秸秆沼气发酵工艺流程汇总
浙江省农作物秸秆综合利用主推技术——秸秆沼气生产技术
实用技术·种植技术·新农村2018.91.技术原理概述该技术是利用沼气设备,以秸秆和畜禽粪便为发酵原料,在严格的厌氧环境和一定的温度、水分、酸碱度等条件下,经过厌氧发酵获得沼气、沼液等产品的一种秸秆利用技术。
2.技术流程秸秆沼气生产技术通过采用秸秆粉碎堆肥、残液厌氧发酵、沼液肥水同灌、沼渣制作基质、沼气脱硫发电这五大工艺,实现秸秆、残菜的无害化处理和资源化利用,消除环境污染,保持和提高耕地的土壤质量,解决农村的能源短缺,促进农业的可持续发展。
秸秆沼气生产技术操作流程图3.技术要点(1)沼渣制作基质将生产过程中产生的秸秆、残菜等废弃物粉碎,用移动式输送带输送至太阳能发酵房进行厌氧堆沤发酵,产生的有机质可加工制成育苗基质。
(2)残液厌氧发酵发酵过程中产生的渗滤液进入渗滤液池,然后自流进入匀浆池。
把附近养殖场收集的猪粪倒入匀浆池,与渗滤液混合后搅拌均匀,调配成TS=10%的混合料液后泵至一体化厌氧罐(沼气池)进行厌氧发酵。
(3)沼气脱硫发电厌氧产生的沼气经脱硫净化后通过沼气发电机发电为企业提供电能,沼气发电机余热可用于匀浆池和厌氧罐的增温。
(4)沼液肥水同灌厌氧发酵后产生的沼液流入沼液池内沉淀储存,用于蔬菜基地肥水喷灌或用封闭式运输车拉至田间沼液池作灌溉用。
(5)污泥接种菌种一体化厌氧罐(沼气池)和沼液池产生的污泥回流进入菌种池,用于太阳能发酵房厌氧菌接种。
4.适宜范围该技术适用于浙江省大部分粮食产区和蔬菜生产基地,即农作物秸秆量大、尾菜就地利用压力大的区域。
可根据收集的农作物秸秆种类和特性,选择适宜的沼气工程发酵工艺。
5.应用效果例举浙江省杭州市萧山舒兰农业有限公司以秸秆沼气为核心的农业废弃物循环利用示范工程,建有一体化厌氧罐300m 3、双膜贮气柜120m 3、沼液池200m 3、秸秆残菜堆棚150m 2,并配有沼气发电机、沼液输送管网等设备。
年处理秸秆废弃物910吨,年产沼气3.3万m 3,沼液用于800亩蔬菜基地。
如何利用秸秆发酵制取沼气
如何利用秸秆发酵制取沼气聊城市农业委员会梁明磊高爽徐倩随着畜牧业的集约化发展,家庭养殖越来越少,很多建设户用沼气的农户面临着原料不足的问题。
如何处理好原料短缺的问题成为发挥沼气池效益的一个关键。
对于这个问题,聊城市农委依托本地秸秆资源优势,利用秸秆等作原料,经过大量的实践,最终取得了良好的效果,现在将利用秸秆发酵产生沼气的方法给大家介绍一下:一、适用范围秸秆沼气发酵制取沼气适合以小麦、玉米秸秆为主要发酵原料制取沼气的原料配比、预处理、投料启动、日常管理及安全使用的技术要求。
用于农村户用水压式沼气池。
所用沼气池必须符合GB/T4750-2002《农村家用水压式沼气池标准图集》的质量要求。
投料前必须按GB/4751-2002《户用沼气池质量检查验收规范》进行严格试压。
二、参照标准 GB/4751-2002《农村家用沼气池发酵工艺规程》三、沼气发酵原料秸秆沼气的发酵原料目前主要是以农业生产过程中产生的小麦、玉米秸秆为主。
四、秸秆沼气发酵原料配比1、秸秆发酵原料浓度一般为6%-8%,冬季宜浓度高,夏季反之。
2、碳氮比秸秆沼气发酵原料的碳氮比要求在25:1左右,由于秸秆的含碳量比较高,所以必须添加含氮化肥进行调节。
3、一立方米沼气池发酵原料的配比与用量五、发酵原料的预处理及投料步骤1、原料粉碎将秸秆原料用粉碎机粉碎成草粉状。
把原料用水浸透。
加水时要边加水边拌原料,反复搅拌3遍,使水浸透秸秆,用手握成团,指缝滴水而不流为宜。
掺入化肥或粪便按照发酵原料配比要求,把50%的化肥掺入浸透的秸秆粉中,如秸秆与粪便混合,应把规定用量的粪便同时加入秸秆中,反复掺匀。
堆沤把搅拌的原料装入沼气发酵原料池中(也可在池中搅拌),加盖塑料薄膜进行堆沤。
堆沤时间环境温度在15℃左右时,纯秸秆原料堆沤9~10天,秸秆粪便混合原料堆沤7~8天;环境温度在20~25℃时,纯秸秆原料堆沤7~8天,秸秆粪便混合原料堆沤5~6天;环境温度在25℃以上时,纯秸秆原料堆沤6~7天,秸秆粪便混合原料堆沤4~5天。
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秸秆沼气技术要点一口8立方米的沼气池,需秸秆400公斤,20公斤左右碳铵,4立方左右水,10-30%接种物,产气可持续8-10个月。
具体工艺流程如下:1、秸秆预处理:将秸秆铡成或粉碎到3厘米以下,按每100公斤秸秆加100公斤水的比例混合均匀,润湿15—24小时。
2、堆沤:把秸秆踩紧堆成30厘米厚左右,泼10—30%的粪水,把碳铵用水稀释均匀地泼到秸秆发酵原料上。
照此方法铺3—4层,堆成宽1.2-1.5米,高1.0-1.5米的垛,并在堆垛的周围及顶部每隔30-50厘米打一个孔,以利通气。
然后用塑料薄膜覆盖,底部留缝隙通气。
待垛内温度达到50℃以上后,维持3天,当堆垛能看到一层白色菌丝时,便可作为发酵原料。
3、投料:入池的发酵原料不要压实,以松散为好,池内进料口下口不要堆原料,以便以后进料畅通。
4、加水封池:原料入池后,加4立方左右水,料液量占沼气池总容量的80-85%为宜,然后加盖密封。
5、放气试火:沼气发酵启动初期,通常不能点燃,因此,当沼气表压力达到2千帕以上时,排放1-2天杂气后进行放气试火。
秸秆做沼气发酵原料主要是采用麦秸、玉米、花生、大豆等作物秸秆做沼气发酵原料,通过添加秸秆发酵菌剂,制取沼气的方法。
