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马云瑞等研制了分离储气恒压干发酵池,其产气量基本能够满足四口之家一日两餐(6月~10月)炊事用能及照明用能(5月~l1月)。
康恒德发明了小型高效稳压式自动漫渗滤干发酵沼气池。
北京合百意生态能源科技开发有限公司对沼气干发酵菌种进行了研究,研制了预处理秸秆复合菌剂和低温高效甲烷菌,目前正在进行推广示范。
我国在21世纪初开始了大型沼气干发酵研究,目前还处于小试研究阶段。
甘如海对畜禽粪便厌氧干发酵处理搅拌反应器进行了研究,设计试制出卧式螺带搅拌发酵罐,通过试验得出了操作参数对发酵产气过程的影响情况,确定了最优操作参数。
晏水平对大中型集约化养殖场畜禽粪便高温厌氧干发酵处理工程中的罐体加热保温装置进行了研究,其具体研究内容是罐体加热保温装置的选型和操作参数设计,为大型沼气干发酵系统的工程化提供了一定的基础理论。
国外对沼气干发酵技术的研究比我国早,整体技术水平较我国领先。
从20世纪40年代起,德国、法国和阿尔及利亚就开始运用批量式沼气干发酵技术。
20世纪80年代,德国、荷兰、瑞士、布基纳法索、尼日尔等国家对沼气干发酵进行了深入的研究。
20世纪90年代,德国大量资助新型的间歇式干法沼气发酵技术的研发,在90年代末,该项工艺和装备通过了中试,并于2002年生产出产业化装备,投入实际运行。
目前,国外的沼气干发酵技术已经成熟,如车库型干发酵系统、气袋型干发酵系统、干湿联合型发酵系统、渗滤液储存桶型干发酵系统等大型沼气干发酵系统,已经投入生产性应用,可进行规模化的沼气生产。
沼气干发酵工艺《农村实用工程技术(农业工程)》1986年02期
沼供
【摘要】:
正干发酵是指发酵原料中的总固体干物质浓度在20%以上的一种发酵工艺,是批量厌氧发酵的主要类型,也有人把干发酵叫做固体发酵或高浓度发酵。
它的主要优点是:
池容产气率较高(一般都在0.25米~3/米~3·
天以上),因而可以节省建池投资,一般五口人之家,有四至五立方米就足够了。
另外,发酵池结构简单,进出料和维修部比较方便、安全。
节约用水,沼渣肥料质高量少,运输方便,节省运输劳力,因而非常适合使用干粪作肥料的北方农村和干旱地区推广应用。
干发酵的显著特点是发酵基质的总固体含量较高,它是在较高的挥发酸含置水平上发酵运转,工艺技术的核心是防止有机酸的过量积累。
因此,根据各地的经验,应掌握好以下几个工艺步骤:
沼气干发酵工艺
2010-05-2013:
37:
19
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蒲公英来源:
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干发酵是指以有机废弃物为原料(干物质浓度在20%以上)
利用水解产酸菌、产氢产乙酸细菌和产甲烷菌将其分解为CH4、CO2、H2
S等气体的发酵工艺。
由于固体浓度太高难以采用连续投料或半投料的
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干发酵是指以有机废弃物为原料(干物质浓度在20%以上),利用水解产酸菌、产氢产乙酸细菌和产甲烷菌将其分解为CH4、CO2、H2S等气体的发酵工艺。
由于固体浓度太高难以采用连续投料或半投料的投料方式,绝大多数均采用批量投料。
许多研究表明,干发酵由于其总固体含量较高,容易在发酵初期产生大量的有机酸,造成酸中毒现象,最终导致启动失败。
许多研究都针对加大接种量或预处理等调控措施而展开,而对造成不同底物快速酸化的主要原因研究很少。
比如像以秸秆为原料的干发酵方法(同时也适合于粪草混合发酵)要点的关键:
