沼气池工艺介绍，厌氧发酵沼气工程

（康菱动力发动机|发电机组谭经理13825747896转载）

一、地埋水压钢混结构沼气池   在农村中兴办沼气，不但可以节约燃料，促进林业和畜牧业的发展，而且改变了农村的环境卫生。按北京 地区的气侯条件，一个8立方米的沼气池，一天可做2-3顿饭，以常温发酵使用6个月计，可节省1吨煤成2吨柴草，一年还可积15吨优质有机肥.供3.4亩 农田使用。由于大部分沼气池和猪圈、厕所“三连通”，密闭发酵，利干农村的环境卫生。下面将水压式沼气池做一个简单介绍。

水压式沼气池有圆筒形和球形，它由下面几部分组成：

1、进料间，包括进料口和进料管，由混凝土浇筑而成。进料管斜插入发酵间，以方便进料。进料管下端开口应位于发酵间 的1/2至1/3处，太高会缩小箱容器的体积产气少.太低，投料不易进到发酵间的中心。进料间的大小依沼气池的容积而定，一个8平米的池，进料管内径20 厘米即可；

2、发酵间和气箱，两部分实际上是个整体，即上部是气箱，下部是发酵间。因沼气轻，又不溶于水，原料经发酵后产生的沼气都上升到顶盖下部，排挤 池液至出料间。发酵间和气箱的空间总体积称为沼气池的有效容积。容积大小要据使用沼气的数量而定，一般五口之家，平均每人1.5立方，八口之家平 均每人1.2立方；

3、出料间(又称水压箱)，与主池体相通，它的水位随气体的产生、消耗而升降，使气箱内的沼气保持相对的压力，起到水压箱的作用.并兼 做平时小出料用。出料间的容积要握产气量.气压和贮气方式而定，一般一个力立方的池，出料间容积为1.5立方左右；

4、活动盖，形似瓶塞，安在气箱顶端， 大小以容纳一个***进出为宜。活动盖的作用是：修池和除渣时，开盖通风排出***气体。大换料时，做出料口。发酵原料液面结壳成拱顶出毛病时.开盖打破粪 壳，搅动粪液或修补拱顶。池内气压超过设计压力，而压力表又失灵时，沼气便会将盖顶开，降低气压，避免池体被裂；

5、导气管，其下端固定在活动盖板上.与 气箱相通上端接上输气管.将沼气输送到沼气炉（灯)里；

如果大型的养猪场，一般3-5头存栏猪设计1立方沼气池，如果奶牛场一般一头奶牛设计1立方沼气池，假设1000头奶牛在1000立方以上的沼气池规模。

地埋式钢混结构的沼气池，主要靠地热保温。产气比较稳定，外部资源投入少，适合南方地区建设。北方由于天气寒冷，对池体有一定的***作用。

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二、黑膜沼气池（盖泻湖）黑膜沼气池，学名“全封闭厌氧塘”，是养殖场沼气制取装置中的一个重要部分。

黑膜沼气池具有厌氧发酵容积大、污水滞留期长、沼气产生量大、运行处理费低等优点，很适用于大型养殖场与“水泡粪”工艺养殖场的养殖排泄物的处理。建黑膜沼气池的好处有很多，***直观的是“肚量”很大，能进的废液、能存的沼气较常规的沼气池多一二十倍。它从建设成本、维护管理，及产气、发电、污水处理等多方面来说，有着天然的优势，因而有着很强的经济效益、社会效益和生态效益。黑膜沼气池项目还能节省肥料费用。

黑膜沼气池集发酵、贮气于一体，采用防渗膜材料将整个厌氧塘进行全封闭，具有施工简单方便、快速、造价低，工艺流程简单、运行维护方便，污水滞留时间长、消化充分、密封性能好、日产沼气量多，防渗膜材料抗拉强度高、抗老化及耐腐蚀性能强、防渗效果好，利用沼气发电余热、黑膜吸收阳光、增温保温效果好，池底设自动排泥装置、池内污泥量少等优点。黑膜沼气池特点1、建设成本低，施工方便；2、停留时间长，出水效果好。3、PE膜吸热性能号，产气量高；4、超大贮气容积，实现一体化贮气；5、能很好得实现排渣功能。