农村常用的发酵原料主要分为全秸秆沼气发酵、秸秆与人畜粪便混合沼气发酵和全用人畜粪便做沼气发酵原料3种。
各种不同的发酵工艺,投料时原料的搭配比例和补料量不同。
一、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。
该技术具体工艺流程:秸秆预处理—堆沤—投料—加水封池—点火试气。
1、秸秆预处理:农作物秸秆通常是由木质素、纤维素、半纤维素、果胶和蜡质等化合物组成,其产气特点是分解速度较慢,产气周期较长。
使用这种原料在入池前需进行预处理,以提高产气效果。
秸秆沼气技术流程
秸秆沼气技术流程秸秆沼气技术是利用秸秆作为原料进行沼气发酵,将秸秆转化为沼气,从而实现能源的利用和环境保护的双重目的。
具体的技术流程如下:1. 秸秆收集清洗与切碎秸秆收集后需要进行清洗和切碎。
清洗是为了去除秸秆表面的杂质和污染物质。
切碎是为了增加秸秆的表面积,加速菌群的附着和沼气发酵速度。
2. 秸秆预处理秸秆预处理是为了提高秸秆的易发性和降低沼气发酵过程中的酸度。
常用的预处理方法包括碱处理和水热处理。
碱处理时将秸秆浸泡在碱液中,使秸秆表面水分和碱液反应形成碱化层,从而使秸秆易于分解和发酵。
水热处理是将秸秆加水或蒸汽处理,快速升温到高温,然后迅速冷却,使秸秆中的纤维素、半纤维素等糖类部分降解,从而提高秸秆产气量和减轻沼气发酵过程中的酸蚀。
3. 沼气发酵发酵系统一般采用连续式厌氧消化系统。
秸秆经预处理后,进入发酵罐内,加入菌剂进行发酵。
菌剂一般是从其他成熟的沼气池中分离出来的,也可以使用活性污泥和其他量合适的微生物。
发酵反应主要包括两个阶段,即酸化阶段和甲烷发酵阶段。
酸化阶段主要是由厌氧消化菌将秸秆中的有机物分解为短链化合物,包括氨基酸、酸、丙酮酸等一系列有机物。
甲烷发酵阶段则是由甲基化菌和硫醇化菌等菌群将短链化合物进一步转化为甲烷和CO2等气体,并释放出能量。
4. 沼气处理发酵产生的沼气需要进行处理才能达到要求。
沼气处理主要包括除硫、除水、除杂和压缩四个过程。
除硫是将沼气中的H2S通过氧化还原反应转化为硫酸盐和硫酸等水溶性物质,从而降低了沼气中H2S含量和气味。
除水是消除沼气中的水分,避免水与其他成分反应,使沼气体系出现气液两相。
除杂是消除沼气中的杂质,如颗粒、灰尘等,提高沼气的纯度。
压缩则是将处理后的沼气进行压缩,方便运输和储存。
5. 沼渣利用沼渣是发酵过程中秸秆未能转化的残留物,含有较多的有机质和营养物质。
沼渣可以用作肥料或动物饲料等,在环境保护和农业生产方面发挥作用。
同时沼渣还可以作为土壤改良剂、燃料和造纸原料等。
秸秆复合菌剂沼气发酵技术
贾西玲:秸秆复合菌剂沼气发酵技术3.1做好宣传培训,科学选用除草剂除草剂的品种很多,有触杀性除草剂、灭生性除草剂、茎叶处理剂、土壤处理剂等。
有的适用于芽前除草,有的适用于茎、叶除草。
因此,必须做好宣传培训工作,使农民充分了解、认识到不同的除草剂对不同作物的作用,了解除草剂的作用机理、适用作物、使用方法、施药剂量、施药时期、混用要求、对作物的安全性、发挥药效的条件等,掌握注意事项,按操作规程施用。
根据农作物种类、生育时期及重点防除对象等,要正确购买除草剂,切不可盲目滥用。
3.2严格掌握除草剂的用量和浓度根据除草剂种类、土壤、气候条件、苗情确定用药量;要量准作业面积,以面积称药;对水采用二次稀释法;均匀喷药,不重喷、漏喷。
3.3合理选择使用除草剂的最佳时期既要考虑杂草的敏感期,争取良好的防效,又要选择当季作物抗性强、对下茬作物安全的时间使用除草剂。
作物在发芽、三叶期前及扬花灌浆期对除草剂特别敏感,容易产生药害,避免此时期用药。
3.4避免温度、水分、光照、风等环境因素的影响温度对除草剂有明显影响,低温或高温时使用均易发生药害。
水分对除草剂药效发挥有很大影响,不管是土壤处理除草剂还是苗后茎、叶处理除草剂,在用药时一定要尽量保持土壤湿润。
光照对某些除草剂的影响也十分明显,如除草醚、西马津、敌草隆、扑草净等,在光的作用下才能起杀草作用。
同时,除草剂要在无风或微风的天气条件下施用,风大时喷洒除草剂容易发生雾滴飘移,为害周围敏感作物,尤其是易挥发的除草剂(如2,4-D丁酯等),使用时应特别注意。
3.5及时清洗施用除草剂的器具喷施药液后,立即使用肥皂水把喷雾器具包括容器、导管、喷杆、喷头等清洗干净,或用清水多次冲洗,确保不影响下次正常使用。
有条件的用户可根据作物种植情况,准备多台喷雾器,有选择地使用。
3.6根据土壤特点选用除草剂土壤的质地、有机质含量、酸碱度等对除草剂的药效都有一定的影响。
一般沙性土壤、有机质含量低的土壤吸附除草剂能力弱,除草剂用下限量;黏重土壤或有机质含量高的土壤吸附除草剂的能力强,应用上限量;有机质含量过高的土壤,一般不使用土壤处理除草剂。
农作物秸秆沼气技术操作规程
农作物秸秆沼气技术操作规程农作物秸秆沼气技术操作规程一、主题内容与适用范围本操作规程制定了以农作物秸秆为主要发酵原料生产沼气的农村户用水压式沼气池发酵操作规程。
本规程适用于农村户用池容为6m3、8m3、10m3的水压式沼气池。
所用沼气池必须符合GB4750《农村家用水压式沼气池图集》的质量要求,投料前必须按标准进行试水试压检验,只有试水试压合格才能进行投料。
按照本规程对沼气池进行科学管理,当池温在20℃以上时,产气率可达0.2m3/m3d以上;当池温不低于15℃时,产气率不低于0.l5m3/m3d。
