畜禽养殖场沼气工程发酵温度的确定方法

为实现沼气工程运行的净产能最大化,以万头猪场配置的500m3发酵罐为分析对象,建立计算模型,计算净沼气产量,从而确定发酵温度。结果表明:发酵罐的能量产出效率指标k和能量输入效率指标η是发酵温度选择的决定性因素;在现有设计条件(k=0.55、η=0.45、发酵温度35℃)下运行,年增温所需沼气量为总沼气产量的42.4%,其中,冬季为65.2%,春季为42.1%,秋季为40.4%,夏季为22.3%,年平均净沼气产量为285.6m3/d;只有当k≥0.55和η≥0.45时,运行净能产出最大的发酵温度为35℃,当k或η值随工程运行下降,降低发酵运行温度方可获得最大净能产出;结合我国沼气工程的实际工况,建议选择30℃作为发酵运行温度,并及时对发酵设备进行维护,以确保工程的长期运行效率。     

规模化养牛场沼气工程启动运行研究与实践

主要研究了大型沼气工程的启动运行过程。采用有效体积为1 000 m3的USR厌氧沼气发酵罐,接种来自稳定产气的沼液,在温度为(35±1)℃,pH为7.0～8.0和HRT为15 d的条件下连续运行55 d,先后经历了水力负荷提高期、有机负荷提高期及稳定运行期,成功启动运行了沼气发酵罐。启动运行完成后,COD去除率达到80%,容积产气率为1.43 m3/(m3.d),甲烷含量大于65%,VS降解率大于40%。     

户用钢制辅热式沼气发酵系统试验研究

HS01型户用钢制辅热式沼气发酵系统是一种新型高效全天候的沼气发酵装置,其中的燃煤沼气联合辅助加热装置解决了我国北方地区冬季户用沼气难以正常发酵的问题,可使其全天候高效生产沼气。通过试验研究了影响HS01型户用钢制辅热式沼气发酵系统运行的主要因素,结果表明当温度30~35℃、总固体浓度10%、投料时间间隔9d时处于最优运行工艺条件,池容产气率高达0.7658 m3·m-3d-1,并且HS01型户用钢制辅热式沼气发酵系统的益本比为2.319,净现值(NPV)为2644.17元,内部收益率(FIRR)为54.69%,动态投资回收期2.062a,具有较好的经济可行性和显著的社会环境效益,符合我国国情,适合于在我国北方地区广大农村应用。     

节能差温式沼气池

多年来,人们一直采用单一发酵温度的发酵池制取沼气,为了提高这类池在冬季的池温,需要消耗较多的能量.丹麦人发明的一种高效、低能耗的连续发酵池,可以克服上述缺点.新池采用两级温度发酵法.如附图所示,池体为圆筒形,池顶为圆锥形.内池1为高温区,发酵温度为55℃;外池2为中温区,发酵温度为35℃.两区之间用环形墙3隔开.     

大中型沼气工程技术讲座(二)工艺流程设计

沼气工程的规模主要按发酵装置的容积大小和日产气量的多少来划分（表１）。大中型沼气工程，是指沼气发酵装置或其日产气量达到一定规模，即单体发酵容积≥５０m３，或多个单体发酵容积之和≥５０m３，或日产气量≥５０m３的为中型沼气工程。如果单体发酵容积大于５００m３，或多个单体发酵容积之和大于１０００m３，或日产气量大于１０００m３的，即为大型沼气工程。人们习惯把中型和大型沼气工程放到一起去评述，称之为大中型沼气工程。１工程设计目标和内容为规模化畜禽场、屠宰场或食品加工业的酒精厂、淀粉厂、柠檬酸厂等设计沼气工程…     

开发低温沼气发酵回收有机废物中的能源

(接上期)沼气发酵温度在10℃上下和成本是处理有机废物的关键. 一般来说,沼气发酵时,温度范围越适当,发酵活性越大.中等温度范围是从30～47℃,高温范围是50～55℃.至今还未见在15℃左右温度下有沼气发酵的报道.显然,在这个温度范围内不会发生沼气发酵.     

浅谈沼气中温发酵的热平衡问题

近十余年来,我国利用厌氧发酵工艺制取沼气的技术,已从一家一户的小型沼气池发展到目前的大中型集中供气工程,无论从管理手段,还是产气的稳定性来看,都有了一个质的飞跃。小型家用沼气池的发酵温度是随着季节而变化的,俗称“常温”发酵。实践证明,沼气发酵的产气能否稳定,主要决定于基质的浓度、发酵液的酸碱度及发酵罐内的温度。大中型沼气集中供气工程在工艺上都是依赖外加能源来维持中温(或高温)发酵的,因此,有许多行家对一些工程的热平衡作了计算和分析。有的学者认为,利用外加热维持中温发酵可能出现“负效应”,这是一个值得探讨的问题。 众所周知,沼气发酵可分为三个温度范围,50～65℃称高温发酵,20～45℃称中温发酵,20℃以下称低温发酵。其中中温发酵在40℃以下时,产气率随温度升高而增加,沼气产量与温度则呈“钟罩”形曲线(如图1)。在进行中温发酵时,不仅要考虑产能的多少,还应考虑为保持中温所消耗的热能多少。现以     

