沼气工程技术与工艺
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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
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，
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.凝水器；4.自动排水管；5.排水管；
a.自动排水
b.人工手动排水
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
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。
适当延长滞留期。
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。
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。
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，
ຫໍສະໝຸດ Baidu
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：
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。
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
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。
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。
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
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
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
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
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，
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.凝水器；4.自动排水管；5.排水管；
a.自动排水
b.人工手动排水
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
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。
适当延长滞留期。
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。
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。
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，
ຫໍສະໝຸດ Baidu
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：
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。
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
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。
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。
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
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
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