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三、红泥塑料沼气工程

什么是红泥沼气池，红泥沼气池是利用新技术新材料制作而成的，主要的成份比一般的PVC多了红泥成份。红泥沼气池的加工流程是利用复合膜、膜加高强工业聚酯纤维利用贴合的制作工艺加工而成的。因含有红泥的成份，所具有特点是比一般的PVC沼气池更具有耐候、抗紫外线、阻燃、耐候、耐低温等特点。一般而言，更适合在西南一些昼夜温差大地区使用

主要特点：①使用条件不受季节、地域气候的限制；②红泥塑料贮气袋采用大型双工位高周波熔接机加工，焊接牢固，使用寿命10年以上；③制作简便，运输方便，对存放点基础无特别要求，施工容易。④建设工期短，***少，比低压湿式贮气柜减少***40%以上；⑤安装拆卸容易、维修、搬迁方便简单（可随养殖场一同搬迁，实现一次***，长期受益）；⑥可根据产气量、贮气量大小随时增减贮气袋数量；⑦商品化程度高，可以实现***化、规范化、工厂化生产。缺点，容易受外界锐器，老鼠咬等。造价比黑膜沼气池贵。

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四、CSTR厌氧反应器

连续搅拌反应器系统，或称连续搅拌槽(continuous stirred tank reactor),简称CSTR暴露系统,是一种研究和监测大气污染物对植物影响的动态模拟装置。性质：连续搅拌槽反应器是指带有搅拌浆的槽式反应器。搅拌的目的在于使物料体系达到均匀状态，以有利于反应的均匀和传热。反应过程包括体系中物料的物理和化学的变化，表征其体系特性的参数包括温度、压力、液位及体系组分等。

原理：在一个密闭罐体内完成料液的发酵、沼气产生的过程。消化器内安装有搅拌装置，使发酵原料和微生物处于完全混合状态。投料方式采用恒温连续投料或半连续投料运行。新进入的原料由于搅拌作用很快与发酵器内的全部发酵液***混合，使发酵底物浓度始终保持相对较低状态。

优点：CSTR工艺可以处理高悬浮固体含量的原料。消化器内物料均匀分布，避免了分层状态，增加了物料和微生物接触的机会。本公司***专利技术《内循环浮渣破碎搅拌系统》，使得液面上的有机悬浮物循环到反应器的下部，逐渐完全反应，避免了反应器液面上的“结盖现象”。利用产生沼气发电余热对反应器外部的保温加热系统进行保温，大大提高了产气率和***利用率，同时使得反应器一年四季均可正常工作。该工艺占地少、成本低，是目前世界上******的厌氧反应器之一。

