大中型沼气工程工艺概况(2014年4月成都)选编.ppt

大中型沼气工程工艺技术概况Biogas plant technology overview; 1. 沼气发酵原料;几种常用畜禽粪便的物料特征及沼气工程需要注意的问题： 牛粪：杂草多，沉淀物较少，浮渣多于沉渣，有的牛粪含较多砂。需要注意除（切碎）杂草、除砂。 猪粪：浓度低，冬季沉淀物多，沉渣多余浮渣；夏季则相反。需要沉淀，浓稀分流。 鸡粪：有鸡毛、贝壳沉淀、沉渣结实、含砂，氮含量高，需要除砂，注意氨抑制。 秸秆、进出料困难。;1.1 原料产量;原料种类;表1.1-3 工业有机废水类发酵原料产生量及特性;1.2 表示原料特性的参数; 是指水样中能被化学氧化剂氧化的物质，在规定条件下进行化学氧化过程中所消耗的氧的数量，以每升水样中消耗氧的毫克数表示。常用的化学氧化剂有重铬酸钾和高锰酸钾。;1.2.3 生化需氧量(BOD5) ; BOD5 / COD比值是反映污染物生物降解性能的重要指标;TS;1.2.4 pH值;1.2.5 C/N比;1.2.6 原料产气率（ Biogas yield coefficient）;理论产气量;表1.2.6-1 三种主要有机物理论产气量;表1.2.6-2 原料产气率批式实验值(80年代数据);原料种类;例1.2.6-1 1000头奶牛场粪污处理沼气产量及沼气池容积确定？;例1.2.6-2 100000只鸡场粪污处理沼气产量及沼气池容积确定？; 沼气发酵原料应满足以下条件： a）化学需氧量（COD） 浓度宜大于3000mg/L，或者总固体（TS）浓度宜大于0.4%； b）碳氮比宜为20~30:1； c）BOD5/COD比值应大于0.3； d）pH值宜为5.0~8.0； e) 重金属、盐分、杀虫剂、抗生素等沼气发酵抑制物浓度不应超过允许浓度。 ;2. 沼气工程模式及工艺流程;图2-1 中浓度中固体有机废水类发酵原料沼气工程基本工艺流程图;图2-2;图2-3;图2-4 高浓度高固体有机废水类发酵原料及混合原料沼气工程基本工艺流程图;大型工程采用机械格栅， 中小型工程采用人工格栅。; 机械格栅栅条间间隙宽度16~25mm。 ; ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????;（2）高浓度原料沉砂;沼渣代替砂垫牛卧床 Digested residue substituting sand for cow bed; 功能：收集，暂时存放污水。; V=qt/24 ……………??…………（5） 式中： V－集水池有效容积，单位为立方米（m3）； q－进料流量，单位为立方米/每天（m3/d）； t－原料滞留时间，单位为小时(h)，以发酵原料量变化一个周期的时间为宜。;（1） 沉淀池用于中浓度中固体有机废水浓稀分离，便于稀污水、浓污水分别发酵。 （2） 沉淀池设计应符合GB50014的规定。;3.5 调节池;3.6 混合调配池; （1）混合调配池的形状宜为圆形。池底部一般保持5％的坡度，坡向泵的吸料口。 （2） 混合调配池内应设搅拌设施，搅拌机动力宜为4w/m3 ~ 8w/m3，最小功率不低于2.2kW。 （3）发酵原料的容积至少能存放1个进料周期的原料量；有特殊要求的，应根据实际需要或类似工程经验参数确定。;3.7 进料设备;螺杆泵;撕裂器 ;带切割螺杆泵 ;4. 沼气发酵系统;不溶性有机物;4.1.1 沼气发酵的产酸阶段; 一些不溶性物质被发酵性细菌所分泌的胞外酶水解为可溶性的糖、肽、氨基酸和脂肪酸，再将吸入细胞。 以纤维素为例，反应过程如下： （C6H10O5)n+ nH2O → n(C6H12O6);（2）产氢产乙酸细菌;反应过程如下： 丙酸 CH3CH2COOH + 2H2O→ CH3COOH + CO2 + 3H2 丁酸 CH3CH2CH2COOH + 2H2O → 2CH3COOH + 2H2 乙醇 CH3CH2OH + H2O → CH3COOH + 2H2 乳酸 CH3CHOHCOOH + H2O → CH3COOH + 2H2 ;（3）耗氢产乙酸细菌; 甲烷杆菌属，甲烷八叠球菌属，甲烷球菌属，甲烷螺旋菌。 特点：严格厌氧，只能利用简单有机物和无机物，生长缓慢（倍增时间4-6天），细胞壁不含肽聚糖，含有F420。属于古细菌。; 产甲烷细菌在厌氧条件下将前两群细菌代谢的终产物，在没有外源受氢体的情况下，把乙酸和H2/CO2转化成CH4/ CO2。产甲烷菌广泛存在于水底沉积物和动物消化道等极端厌氧的环境中。