高浓度有机污水生产沼气技术
沼气发酵的相关技术知识
17
18
金宝贝沼气发酵助剂
19
谢谢观看
北京华夏康源科技有限公司
20
பைடு நூலகம்14
第四章
影响沼气池产气的因素 及注意事项
1、发酵物料的碳氮比 2、严格的厌氧环境 3、质优足量的菌种 4、发酵的温度 5、PH 6、适宜的发酵浓度 7、搅拌混匀
15
注意事项
（1）浓度。以禽粪、人粪为主的发酵原料，初始启动料液浓度 以4%为好，浓度过大会造成料液酸化，待沼气池能正常产气后 再逐步加大浓度，必须注意的是加入的原料必须有适量的水分： 其含水量以90%—94%较适宜。 （2）水温。池内水的温度高低对启动快慢影响很大，应尽量用 温度较高的水。 （3）水质。池内水的质量要注意，不能用含有毒性物质的废水。 （4）PH值。池中发酵液的酸碱度以6.8—7.5为佳，一般草料产 酸多，人畜粪便产碱多，使用中如燃烧火焰呈红**，则属偏酸， 可加入适量的澄清石灰水或草本灰；如产气不足属偏碱，可加 一些青草并加水冲淡。另外，一些有害物质禁止入池，以防毒 害沼气菌生长而影响产气，不能入池的有害物质有：各种剧毒 农药，金属化合物，含有毒物质的工业废水、盐类，刚消过毒 的禽畜粪便，喷洒了农药的作物茎叶，能做土农药的各种植物， 辛辣物，电石，洗衣粉及洗衣服水。
缺点是产沼气量相对较少，起动漫，
管理复杂，运行费用稍高，一般适宜 于以废水达标排放，减少环境污染为 目的的地方。
6
3、家用沼气池的种类
1 固定拱盖水压式沼气池
3 无活动盖底层出料水压式沼气池
2 变型的水压式沼气池
4其他各种变型的水压式沼气池
7
4、常用反映原料有机物含量的指标
（1）总固体(total solid，TS)： 又称干物质，是指原料中除去水分以后剩下的物质。 （2）挥发性固体（volatile solid，VS）： 原料中总固体中除去灰分以后剩下的物质。 （3）化学需氧量（chemical oxygen demand，COD）: 指用强氧化剂重铬酸钾，在强酸溶液中将有机物氧化为CO2、 H2O所消化的氧量，用CODCr 以一般写成COD，其单位为mg/L。 （4）生物需氧量（biochemical oxygen demand，BOD）： 指在有充足氧气存在的条件下，由于微生物的活动，降解有机 物所需的氧量，其单位为mg/L。 COD和BOD是目前国际上普遍采用的用来表示水中有机物浓度的指 标。BOD/COD的值称为可被生化指标，用来衡量废弃物是否适宜于采用 生物化学法进行处理。比值越大，表示越容易被生化处理，一般认为 BOD/COD>0.3的废弃物才适用于采用生化处理。
沼气发电项目,沼气发电技术,沼气发电原理!