使用领域：应用于屠宰废水，牛、猪、鸡等养殖场中畜禽粪便的处理和沼气生产、发电工程；城市生活污泥等SS较多的高浓度有机废水处理工程。

适用原料种类：所有类型畜禽粪便、屠宰场垃圾、酒糟及糟液、生物柴油垃圾、厨房垃圾、废弃油脂、食品加工厂垃圾、乳液加工厂垃圾、其它可消化有机废弃物。

适用区域：***各地，尤其适用于北方寒冷地区。

适用养殖场规模： 鲜粪量10- 12.5吨，其中， 肉牛场平均存栏量500-625头； 奶牛场平均存栏量350- 420头； 养猪场平均存栏量5000- 6250 头； 养鸡场平均存栏量10 - 13万羽； 其它畜禽养殖场根据鲜粪量确定其适用养殖规模。 日发电量：中温: 750 - 1500 kwh；高温: 1500 - 3750 kwh（根据原料而定） 技术指标： 产气率：中温1.0-2.0,高温2.0-5.0 产气量：中温500- 1000 m3,高温 1000 - 2500 m3（根据原料而定） 进料浓度：TS浓度8%-12% 发酵温度：中温（33-35℃）或高温（53-55℃）m3 停留时间：中温 20- 30天 高温 10- 20天 核心处理单元： 原料预处理单元：调粪池1个；原料粉碎机1套 沼气生产单元：500m3 CSTR消化器1座 沼气存贮单元：200m3柔性囊式气柜1座 沼渣沼液存贮利用单元：二次发酵/沼液存储池1座 沼气发电单元：50kwh发电机及热交换系统1套 工艺特点： 本方案采用全混式发酵技术，对原料要求限制少，适用于各种畜禽粪便,尤其适合粗纤维含量比较高牛粪。本工艺进料浓度高，运行能耗低，能量输出率高，即使在我国北方冬季也可正常稳定运行。

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材质介绍:

拼装罐

拼装罐是由***钢板、专用密封材料、自锁螺栓等材料组装而成的罐体，可用于污水处理、沼气工程、粮食储藏、石油化工等行业中的气体、液体和固体的密封储藏。在沼气工程中，拼装罐是各种有机物（如动物粪便、污水、秸秆等发酵原料）的储存和发酵的容器。

ECPC 是E-COATING AND POWEDER-COATING的英文缩写，即电泳+喷涂工艺。起源于福特汽车车身处理工艺。是在钢板表面进行电泳+喷涂工艺处理。在制作和安装方式上是一种和搪瓷罐渊源很深的罐子，拼装工艺与搪瓷罐相同。新工艺方面。国内***新的应该算是车库型干发酵吧。

ECPC拼装罐是由***钢板、专用密封材料、自锁螺栓等材料组装而成的。对***钢板的表面进行处理，在钢板表面形成均匀的漆膜保护层，其硬度、附着力、耐腐、抗冲击性能均可满足业主的需求。

采用该工艺的拼装罐的显著优点是：

（1）防腐性能好，罐体使用寿命长；

（2）高强度自锁式带胶帽螺栓，止水防腐效果好；

（3）耐高温密封胶，可抗生物腐蚀。沼气工程中存储沼气的柔性干式气柜

柔性干式气柜是核心设备研制基地重要产品之一，与传统低压湿式贮气柜比较，柔性干式气柜选择柔性织物做主材，无需水封，解决了伙伴公司一直担心的湿式气柜冬季结冰的大难题，柔性干式气柜作为国际沼气贮存技术的新型换代产品，各工程中成熟应用，生产、安装周期较低压湿式气柜缩短近三分之一，满足了伙伴公司工程工期极其紧张的要求。同时，外形美观、重量轻、基础建设***省、不需每年一次防腐处理节约维护费用、占地面积相对更少、使用更安全、作为设备化装备、便于搬迁等都为伙伴公司选择的这款产品增加了不少附加价值。

