沼氣工程規(guī)劃設(shè)計與工程驗收2.ppt

1、中國農(nóng)業(yè)大學(xué)林聰沼氣工程規(guī)劃設(shè)計及工程驗收，主要內(nèi)容，1沼氣工程規(guī)劃建設(shè)內(nèi)容及產(chǎn)品方案，2沼氣工程建設(shè)模式及規(guī)劃設(shè)計，3、3沼氣廠，4沼氣工程設(shè)計工藝參數(shù)選擇，5沼氣利用，6沼氣工程驗收，工程建設(shè)規(guī)模分類，1 2。選擇厭氧發(fā)酵工藝和發(fā)酵罐類型；3.氣體儲存系統(tǒng)；4.沼氣利用系統(tǒng)、燃?xì)廨斉湎到y(tǒng)和發(fā)電系統(tǒng)；5.沼氣凈化系統(tǒng)和監(jiān)控系統(tǒng)；6.沼渣和沼液的綜合利用系統(tǒng)、周邊土地的承載和消費能力、周邊種植結(jié)構(gòu)的多樣性、對水和肥料的需求；7.固體肥料生產(chǎn)。(1)明確項目最終目標(biāo)，選擇三種技術(shù)路線：一是以生產(chǎn)沼氣和利用沼氣為目標(biāo)；二是符合環(huán)境保護(hù)要求和國家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)；三是綜合利用沼氣、沼渣和沼液，實現(xiàn)生態(tài)環(huán)境

2、建設(shè)。一、沼氣工程產(chǎn)品方案、沼氣熱能利用(模式)沼氣發(fā)電(需求和使用)沼渣液體利用(土地承載力)固體有機(jī)肥(品種和市場)肥料為基礎(chǔ)的新鮮糞便出售(需求)少量沼氣(利用模式)少量沼氣(能源)污水排放為基礎(chǔ)的肥料生產(chǎn)(品種和市場)污水處理(處理模式和排放標(biāo)準(zhǔn))沼氣工程建設(shè)模式、沼氣工程發(fā)酵流程圖、建設(shè)內(nèi)容、 大中型養(yǎng)殖場沼氣以“一池三建”為基本建設(shè)單元，建設(shè)沼氣發(fā)酵池、原料預(yù)處理、沼氣利用和沼氣肥料利用設(shè)施。 “一池”:指沼氣發(fā)酵裝置，即微生物在厭氧條件下分解有機(jī)物并產(chǎn)生沼氣的裝置?！叭ā?一是建設(shè)預(yù)處理設(shè)施，包括沉淀、調(diào)節(jié)、計量、進(jìn)出料、攪拌等設(shè)備；二是建設(shè)沼氣利用設(shè)施，包括沼氣凈化、儲存、分

3、配和利用裝置；第三，沼肥利用設(shè)施，包括沼渣和沼液綜合利用和進(jìn)一步處理裝置，建設(shè)內(nèi)容；一、主要工程：主要包括發(fā)酵原料預(yù)處理單元、沼氣生產(chǎn)單元、沼氣凈化儲存單元、沼氣二、配套工程：主要包括供配電系統(tǒng)、過程控制系統(tǒng)、給排水系統(tǒng)、供熱系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、消防系統(tǒng)、安全監(jiān)控系統(tǒng)、道路、大門、圍欄、通訊、運輸車輛等。沼氣站；三.生產(chǎn)管理和生活服務(wù)設(shè)施：主要包括辦公室、值班室、門衛(wèi)、公廁等。寒冷地區(qū)也應(yīng)包括供暖設(shè)施。根據(jù)場地條件和發(fā)酵殘渣處理利用的不同方式和要求，沼氣工程可分為生態(tài)型和環(huán)保型兩大類。在實際工程設(shè)計中，根據(jù)場地條件、沼氣利用和排放的要求，可以選擇模式。項目效益，通過選擇合適的處理方式，可以降低項目

4、投資和運營成本；通過選擇良好的工藝和設(shè)備，可以提高產(chǎn)氣率、發(fā)電量和余熱利用率。充分利用沼氣的共生產(chǎn)品(熱、電、肥)，增加收入，實現(xiàn)沼氣工程的循環(huán)經(jīng)濟(jì)。為了減少糞肥，提高能源效率，最大限度地利用資源，降低處理成本，應(yīng)因地制宜地選擇合適的技術(shù)和處理模式。規(guī)劃原則，大中型農(nóng)業(yè)沼氣工程的建設(shè)必須遵守國家有關(guān)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的法律法規(guī)，執(zhí)行國家的節(jié)水、節(jié)能、節(jié)地、環(huán)保、消防安全等政策。并遵守國家農(nóng)村能源主管部門制定和頒布的有關(guān)規(guī)定。農(nóng)業(yè)大中型沼氣工程建設(shè)應(yīng)當(dāng)統(tǒng)籌規(guī)劃，與城鄉(xiāng)發(fā)展規(guī)劃相協(xié)調(diào)，并與近期和遠(yuǎn)期相結(jié)合農(nóng)業(yè)大中型沼氣工程的規(guī)劃原則和建設(shè)水平，應(yīng)根據(jù)我國農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展現(xiàn)狀，結(jié)合大規(guī)模農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和科技發(fā)展的實際情