沼气发电项目,沼气发电技术,沼气发电原理！什么是沼气？沼气是一种可燃气体，由于这种气体最先是在沼泽中发现的，所以称为沼气。
沼气是怎样产生的？沼气是有机物在隔绝空气和一定的温度、湿度、酸碱度等的条件下，经过沼气细菌的作用产生的一种可燃气体。
沼气含有哪些成分？沼气是一种混合气体，主要成分是甲烷、其余为二氧化碳、氧气、氮气和硫化氢。
其中甲烷含量约为55%-70%，二氧化碳含量约为30%-45%。
沼气的物理、化学性质怎样？沼气的主要成分是甲烷。
甲烷是无色、无臭的气体，分子式CH4，分子量为16.04，在一个大气压下甲烷对空气的相对密度为05548，沼气约为0.94。
沼气发电：沼气燃烧发电是随着大型沼气池建设和沼气综合利用的不断发展而出现的一项沼气利用技术，它将厌氧发酵处理产生的沼气用于发动机上，并装有综合发电装置，以产生电能和热能。
沼气发电具有创效、节能、安全和环保等特点，是一种分布广泛且价廉的分布式能源。
沼气发电在发达国家已受到广泛重视和积极推广。
生物质能发电并网在西欧一些国家占能源总量的10%左右。
我国沼气发电有30多年的历史，在“十五”期间研制出20～600kW纯燃沼气发电机组系列产品，气耗率0．6～0．8m0／kw h(沼气热值 ~>21MJ／m0)。
但国内沼气发电研究和应用市场都还处于不完善阶段，特别是适用于我国广大农村地区小型沼气发电技术研究更少，我国农村偏远地区还有许多地方严重缺电，如牧区、海岛、偏僻山区等高压输电较为困难，而这些地区却有着丰富的生物质原料。
如能因地制宜地发展小沼电站，则可取长补短就地供电。
沼气发电技术：[1]沼气发电技术是集环保和节能于一体的能源综合利用新技术。
它是利用工业、农业或城镇生活中的大量有机废弃物（例如酒糟液、禽畜粪、城市垃圾和污水等），经厌氧发酵处理产生的沼气，驱动沼气发电机组发电，并可充分将发电机组的余热用于沼气生产。
沼气发电热电联产项目的热效率，视发电设备的不同而有较大的区别，如使用燃气内燃机，其热效率为70%~75%之间，而如使用燃气透平和余热锅炉，在补燃的情况下，热效率可以达到90%以上。
沼气生产
各种原料与产气量关系：1、采用全秸秆进行沼气发酵。
在投料时可一次性将原料备齐，并采用浓度较高的发酵方法。
一口8 立方米沼气池，需秸秆400千克、1 千克秸秆发酵菌剂、15 千克左右碳铵、4000 千克左右水，10%～30% 的接种物，产气可持续8～10 个月。
具体工艺流程为:秸秆预处理——堆沤——投料——加水封池——点火试气。
2、采用农作物秸秆与人畜粪便混合发酵。
一口8 立方米沼气池，需粪便（牛、马、羊、鸭等）1 立方米，秸秆300 千克、秸秆发酵菌剂0.5～1 千克、5 千克左右碳铵、4000 千克左右水，10%～30% 的接种物，产气可持续8～10 个月。
鲜粪和作物秸秆的重量比为2∶1 左右，其余技术流程与全秸秆基本相同。
3、目前沼气生产技术包括湿发酵和干发酵2 种，但湿发酵产沼气工艺占多数。
但无论哪一种发酵工艺，都需要进行优化。
一是尽量选择与高热能值的有机废弃物配伍［16］。
如人粪污产气量为0． 426 m3 /kg，猪粪污为0． 405 m3 /kg，牛粪污为0． 261 m3 /kg，这些都是很好的沼气发酵填充原料，利用玉米秸秆与人畜粪污混合生产沼气的技术值得进一步研究与推广; 二是忌产沼微生物抑制剂进入反应器以及研制低成本的纤维素降解产甲烷刺激因子。
家用消毒液及农药残留等都是微生物的抑制剂，为减少其对产气量的抑制作用，需尽量避免其入池; 三是秸秆产沼气前需要堆沤。