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设备介绍：

气柜可分为***气柜和软顶盖产品，产品由内膜和外膜构成，包括风机、调压装置、容量表、***探测器等。

设备优点：

﹡采用进口专用膜材，外膜具有抗静电、抗紫外线、耐老化等优点，内膜具有抗***渗漏，耐火、耐磨、耐褶，抗***等特性；

﹡贮气囊袋轻，比钢性顶盖对罐体的压力小，有利于保护主体设备；

﹡***气柜对基础压力小，有利于减少土建基础***；

﹡冬季不结冰，可实现无故障运行。

适用范围：

1、养殖场、水处理、垃圾处理等领域的沼气回收贮存；

2、化工领域低压腐蚀性气体的贮存；

3、炼化、冶金等领域低压气体存储（2000m3以下）沼气工程一体化反应器设备介绍：

由经过防腐处理的拼装罐体、双层软顶盖、搅拌机等组成。

设备优点：

1、产气、储气一体化，比传统分体式节省***20%左右，占地节省30%，工期缩短一半左右；

2、采用低压储气方式，使用安全，泄漏概率低；

3、适合各种浓度的发酵原料（粪污、桔杆），中温发酵，产气率可达0.8-1.2m3/m3•d。

消化器或称沼气发酵的核心设备，微生物的繁殖，有机物的分解转化，沼气的生成都是在消化器里进行的，因此消化器的结构和运行情况是一个沼气工程设计的***。

消化器的工艺类型，根据消化器水力滞留期（HRT）、固体滞留期（SRT）和微生物滞留期（MRT）相关性的不同，分为三大类（见下表）。在一定HRT条件下，设法延长SRT和MRT，并使微生物与原料充分混合，是消化器】的所有信息' >厌氧消化器科技水平提高的主要方向。

类型 滞留期特征 消化器举例

常规型 MRT=SRT=HRT 常规消化器、连续搅拌罐、塞流式

污泥滞留型 （MRT和SRT）>HRT 厌氧接触、UASB、USR、折流式IC

附着膜型 MRT>(SRT和HRT) 厌氧滤器、流化床、脚胀床

承接各种沼气工程，沼气发电，沼气供暖，固体废物处理转化设备、有机肥成套设备、规模化养殖场畜禽粪便污水废物处理、沼气综合利用工程、秸杆气化工程设备，糟渣处理沼气工程，有机废弃物城市生活垃圾环保处理

4、UASB

UASB 是升流式厌氧污泥床反应器的简称, 由于UASB 反应器具有工艺结构紧凑,处理能力大, 无机械搅拌装置, 处理效果好及***省 等特点, U A SB 反应器是目前研究***多, 应用日趋广泛的新型污水厌氧处理工艺。

(1)  污泥床　　

污泥床位于整个 U A SB 反应器的底部, 污泥床 内 具有很高的污泥生物量, 其污泥浓度 (M L SS)

般为 40 000～ 80 000 m g/L. 污泥床中的污泥由活性

生物量 ( 或***) 占 70%～ 80% 以上的高度发展的 颗粒污泥组成. 正常运行的 U A SB 中的颗粒污泥的粒径一般在 0. 5～ 5. 0 mm 之间, 具有优良的沉降性能, 其沉降速度一般为 1.  2～ 1.  4 cm ?s, 其典型的污 泥 容积指数 (SV I) 为 10～ 20 mL ?g.  颗粒污泥中的生物相组成比较复杂, 主要是***、球菌和丝状菌等. 污泥床的容积一般占整个 U A SB 反应器容积的30% 左右, 但他对 U A SB 反应器的整体处理效率起 着极为重要的作用, 对反应器中有机物的降解量占到整个反应器全部降解量的 70%～ 90%.

(2)  污泥悬浮层

污 泥 悬 浮 层 位 于 污 泥 床 的 上 部.  他 占 据 整 个U A SB 反应器容积的 70% 左右, 其中的污泥浓度要 低于污泥床, 通常为 15 000～ 30 000 m g /L , 由高度絮凝的污泥组成, 一般为非颗粒状污泥, 其沉降要明显小于颗粒污泥的沉速, 污泥容积指数一般在 30～40 mL ?g 之间.  靠来自污泥床中上升的气泡使此层 污泥得到良好的混合.  污泥悬浮层中絮凝污泥的浓度呈自下而上逐渐减小的分布状态.  这一层污泥担负 着 整 个 U A SB 反 应 器 有 机 物 降 解 量 的10%～30%.

(3)  沉淀区

沉淀区位于 U A SB 反应器的顶部, 其作用是使 由于水流的夹带作用而随上升水流进入出水区的固

体颗粒 (主要是污泥悬浮层中的絮凝性污泥) 在沉淀 区沉淀下来, 并沿沉淀区底部的斜壁滑下而重新回

到反应区内 ( 包括污泥床和污泥悬浮层) , 以保证反应器中污泥不致流失而同时保证污泥床中污泥的浓 度.  沉淀区的另一个作用是可以通过合理调整沉淀区的水位高度来保证整个反应器集气室的有效空间高度而防止集气空间的***.