二、沼气发酵原料生产沼气主要以农作物秸秆等生物质为发酵原料。
各种发酵原料的产气量有所不同。
在35℃条件下常用原料每千克干物质的产气量为0.3-0.5m3,在20℃条件下每千克干物质的产气量为35℃条件下的60%。
35℃条件下常用原料每千克干物质产气量表原料种类麦秸稻草玉米秸青草产气量0.450.40 0.50 0.44三、农作物秸秆沼气发酵操作过程农作物秸秆或杂草——粉碎——水浸泡——堆沤(秸秆加入产甲烷菌剂及部分人、畜粪便)——进池发酵——产气使用四、发酵原料的预处理1、原料配比。
掌握沼气发酵原料的C:N比值在30:1左右。
当以秸秆原料为主进行沼气发酵启动时。
加入一定量人、畜粪便来调节碳氮比。
按牛粪或猪粪最低0.5立方与玉米秸300kg或麦秸、稻草200kg的比例配比沼气发酵原料。
2、原料用量。
6m3的户用水压式沼气池按照牛粪或猪粪0.7立方与玉米秸、麦秸、稻草300kg的量投料。
8m3沼气油按照牛粪或猪粪0.8m3与玉米秸、麦秸、稻草350kg 的量投料。
10m3沼气池按照牛粪或猪粪1m3与玉米秸、麦秸、稻草400kg的量投料。
3、原料的预处理。
粪便原料不必进行预处理,农作物秸秆必须粉碎然后加水浸泡加入产甲烷菌剂堆沤。
如果有接种物可按料液总量的20%准备。
将粉碎后的秸秆原料加水拌匀。
加水量以料堆下部不出水为宜,然后加入产甲烷菌剂拌匀,堆料并加盖塑料薄膜密封,2天后在塑料薄膜插孔通气。
沼气生产工艺流程
沼气生产工艺流程图7-1工艺流程简图二、工艺流程简述厌氧消化的主要粪源为项目所在地周边的养殖场的猪粪、秸秆、餐厨垃圾和园区及周边的蔬菜残余,猪粪有干清猪粪和水冲猪粪。
干清猪粪、秸秆和蔬菜残余这三种原料采用固体进料系统进料,水冲猪粪和餐厨垃圾采用液体进料系统进料。
秸秆经过X-Ripper破碎机破碎后,通过铲车输送至预混池中,预混池中装有潜水搅拌机,可将破碎的秸秆和水充分混匀(TS为7.5%),混匀后的物料采用螺杆进料泵泵送至生物预处理发酵罐,生物预处理后的秸秆溢流至出料池后用螺杆泵泵送至快速混合系统。
蔬菜残余经X-Ripper破碎机破碎后,用铲车输送至固体进料系统,干清猪粪也被加到固体进料系统中,然后通过无轴螺旋输送机输送至快速混合系统,从厌氧反应器泵出的出料也被输送到快速混合系统。
经预处理的秸秆、破碎的蔬菜残余、猪粪、工艺水和反应罐的出料在快速混合系统中混合并最终被输送到厌氧反应罐中。
水冲猪粪、破碎后的餐厨垃圾在混料池中混合均匀后经螺杆泵泵入厌氧反应罐中。
厌氧反应罐内设中轴搅拌装置,罐内物料呈全混状态,在适宜的碱度、温度条件下确保厌氧反应充分进行。
厌氧反应产生的沼气经净化系统净化后部分供居民用气,其余部分经由净化提纯、高压储气柜储存后运送至加气站;消化罐内出来的残渣由螺杆泵输送至换热器经热交换后流入缓冲池,再由污泥泵输送入卧螺式离心分离机进行固液分离,分离后的沼渣沼液作为有机肥厂的原料,根据市场需求生产有机肥。
出于安全因素的考虑,需要在变压吸附系统前设置一个沼气火炬。
设置换热器回收出料热量,进行余热利用,减少外加热量,进而减少能源消耗。
设置燃煤锅炉以补充余热回收热量的不足,在厌氧消化罐内设置加热盘管,维持厌氧反应稳定运行的温度。
1、预处理工艺秸秆单独收集,收集后先进行粉碎,然后采用生物预处理。
蔬菜残余单独收集,收集后进行破碎。
猪粪经过格栅,去除石块、塑料等大的无机物质。
干清猪粪、经过预处理的秸秆和蔬菜残余均被输送至快速混合系统,并在快速混合系统内充分混匀,然后泵入厌氧消化罐内。
秸秆沼气发酵工艺流程
秸秆沼气发酵工艺流程
《秸秆沼气发酵工艺流程》
秸秆沼气发酵是一种利用秸秆等农作物废弃物进行发酵产生沼气的工艺。
该工艺可以有效地利用农作物废弃物,减少环境污染,并且产生的沼气可以作为清洁能源供应家庭和农业生产所需。
秸秆沼气发酵工艺的流程大致包括原料处理、发酵、气体生产和利用几个主要步骤。
首先是原料处理,农作物秸秆需要经过切碎或压碎处理,使其更易于发酵。
处理后的秸秆要进行浸泡和糊化,使得其中的纤维素和半纤维素更易于被微生物分解,从而提高沼气产率。
接下来是发酵过程,处理后的秸秆与发酵菌及适量水分混合,在发酵罐中进行发酵。
在发酵罐内,发酵菌会分解秸秆中的有机物质产生沼气。
发酵过程中需要控制好温度、通风和pH值
等参数,以保证发酵效果。
经过一段时间的发酵,原料中的有机物质会被充分分解产生沼气。
随着沼气的生成,需要进行气体的生产和储存。
通常会将产生的沼气储存起来,并根据需要进行净化和压缩处理,以便于后续的利用。
最后是沼气的利用。
储存好的沼气可以通过管道输送到需要的地方,用于取暖和烹饪,也可以用于农业生产中的灌溉和发电。
总的来说,秸秆沼气发酵工艺是一种利用农作物秸秆进行沼气产生的环保技术。
通过适当的处理和控制,可以高效地利用秸秆产生清洁的沼气能源,为农村地区提供清洁能源,促进可持续发展。
秸秆发酵制气标准化方案