堆沤过程中要加入足够的发酵接种物，且在上面用塑料膜封闭，使得在堆沤预处理阶段尽可能地聚集较高的热量和获得更多的产沼微生物; 四是采取措施对沼气池进行控温、有机负荷和pH 值等，尽可能地优化产沼条件，提高产气率［17 － 18］。
武少菁［13］研究表明，玉米秸秆干发酵的最佳工艺条件为: 接种量为25%，料液浓度为25%，促进剂添加量为75 g /m3 和pH 为7． 0; 且玉米秸秆加复合菌剂进行预处理后，成分发生了有利于厌氧发酵进行的变化，反应器启动易成功，不易酸化，而且，再加促进剂有利于干发酵进行，产气量提高。
浅谈高浓度有机废水处理技术的研究进展
废水排 放到环境 中 去。 生物处理 法和物化处理 法是最为常见的处理高浓度 泥 床首次建 立生 产性装 置的时 间是 在上个世 纪的七 十年代末 ， ￣ Ｊ １ １ ９ ９ ０ 所建 立的能 够处 理各类 废水 的上流式 厌氧污 泥床反应器 已经超 有机废 水的方法， 物化处理 法能够通过相应的物化反应将废水中的有 害 物 年 时， ０ ０ 座。 采用这类废 水处 理工艺的反应器能够 处理所有种 类的以有 质转 化成无害物质， 从 而起 到净化废水的作用， 但是单独 采用这种方法时 过 了２ 成本很 高， 并且处理 难度较大； 而生物处理法则是利用微 生物 的降解反应 机 污染为主的废 水 ， 如 制糖， 制造 、 造纸， 发酵工业、 皮革 、 淀 粉加 工 ， 将污染物质转化成 自身所需的能源和营养， 这种方法具有设备 自动化程度 肉类加 工以及石油化 工等不 同来源的有机废 水。
进展
李培 昌 邯郸市环保局技术服务中心 河ｊ １ － ． 邯郸
０ ５ ６ ０ ０ ２
从而很好的保证 反应 器中的污 泥浓度， 其余 的少量污泥就 会 【 摘 要ｌ进入到新世 纪以来， 随着我 国 市场经济水平的迅 速提 升， 我 部分 中去 ，
的工程应用还并不广泛 ， 大都处 于实验 的阶段。
提 高了中药生产废 水中的较 难降解 的有机 物质的去除率和可生化性 ， 整 个工艺系统的化学需 氧量的去除率是要超 过９ ５ ％ 的， 同时还具 备耐冲击 第＝， 厌氯 生 物处 理法 （ 一） 厌氧滤池。 这种厌氧生物处理 法首先是 由美 国斯坦福大学 的两 负荷 、 运行效果 稳定 、 出水 质量优 异、 工艺 处理效率 高以及 易于操 作管 位学者研 制成功的 ， 作为一类高速 的厌 氧反应器， 其是利 用填 充材料 作 理等显著 的优 点。 为微生物 的载体 的。 在填 充材料上， 厌氧 细菌会附着生长逐渐形成生物 通 过以 上的论 述 ， 我们对好 氧 生物 处理 法 、 厌氧 生物处 理法 以及 膜， 所 形成 的生物膜与填充材料 就会形成固定的滤床 ， 其与好氧生物滤 厌氧～ 好氧 生物处理法 三个方面的 内容进行了详 细的分析和讨 论。 在我 各类污染 物的含 量以及高浓 床的原理和 结构都是相 同的。 废 水会 均匀的分布在反应器的底部 ， 在 其 国社会主义市场经济快 速发展的大背景下， 各 类高 浓度有机废 水处理 的技 向上 流动 的过 程 中， 生物膜 就会不断 的吸 附废水 中的 有机物 并将其 分 度的有机 废水 的水量都 在不断 的增加 ， 解， 再通过生化反应 将其转化 为二氧化碳和 甲烷 ， 同时反应 器的上部 会 术都是具 有一定的局限性的 ， 要 想取得理想的效 果也比较 困难 。 所 以， 将 出水 和沼气排 出到外面 。 在填料 表面的生物膜会不断生长 ， 而 另一 部 为了取得 最佳的 有机废 水的处 理效果 ， 应 大力的 推广并应 用以厌 氧处 并且 加大 对这类废 水处理 分 已经老化的生物膜 就会排 出水中， 在 反应器后是设 有沉 淀池 的， 便会 理技 术和好 氧处理 技术 相结合的处 理工艺 ，