5、況，以農(nóng)業(yè)有機(jī)廢棄物的有效處理和綜合利用為目標(biāo)，結(jié)合當(dāng)?shù)貙嶋H需要，因地制宜，做到技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、無二次污染、節(jié)能減排。大中型農(nóng)業(yè)沼氣工程建設(shè)，首先要在總結(jié)生產(chǎn)經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，從實際出發(fā)，采用成熟可靠的技術(shù)，積極穩(wěn)妥地選擇有效的新技術(shù)、新工藝、新材料和新設(shè)備。第三章。沼氣工程建設(shè)規(guī)模分類標(biāo)準(zhǔn)，新建農(nóng)業(yè)大中型沼氣工程建設(shè)規(guī)模，以日沼氣產(chǎn)量為主要劃分指標(biāo)：特大型：5000以上；大型類型：5004999；中型：150499；小型：50149；大中型沼氣工程建設(shè)用地參考指標(biāo)，厭氧反應(yīng)器容積產(chǎn)氣率限制指標(biāo)，沼氣工程勞動能力，4。沼氣工程設(shè)計工藝參數(shù)的選擇。沼氣發(fā)酵原料的收集和充足穩(wěn)定的原料供應(yīng)是沼氣發(fā)酵

6、過程的基礎(chǔ)，許多沼氣項目因原料來源的變化而被迫停止運營或報廢。原料的收集方式直接影響原料的質(zhì)量和污水的量和濃度。2。主要有機(jī)質(zhì)的生物氣產(chǎn)量和組成。1Kg糖(C6H12O6)的理論甲烷產(chǎn)量約為350升。如果產(chǎn)生的沼氣中的甲烷含量為60，則每千克化學(xué)需氧量的沼氣產(chǎn)量為0.583m3，但實際上每千克化學(xué)需氧量僅產(chǎn)生0.450.5升沼氣。根據(jù)不同原料產(chǎn)氣的實測值，萬頭豬場干糞去除：每天排放約60 m3化學(xué)需氧量高達(dá)6000-8000mg/L的沖洗水，而同規(guī)模的雞場小于15m3，牛場為45m3。3.發(fā)酵溫度的選擇是影響沼氣發(fā)酵的一個重要因素。沼氣發(fā)酵菌株可以產(chǎn)生860范圍內(nèi)的氣體。原料的分解和消化率隨著

7、溫度的升高而增加，即產(chǎn)氣率隨著溫度的升高而增加。沼氣發(fā)酵可分為三個溫度范圍，4560稱為高溫發(fā)酵；3045被稱為中溫發(fā)酵；20以下簡稱低溫發(fā)酵。高溫發(fā)酵，高溫發(fā)酵過程是指發(fā)酵液的溫度保持在50-60的范圍內(nèi)，實際控制溫度大多為532。該工藝的特點是微生物生長活躍，有機(jī)物分解快，產(chǎn)氣率高，停留時間短。高溫發(fā)酵能有效殺滅糞便中的各種致病菌和寄生蟲卵，具有良好的衛(wèi)生效果。中溫發(fā)酵是指發(fā)酵液的溫度保持在352以內(nèi)。與高溫發(fā)酵相比，該工藝消化速度較慢，產(chǎn)氣率較低，但維持中溫發(fā)酵的能耗較少，沼氣發(fā)酵總體上可維持在較高水平，產(chǎn)氣速度較快，料液基本不結(jié)皮，可保證全年穩(wěn)定運行。該工藝具有穩(wěn)定的料液溫度和平衡的產(chǎn)

8、氣量。高溫發(fā)酵消耗過多熱能，發(fā)酵殘渣肥效低，氨氮損失大，使得中溫發(fā)酵工藝得到廣泛應(yīng)用。常溫發(fā)酵，又稱“自然溫度”發(fā)酵，是指沼氣在自然溫度下發(fā)酵，發(fā)酵溫度在氣溫的影響下發(fā)生變化。其特點是發(fā)酵液的溫度隨氣溫和地溫的變化而變化，其優(yōu)點是無需控制發(fā)酵液的溫度，節(jié)省了保溫和加熱投資，沼氣池本身不消耗熱量；缺點是在相同的進(jìn)料條件下，產(chǎn)氣率不同，5。厭氧消化器的水力停留時間。厭氧消化池的水力停留時間(HRT)是指消化池中發(fā)酵液的總?cè)莘e置換所需的時間，通常以天(d)或小時(h)為單位。當(dāng)消化器在一定的容積負(fù)荷下運行時，其水力停留時間與發(fā)酵原料的有機(jī)物含量成正比。有機(jī)質(zhì)含量越高，水力停留時間越長，有利于提高有機(jī)

