中共中央、国务院关于推进社会主义新农村建设的若干意见〉的实施意见》（鲁发〔2006〕1号）精神，大力普及农村沼气，积极发展适合农村特点的清洁能源，进一步加快全省农村沼气等可再生能源发展，经省政府同意，现提出以下意见。
一、充分认识加快农村沼气等可再生能源发展的重要意义沼气等可再生能源作为清洁能源，是未来可持续能源系统的重要组成部分。
发展农村沼气等可再生能源是全面建设小康社会和建设社会主义新农村的重要内容，是发展循环经济、实现农业可持续发展的有效措施，对改善能源结构、保障国家能源安全、保持经济社会可持续发展具有重要意义。
近年来，各地认真贯彻“因地制宜、多能互补、综合利用、讲求效益”和“开发与节约并举”的农村能源建设方针，大力发展以农村沼气为重点的可再生能源建设，取得了明显成效。
但我省农村沼气等可再生能源还存在发展不平衡、投入少、服务体系不完善、产业化运作水平低等问题。
各级、各部门要从落实科学发展观，建设资源节约型、环境友好型社会，大力推进社会主义新农村建设的高度，充分认识加快发展农村沼气等可再生能源的重要意义，切实抓紧、抓好农村沼气等可再生能源建设。
浅析大型养殖场沼气发电——以山东民和养殖场沼气发电工程为例
浅析大型养殖场沼气发电——以山东民和养殖场沼气发电工程为例周强【期刊名称】《中国沼气》【年(卷),期】2010(028)001【总页数】3页(P34-36)【作者】周强【作者单位】北京时代桃源环境科技有限公司,北京,100085【正文语种】中文【中图分类】S216.4随着对环境的日益重视，人们开始利用各种方式来减少工农业生产对环境的破坏。
近十几年来，在各级政府有关部门和企业的帮助协调下，用于处理畜禽粪的大中型沼气工程纷纷上马。
但是，相对于国外发达国家，我国利用沼气的发电工程还很少，据统计，我国沼气工程中沼气发电的比例不到 3％。
而德国近 3000处沼气工程几乎都发电上网，其中98％的沼气工程是热电联产工程，发电余热用于沼气池加热。
虽然目前国内的此类项目较少，起步较晚，但是目前国家和企业已经对沼气发电加以重视并进行了研究。
国内的一些大型养殖场如山东民和、北京德清源、内蒙的蒙牛等，都建设了沼气发电工程，有的项目已经投产运营。
本文以山东民和养殖场沼气发电工程为例，简要介绍了该项目的工艺流程和投资收益情况。
1 民和养殖场沼气发电工程简介1.1 基本情况民和牧业公司是一家畜牧养殖一条龙企业，主要以饲养肉种鸡为主，目前肉种鸡的规模在全国最大，肉雏鸡苗的销售价格在全国最高，具有明显的品牌效应。
民和养殖场沼气发电项目是目前国内规模最大的畜禽养殖场沼气发电工程，同时还是国内第一个畜禽养殖场粪污处理大型沼气工程及资源化利用CDM项目，该CDM项目于 2009年 4月 27日在联合国注册成功，并于 6月投产。
运行状况良好。
目前，该项目利用鸡粪便和污水发酵产生沼气，一期工程日产沼气量 3万 m3，沼气含量 55％左右（范围 50％～60％），日发电 6万 kW h，配套 3台1063 kW 的国外发电机；二期工程上满后日产沼气量 3.75万m3（一，二期工程合计 3.75万m3），日发电 7.5万 kW h，配套 4台 1063 kW的国外发电机，产生的电上网销售。
某某牧业公司大型沼气项目工程可行性实施计划书
第1章总论1.1 项目摘要1.1.1 项目名称XXXX牧业有限公司大中型沼气工程建设项目1.1.2 主管单位XX省农业厅1.1.3 建设单位XXXX牧业有限公司1.1.4 建设地点XX市XX县XXX1.1.5 建设目标总投资455.49万元建设沼气工程，将养殖场产生的粪污及冲洗污水转化为沼气、沼液、沼渣。
沼气用于场区发电及养殖场农户用气；沼渣、沼液作为生态农肥直接施用于农田。
最终形成“养殖—废弃物资源化—种植业”的良性循环系统，最大限度提高能源和资源的利用率，实现污染物的“零排放”。