UASB工艺流程
UASB工艺简介升流式厌氧污泥床UASB( Up-flow Anaerobic Sludge Bed，注：以下简称UASB）工艺由于具有厌氧过滤及厌氧活性污泥法的双重特点，作为能够将污水中的污染物转化成再生清洁能源——沼气的一项技术。
1971年荷兰瓦格宁根（Wageningen）农业大学拉丁格（Lettinga）教授通过物理结构设计，利用重力场对不同密度物质作用的差异，发明了三相分离器。
使活性污泥停留时间与废水停留时间分离，形成了上流式厌氧污泥床（UASB）反应器的雏型。
1974年荷兰CSM公司在其6m3反应器处理甜菜制糖废水时，发现了活性污泥自身固定化机制形成的生物聚体结构，即颗粒污泥（granular sludge）。
颗粒污泥的出现，不仅促进了以UASB为代表的第二代厌氧反应器的应用和发展，而且还为第三代厌氧反应器的诞生奠定了基础。
UASB工艺对于不同含固量污水的适应性也强，且其结构、运行操作维护管理相对简单，造价也相对较低，技术已经成熟，正日益受到污水处理业界的重视，得到广泛的欢迎和应用。
UASB由污泥反应区、气液固三相分离器（包括沉淀区）和气室三部分组成。
在底部反应区内存留大量厌氧污泥，具有良好的沉淀性能和凝聚性能的污泥在下部形成污泥层。
要处理的污水从厌氧污泥床底部流入与污泥层中污泥进行混合接触，污泥中的微生物分解污水中的有机物，把它转化为沼气。
沼气以微小气泡形式不断放出，微小气泡在上升过程中，不断合并，逐渐形成较大的气泡，在污泥床上部由于沼气的搅动形成一个污泥浓度较稀薄的污泥和水一起上升进入三相分离器，沼气碰到分离器下部的反射板时，折向反射板的四周，然后穿过水层进入气室，集中在气室沼气，用导管导出，固液混合液经过反射进入三相分离器的沉淀区，污水中的污泥发生絮凝，颗粒逐渐增大，并在重力作用下沉降。
沉淀至斜壁上的污泥沼着斜壁滑回厌氧反应区内，使反应区内积累大量的污泥，与污泥分离后的处理出水从沉淀区溢流堰上部溢出，然后排出污泥床。
INNIO颜巴赫沼气发电技术_创新驱动，降本增效——新型沼气发电方案助力纸企节能减排
INNIO颜巴赫沼气发电技术创新驱动，降本增效——新型沼气发电方案助力纸企节能减排⊙ 贾大伟IN NIO颜巴赫是一家全球领先的能源解决方案及服务供应商，致力于推动工业和社区实现可持续能源，为发电领域提供创新的解决方案，帮助用户可持续地生产和管理能源，引领传统能源向绿色能源的快速转型。
颜巴赫旗下两大品牌，颜巴赫、瓦克夏全球驰名。
产品输出功率覆盖200k W-10M W，凭借高可靠性、经济性、燃料多样性等特点，广泛应用于社区、工业及基础设施。
1 造纸厂新型沼气发电方案分析1.1碳排放交易市场2023年10月1日欧盟碳关税（C B A M）开始试运行，过渡期至2025年12月31日，2026年1月1日正式起征，并在2034年之前全面实施。
这也意味着，供应链上任何一个环节的高碳排放，都将导致出口产品付出更多的碳管制成本。
目前，欧盟碳排放交易体系（E U E T S）的碳价格为81欧元/t，2023年2月达到100欧元/t的峰值。
根据机构预测分析，由于2030年的脱碳目标为-55%，欧盟的碳排放价格预计将在未来10年末升至160欧元/t。
目前，国内碳排放交易单价在81元/t，结合中国“30/60”碳减排远景，未来国内碳价格上涨压力巨大。
在碳税的巨大影响中，对企业而言，重点要推动节能减排。
通过使用绿电、改造技术工艺和生产流程等更加经济的方式，尽可能降低碳排放，减少碳关税的税基。