目录1背景 (3)2工艺流程图 (3)3工艺说明 (3)3.1秸秆存储单元 (3)3.2预处理单元 (3)3.3厌氧发酵系统 (4)3.4沼渣沼液存储加工单元 (4)3.6沼气净化、储存及输配单元 (4)3.7工艺指标 (4)4项目设计1000m3 (4)4.1主要构筑物及设备的设计参数 (4)4.1.1露天秸秆堆场 (4)4.1.2秸秆堆场 (4)4.1.3秸秆堆沤间 (5)4.1.4调节池 (5)4.1.5厌氧发酵罐 (5)4.1.6沼气净化、储存及输配系统 (5)4.2工艺流程说明 (5)4.2.1露天堆场 (6)4.2.2秸秆堆场 (6)4.2.3秸秆堆沤间 (6)4.2.4调节池 (6)4.2.5厌氧发酵系统 (6)4.2.6沼渣沼液利用 (7)4.2.7沼气净化、储存及输配 (7)4.3项目造价表 (7)5项目设计500m3 (8)5.1主要构筑物及设备的设计参数 (8)5.1.1露天秸秆堆场 (8)5.1.2秸秆堆场 (8)5.1.3秸秆堆沤间 (8)5.1.4调节池 (8)5.1.5厌氧发酵罐 (9)5.1.6沼渣沼液储存 (9)5.1.7沼气净化、储存及输配系统 (9)5.2工艺流程说明 (9)5.2.1露天堆场 (9)5.2.2秸秆堆场 (9)5.2.3秸秆堆沤间 (10)5.2.4调节池 (10)5.2.5厌氧发酵系统 (10)5.2.6沼渣沼液利用 (10)5.2.7沼气净化、储存及输配 (10)5.3项目造价表 (10)6项目规模投资估算 (11)秸秆发酵制气标准化方案1背景秸秆发酵制气技术经过公司的研发,已经开始进入成长期和成熟期,技术的不断发展和项目建设的不断增大,迫切需要一个统一的、规范性的技术标准化方案的建立,从而实现秸秆发酵制气技术的可操作性和规范性。
2工艺流程图图1秸秆发酵制气工艺总体流程图3工艺说明3.1秸秆存储单元秸秆存储单元主要由露天堆场和秸秆粉末堆场组成,主要用于秸秆原料的储存和堆放,以便于生产利用3.2预处理单元秸秆在发酵过程总容易产生过量的有机酸,引起发酵物料的酸化,导致pH值下降,从而停止产生甲烷。
高中生物-沼气发酵技术
【高中生物-沼气发酵技术】沼气发酵技术发展及应用现状沼气是沼气发酵微生物在厌氧环境下将农作物秸秆或者禽畜粪便等可降解的生物质经过厌氧消化生成的可燃气体。
其主要成分是甲烷和二氧化碳,其中甲烷约占45 %~70 %、二氧化碳约占25 %~55 %;此外,沼气还含有大约5 %的其他气体(如H2S、N2、H2、CO、NH3等)。
沼气是具有很高热值的清洁燃料,经过净化的沼气完全燃烧后只生成H2O 和CO2,不会对环境造成污染。
沼气发酵在农业和生态方面的综合利用具有很大的经济价值和社会效益。
1沼气发酵原理及影响因素1.1 沼气发酵原理沼气是生物质经过多种微生物联合厌氧消化作用而生成的可燃气体。
厌氧消化就是在无氧的条件下,由兼性厌氧菌和专性厌氧菌联合降解有机物,最终生成二氧化碳和甲烷等气体的过程。
人们对于沼气发酵过程的划分仍存在争议;目前主要认为,沼气发酵过程可分为水解液化、酸化和甲烷化三个阶段。
第一阶段为水解液化阶段,兼性厌氧菌和发酵性细菌将原料中较大分子的成分(如纤维素等)水解成可溶于水的有机酸和醇类等。
第二阶段为酸化阶段;产氢产乙酸菌将第一阶段生成的有机酸和醇继续分解成小分子物质,同时生成氢气和二氧化碳。
第三阶段为甲烷化阶段;产甲烷菌将第二阶段生成的小分子物质转化为甲烷和二氧化碳气体,即发酵的最终产物沼气。
1.2 沼气发酵的影响因素影响沼气发酵的因素很多,其中最主要的因素包括原料成分、原料预处理情况、接种物种类、进料浓度、发酵温度和pH。
原料成分的影响:能够用来发酵产沼气的生物质很多。
传统的沼气发酵原料主要包括以秸秆类物质为代表的农业废弃物、禽畜粪便和污水处理厂的厌氧活性污泥、以及生活垃圾等。
选择容易降解的原料(如人畜粪便等)可以加快发酵的启动过程和提高发酵效率。
若原料选择不当则容易造成发酵系统酸积累严重而发酵无法启动或启动后产气量不高等后果。
原料预处理的影响:原料预处理是利用物理、化学或者生物等方法使生物质中不易被降解的物质提前得到腐化分解,在进料后更快启动发酵。
秸秆发酵产沼气技术概述和展望
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1.3 发酵条件控制
主要控制因素: 水动力、温度和原料投加浓度。
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4. 焚烧秸秆存在的问题
由于农民使用商品能源越来越普遍和农业生产方式发 生了变化,农民对秸秆的燃烧利用也逐渐减少,余农作物 秸秆的数量越来越大,大量剩余秸秆随地堆弃和任意焚烧, 造成大量的社会、经济和生态问题。
a. 秸秆焚烧造成大量资源的浪费;
b. 大面积秸秆焚烧造成空气污染;
c. 秸秆焚烧存在潜在的危险,易带来大量不必要的损失;
此后逐渐不用秸秆的主要原因有以下几点:
秸杆发酵先天不足 在未铡碎或粉碎的情况下,在池内分解慢、降解率
低,铡碎或粉碎在经济上又不合算。
进出料麻烦 应用秸秆的沼气池必须进行大换料,进出料很麻
烦,在农村劳动力价值提高的情况下不合算。
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劳动强度大 秸秆出料劳动强度大,这也使农民时间的推移慢慢
放弃。
农村能源供应增加 农村其它能源供应增加且品种多样,农村能源短缺
3.2 节省成本 可以直接处理农作物秸秆,节省了预处理成本;耗水
量大大降低,节省水费;发酵室为地面车库型不透气混凝 土结构,底部管道暖气供热,因而土建费用很低。
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3.3 处理费用低
比起湿发酵技术,几乎没有污水排放,污水处理费用 低;发酵剩余物无湿法发酵的沼液,所以不用脱水处理, 存储和后处理费用低。