1.1.6建设内容与规模根据业主资料：干清粪为25吨/日（粪便含固率为20%，调配后浓度为10%，停留时间按20天设计），根据每天清粪量，拟建设项目如下：1.容积为1000 m3CSTR一体化1座，日产气量为1000m3，及配套脱水、脱硫等设施；2.用于500户供气、养殖场发电及配套设备1.1.7 工程模式能源生态型1.1.8产品方案1.年产沼气36.5万m3；2.年产沼渣肥3500吨；3.年产沼液肥17500吨。
1.1.9工程建设期限1年1.1.10总投资估算本项目总投资455.50万元，建设投资 445.00 万元，铺底流动资金10.50 万元。
建设投资中固定资产419.82万元，预备费25.18万元。
固定资产中土建工程费89.10万元，设备及工器具购置费 255.19万元，安装工程费 30.62万元，固定资产其他费用44.91万元。
1.1.11投资年度使用计划根据项目的建设进度，建筑工程投资在一年内完成。
项目建成后即全部投产，生产负荷达到100%。
达产期16年。
1.1.12 资金筹措方案项目建设资金主要来源于国家投资、地方配套扶持资金和企业自筹。
其中申请国家投资100.00万元，地方配套扶持资金115.00万元，企业自筹240.50万元，资金筹措符合国家和XX省农业厅关于建设项目的资金制度。
1.1.13 经济效益、社会效益和生态效益（1）经济效益1）沼气利用：年产沼气36.5万立方米，其中18.25万m³用于发电，年发电量27.37万千瓦时，每千瓦时价格为0.51元，年可获收益13.96万元，剩余18.25万m³用于户用，每立方米价格为1.0元，年收益18.25万元。
鸡粪发电情况报告
关于国内鸡粪发电的方法以及发电厂的情况报告一，目前鸡粪发电的方法1，鸡粪发酵沼气发电沼气燃烧发电，将鸡粪与鸡场污水、作物秸秆混合装进发酵池，在沼气发酵菌的作用下，有机质被分解产生甲烷，甲烷是沼气的主要成分，可作为燃料发电，每公斤鸡粪可产气0.37立方米，原料消化率大概为65％，甲烷含量为54％这说明与其他原料相比用鸡粪发酵沼气可以达到较高的产气水平。
沼气发电方法也是目前使用最多的利用人畜粪便发电的方法。
普遍形成了“鸡-肥-沼-电-生物质”循环产业链，利用鸡粪生产沼气，利用沼气发电并网、生产，余热可供沼气发酵工程自身增温和居住、工厂的供温，沼液和沼渣又可以作为有机肥料，用于周围的果园和农田使用。
动物粪便制成沼气使用流程图2、鸡粪与谷壳燃烧发电2.1，鸡粪的特性鸡粪的挥发份较高，极易着火，极易燃尽。
挥发份洗出的温度远低于煤炭，温度区间从200度开始至500度时几乎完全析出，500度以上则主要是固定碳的燃烧过程。
在锅炉内不需采用其他燃料助燃，就能保证较好的燃烧工况和燃烧效率，预计锅炉的热效率大于85％，而且燃烧后只要保证不超温，流化好，就可以防止结焦。
西安热工研究院在1MW循环流化床锅炉试验台上进行了鸡粪的燃烧试验，燃烧了24t鸡粪，试烧结果显示：在不掺烧其它燃料的条件下，鸡粪在炉内能稳定燃烧，炉膛温度为830～850℃，完全达到燃煤循环流化床锅炉的炉膛温度，测量鸡粪的低位发热值为2490大卡/千克。
2.2，鸡粪发电的装置鸡粪发电设备与工艺流程和常规的火力发电厂没有什么区别，只是把鸡粪作为燃料，而且不需要平燃煤电厂的破碎制粉系统。
燃烧系统（采用CFB锅炉或者焚烧炉）、热力系统、除灰渣系统、循环冷却水系统、烟气处理系统、燃料输送系统、发电系统、控制系统几乎都是成熟的、常规的火力发电厂系统。
只是对燃料输送和烟气处理系统要更重视。
燃料需要密闭系统储备及输送，以防止鸡粪异味外溢，烟气处理系统采用双级除尘，绝大部分烟尘在第一级除尘后就可以收集到，可用作优良的磷肥和钾肥（鸡粪灰渣的特性），二级处理系统要处理二恶英及硫化物，使其达到排放标准。
大型牛场沼气工程安装施工方案
工程名称：_______________编制单位：_______________编制人：_________________审核人：_________________批准人：_________________编制日期：年月日目录第一章编制说明第二章工程概况第三章主要施工方法第四章确保工程质量的技术组织措施第五章质量通病的防治措施第六章确保安全施工的技术组织措施第七章冬期施工措施第八章确保工程工期的技术组织措施第九章文明施工和环境保护措施第一章编制说明1.1、编制原则在熟悉图纸结合现场实际基础上，以科学的态度编写本施工组织设计。