半连续两相厌氧发酵工艺处理蔬菜废弃物产沼气研究

通过一款自行设计的两相厌氧发酵装置,以半连续进料的方式对蔬菜垃圾产沼气情况进行研究。结果表明:在酸化相阶段,温度的升高有利于产酸反应的进行,35℃下,总挥发酸(乙酸、丙酸、异丁酸、丁酸)在酸化时间第3天时获得最大产量6892 mg/L,其中乙酸含量为4589 mg/L,达到66.58%,主要为乙酸型发酵,p H值在酸化开始后不断下降至3.42,于第9天逐渐回升并保持在7.0以下。氧化还原电位(ORP)随酸化时间的延长总体趋势逐渐降低。35℃的产酸效果和停留时间均优于25℃时。甲烷相的最佳有机负荷率为3.0~3.5 kg VS/(m3·d),平均SCOD去除能力在92%以上,平均沼气产量为0.59 m3/kg VS,甲烷产量为0.36 m3/kg VS,日容积产气率最高为2.6 m3/(m3·d)。     

3MW集中式热电肥联产沼气工程设计与建设

山东民和牧业股份有限公司利用所属23家养殖场的鸡粪和污水作为沼气发酵原料,投资建设大型畜禽养殖场集中式沼气发电工程.原料经水解除砂工艺将鸡粪中的砂砾除去,保证发酵效率;采用中温(38 ℃)发酵工艺,产沼气30 000 m3/d;采用高效率低运行成本的生物脱硫工艺,将沼气中的H2S含量降至200×10-6以下;经净化的沼气在双膜干式贮气柜中贮存,供给热电联产的发电机组使用.发电量60 000 kWh/d,机组余热用于冬季发酵系统自身增温;发酵后的沼液用作周围葡萄、苹果及玉米地的有机肥料.项目实现了温室气体减排84882tCO2当量.文章介绍了该沼气发电工程的工艺特点和技术要点,为同类型沼气发电工程设计和建设提供参考.     

糖浆废水与牛粪厌氧共发酵产甲烷特性研究

以糖浆废水和牛粪为底物,采取半连续发酵工艺运行CSTR厌氧发酵系统,考察混合底物中温(35℃)厌氧共发酵产甲烷特性。结果表明:厌氧发酵系统启动后产沼气速率较快,第8 d的沼气产量为350 m L/(L·d),进入稳定期后达到620 m L/(L·d);液相发酵短链挥发性脂肪酸(VFAs)的乙酸含量高于68%。调节进料有机负荷和水力停留时间分别为3.5 g/(L·d)和40 d时,系统运行稳定性与效能最佳,沼气产量为1180 m L/(L·d),甲烷含量高于57%。运用454焦磷酸高通量测序技术分析厌氧发酵系统启动稳定期(40 d)的细菌群落结构和多样性,在细菌属分类水平存在846个OTU,ACE和Chao1分别为2 224.8和1 498.8;Firmicutes门、Proteobacteria门和Bacteroidetes门属优势细菌类群,分别占细菌总数的64.9%,18.2%和9.1%;在属分类水平上,Syntrophomonas sp.为最优势细菌类群,占总丰度的14.5%,其次是Clostridium XI sp.,占总丰度的6.9%。     

中国农村户用沼气生产及其影响因素分析

对我国农村沼气生产情况进行了分析,认为我国农村沼气生产在取得较快发展的同时,存在较大的地区差异.文中采用面板数据对农村沼气生产影响因素进行分析,指出我国农村沼气生产明显受到该地区大牲畜存栏数量、平均温度、农户收入水平以及制度和技术进步因素的影响,而农户人均受教育程度和沼气的替代能源价格等因素对沼气生产的影响并不明显.     

混合原料在不同发酵工况下的产气规律研究

分别在五种不同条件下进行了沼气产气对比试验。试验条件分别为:干牛粪,温度为20℃,排气方式分别为持续排气、间歇排气(每天排气4次);干牛粪,温度为35℃,排气方式分别为持续排气、间歇排气;干牛粪与小麦秸秆按质量比1∶1配比的混合物,温度为35℃,排气方式为间歇排气。将原料装入100 L自动生物发酵罐中,并控制发酵温度和压力,检测发酵过程中沼气的日产气量、料液pH及产气中甲烷体积分数。结果发现,在间歇排气条件下,干牛粪与小麦秸秆混合物与相同质量的干牛粪相比总产气量提高约20%,但日产气量降低,产气周期延长近40%。相同质量的干牛粪,在35℃时发酵与在20℃时发酵相比总产气量提高约35%,高峰产气速度提高约1倍;持续排气相比于间歇排气,日产气量提高约1倍,但甲烷平均体积分数降低约10%。     