原料投加浓度
Zhang等在利用稻草为原料进行沼气发酵时,分别按 50,75,100g/L进行投料。研究发现,随着投加量的增 加,原料的TS和VS减少更多,产气量也增加。
农村户用沼气发酵工艺规程
农村户用沼气发酵工艺规程一、前言沼气是以可生化的有机物为原料,在无氧条件下通过微生物代谢作用而产生的一种混合气体,在农村生产和生活中应用较广泛,主要用于烹饪、照明等用途,同时也能作为替代燃料,节约能源、减少环境污染。
本规程旨在规范农村沼气发酵工艺,确保其稳定的运行和高效的利用。
二、适用范围三、设备和材料1. 沼气池:选用有机玻璃钢或混凝土制成的圆形或长方形沼气池,池壁厚度应不少于8mm,池体不小于4m³,底部垫上沙子,并保证排水良好。
2. 沼气田:选用光照充足、排水性良好的土地,面积可根据需求适当调整。
3. 填料:普通填料以香蕉茎、芦苇、秸秆为主,也可以使用其他较为容易腐烂的材料。
堆料应密实,堆高不应超过2m。
4. 进料设备:便于破碎、搅拌杂草、秸秆等农村生活废弃物的设备,如大型搅拌车、破草机等。
5. 其他辅助设备:沼气泵、管道、燃气器具等。
四、工艺流程1. 填料投料阶段:首先将预制好的填料堆入沼气池中,堆高不宜太高,通常以池壁高度的2/3为宜。
之后再向沼气池中投料,投料前应先经过破碎、搅拌处理,投入沼气池的生活废弃物应保证杂草、秸秆等废弃物的含量不低于60%,干物质总含量不低于7%。
2. 发酵阶段:投料后,加水至池面高度的上部(一般为1米左右),然后将沼气管(气头)插入沼气池底部,使沼气从管中排出,待沼气池内形成稳定的有机物分解发酵环境后,开始产生沼气。
3. 收取沼气和施肥阶段:收取沼气时,需要将沼气管从底部拔出,然后撤下气头,用专用泵将沼气抽到储气罐中,最后通过管道输送至燃气器具中使用。
同时,将沼渣作为有机肥施入农田,以达到循环利用的效果。
五、运行及维护1. 生活废弃物经过投料前处理后投进沼气池,应每隔1-3天进行一次搅拌,以便使填料达到均匀稠化的状态。
2. 定期清理沼气池内的沼渣,并加强沼气池底部的排液,保证沼气池内的环境不受泥渣阻塞。
3. 定期检查沼气管和气头,发现沼气管和气头被堵塞时要及时清理。
秸秆沼气技术.doc
秸秆沼气技术作者:曾海明来源:《农业知识·乡村季风》2012年第12期秸秆做沼气发酵原料主要是采用小麦、玉米、花生、大豆等作物秸秆,通过添加秸秆发酵菌剂制取沼气。
农村常用的秸秆沼气主要分为全秸秆沼气发酵和秸秆与人畜粪便混合沼气发酵。
不同的发酵工艺,投料时原料的搭配比例和补料量不同。
一、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。
1口8立方米沼气池,需秸秆400千克、1千克秸秆发酵菌剂、15千克左右碳酸氢铵、4000千克左右水,10%~30%的接种物,产气可持续8~10个月。
该技术具体工艺流程:秸秆预处理-堆沤-投料-加水封池-点火试气。
1.秸秆预处理:农作物秸秆通常是由木质素、纤维素、半纤维素、果胶和蜡质等化合物组成,其产气特点是分解速度较慢,产气周期较长。
使用这种原料在入池前需进行预处理,以提高产气效果。
首先将秸秆铡短或粉碎到3厘米长以下,玉米秸秆用揉搓机粉碎,稻草和麦秸用铡草机粉碎,每立方米沼气池需秸秆50千克以上。
按每100千克秸秆加100千克水的比例混合均匀,润湿15~24小时,翻动秸秆,使秸秆与水混合均匀,最终使秸秆含水量达到65%~70%。
2.堆沤:气温低时,宜采用坑式堆沤。
把秸秆踩紧堆成30厘米左右,泼2%的石灰澄清液并加10%的粪水,即100千克秸秆,用2千克石灰澄清液,10千克粪水;或把秸秆发酵剂均匀掺入秸秆中,把碳酸氢铵用水稀释均匀泼到秸秆发酵原料上。
照此方法铺3~4层,堆好后用塑料薄膜覆盖,将秸秆堆成垛,垛宽1.2~1.5米,垛高1.0~1.5米,并在堆垛的周围及顶部每隔30~50厘米打1个孔,以利通气。
用薄膜或秸秆将堆垛的四周及顶部盖上,底部留缝隙通气。
待堆垛内温度达到50℃以上后,维持3天,当堆垛能看到1层白色菌丝时,便可做发酵原料。
3.投料:先将碳酸氢铵溶于水,与接种物和堆沤好的秸秆一起混合均匀加入沼气池内,入池的发酵原料不要压实,以松散为好,池内进料口下口,直径1米的地方不要堆沤发酵原料,以便以后畅通进料。
秸秆干式厌氧发酵制沼气工艺
秸秆干式厌氧发酵制沼气工艺摘要:秸秆干式厌氧发酵以农作物秸秆为原料,在较少资本投入和较小的规模的条件下,产生可以循环使用的生物质能。
本文设计了以卧式浆叶轴机械搅拌厌氧发酵罐为核心的干式厌氧发酵技术与成套装备。
工程包括预处理及进料系统、厌氧发酵系统、出料系统、沼气净化与贮存、增保温系统等。
工艺方案中克服了干式厌氧发酵进出料困难、传质传热不均的难题,实现了连续高温干式氧发酵产沼气。