1.2造纸厂沼气发电的背景和意义我国造纸业具有广阔发展前景，同时也面临着巨大贾大伟先生，就职于广州市深发机电实业发展有限公司（颜巴赫授权经销商与服务商），I N N I O颜巴赫（中国）销售经理。
硕士学位，工程师，建造师（机电工程）。
从事燃气发电行业十多年，先后从事燃气发电机组产品研发、技术支持、项目建设、销售业务等工作。
对工业污水沼气（含造纸行业）综合利用及新能源解决方案有较多研究和项目经验。
在浙江某纸厂的废水沼气发电技改项目中，产生的沼气量为3,000m 3/h，甲烷浓度在65%左右，硫化氢浓度为10,000 m g/m 3。
沼气及其产生过程
沼气及其产生过程沼气是有机物质在厌氧环境中，在一定的温度、湿度、酸碱度的条件下，通过微生物发酵作用，产生的一种可燃气体。
由于这种气体最初是在沼泽、湖泊、池塘中发现的，所以人们叫它沼气。
沼气含有多种气体，主要成分是甲烷(CH4)。
沼气细菌分解有机物，产生沼气的过程，叫沼气发酵。
根据沼气发酵过程中各类细菌的作用，沼气细菌可以分为两大类。
第一类细菌叫做分解菌，它的作用是将复杂的有机物分解成简单的有机物和二氧化碳(CO2)等。
它们当中有专门分解纤维素的，叫纤维分解菌；有专门分解蛋白质的，叫蛋白分解菌；有专门分解脂肪的，叫脂肪分解菌；第二类细菌叫含甲烷细菌，通常叫甲烷菌，它的作用是把简单的有机物及二氧化碳氧化或还原成甲烷。
因此，有机物变成沼气的过程，就好比工厂里生产一种产品的两道工序：首先是分解细菌将粪便、秸秆、杂草等复杂的有机物加工成半成品——结构简单的化合物；再就是在甲烷细菌的作用下，将简单的化合物加工成产品——即生成甲烷。
沼气系统由哪几部分组成我国户用沼气系统多属于地下水压式沼气发酵系统，可分为两大类，即静态沼气发酵系统和动态沼气发酵系统。
静态沼气发酵系统的代表性池型是标准水压沼气池，动态沼气发酵系统以北方地区的旋流布料自动循环太阳能沼气池为代表。
标准水压式沼气池主要有进料间、发酵间、出料间、水压间、导气管、天窗盖等构成。
旋流布料自动循环太阳能沼气池，在旧池构成的基础上增值了旋流布料墙、水压酸化间、抽渣管、单向阀太阳能增温装置等构件。
怎样安全使用沼气沼气是一种取之不尽、用之不竭且清洁、卫生、投资少，能给人类造福的生物能源。
但是它和水、电、天然气一样，当人们没有掌握它的安全使用知识和技术的时候，也会给人类带来灾害。
使用沼气容易发生的事故，主要是窒息中毒、烧伤和火灾等。
一、“安全第一、预防为主”。
这是生产和利用沼气中仍须遵循的基本方针。
过去一些地方因对沼气特性和安全使用的科学知识宣传不够，曾经发生多起因沼气用户缺乏安全使用沼气知识而引起的中毒、窒息、火灾、淹溺等严重安全事故，造成生命和财产的重大损失。
IC厌氧_好氧活性污泥法处理高浓度废水实例
科 技 天 地42INTELLIGENCEＩＣ厌 氧/好氧活性污泥法处理高浓度废水实例安徽中粮生化环保公司 张绍祥摘 要：对于高浓度COD 的污水，宜采用厌氧/好氧污泥法处理工艺，该工艺主要有能耗低、产泥量小、适应高浓度污染物等特点，同时，厌氧生物处理还可以产生大量的沼气，通过沼气的回收利用创造一定的经济效益。
运行结果表明，原水ＣＯＤ为 5000～6000ｍ／Ｌ，出水ＣＯＤ为２00-３00ｍｇ／Ｌ，达到《污水 综合排 放 标 准》（ＧＢ８９７８-１９９６）的三级标 准 ，产生的沼气、污泥可用于电厂发电。
关键词：高浓度废水 ＩＣ厌氧/好氧活性污泥工艺1、厌氧发酵过程：厌氧发酵过程分成四个阶段：（1）水解阶段；（2）酸化阶段；（3）酸性衰退阶段；（4）甲烷化阶段。