①添加足够的优质接种物;
②秸秆要切碎并且用石灰水预处理,并进行池内外堆沤;
③添加适量氮源,发酵浓度为20%——30%。
一、配料和预处理
1.秸秆用量和预处理
风干秸秆(TS=85%)切成150毫米左右的小段,加石灰水泼湿,再将接种物总用量的1/3混入,进行池外堆沤,堆沤时间为2~3天。
堆沤的目的是初步破环秸秆的纤维——木质结构,并增加秸秆容重,以提高单位池容的秸秆处理量。
堆沤结束后加入其余接种物和氮肥,入池再堆沤24小时,用以增加启动的料温。
这时平均体积产气率可超过0.2米/(米·
天)。
如果增加粪便,则由于平均体积有机负荷率增加,可以提高平均体积产气率。
2.接种物
对接种物的要求与其他发酵工艺相同,接种物的数量应为秸秆质量的1.5倍以上。
它是保证干发酵正常进行的关键。
池外堆沤时先用1/3的量,其余的入池时再加入。
3.添加氮源
由于采用的是批量投料方法,平时没有含氮丰富的粪尿流入,而秸秆本身含氮量不足,因此必须再入池时补充氮源。
但由于干发酵的水分含量较少,太多的氮易造成发酵抑制。
所以加碳酸氢铵时用量为秸秆用量的2%,加尿素时为秸秆用量的1%。
4.用石灰水预处理
石灰的用量应为秸秆质量的5%,此项措施的目的在于破环秸秆的木质纤维结构,并中和发酵过程中产生的酸,以防止pH值下降。
二、浓度控制
用加水量来控制料液的浓度,石灰5千克加水100千克配成石灰水用于预处理;
接种物(TS%=10%)按1:
1加水稀释;
氮肥每千克加水50千克溶解后使用。
由于堆沤过程中水分会损失,按上述比例加水,一般可将浓度控制在20%——30%。
三、发酵周期
为了充分利用沼气池和积造有机肥,南方地区在冬春季可以采用一个发酵周期,约150——200天;
夏秋季(5—10月)可采取两个发酵周期,每个周期约为90——100天。
各地区应该把发酵周期和农事用肥密切结合起来考虑。
四、贮气问题
干发酵池必须附有贮气设施,如塑料贮气袋、分离浮罩或水压式贮气池。
不过采用每户一个干发酵池和一个水压式池最简便。
沼气成分检测的主要方法有奥氏气体分析方法、气相色谱GC分析方法、热催化元件检测方法和红外检测方法。
奥氏成分检测分析仪:
采用氢氧化钠溶液吸收CO2,以焦性没食子酸碱性溶液吸收CO2,采用爆炸燃烧法后采用吸收法测量CH4,从而测出CH4、CO2、O2的含量。
该方法结构简单,但是需要采集代表性的气体,且不能现场分析,此外每年都需要购置大量的药剂,人员需要培训且分析测试劳动强度较大。
气相色谱GC分析方法:
采用将采样的气体利用其物理吸附能力差别在色谱柱中分离然后采用TCD传感器分析其CH4、CO2、O2,该方法测试简单,但是色谱价格相对较贵,需要采样,不能现场分析。
热催化检测方法:
将热催化(黑白)元件—补偿元件和桥臂电阴构成惠斯顿电桥加一恒定电压,由于热催化元件的骨架是铂丝材料,电流流过时加热,使温度为500度左右,当遇到瓦斯气体时,瓦斯气体接触催化元件表面时会发生氯化反应,产生大量的热量,使催化元件温度升高,阻值增大,电桥输出不平衡电压,反映被测甲烷的浓度。
该方法的优点是:
价格低廉,适合煤矿测量甲烷是否超标,已经普遍使用在便携瓦斯分析仪以及固定式瓦斯传感器。
缺点是:
需要频繁标定,7天标定一次,只有一年使用寿命,精度差(10%),寿命短,只能测量0—4%以下的瓦斯。
高浓度使得传感器中毒甚至报废,此外不能测量CO2。
红外检测方法:
采用CH4、CO2气体会吸收款3.4um,4.26um的中外红外波长的特点,通过红外吸收率的变化得到CH4、CO2含量,同时可以配合电化学传感器得到O2、H2S含量。