本施工组织设计为本工程施工的纲领性文件，用以指导工程施工与管理，确保各项管理目标实现，体现业主至上，用户第一，为业主提供满意的产品和服务的企业精神。
1.2、编制依据1.2.1.郑州市某村奶牛场大型牛场沼气工程施工设计图纸。
1.2.2.国家现行施工质量验收规范，03G101-1砼结构施工图本平面整体表示方法制图规则和构造详图，及国家现行的技术政策，技术标准,施工工艺操作规程等。
1.2.3.国家及省市现行的有关安全、文明施工及城市建设的相关标准及法规。
1.2.4.施工现场场地实际情况及条件。
第二章工程概况本工程为郑州市某村奶牛场大型牛场沼气工程。
厂区地面标高采取相对标高±0.000相当于该地绝对标高，该值由现场确定。
该工程有沼气净化间、泵房、3M平台、锅炉房、CSTR发酵罐等工程组成。
施工设计总说明：厂区地面标高采用相对标高±0.000相当于该地绝对标高，该值由现场确定。
工艺管道布置图中所示管道标高除注明外均为管中心标高，标高为相对标高。
以DN表示公称直径的为钢管，以①表示外径的除特殊注明外为UPVC 管。
管线间距：管道以中心计，池子以内壁计，道路以边线计，建筑物以轴线计。
阀门井做法参见标准图集 S143。
排水检查井做法参见标准图集 02S515/9。
电缆的位置参见相关专业图纸。
3 MW集中式热电肥联产沼气工程设计与建设
3MW集中式热电肥联产沼气工程设计与建设李倩，蔡磊，蔡昌达（杭州能源环境工程有限公司，浙江杭州，310020）摘要山东民和牧业股份有限公司是一家集养殖、食品、饲料加工等于一体的大型企业。
公司2007年投资建设大型畜禽养殖场集中式沼气发电工程，利用公司23家养殖场的鸡粪和污水为原料进行发酵生产沼气。
本文着重介绍了该沼气发电工程的工艺特点和技术要点，为同类型沼气发电工程设计和建设提供参考。
关键词：畜禽场，厌氧发酵，生物脱硫，沼气发电，热电肥联产前言山东民和牧业股份有限公司存栏130羽种鸡和370万羽肉鸡，分布在相对集中的23处养鸡场。
日产鸡粪500吨（TS 20%）。
公司于2007年投资建设大型集中式沼气发电工程，将公司下属的23处养鸡场的粪便和污水作为原料进行发酵，产生的沼气用于沼气发电并网，发电机组余热用于发酵系统自身增温。
发酵后的沼液用于周围葡萄、苹果和玉米地等有机肥料。
同时，该项目实现每年温室气体减排84,882吨二氧化碳当量。
1 工艺流程图1 山东民和牧业沼气发电工程流程图2 主要建设内容本项目主要建设内容包括：预处理集水池：6,000 m3水解除砂池：2,000 m3×2座发酵系统厌氧发酵罐：3,300 m3×8座后发酵罐：2,000 m3沼气净化贮存生物脱硫塔2座双膜干式贮气柜： 2,150 m3发电及增温系统沼气发电机组：1,064 kW×3台（GE Jenbacher）余热蒸汽锅炉：0.7 t/h×3台热水罐：360 m33 工艺要点（1）进料TS浓度进料TS浓度的选择主要基于两方面因素的考虑：能量平衡和氨氮浓度。
a. 能量平衡。
发酵系统主要依靠发电机组余热进行增温，保证发酵温度[1]。
一般认为，发酵浓度大于8%时，发电机组提供的余热可满足发酵系统冬季自身增温的需要。
b. 氨氮浓度。
鸡粪原料中含有大量氨氮[2]。
根据山东民和牧业监测的结果，VS占TS比例为67%，总氮占VS比例为8.3%。
大型沼气工程项目的实施方案
农园养殖有限公司大型沼气工程项目的实施方案近年来，随着我国经济的快速增长和城乡居民生活水平的不断提高，全国各大城市和农业主要产区相继实施了一批“菜篮子”工程,为发展农村经济、提高城乡居民生活水平做出了重大贡献，也促进了我国畜禽养殖业向规模化、集约化方向发展。
随着畜禽产品市场需求日益扩大，越来越多的规模化、集约化饲养场蓬勃发展起来，从而大大地提高了畜禽产量和质量，提高了饲养报酬和劳动生产力，降低了生产成本，并使之易于生产管理和商品化经营管理，从而在市场竞争中占有有利的地位。