(4)  三相分离器 三相分离器一般设在沉淀区的下部, 但有时也可将其设在反应器的项部.  三相分离器的主要作用是将气体 (反应过程中产生的沼气)、固体 (反应器中 的污泥) 和液体 (被处理的废水) 等三相加以分离. 将 沼气引入集气室, 将处理出水引入出水区, 将固体颗 粒导入反应区. 他由气体收集器和折流挡板组成. 有三相分离器是UASB 反应器污水厌氧处理工艺 的主要特点之一.  他相当于传统污水处理工艺中的二次沉淀池, 并同时具有污泥回流的功能. 因而三相 分离器的合理设计是保证其正常运行的一个重要内容.

 

UASB 的工作原理

 废水由反应器的底部进入后, 由于 废水以一定的流速自下而***动以及厌氧过程产生 的大量沼气的搅拌作用, 废水与污泥充分混合, 有机 质被吸附分解, 所产沼气经由反应器上部三相分离 器的集气室排出, 含有悬浮污泥的废水进入三相分离器的沉降区, 由于沼气已从废水中分离, 沉降区不 再受沼气搅拌作用的影响. 废水在平稳上升过程中, 其中沉淀性能良好的污泥经沉降面返回反应器主体 部分, 从而保证了反应器内高的污泥浓度. 含有少量较轻污泥的废水从反应器上方排出. UASB 反应器 中可以形成沉淀性能非常好的颗粒污泥, 能够允许较大的***速度和很高的容积负荷. UASB反应器 运行的 3 个重要的前提是:  ① 反应器内形成沉降性能良好的颗粒污泥或絮状污泥;  ② 出产气和进水 的均匀分布所形成良好的自然搅拌作用;  ③ 设计 合理的三相分离器, 能使沉淀性能良好的污泥保留在反应器内.

UASB反应器是目前各种厌氧处理工艺中所能 达到的处理负荷***高的高浓度有机废水处理装置.

他之所以有如此高的处理能力, 是因为在反应器内 以***菌为主体的厌氧微生物形成了粒径为 1～ 5mm的颗粒污泥, 即污泥的颗粒化是 UASB的基本 特征.  颗粒污泥能够长期保持其形态上的稳定性及良好的沉降性能.UASB反应器和其他厌氧处理装置一样, 在实 际运行中必须对有关的操作和运转条件加以严格地控制. UASB反应器的运行过程中, 影响污泥颗粒化 及处理效能的因素很多. 总的来讲, UASB 反应器的工艺运行主要受接种污泥的性质及数量、进水水质(有机基质浓度及种类、营养比、悬浮团体含量、*** ***物质)、反应器的工艺条件 (处理负荷, 包括水力负荷、污泥负荷和有机负荷.  反应器温度、pH 值与碱度、挥发酸含量) 等的影响.UASB反应器的优点:

UASB反应器处理工艺是目前研究较多、应用 日趋广泛的新型污水厌氧处理工艺, 他除了具有厌氧处理的优点, 如工艺结构紧凑、处理能力大，无机械搅拌装置、处理效果好、***省等优点外, 还具有其他厌氧处理工艺 ( 厌氧流化床、厌氧滤池等) 难以比拟的优点:

① 可实现污泥的颗粒化;

② 生物固体   体的停留时间可长达 100 d;

③ 气、固、液的分离实现了一体化;

④ 通常情况下不发生堵塞, 因而他具有很高的处理能力和处理效率, 尤其适用于各种高浓度有机废水的处理, 现已被列为******推广技术

 

 

 

 

康菱燃气发电机组应用于以下燃气发电项目：

1、生物质沼气（垃圾填埋气、餐厨垃圾沼气、有机废水处理沼气、养殖场沼气）；
2、***、石油伴生气、页岩气；
3、煤层气（***）；
4、分布式能源系统（冷、热、电三联供系统）；

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