在水解阶段，固体物质降解为溶解性的物质，大分子物质降解为小分子物质；产酸阶段（酸化阶段），碳水化合物降解为脂肪酸，主要是醋酸、丁酸和丙酸，水解和产酸进行的较快，难于把它们分开，此阶段的主要微生物是水解—产酸菌；第三阶段是酸性衰退，有机酸和溶解的含氮化合物分解成氨、胺和少量的CO2、N2、CH4等，在此阶段中，由于产氨细菌的活动使氨态氮浓度增加,氧化还原势降低,PH 上升,PH 的变化为甲烷菌创造了适宜的条件，酸性衰退阶段的副产物还有H2S、吲哚、粪臭素和硫醇。
第四阶段是由甲烷菌把有机酸转化为沼气。
2、IC 厌氧/好氧活性污泥法处理废水的特点：（1）容积负荷高：IC 反应器内污泥浓度高，微生物量大，且存在内循环，传质效果好，进水有机负荷可超过普通厌氧反应器的3倍以上。
（2）节省投资和占地面积：IC 反应器容积负荷率高出普通UASB 反应器3倍左右，其体积相当于普通反应器的1/4—1/3 左右，大大降低了反应器的基建投资；而且IC 反应器高径比很大，所以占地面积少。
（3）抗冲击负荷能力强：处理低浓度废水（COD=2000—3000mg/L）时，反应器内循环流量可达进水量的2—3 倍；处理高浓度废水（COD=10000—15000mg/L）时，内循环流量可达进水量的10—20倍。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
1 高浓度有机污水生产沼气技术 摘要：本着“低成本、有效性、长远规划和可操作性”的原则，文章介绍了城市高浓度有机污水生产沼气技术的工艺流程、技术特点，测算了百万人口城市污水的沼气产量。 关键词： 有机污水；厌氧消化；沼气
The Technology of Producing Methane from High Organic Urban Wastewater （Weijia Chen, Xiuping Cai, Jiangsu food science college，Huaian Jiangsu 223003）
Abstract: Bases on the prinsiple of “low cost, effective,long-term programming and maneuverability”,this aticle introduces the technologic flow and characteristics of producing methane from urban wasterwater which contain high organic matter,and accounts the methane quantity produced from urban watewater in a city of 1,000,000 population. Key words: Organic wastewater; Anaerobic digestion; Methane
现今，水资源短缺和水污染严重已经成为我国城市可持续发展的重要制约因素，因此，城市污水的回收和再利用是尤为重要的。城市生活污水的成份主要是各种有机物、无机盐类、悬浮物，以及各种细菌、病毒、病原菌、寄生虫等微生物[1]。 其中高浓度有机废水尤其是化粪池废水的处理难度大、费用高，同时粪便污水的氨氮含量高、碳氮比低等水质特点亦使得粪便污水的处理和回用成为一项难题。 2.1 沼气的生产
2.1.1 工艺流程
图1 城市污水沼气发酵工艺流程图 Figure 1 Process flow diagram of municipal wastewater fermentating methane
工艺流程如图1所示，城市污水进入沼气池进行厌氧发酵，当沼气池内产生沼气时，沼
沼气池 水压间 城市污水 沼气 沼渣 2
