大中型沼气工程培训
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定性； （4）出水SS含量低。ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
缺点：
（1）需要安装三相分离器； （2）需要有效的布水器，使进料能均匀布于消化器底部； （3）进水要求低SS含量； （4）在高水力负荷或高SS负荷时易流失固体和微生物，运行
技术要求较高。
内循环厌氧反应器（IC）
• 1986年由荷兰派克公司研 究成功并用于生产内循环厌 氧反应器，是目前世界上效 能最高的厌氧反应器。该反 应器是集UASB反应器和流化 床反应器的优点于一身，利 用反应器内所产沼气的提升 力实现发酵料液内循环的一 种新型反应器。
大中型沼气工程 设计和建造
一、基本概念 1、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。
• 蛋鸡粪中砂含量 8%，分离难度大。 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。
（2）发酵工艺
• a.厌氧发酵罐
• 完全混合厌氧反应器（CSTR） • 高浓度发酵原料：TS 8-12% • 有搅拌装置 • 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
2.发酵工艺： 高浓度、全混合、中温发酵、有搅拌 • TS 8%-12%：节省投资、节约增温能源、降低运输 能耗、产气率高，池容产气率可达到1-1.5m3/m3.d。 有搅拌装置，解决含固率高，物料不均，易结壳的 问题。 3.装置结构： 大型沼气工程，宜采用分体式厌氧罐和双模干式 贮气装置； 中小型沼气工程，宜采用发酵、贮气一体化沼气 装置。
• 厌氧处理的方法很多，但目前国内在养殖场应用最多的还 是完全混合式消化器和UASB工艺两种： • 完全混合工艺可使畜禽粪水全部进行厌氧处理， • 优点是处理量大，浓度高，产沼气量多，便于管理，易起 动，运行费用低； • 缺点是需消化器容积大，投资多，后处理麻烦。一般适宜 于以产沼气为主，有使用水肥习惯的地区。 • UASB工艺是先将粪水进行分离，只处理有机废水， • 优点是需消化器容积小，投资少，处理效果好； • 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。
二、集约化禽畜场沼气工程
• 利用畜禽粪便制取沼气的全套工程设施 ，包括原料的预 处理、厌氧消化、沼气净化及输配、发酵残留物后处理以 及工艺流程的控制、监测五个部分组成。
技术特点
• 1.技术模式： • 热、电、肥联产，零排放模式 • 冬季发电机余热增温，中温发酵，无需外加热源。 • TS 8%: 冬季余热80%用于增温； • TS 10%: 冬季余热60%用于增温； • TS 12%: 冬季余热40%用于增温。 • 多余热量还可用于蔬菜大棚的供暖。 • 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。
4.关键设备
工艺设计——1.分体式沼气工程
某鸡场沼气发电工程流程图
余热利用
生物脱硫塔
发电并网
双膜干式贮气柜 沼气火炬 沼气增压风机 沼气发电机组
余热锅炉
热水贮藏
鸡粪收集
冲洗污水 集水池
固态有机肥 液态有机肥
水解沉沙池 沼气
一级厌氧反应罐
二级厌氧反应罐
后发酵罐 固液分离 沼液池
热水
冷水
（1）预处理水解除砂工艺
一、基本概念 2、厌氧消化器的分类：
• 厌氧处理方法的很多，按消化器的类型分，可分为常规型、污泥滞留 型和附着膜型。 A、常规型消化器包括常规消化器（也称常规沼气池）、完全混合式消化 器（也称高效消化器）和塞流式消化器（也称推流式消化器）。 B、污泥滞留型消化器包括厌氧接触工艺、升流式固体反应器（USR）、 升流式厌氧污泥床反应器（UASB）、折流式反应器等。 C 、附着膜型反应器包括厌氧滤器（AF）、流化床（FBR）和膨胀床 （EBR）等。 • 常规型消化器一般适宜于料液浓度较大、悬浮物固体含量较高的有机 废水。 • 污泥滞留型和附着膜型消化器主要适用于料液浓度低、悬浮物固体含 量少的有机废水。
（5）布水器 保证污水和污泥之间充分接触，一般采用 多
点进水方式。 （6）三相分离器 功能： 1.收集从分离器下的反应区产生的沼气； 2.使在分离器之上的悬浮物沉淀下来。 目前所采用三相分离器多为专利产品。
• 升流式厌氧污泥床工艺 优点：
（1）除三相分离器外消化器结构简单，没有搅拌装置及填料； （2）长的SRT及MRT使其实现了很高负荷率； （3）颗粒污泥的形成使微生物天然固定化，增加了工艺的稳
• 升流式厌氧污泥床 （UASB）
有反应区、沉淀区和集气室三 部分组成。
废水从污泥床底部进入，与污 泥床中的污泥进行混合接触，微 生物分解废水中的有机物产生较 强烈的搅动，在污泥床上部形成 悬浮污泥层。气、水、泥的混合 液上升至三相分离器内，沼气气 泡碰到分离器下部的反射板时， 折向气室而被有效地分离排出； 污泥和水则经孔道进入三相分离 器的沉淀区，在重力作用下，水 和泥分离，上清液从沉淀区上部 排出，沉淀区下部的污泥沿着斜 壁返回到反应区内。在一定的水 力负荷下，绝大部分污泥颗粒能 保留在反应区内，是反应区具有 足够的污泥量。
• UASB设计主要考虑的几个参数：
（1）废水水质 厌氧污泥的颗粒化：COD含量；总固体浓度TSS 高蛋白，高脂肪含量的废水：消泡设施和装置 （2）反应器容积负荷 废水浓度、不溶性COD比率、出水TSS浓度确定能否采用UASB。 （3）水流上升速度 主要取决于反应器的进水流量和反应器的水平截面积。 允许出现短时间6m/h和2m/h的高峰值。