9、質(zhì)的分解速率。水力停留時間(d)=消化池的有效容積和日進(jìn)料速度；5.厭氧消化器的水力停留時間，與原料特性、發(fā)酵溫度、設(shè)備類型和預(yù)期目的有關(guān)。一般來說，在傳統(tǒng)的地下池塘中使用畜禽糞便作為原料時，停留時間為2060天；以畜禽糞便為原料的地面高效裝置保存期為815天；以酒精廢液和高濃度有機(jī)廢水為原料時，地面高效裝置的停留時間為0.54天。對于沼氣生產(chǎn)，可以選擇最佳的保存期，對于環(huán)境保護(hù)，保存期應(yīng)適當(dāng)延長。6。有機(jī)負(fù)荷和發(fā)酵濃度。厭氧消化過程中的負(fù)荷通常指發(fā)酵罐的有機(jī)容積負(fù)荷，即每單位消化器每天的有機(jī)物量。通常，單位是kgCOD/m3d，有時TS或VS用來表示有機(jī)物的數(shù)量。容積負(fù)荷主要由厭氧活性污泥的

10、數(shù)量和活性決定。因此，運行期間確定容積負(fù)荷的基礎(chǔ)是污泥負(fù)荷，即每天每千克厭氧活性污泥中的有機(jī)物量，單位為千克化學(xué)需氧量/千克生物固體。發(fā)酵濃度與產(chǎn)氣和發(fā)酵時間密切相關(guān)。7.在生物反應(yīng)器中，生物化學(xué)取決于微生物的代謝活動，這需要微生物不斷接觸新的食物。在分批發(fā)酵中，攪拌是微生物與食物接觸的有效手段；在連續(xù)給料系統(tǒng)中，特別是高濃度、產(chǎn)氣量大的原料，在給料和產(chǎn)氣過程中，氣泡形成和上升過程引起的攪拌是食物與微生物接觸的主要驅(qū)動力。蒸煮器的有限攪拌可以使微生物與原料充分接觸，打破分層現(xiàn)象，將活性層擴(kuò)展到整個發(fā)酵液中。此外，攪拌還具有防止沉淀、生成或破壞浮渣層、保證池溫均勻、促進(jìn)氣液分離的作用。8?？刂朴?/p>

11、毒化合物，在畜禽養(yǎng)殖場消毒或防疫期間，更多的藥物將進(jìn)入糞便污水。工廠的有機(jī)污水中經(jīng)常含有一些有毒物質(zhì)。這些物質(zhì)會毒害或抑制沼氣發(fā)酵過程，包括一些無機(jī)和有機(jī)物質(zhì)。有些有機(jī)氯毒性很大，如CH2CL2、CHCL3和CCL4等。其濃度約為1毫克/升，因此與氯仿(CHCL3)結(jié)合的發(fā)酵罐經(jīng)常導(dǎo)致產(chǎn)甲烷菌中毒，使發(fā)酵失敗。9.沼氣發(fā)酵裝置的選擇根據(jù)儲氣方式可分為水壓式、浮蓋式和氣囊式；按照幾何形狀，它可以分為圓柱形、球形、橢球形、拱形、矩形和祭壇。根據(jù)埋置位置，可分為地下、半埋和地上三類。根據(jù)池窯建筑材料，可分為磚結(jié)構(gòu)、混凝土結(jié)構(gòu)、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、玻璃鋼、塑鋼網(wǎng)水泥、Lipp罐和搪瓷鋼板罐等。根據(jù)發(fā)酵溫度

12、，可分為常溫發(fā)酵、中溫發(fā)酵和高溫發(fā)酵。它可分為兩級發(fā)酵、一級發(fā)酵和兩級或多級發(fā)酵。根據(jù)發(fā)酵機(jī)理，可分為三類：常規(guī)型、污泥滯留型和附著膜型。沼氣池是沼氣發(fā)酵的核心設(shè)備。微生物的繁殖、有機(jī)物的分解和轉(zhuǎn)化以及沼氣的產(chǎn)生都是在沼氣池中進(jìn)行的，因此沼氣池的結(jié)構(gòu)和運行是沼氣工程設(shè)計的重點。根據(jù)水力停留時間(HRT)、固體停留時間(SRT)和微生物停留時間(MRT)之間的不同相關(guān)性，確定了最佳工藝參數(shù)USR消化器是一個簡單的低價值的反應(yīng)器，它可以自動形成SRT和MRT高于HRT。未反應(yīng)的生物固體和微生物通過自然沉淀留在反應(yīng)器中，并可進(jìn)入高懸浮物原料，如牲畜糞便和酒廢液等。并且不需要流出物回流和氣/固分離器。