关键词:秸秆;干式厌氧发酵;工艺设计;设备Technology of dry anaerobic digestion for biogas producing from strawAbstract:Straw dry anaerobic fermentation technology could produce the recycle biomass energy with the small scale and less capital investment. A pilot plant of dry anaerobic digestion was constructed in the dairy farm of Chinese Academy of Agricultural Mechanization Sciences.The plant included pretreatment system,solid feed-in system,horizontal anaerobic reactor,biogas storage and purification system,insulation warming system and digestate discharging system.Specially designed low-speed horizontal rod-gear agitators used in the horizontal anaerobic reactor enhanced mass and heat transfer efficiency and overcame high solid feedstock feeding and discharging difficulties.Pilot-scale experiment of continuous dry thermophilic anaerobic digestion of dairy manure was conducted in the pilot plan.Key words:Straw;Dry anaerobic digestion;Process design;Equipment1 引言我国作为一个农业大国,随着粮食产量的增加,农作物秸秆年产量逐年上升,目前我国每年秸秆产量大约有7亿多吨[1]。
秸秆沼气发酵工艺流程
秸秆沼气发酵工艺流程秸秆沼气发酵是一种利用农作物秸秆产生沼气的技术,在农村居民用能方面具有广阔的应用前景。
该工艺流程可以分为原料准备、料水配制、发酵、沉淀和气体收集等环节。
首先是原料准备。
选择适当的秸秆作为沼气发酵的原料,通常以水稻秸秆、玉米秸秆或小麦秸秆为主。
这些原料具有丰富的碳水化合物,可以通过微生物代谢产生沼气。
此外,还需要将原料切碎或压碎,以增加与微生物的接触面积。
然后是料水配制。
将切碎的秸秆与适量的水进行混合,调整水分含量,使得物料的湿度适中,有利于微生物的生长和发酵过程。
一般情况下,湿度维持在50%左右是比较合适的。
接下来是发酵过程。
将混合好的原料放置于发酵罐或发酵池中,利用微生物对秸秆进行发酵产气。
发酵过程主要分为两个阶段,即初级发酵和终级发酵。
初级发酵是无氧发酵过程,主要由厌氧菌进行,产生甲烷气体。
终级发酵是厌氧-好氧过渡阶段,此时可以利用好氧菌进一步利用有机物质生成二氧化碳和水,并释放出更多的能量。
紧接着是沉淀阶段。
经过发酵后,废水中会有一部分悬浮物质和微生物,需要经过沉淀处理。
常用的沉淀方式有物理沉淀和化学沉淀两种。
物理沉淀是利用重力作用使悬浮物质沉降到底部,然后将上清液抽离出来。
化学沉淀则是通过添加沉淀剂,使悬浮物质发生凝聚作用,然后将沉淀物与上清液分离。
最后是气体收集。
将发酵产生的沼气通过管道集中收集。
沼气主要由甲烷和二氧化碳组成,其中甲烷是可燃气体,可以作为燃料使用。
通过沼气收集系统,将沼气输送到用气设备上,可以用于家庭燃料、煮饭、发电等用途。
综上所述,秸秆沼气发酵工艺流程包括原料准备、料水配制、发酵、沉淀和气体收集等环节。
通过科学合理的操作,可以高效地将秸秆资源转化为沼气能源,为农村居民提供可再生能源,促进农村可持续发展。
秸秆沼气发酵工艺流程汇总
沼气发酵工艺流程从全社会能源消费与供给的发展趋势,随着工业化发展进程使得矿物质能源日趋枯竭,尽管这是未来将会发生的事,当然也是历史发展的必然结果,将会引起全社会的关注。
世界各国都在寻求可再生的替代能源,虽然探矿开采不会立即结束,但是可再生能源的试生产也要立即开始,甚至早已经开始了。
沼气工程作为即可处理废弃的有机物又可从中回收能源,这是采用现代化技术开发生物质能源利用的重要组成部分,也是沼气工程产业将会乘胜发展的必然。
我国的沼气产业已从单纯的能源利用发展成为废弃物处理和生物质多层次综合利用,并与养殖、种植业广泛结合,在农村生产和生活中发挥了重要作用沼气发酵技术确切的应该称为厌氧发酵技术,是指从发酵原料到产出沼气的整个过程,所采用的技术和方法。
沼气发酵技术主要包括原料的预处理,接种物的选取和富集,发酵器(在厌氧发酵过程中的发酵器也称反应器,是沼气发酵罐、沼气池、厌氧发酵装置的统称)结构的设计,工程起动和日常运行管理等一系列技术措施。
其流程图如下所示:进料池青贮秸秆粉碎预处理沼液沼渣(再利用)1.秸秆预处理:1.1.预处理:农作物秸秆通常是由木质素、纤维素、半纤维素、果胶和蜡质等化合物组成,其产气特点是分解速度较慢,产气周期较长。
使用这种原料在入池前需进行预处理,以提高产气效果。
常用的预处理方法有物理、化学与生物方法等。
物理方法主要有切碎、粉碎、汽爆等。
生物法的研究主要集中在菌种的筛选和发酵条件优化方面。
目前研究最多的微生物是白腐真菌。
生物方法具有环境友好、处理效率高等优点,但需要无菌操作条件和专门的培养设施,目前有关研究较多,实际应用很少。
化学法主要利用酸和碱等化学物质对秸秆进行预处理,通过化学作用破坏秸秆的内部结构,从而提高秸秆的厌氧消化性能。