但由于缺乏科学的引导和必要的投入，随之也带来了畜禽粪便及污水排放量急剧增长的问题。
据不完全统计，全国1000头以上的猪场、100头以上的牛场、10万只以上的鸡场共近15000余家，这些养殖场每年排放畜禽粪便超过 1.7亿吨，有机物排放量700万吨，比全国废水有机物排放高100多万吨；若加上冲洗水，估计每年实际排放污水总量超过200亿吨，相当于全国工业和城镇生活污水排放总量的一半。
畜禽粪尿原本是很好的有机肥，由于没有进行合理的处理和利用，导致成为环境主要污染源。
由于畜禽粪便中有机物浓度高，含有大量的悬浮物和病菌，不仅造成了非常严重的环境污染，而且严重威胁着人类健康。
同时，我国自上世纪七八十年代开始使用化肥以来，虽然农产品产量有了很大的提高，但也带来诸多问题：如由于长期使用化肥，我国130多个大中型湖泊已有60多个遭遇富营养化问题；地下水硝酸盐含量远远超过饮用水标准，蔬菜中的硝酸盐含量也超过正常情况的20～40倍；造成土壤的有机质亏缺，导致土壤肥力衰退，理化性状变劣，土壤中的微生物数量减少，更加速了营养的流失；因铁离子量增加而大量置换土壤胶体颗粒上的钙、镁等金属离子，使土壤胶体分散，结构破坏，土壤酸化板结，最终影响作物产量和质量甚至丧失农业耕种价值。
由于对大气、土壤、水体造成的污染，导致了物种多样性的减少；生态环境质量和农产品质量的下降，进一步危害人体健康。
养鸡场沼气工程
二、沼气的资源量和产气量的确定
3、资源量确定 （1）猪粪尿排放量 存栏母猪日排粪量为3.0 kg，排尿量为4.0 kg 存栏商品猪日排粪量为1.5 kg，排尿量为2.0 kg （2）牛粪尿排放量 一头成年奶牛日排粪量为25 kg~30 kg，排尿量为30 kg 一头成年肉牛日排粪量为20 kg，排尿量为25 kg 一头青年牛日排粪量为10 kg，排尿量为10 kg （3）鸡粪排放量 每羽肉鸡日排粪量为： 存栏蛋鸡的日排粪量为： 0.05~0.1 kg/羽· d 0.11 kg/羽· d
有防爆风机把空气输送进外膜与内膜之间
的空间，使外膜保持球体形状并把沼气输 送出去，同时在恶劣天气条件下保护外膜。 贮气柜可抵抗强风、积雪、冰冻等恶 劣天气的影响，在寒冷地区冬季也能安全 运行。
五、工程案例介绍
北京德青源健康养殖生态园 2 MW沼气发电 工程（2007） 1. 鸡粪资源量：212 t/d，TS 30% 2. 工程规模：3,000 m3厌氧罐×4座。 3. 设计沼气产量：700万m3/年（20,000 m3/d） 4. 设计发电量：1,400万kW· h/年（40,000 kW· d） h/ 5. 年产有机肥：沼肥18万吨，供4万亩果园、 饲料地。 6. 年减排温室气体：80,000 t CO2当量。 7. 为张山营镇新农村180户居民提供沼气。 8. 现该项目已并网发电。
75~80 63~80
40~50
55~65 70~90
210~300
270~450 250~450
60
60 60
三、工艺选择
1、 工艺流程
三、工艺选择
2、发酵工艺
（1）厌氧发酵罐 完全混合厌氧反应器 （Continuous Stirred Tank Reactor, CSTR） 高浓度发酵原料：TS 8~12% 有搅拌装置，16转/分钟，每m3装机< 4瓦 发酵原料和微生物完全混合 处理量大，停留时间长，产沼气多 便于启动运行和管理
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北京德青源和山东民和牧业沼气工程案例简介 蔡昌达 杭州能源环境工程有限公司 2019. 05.17
杭州能源环境工程有限公1 司
主要内容
2
主要内容
一、 畜禽粪污沼气工程的意义 二、沼气的资源量和产气量确定 三、工艺选择 四、畜禽养殖场沼气工程的关键技术 五、工程案例介绍 六、 发展趋势
杭州能源环境工程有限公司
三、工艺选择
工艺选择