13、(2)升流式固體反應(yīng)器(USR)，(3)全混合厭氧發(fā)酵，該技術(shù)是在常規(guī)厭氧消化器中安裝一個攪拌裝置。使發(fā)酵原料和微生物處于完全混合的狀態(tài)；蒸煮器通常采用恒溫連續(xù)進(jìn)料或半連續(xù)進(jìn)料，適用于處理高濃度和含有大量懸浮固體的原料。(4)推流式消化器是一種矩形的不完全混合消化器，原料從一端進(jìn)入，從另一端以活塞式狀態(tài)流出。由于在消化器中產(chǎn)生沼氣，所以存在垂直攪拌作用，而垂直攪拌作用最小。在進(jìn)料端，存在強(qiáng)烈的水解和酸化，甲烷產(chǎn)量隨著流向排放方向而增加。由于系統(tǒng)進(jìn)料端缺少接種物，需要固體回流。為了減少微生物的出現(xiàn)，應(yīng)在消化池內(nèi)設(shè)置擋板，以利于穩(wěn)定運行。(5)六六六厭氧工藝，六六六是一種結(jié)合了活塞流、混合和高濃度

14、特性的發(fā)酵裝置。厭氧池配有機(jī)械攪拌，機(jī)械攪拌以活塞流方式推至池的后端。HCF厭氧反應(yīng)器一端的頂部有一個帶格柵的進(jìn)料口，并與消化池的氣室隔離。在厭氧反應(yīng)器的另一端，進(jìn)料液體以溢流和沉淀的形式排出。六六六厭氧發(fā)酵液的干物質(zhì)含量可達(dá)8。(6)上流式厭氧污泥床(UASB)，是目前發(fā)展最快的消化池，其特點是污水自下而上流經(jīng)膨脹顆粒污泥床。消化池分為三個區(qū)域，即污泥床、污泥層和氣固分離器。上流式厭氧污泥床(UASB)，10。建造污泥床的材料。消化池所用材料包括鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、搪瓷鋼板結(jié)構(gòu)、鋼板焊接、立浦池等。沼氣的凈化(1)沼氣的脫水通常采用重力法，或在輸送沼氣的管道最低點除去管道中的水蒸氣。沼氣脫水，沼

15、氣脫水裝置1。擋板；2.氣體出口管；3.鋼瓶。4.垂直過濾網(wǎng)；5.頭。6.排氣管；7.進(jìn)氣管；8.水平過濾網(wǎng)；(2)沼氣脫硫，采用干法脫硫、濕法脫硫和生物脫硫。用于直接燃燒能量的沼氣中的H2S濃度應(yīng)低于20毫克/立方米，而用于直接發(fā)電的沼氣中的濃度為300毫克/立方米。畜禽養(yǎng)殖場沼氣中的H2S濃度為0.0284.5克/立方米，平均為1.79克/立方米。(3)化學(xué)脫硫(干法氧化鐵脫硫)沼氣在常溫下通過脫硫劑床層，沼氣中的H2S與活性氧化鐵接觸生成硫化鐵，然后含有硫化物的脫硫劑與空氣中的氧氣接觸，當(dāng)有水存在時，鐵的硫化物轉(zhuǎn)化為氧化鐵和單質(zhì)硫。這種脫硫和再生過程可以循環(huán)多次，直到氧化鐵脫硫劑表面的大部分孔隙被硫或其他雜質(zhì)覆蓋而失去活性。沼氣中H2S濃度高時，應(yīng)經(jīng)常更換脫硫劑?；瘜W(xué)脫硫塔、壓力穩(wěn)定，安全運行成本低。但是冬天很容易結(jié)冰。儲氣庫不受溫度的影響，這是未來的發(fā)展方向，但由于耗電量大，需要有備用電源。儲氣不受溫度影響，儲氣量??；然而，由于功耗和高運行成本，每年都需要進(jìn)行安全檢查。沼氣儲存，濕儲存，干低壓儲存，干高壓儲存，12。沼氣儲存、沼氣儲存、厭氧消化裝置自身工作狀態(tài)的波動以及進(jìn)料速度和濃度的變化，以及厭氧消化裝置產(chǎn)生的沼氣量一直處于變化狀態(tài)。沼氣的生產(chǎn)基本上是連續(xù)的，而沼氣的使用通常是間歇的。為了保證各氣點的正常供氣，bio沼氣儲存系數(shù)，第五和第三沼氣的利用率，其