气池的压力增高，迫使池内液面下降，挤压出一部分料液到水压间内。 当人们打开炉灶时，沼气池内的压力逐渐下降，水压间料液不断流回主池。这样，不断地产气和用气，使发酵间和水压间始终维持压力平衡地状态[2,3]。 2.1.2 设计原则 为了更好的促进沼气建设，达到合理、高效，在沼气池设计中应遵循下列原则： （1）技术先进，经济耐用，结构合理，便于推广。 （2）因地制宜，就地取材。 （3）在满足沼气发酵工艺要求、有利于产气的情况下，兼顾积肥、卫生、管理等方面的要求，充分发挥沼气池的综合效益。 （4）池型高效化，材料标准化，施工规范化。 2.1.3 沼气池的主要设计依据 （1）气压：沼气池的产气量和池内的气压密切相关。随着气压的增加，其产气量相应减少。同时，沼气发酵效果好，要求沼气池内气压有一个相对的稳定阶段。 （2）产气率：所谓产气率是指每立方米发酵料液24小时的产气量，单位以m3/ m3料液·天表示。目前，我国小型沼气池大部分为常温发酵。发酵温度随外界气温和地温而变化，变化幅度为8℃～28℃。 （3）容积：沼气池容积的确定是设计上的一个重要指标。沼气池设计过小，不能充分利用原料和满足使用要求；容积过大，没有足够的原料，则沼气池利用率低，浪费投资和材料。 （4）贮气量：贮气量是指水压式沼气池的有效容积。 （5）投料量：根据不同的贮气方式确定不同的料液量，对水压式发酵间内设有贮气部分，设计最大投入料液量应为沼气池容积的90%，最小设计投料量是以不使沼气从进料管跑出为原则。 （6）沼气池荷载：荷载是指作用于沼气池的外力，指单位面积上所承受的重量。主要组成部分有：拱顶覆土及地面处置负重；池内发酵原料；沼气池产气后池内承受压力；池顶人、畜活动承受力等[4,5] 。 2.2 沼气生产运作的条件 沼气技术即厌氧消化技术，主要用于处理人畜粪便和高浓度工业有机废水，产生沼气必须具有以下几种物质和相应的条件，即：沼气菌种、发酵原料、水分、密闭容器、温度和酸碱度等。 3
2.2.1 沼气菌 沼气菌分为两大类：一类叫做分解菌；另一类叫做产甲烷菌。它们的作用是，先由分解菌将有机物腐烂，分解成为结构比较简单的有机物质；后由产甲烷菌把这些结构比较简单的有机物质转变成甲烷和二氧化碳。在沼气发酵的过程中，这两类细菌的作用不是截然分开而是相辅相成的。 表1 接种量和产气量的关系 Table 1 Relationship between inoculating load and gas production
原料（干物质） 接种量 (接种物与总量比例) 沼气产量（L） 甲烷含量（%） 产气量（L/g）
人粪50克 10 1.435 48.2 0.029 20 4.805 56.4 0.096 50 10.698 66.3 0.214 注：1.发酵温度为28℃，产气量为28天累计数。 2.接种物为沼渣，其产气量已扣除。
2.2.2 发酵原料 沼气菌从有机物质里吸收碳素、氮素和无机盐等养料来生长和繁衍，进行新陈代谢并产生沼气。而人类的排泄物中包含这些元素，故此，居民生活污水中的排泄物部分完全可以作为发酵原料。下表为污水中人粪便年均排泄量。 表2 污水中人（成年）粪便年均排泄量 Table 2 Aannual fecal excretion of human (adult) in the sewage 日排粪量 （kg） 含水率 （%） 日排尿量 （kg） 含水率 （%） 年排量合计 （干物质kg） 0.5 80 1 99.6 37.96
2.2.3 温度 温度是沼气发酵的重要外因条件，温度适宜则微生物繁殖旺盛，活动强，厌氧分解和生成甲烷的速度就快，产气就多。 一般来说，人们把在55℃±3℃的发酵称为高温发酵；在35℃±3℃的发酵成为中温发 4