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（2）进料浓度 一般大中型沼气工程进料TS浓度较高，在8~12%之间，这是因为： 可以提高装置利用率和产气率； 减少反应器容积，节省工程投资； 减少冬季增温能耗； 减少沼液、沼渣的运输量，降低运输成本。
（3）停留时间 一般中温发酵为20~25 d，高温发酵10~15 d，以利于畜禽粪便充分消化，
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意义
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一、畜禽粪污沼气工程的意义
1、治理畜禽粪污，保护生态环境 减量化，减少污染物的排放，实现清洁生产 资源化，制取生物质能源及优质有机肥料 无害化，沼液沼渣综合利用，实现废弃物的零排放
2、减排温室气体，应对气候变化
甲烷的温室气体效应是CO2的21倍，温室气体效应20%来自甲烷，60% 来自CO2，因此减排甲烷气体是应对气候变化的重大举措。 一座日产10000m3沼气的工程每年可减排45000吨CO2。
牛粪（TS 18%） 猪粪（TS 20%） 鸡粪（TS 30%） 玉米秸秆（TS 88%） 稻草（TS 86%） 麦草（TS 85%） 木薯茎（TS 38%） 烟草茎（TS 88%） 厨余（TS 25%） 甘蔗叶（TS 87%） 菠萝叶（TS 36%）
原料产气率（m3/t） TS产气率（m3/t）
0 100 200 300 400 500 600 700
1. 技术模式：热、电、肥联产，零排放模式
-发电效率为38%，余热利用效率为42%。冬季发电机余热增温，38℃中温发 酵，无需外加热源。
TS 8%： 冬季余热80%用于厌氧罐增温； TS 10%：冬季余热60%用于厌氧罐增温； TS 12%：冬季余热40%用于厌氧罐增温。 多余热量还可用于蔬菜大棚的供暖。
牛粪 猪粪 鸡粪
TS /%
18~20 20~25 30~32
产气量 oTS /%TS
m3/t鲜粪 m3/t oTS
68~76 40~50 210~300 75~80 55~65 270~450 63~80 70~90 250~450
CH4含量 /%
60 60 60
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三、工艺选择
两项合计可利用资源潜力1990亿m3 沼气当量/年，相当于： 1200亿 m3生物天然气/年，比全国 2019年天然气消费量807亿m3还多
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资源量和产气量的确定
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二、沼气的资源量和产气量的确定
2、畜禽类和秸秆的沼气产气潜力
不同原料的产气率（m3/t） 38℃，粪便30 d，秸秆60 d
1、 工艺流程
工艺选择
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三、工艺选择
2、发酵工艺
工艺选择
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（1）厌氧发酵罐
完全混合厌氧反应器 （Continuous Stirred Tank Reactor, CSTR） 高浓度发酵原料：TS 8~12% 有搅拌装置，16转/分钟，每m3装机< 4瓦 发酵原料和微生物完全混合 处理量大，停留时间长，产沼气多 便于启动运行和管理
通过中温水解工艺除砂后可去除 80~90%的砂，避免贝壳粉和砂在厌 氧罐和管道内的沉积、堵塞，保证后 续工艺正常运行。
采用具有自主知识产权的螺旋除 砂工艺和装置。
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二、沼气的资源量和产气量的确定
1、资源潜力
资源量和产气量的确定