化学法具有处理方法简单、时间短、效果好等优点,但化学处理剂有可能产生二次污染。
1.2.青贮:青贮池设计以为矩形,若有多个青贮池可并联或串联使用。
粉碎的秸秆贮入青贮池后应轧实,减少内部氧气存有量,避免原料浪费。
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沼气发酵工艺流程从全社会能源消费与供给的发展趋势,随着工业化发展进程使得矿物质能源日趋枯竭,尽管这是未来将会发生的事,当然也是历史发展的必然结果,将会引起全社会的关注。
世界各国都在寻求可再生的替代能源,虽然探矿开采不会立即结束,但是可再生能源的试生产也要立即开始,甚至早已经开始了。
沼气工程作为即可处理废弃的有机物又可从中回收能源,这是采用现代化技术开发生物质能源利用的重要组成部分,也是沼气工程产业将会乘胜发展的必然。
我国的沼气产业已从单纯的能源利用发展成为废弃物处理和生物质多层次综合利用,并与养殖、种植业广泛结合,在农村生产和生活中发挥了重要作用沼气发酵技术确切的应该称为厌氧发酵技术,是指从发酵原料到产出沼气的整个过程,所采用的技术和方法。
沼气发酵技术主要包括原料的预处理,接种物的选取和富集,发酵器(在厌氧发酵过程中的发酵器也称反应器,是沼气发酵罐、沼气池、厌氧发酵装置的统称)结构的设计,工程起动和日常运行管理等一系列技术措施。
其流程图如下所示:进料池青贮秸秆粉碎预处理沼液沼渣(再利用)1.秸秆预处理:1.1.预处理:农作物秸秆通常是由木质素、纤维素、半纤维素、果胶和蜡质等化合物组成,其产气特点是分解速度较慢,产气周期较长。
使用这种原料在入池前需进行预处理,以提高产气效果。
常用的预处理方法有物理、化学与生物方法等。
物理方法主要有切碎、粉碎、汽爆等。
生物法的研究主要集中在菌种的筛选和发酵条件优化方面。
目前研究最多的微生物是白腐真菌。
生物方法具有环境友好、处理效率高等优点,但需要无菌操作条件和专门的培养设施,目前有关研究较多,实际应用很少。
化学法主要利用酸和碱等化学物质对秸秆进行预处理,通过化学作用破坏秸秆的内部结构,从而提高秸秆的厌氧消化性能。
化学法具有处理方法简单、时间短、效果好等优点,但化学处理剂有可能产生二次污染。
1.2.青贮:青贮池设计以为矩形,若有多个青贮池可并联或串联使用。
粉碎的秸秆贮入青贮池后应轧实,减少内部氧气存有量,避免原料浪费。
秸秆含水量控制在65%左右,密度以大于500㎏/m³为宜。
2进料:2.1.将碳铵溶于水,与接种物和青贮好的秸秆一起在进料池中混合均匀,入罐的发酵原料不要压实,以松散为好,池内进料口下口,直径一米的地方不要存在发酵原料,以便以后畅通进料。
2.2进料池容积一般按一次进料量设计:计算公式为:V=qt/24V—进料池的有效容积,单位为立方米Q—进料量,单位为立方米每天T—原料滞留时间,单位为小时3.厌氧发酵3.1厌氧发酵设备厌氧发酵器须设置增温保温措施,应采用中温发酵。
厌氧发酵器应密闭,耐腐蚀,设正负保护器。
厌氧发酵器宜采用焊接,拼装和利物浦等成型罐体或钢砼结构。
厌氧发酵器应设置底部排泥装置。
厌氧发酵器应设有一定数量的取样口和测温点。
厌氧发酵器的容器体积计算公式:V=W.Ts.K.P/yv-厌氧发酵装置有效容积,单位为m³w-物料消耗量,单位为公斤/每天Ts-进料物质浓度,单位为%K-总固体消化率,单位为%P-产气潜力,单位为立方米/千克/每天y-容器产气率,单位为立方米/立方米3.2沼气发酵工艺类型对沼气发酵的工艺分类,从不同角度,有不同的分类方法。
大中型沼气工程,强调从工程的运行温度、工程运行的最终目标以及所选用的处理原料进行分类,如下图所示:3.3.沼气发酵工艺条件沼气发酵微生物要求适宜的生活条件,对温度、酸碱度、氧化还原势及其它各种环境因素都有一定的要求。
在工艺上满足微生物的这些生活条件,才能达到发酵快、产气量高的目的。
3.3.1.厌氧环境沼气发酵微生物包括产酸菌和产甲烷菌两大类,它们都是厌氧性细菌,尤其是产生甲烷的甲烷菌是严格厌氧菌,对氧特别敏感。
它们不能在有氧的环境中生存,哪怕微量的氧存在,生命活动也会受到抑制,甚至死亡。
因此,建造一个不漏水、不漏气的密闭沼气池(罐),是人工制取沼气的关键。
沼气发酵的起动或新鲜原料入池时会带进一部分氧,但由于在密闭的沼气池内,好氧菌和兼性厌氧菌的作用,迅速消耗了溶解氧,创造了良好的厌氧条件。
3.3.2.温度沼气发酵微生物是在一定的温度范围进行代谢活动,可以在8-65℃,温度高低不同产气速度不同。
在 8-65℃,温度越高,产气速率越大,但不是线性关系。
40-50℃是沼气微生物高温菌和中温菌活动的过度区间,它们在这个温度范围内都不太适应,因而此时产气速率会下降。
当温度增高到53-55℃生物中的高温菌活跃,产沼气的速率最快。
沼气发酵温度突然变化,对沼气产量有明显影响,温度突变超过一定范围时,则会停止产气。
一般常温发酵温度不会突变;对中温和高温发酵,则要求严格控制料液的温度。
概括地讲,产气的一个高峰在35℃左右,一个更高的高峰在54℃左右,因为在这两个最适宜的发酵温度中,由两个不同的微生物群参与作用的结果。
前者叫中温发酵,后者叫高温发酵。
3.3.3.发酵原料原料(有机物)是供给沼气发酵微生物进行正常生命活动所需的营养和能量是不断生产沼气的物质基础。
农业剩余物秸秆、杂草、树叶等,猪、牛、马、羊、鸡等家畜家禽的粪便,工农业生产的有机废水废物(如豆制品的废水、酒糟和糖渣等),还有水生植物都可以作为沼气发酵的原料。