酵；在21℃±9℃的发酵成为常温发酵；在10℃以下的发酵成为低温发酵。高温发酵的有机物分解快，产气也最快。故此，如何保证发酵原料在高温发酵或中温发酵，是我们产业化利用城市污水的关键因素。 2.2.4 其他因素 发酵原料干物质的浓度、酸碱度、严格的厌氧环境和适当的搅拌也是生产沼气的重要环节。 2.3 城市污水（100万人口）沼气产量测算 下面，我们就以一个百万人口的城市结合表1、表2进行日产沼气的测算。 表3 城市污水（100万人口）沼气产量测算表 Table 3 Municipal wastewater (100 million people) biogas production estimates
温度 接种量 日排泄量 （干物质kg） 日沼气产量 （m³） 甲烷含量 （%） 高温发酵55℃±3℃ 50 104000 1051 70 中温发酵35℃±3℃ 50 104000 876 68 常温发酵21℃±9℃ 50 104000 832 66 注：以上高温发酵和中温发酵产气值是以常温发酵的数值进行的推算。
由上分析可知，居民生活污水中的排泄物部分是一种生物质能，作为发酵原料来生产沼气是完全可行的，我国农村目前推广的沼气池技术就证明了这一点。另外，西欧许多国家如：挪威、瑞典等国也利用这一技术实现了城镇供气的自给自足。如果我们能将城市污水、生活垃圾等综合利用起来生产沼气，相信不远的将来，我国城镇居民的生活用气也将会部分或全部地实现自给自足[6]。 2.4 剩余物的利用 沼渣是人畜粪便等各种有机物质经过厌氧发酵后产生的底层渣质。由于有机物质在厌氧发酵过程中，除了碳、氢、氧等元素逐步分解转化成甲烷和二氧化碳等气体外，其余各种养分基本都保留在发酵后的残留物中（表2-5）。 表4 沼渣的主要成分 样品 有机质（%） 腐殖酸（%） 全氮（%） 全磷（%） 全钾（%） 沼渣 30-50 10-20 0.8-2 0.4-1.2 0.6-2 5
城镇居民生活污水在经过发酵产生沼气和脱水后，剩余物质就是沼渣。沼渣中的有机质和腐殖酸对改良土壤起着重要作用，全氮、全磷和全钾等元素可以满足作物生产的需要，未腐熟的原料，可在施入农田中继续发酵，释放养分。 作为肥料沼渣可与化肥按一定比例配比使用，也可以替代化肥单独使用。同时，沼液浸种和叶面喷施还可以提高种子发芽率、促进植物生长并且能防止病虫害。故此，产业化的生产和使用沼渣、沼液，将会为我国的生态绿色农业打下坚实的基础[7]。
3 结论 城市污水的回收和再利用的核心思想是要使水资源和营养物质在人类社会和经济发展中以闭合循环的方式运行；要以安全、经济、可靠的方法来完成这一闭合循环，以达到资源再生、提高用水效率，保护和节约使用有限水资源的目的。生态排水系统向传统的排水系统发出挑战，是深入理解和贯彻“可持续发展战略”的必然结果。 在综合处理城市污水之前，应本着“低成本、有效性、长远规划和可操作性”的原则，将城市污水进行分类，居民生活污水中的排泄物部分用于生产沼气、中性水和沼肥，有效地处理高浓度有机物水，并循环利用沼渣，达到环境效益、社会效益和经济效益协调发展。
参考文献 [1] 王洪臣,甘一萍,周军等.城市污水再生利用现状分析[J],中国论文下载中心,2006，9 [2] 李长生.农家沼气实用技术，金盾出版社，2006，8 [3] 曾一春.农村户用沼气综合利用技术，中国农业出版社，2007，7 [4] 刘兆勇,浦碧雯.农村沼气池安全使用与综合利用技术，中国农业出版，2005，6 [5] 赵由才.实用环境工程设计手册[M]，北京，2000 [6] 宋序彤. 生态卫生（排水）系统国内外发展比较，给水排水，2003，9 [7] 宁平,陈健中.沼渣处理与处置教程[M],2005