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生物燃气可利用资源： - 畜禽粪便（ 750亿m3年） - 农产品加工残余物（ 60亿m3年） - 有机垃圾（ 90亿m3年） - 作物秸秆（按1/3计，600亿m3年） - 总量：1500亿m3年
农林废弃物生物质气化合成气可利 用资源量490亿m3 /年
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资源量和产气量的确定
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二、沼气的资源量和产气量的确定
3、资源量确定
（1）猪粪尿排放量 存栏母猪日排粪量为3.0 kg，排尿量为4.0 kg 存栏商品猪日排粪量为1.5 kg，排尿量为2.0 kg
（2）牛粪尿排放量 一头成年奶牛日排粪量为25 kg~30 kg，排尿量为30 kg 一头成年肉牛日排粪量为20 kg，排尿量为25 kg 一头青年牛日排粪量为10 kg，排尿量为10 kg
- 夏季利用余热烘干沼渣； - 沼液、沼渣全部用于有机肥料，实现零排放。
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关键技术
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四、畜禽养殖场沼气工程关键技术
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四、畜禽养殖场沼气工程关键技术
螺旋除砂装置
关键技术
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2. 预处理水解除砂工艺
蛋鸡粪中砂含量8%，主要是饲 料中添加的贝壳粉和砂砾，这些砂与 消化液粘在一起，分离难度大。
提高沼气产量。
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三、工艺选择
（4）发酵温度
工艺选择
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a. 高温发酵 最佳温度范围50~55℃；
b. 中温发酵 目前最常见的发酵方式，其温度范围为
32~42℃。发酵温度每升高10℃，厌氧反应速 度约增加1倍。
最佳的发酵温度35-38℃。
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关键技术
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四、畜禽养殖场沼气工程关键技术
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意义
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一、畜禽粪污沼气工程的意义
3、开发生物能源，改善能源结构
能源利用形态的转变：
固态（煤炭）
液态（石油）
气态（天然气/沼气）
高碳燃料
燃料种类 碳氢比
低碳高氢燃料
煤炭 4:1
汽油 1:2
甲烷 1:4
4、改善农村民生，推进新农村建设 生物质沼气产业的发展可提供至少60万个以上农村剩余劳动力的就业 机会，提高农民生活质量，改善农村环境卫生，促进新农村建设。
（3）鸡粪排放量 每羽肉鸡日排粪量为： 0.05~0.1 kg/羽·d 存栏蛋鸡的日排粪量为： 0.11 kg/羽·d
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资源量和产气量的确定
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二、沼气的资源量和产气量的确定
4、沼气产气量确定
（1）根据COD计算
1 kg COD相当于0.35 m3甲烷
（2）根据TS（总固体）计算 畜禽场粪便产气量计算