常用发酵原料的含水量3.3.3.1适宜的料液浓度料液中干物质含量的百分比为料液浓度。
对沼气池内发酵料液浓度要求,随季节变化而不同。
在夏季,发酵料液浓度可以低些,要求浓度在 6% 左右;冬季浓度应高一些,为 8%左右。
发酵料液的浓度太低或太高,对产生沼气都不利。
因为浓度太低时,即含水量太多有机物相对减少,会降低沼气池单位容积中的沼气产量,不利于沼气池的充分利用;浓度太高时,即含水量太少,不利于沼气细菌的活动,发酵料液不易分解,使沼气发酵受到阻碍,产气慢而少。
因此,一定要根据发酵料液含水量的不同,在进料时加入相应数量的水,使发酵料液的浓度适宜,以充分合理地利用发酵料液和获得比较稳定的产气率。
配制发酵料液的浓度,要根据发酵原料的含水量和不同季节所要求的浓度,再加入一定量的水。
当沼气池容积一定时,如果发酵原料加水量过多,发酵料液过稀,滞留期短,原料未经充分发酵就被排出,这不但影响产气,还浪费了发酵原料;如果加水量太少,发酵料液过浓,使有机酸聚积过多,发酵受阻,产气率降低。
3.3.3.2..产气量、产气速度与产气率一般认为,自然界的有机物质除矿物油和木质素外,都能被微生物发酵产生沼气,但不同有机物质的产气量是不同的,如下表所示。
因为各种有机物质分解的难易程度不同,所以产气速度相差很大,如下表所示。
3.3.4.适宜的酸碱度PH值是指发酵器内料液的PH值,而不发酵原料的PH值。
沼气微生物最适宜的PH 值范围是6.8-7.5。
一般来说,当PH值<6或>8时,沼气发酵就要受到抑制,甚至停止产气。
建议采用测定挥发酸来控制投料量,这样可以做到精确管理。
在大中型沼气工程中给发酵器投料时,要根据PH值来控制投料量,若投料量过多,形冲击负荷,会造成产酸过多。
在间断投料时,料液的PH值应在7上下为宜,当PH低于6.8时,产甲烷菌的生命活动将受到抑制,正常发酵将遭到破坏。
当发酵器出现超负荷情况时,一方面停止进料,一方面在必要时可以投加碱性物质(如石灰水),提高发酵器内的PH值,使发酵过程得到比较快的恢复。
在投料以后PH值不应低于6.5。
当 PH值在<6时,则应大量投入接种物或重新进行起动。
3.3.5.添加剂和抑制剂许多物质可以加速发酵过程,而有些物质却抑制发酵的进行;还有些物质在低浓度时有刺激发酵作用,而在高浓度时产生抑制作用。
沼气池内挥发酸浓度过高(中温发酵0.2% 以上;高温发酵0.36%以上)时,对发酵有阻抑作用;氨态氮浓度过高时,对沼气发酵菌有抑制和杀伤作用;各种农药,特别是剧毒农药,都有极强的杀菌作用,即使微量也可使正常的沼气发酵完全破坏。
很多盐类,特别是金属离子,在适当浓度时能刺激发酵过程,当超过一定浓度时对发酵过程会产生强烈的抑制作用。
3.3.6.碳、氮、磷的比例发酵料液中的碳、氮、磷元素含量的比例,对沼气生产有重要的影响。
研究工作表明,碳氮比以20~30:1为佳;碳、氮、磷比例以10:4:0.8为宜。
对于以生产农副产品的污水为原料的,一般氮、磷含量均能超过规定比例下限,不需要另外投加。
但对一些工业污水,如果氮、磷含量不足,应补充到适宜值。
3.3.7.接种物在发酵运行之初,要加入厌氧菌作为接种物(亦称为菌种)。
在条件具备时,宜采用生态环境一致的厌氧污泥作为接种物。
当没有适宜的接种物时,需要进行菌种富集和培养,即选择活性较强的污泥或是人畜粪便等,添加适量(菌种量的5%-10%)有机废水或作物秸秆等,装入可密封的容器内,在适宜的条件下,重复操作,扩大接种数量。
沼气发酵是沼气微生物群分解代谢有机物产生沼气的过程,沼气微生物像其它生物一样,对环境有个适应范围。
上述各项是沼气微生物群维持正常活动所必须的条件,只有满足这些条件要求,沼气发酵方能正常运行下去。
3.4各种厌氧发酵工艺技术参数3.4.1一体两项厌氧消化工艺适合处理固态秸秆类物料,也可处理混合原料。
产酸相和产甲烷相分别在不同反应区中进行顶部设置喷淋设备,底部设置渗滤液收集设施发酵器设置活性淤泥循环接种装置,循环量控制在秸秆量的1-3倍秸秆粉碎在10mm左右,泵进料浓度3-5%,发酵温度在40±2℃,发酵周期在90天,产气率≧0.8.3.4.2全混合连续厌氧发酵工艺采用立式圆柱形发酵器或卧式厌氧发酵器,并带有循环回流接种装置历史发酵器采用上部进料,下不出料搅拌设备的能力在5-10h内将发酵器内料液循环一次干秸秆粉碎直径在0-10mm左右,泵进料浓度4-6%,发酵温度在38±2℃,发酵周期在40-50天,产气率≧0.8.3.4.3全混合自载体生物膜法厌氧发酵工艺采用立式或卧式厌氧发酵器,序批式进料,内设强化传热,传热搅拌装置,保证自载体生物膜的形成和厌氧发酵秸秆粉碎直径在10-30mm左右,泵进料浓度≥8%,发酵温度在35-38℃,发酵周期在40-45天4.气体净化工艺4.1.水洗工艺因为二氧化碳和硫化氢在水中的溶解度比甲烷大,所以水洗不但可以去除二氧化碳,还可以去除硫化氢,此吸收过程是纯粹的物理反应。
通常沼气通过压缩后从吸收柱底部进入,水从顶部进入进行反相流动吸收。
因为硫化氢在水中的溶解度比二氧化碳大,所以水洗也可以去除硫化氢。
吸收了二氧化碳和硫化氢的水可以再生循环使用,可以在吸收柱中通过减压或者用空气吸脱再生,当水中的硫化氢浓度比较高的时候,一般不推荐使用空气吹脱,因为水很快又被硫污染。
如果有废水可以利用,不推荐对水进行再生。
4.2.聚乙二醇洗涤工艺聚乙二醇洗涤和水洗一样,也是一个物理吸收过程。