目前是国外从事沼气测量的首选测量仪器,目前我国在开展的情节发展机制CDM项目都要求采用红外沼气分析仪检测沼气的成份,其优点是可以在线实时测量,不需要气袋采样,没有耗材消耗,测量精度高,不需要频繁标定,测量量程0—100%,既可测量沼气池气体成分,也可测量沼气泄漏。
奥氏气体分析仪由于不能现场分析,且每年都需要购置大量的试剂(除非政府每年都有试剂费用的财政安排),分析测试复杂,劳动强度大,因此不适合农村沼气分析工作;
气相色谱是目前我国农业领域测量沼气CH4、CO2的推荐实验室方法,需要采样后实验室分析,但是其购置价格昂贵,操作十分复杂,在沼气现场使用困难
沼渣成分分析
摘要:
以反刍动物粪便厌氧发酵生产沼气剩余物沼渣为研究对象,采用振动筛分分组、统计分析、图像处理和Fibertec2010&
M6纤维分析系统分析等方法,对沼渣的物理成分及沼渣纤维化学成分进行了测定分析.研究结果表明,沼渣主要由质量分数为64%的纤维、35%的非矿物质和1%的矿物质组成;
沼渣纤维巾纤维素、半纤维素、木质素、灰分及其它各成分的质量分数分别为44.8%、21.9%、15.6%和17.7%.从而得出结论:
反刍动物粪便厌氧发酵生产沼气后的沼渣中纤维素含量较水稻、小麦和玉米等作物秸秆的高5%以上,半纤维素含量较水稻、小麦和玉米等农作物秸秆低5%.研究结果为沼渣资源化、高值化利用技术研究奠定了基础.
世界最新干法(固体)沼气发酵技术简介
中国新能源网
|2006-6-114:
29:
00|
新能源论坛
|
我要供稿
特别推荐:
《2011中国新能源与可再生能源年鉴》
传统的沼气发酵均采用湿法技术,由于湿法技术发酵耗能高、处理干物质的成本高等一系列缺点,限制了其适应的范围和地域。
由于连续性干法沼气发酵工艺太复杂、成本过高,因此未能得到推广。
从90年代起,德国大量资助了新型的间歇式干法沼气发酵技术的研发。
90年代末,德国间歇式干法沼气工艺和装备通过了中试,2002年,生产出工业级装备并投入实际运行。
新型的间歇式干法沼气发酵技术比起传统的湿法技术有下述优点:
1)自身耗能低,冬季仅耗用自身产生的能量10-15%。
而湿法要耗用30%左右的能量,在北方寒冷地区冬季甚至会达到45%,因而大大限制了沼气技术在北方寒冷地区的推广。
2)可以直接处理农作物秸秆和城市垃圾等固体可发酵有机物,大大节省了预处理成本。
3)由于没有搅拌器和管道,发酵不受干扰物质如塑料、木块、沙石等的影响,因而不需花费人力和设备将其在发酵前检出。
4)在发酵罐/室中没有搅拌器等运动部件,因此系统的可靠性很高。
5)沼气质量高(含硫量远远低于湿法沼气,只有50-300ppm,可以不经洗气直接供沼气发动机使用),发酵物出气率高。
6)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。
7)发酵室为模块化结构,易扩展。
8)建设和运营成本随规模增长很慢,占地省,适于建设年处理可发酵垃圾一万吨以上、年产沼气100万立方米以上的大型沼气工程。
9)进料出料可使用通用的装载机等工程机械,设备效率高,通用性强。
10)因为发酵剩余物无湿法发酵的沼液,所以不用脱水处理,发酵剩余物经简单的过筛和短时间的堆肥即可用作园林肥料或农作物肥料,因而存储和后处理费用低,价值高。
11)耗水量比起湿法大大降低,几乎没有污水排放,大大节省了水费和污水处理费。
12)由于上述的原因,因而新型的间歇式干法沼气发酵工艺的初期投资、运营成本和环境成本都远远低于湿法技术。
间歇式干法沼气发酵技术与湿法沼气技术相比,有两个关键的技术问题需要解决:
1)发酵初期与发酵结束时发酵室沼气浓度与
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- 沼气 发酵 技术