多元原料混合发酵制备沼气技术研究进展

目前,我国沼气的发酵原料主要是禽畜粪便和农作物秸秆,随着厌氧发酵技术的发展,更多种类废弃物也逐步受到人们的关注。有机废弃物沼气化利用在我国生态文明建设中有着重大意义。论文综述了我国生物质资源,如禽畜粪便、农作物秸秆、农产品加工废弃物、市政有机废弃物和能源作物的特性和作为沼气发酵原料的优缺点,比较了这些原料的沼气生产潜力,探讨了混合原料发酵技术及重要的几种沼气发酵外源添加剂。     

沼肥在大蒜生产中的应用效果初探

大蒜施用沼肥试验,A区施用沼肥,B区施用农家肥作为对照区。结果显示A区蒜蛆发生率不足1％,锈病发生率为0,B区蒜蛆发生率5％,锈病发生率为1．79％。B区大蒜产量1．425kg·m-2,A区大蒜产量1．98kg·m-2,高出B区0．555kg·m-2。。施用沼肥既有效预防了各种大蒜病虫害的发生,又提高了产量,有良好的经济效益和生态效益。     

不同浓度NaOH对牛粪发酵的影响试验

采用单相厌氧消化系统对用不同浓度NaOH溶液预处理的牛粪进行消化试验，结果表明，当TS=35．5％时，水处理组酸期较短，5％NaOH组有轻微的酸积累，2．5％NaOH组反应正常。与水处理组相比较。2．5％NaOH组产气量增加34％。因此，用2．5％NaOH溶液处理牛粪反应效果相对较好。     

链霉素菌渣中温厌氧发酵产沼气性能研究

为实现链霉素菌渣的无害化、资源化利用,文章以链霉素菌渣为原料,在菌渣含固率为2%,温度为30±2℃的条件下进行60 d的厌氧发酵试验。试验结果表明:链霉素菌渣的累积产气量为18.20 L,中温产气能力为364.07 mL/g;在稳定产气阶段,发酵液的氨氮、VFAs含量均维持在较低水平,pH值大于7.0;厌氧发酵结束后,发酵液的VS去除率达64.32%;以金黄色葡萄球菌作为指示菌,在厌氧发酵后的沼液中未检测到链霉素残留。     

勿忘我花杆发酵产沼气潜力的实验研究

为研究勿忘我花杆的产沼气潜力和特性,实验设计对照组（120 mL接种物）和实验组（120 mL接种物 + 27 g勿忘我花杆）,在30℃恒温条件下,采用全混合批量式发酵工艺,进行厌氧发酵产沼气的实验。结果表明,实验组沼气发酵历时36 d,净产气量为1 650 mL,计算得出勿忘我花杆的产气潜力为359 mL/(g•TS),393 mL/(g•VS)。     

联合太阳能沼气的冷热电供能系统的集成及经济性分析

冷热电联供是一种先进、高效的能源系统,目前在我国应用的主要问题是天然气成本高,导致系统经济性差。太阳能和沼气是非常清洁的可再生能源,在我国来源广泛且廉价。将冷热电联供系统与太阳能、沼气完美地结合起来,集成为联合太阳能沼气的冷热电供能系统。该系统较为合理的组合方式是采用太阳能沼气池作为燃料提供装置,采用微型燃气轮机、余热锅炉、溴化锂吸收式制冷机、蒸汽换热器等作为供电、供冷和供热机组,采用太阳能集热器、换热器等装置为沼气池加热,太阳能不足时采用尾气加热。该系统能够实现能量的梯级利用,提高一次能源利用率,达到综合用能的目的,同时可有效治理环境。以某酒店作为该系统的用户对象,分析其经济性并与常规模式进行对比。结果表明,该系统一次能源利用率为74.8%,而常规模式为62.3%;综合能源价格为0.3398元/(k W·h),而现阶段电网电价约为0.6元/(k W·h);环境与减排评价指标也具有明显优势。     

沼气池产气率随气温地温变化规律的研究

为了准确掌握户用沼气池在不同模式条件下的产气能力,探讨其产气率率环境温度的关系,以便科学地评价其经济效益,更好地指导农户管理、使用沼气池,采用观察、记载统计方法,得到“四位一体”模式、“三结合”模式和露地池的产气量变化规律.     

秸秆沼气发酵的能效限度分析

能源利用技术的能源转换效率是其技术评价的重要基础。秸秆沼气发酵技术一方面受到高度关注与国家政策支持,另一方面其能源转换效率研究却几乎为零。文章提出一种体现厌氧生化过程细菌能量学成果的能效分析方法,对秸秆沼气发酵进行了能效分析。通过典型秸秆主要组分厌氧降解率和厌氧过程细菌能量学分析,得出现有秸秆沼气发酵技术的最大能源转换效率低于25%的结论。