缺点：
（1）需要安装三相分离器； （2）需要有效的布水器，使进料能均匀布于消化器底部； （3）进水要求低SS含量； （4）在高水力负荷或高SS负荷时易流失固体和微生物，运行
技术要求较高。
内循环厌氧反应器（IC）
• 1986年由荷兰派克公司研 究成功并用于生产内循环厌 氧反应器，是目前世界上效 能最高的厌氧反应器。该反 应器是集UASB反应器和流化 床反应器的优点于一身，利 用反应器内所产沼气的提升 力实现发酵料液内循环的一 种新型反应器。
大中型沼气工程 设计和建造
一、基本概念 1、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。
• 蛋鸡粪中砂含量 8%，分离难度大。 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。
（2）发酵工艺
• a.厌氧发酵罐
• 完全混合厌氧反应器（CSTR） • 高浓度发酵原料：TS 8-12% • 有搅拌装置 • 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
2.发酵工艺： 高浓度、全混合、中温发酵、有搅拌 • TS 8%-12%：节省投资、节约增温能源、降低运输 能耗、产气率高，池容产气率可达到1-1.5m3/m3.d。 有搅拌装置，解决含固率高，物料不均，易结壳的 问题。 3.装置结构： 大型沼气工程，宜采用分体式厌氧罐和双模干式 贮气装置； 中小型沼气工程，宜采用发酵、贮气一体化沼气 装置。
• 厌氧处理的方法很多，但目前国内在养殖场应用最多的还 是完全混合式消化器和UASB工艺两种： • 完全混合工艺可使畜禽粪水全部进行厌氧处理， • 优点是处理量大，浓度高，产沼气量多，便于管理，易起 动，运行费用低； • 缺点是需消化器容积大，投资多，后处理麻烦。一般适宜 于以产沼气为主，有使用水肥习惯的地区。 • UASB工艺是先将粪水进行分离，只处理有机废水， • 优点是需消化器容积小，投资少，处理效果好； • 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。
二、集约化禽畜场沼气工程
• 利用畜禽粪便制取沼气的全套工程设施 ，包括原料的预 处理、厌氧消化、沼气净化及输配、发酵残留物后处理以 及工艺流程的控制、监测五个部分组成。
技术特点
• 1.技术模式： • 热、电、肥联产，零排放模式 • 冬季发电机余热增温，中温发酵，无需外加热源。 • TS 8%: 冬季余热80%用于增温； • TS 10%: 冬季余热60%用于增温； • TS 12%: 冬季余热40%用于增温。 • 多余热量还可用于蔬菜大棚的供暖。 • 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。
4.关键设备
工艺设计——1.分体式沼气工程
某鸡场沼气发电工程流程图
余热利用
生物脱硫塔
发电并网
双膜干式贮气柜 沼气火炬 沼气增压风机 沼气发电机组
余热锅炉
热水贮藏
鸡粪收集
冲洗污水 集水池
固态有机肥 液态有机肥
水解沉沙池 沼气
一级厌氧反应罐
二级厌氧反应罐
后发酵罐 固液分离 沼液池
热水
冷水
（1）预处理水解除砂工艺
一、基本概念 2、厌氧消化器的分类：
• 厌氧处理方法的很多，按消化器的类型分，可分为常规型、污泥滞留 型和附着膜型。 A、常规型消化器包括常规消化器（也称常规沼气池）、完全混合式消化 器（也称高效消化器）和塞流式消化器（也称推流式消化器）。 B、污泥滞留型消化器包括厌氧接触工艺、升流式固体反应器（USR）、 升流式厌氧污泥床反应器（UASB）、折流式反应器等。 C 、附着膜型反应器包括厌氧滤器（AF）、流化床（FBR）和膨胀床 （EBR）等。 • 常规型消化器一般适宜于料液浓度较大、悬浮物固体含量较高的有机 废水。 • 污泥滞留型和附着膜型消化器主要适用于料液浓度低、悬浮物固体含 量少的有机废水。
（5）布水器 保证污水和污泥之间充分接触，一般采用 多
点进水方式。 （6）三相分离器 功能： 1.收集从分离器下的反应区产生的沼气； 2.使在分离器之上的悬浮物沉淀下来。 目前所采用三相分离器多为专利产品。
• 升流式厌氧污泥床工艺 优点：
（1）除三相分离器外消化器结构简单，没有搅拌装置及填料； （2）长的SRT及MRT使其实现了很高负荷率； （3）颗粒污泥的形成使微生物天然固定化，增加了工艺的稳
• 升流式厌氧污泥床 （UASB）
有反应区、沉淀区和集气室三 部分组成。
废水从污泥床底部进入，与污 泥床中的污泥进行混合接触，微 生物分解废水中的有机物产生较 强烈的搅动，在污泥床上部形成 悬浮污泥层。气、水、泥的混合 液上升至三相分离器内，沼气气 泡碰到分离器下部的反射板时， 折向气室而被有效地分离排出； 污泥和水则经孔道进入三相分离 器的沉淀区，在重力作用下，水 和泥分离，上清液从沉淀区上部 排出，沉淀区下部的污泥沿着斜 壁返回到反应区内。在一定的水 力负荷下，绝大部分污泥颗粒能 保留在反应区内，是反应区具有 足够的污泥量。
• UASB设计主要考虑的几个参数：
（1）废水水质 厌氧污泥的颗粒化：COD含量；总固体浓度TSS 高蛋白，高脂肪含量的废水：消泡设施和装置 （2）反应器容积负荷 废水浓度、不溶性COD比率、出水TSS浓度确定能否采用UASB。 （3）水流上升速度 主要取决于反应器的进水流量和反应器的水平截面积。 允许出现短时间6m/h和2m/h的高峰值。