CN103145308A - 大型沼气工程生产沼气的方法 - Google Patents

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赵肖华
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张新建
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Abstract

大型沼气工程生产沼气的方法，涉及沼气工程领域，具体方法步骤包括：（1）将猪粪和废水输送到废水处理站，经过格栅池过滤掉猪粪中的泥沙和悬浮物；（2）对步骤（1）处理后的猪粪和废水输送到水解酸化池内进行稀释搅拌提高废水的可生化性，并去除废水中的COD；（3）对步骤（2）处理后的原料通过进料泵输送到发酵室内密封发酵产生沼气；（4）将步骤（3）产生的沼气通过气水分离器设备和脱硫塔设备进行处理；（5）将步骤（4）处理后沼气收集到贮气柜中；（6）将步骤（5）存储的沼气经过沼气流量计量后，用变频增压装置加压，送至发电机房发电，解决养殖场生产生活用电。本发明具有节约能源、改善环境、提高肥效，改良土壤、促进养殖业发展、节约劳动力等优点，是一种节能环保的绿色工程。

Description

大型沼气工程生产沼气的方法
技术领域：
本发明涉及沼气的生产方法，尤其涉及禽蓄养殖场里以禽畜粪便为原料的大型沼气工程生产沼气的方法。
背景技术：
沼气的生产开发利用了大量农作物秸秆，它作为一种丰富的能源已广泛应用到人民生活和工农业生产中。但是随着畜牧业的发展，与之带来的是畜禽粪尿过度集中和冲洗用水大量增加。据调查全省畜禽养殖污水排放总量高达9亿多吨，集约化养殖场占的比较大。畜牧业的发展和生产方式的转变，既促进农业增效、农民增收，但同时也带来了畜禽粪便污水大量增加并集中排放，对周围环境造成了极其严重的影响，制约了农业生产的可持续发展，具体有以下几个方面的体现：
第一：粪便中的某些有害物质，如蛋白质、脂肪酸腐败的产物（也是粪便恶臭的构成物质）能溶解于水，使水具有臭味，从而恶化了水质，使之不适于人畜的饮用。这些腐败性有机物质进入水体，经微生物分解后，会释放氮、磷等富营养成分，促使水中藻类等水生生物大量繁殖，引起水质的富营养化。另外，粪便中的病原微生物（或寄生虫等）进入河道后，能够通过水体或水生动植物进行快速的扩散和传播，直接或间接的传染各种疾病。
第二：在厌氧条件下，畜禽粪便在某些微生物的作用下，碳水化合物分解为甲烷、有机酸和醇类的带酸臭味的气体；蛋白质和脂类分解为氨、硫化氢、甲硫醇和粪臭素等有恶臭的含氮和硫的化合物。这些臭气严重恶化了畜禽场内外大气环境质量，对畜禽业工作人员产生危害，还会影响畜禽的生产性能、降低其生产力水平。
第三：进入土壤的畜禽粪便，其中的有机物质本来可以通过微生物的作用完全分解，非但不会污染环境，而且可以向土壤提供植物生长所需要的营养物质，维持土壤的自净肥力，但是由于粪便堆积不施入土壤，堆积养殖场附近，超过堆积土壤消化的能力，就造成污染。另外，还有一些以土壤传播为主的传染病，这些病原体往往可以在土壤中寄生或以芽孢等形式在土壤中存活许多年，如炭疽和破伤风等，许多寄生虫也可以经土壤或土壤中生活的动物（如蚯蚓、甲虫等）广为传播，形成巨大的潜在危害。
那么如何有效的处理这些因素已是迫切需要解决的问题。
发明内容：
本发明所要解决的技术问题在于提供一种以养殖场内畜禽的粪尿和冲洗用水为原料的大型沼气工程生产沼气的方法。
本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：
大型沼气工程生产沼气的方法，具体方法步骤如下：
①原料预处理，首先污水和粪便通过沟管或人工运输的方式进入污水粪便处理站，废水和粪便先经过格栅池进行自然沉淀去除粪便中的泥沙和悬浮物等。
②废水的水解和酸化，将经过预处理的原料输送到水解酸化池内，进行搅拌、稀释，降解部分悬浮物质，将复杂的有机物转化为简单的有机物质。
③原料发酵，水解酸化后的原料通过进料泵输送到发酵室内，经过一体式厌氧发酵罐进行厌氧处理，产生沼气。
④气体处理，发酵室内一体化发酵产生的沼气需要经过气水分离器设备、脱硫塔设备的处理。
⑤气体储存，经气水分离器和脱硫塔处理后的沼气进入贮气柜进行气体存储。
⑥沼气利用，贮气柜储存的气体经过沼气流量计量后，用变频增压装置加压，送至发电机房使用。
所述原料发酵产生的沼液和沼渣排入贮液池存储，沼液施用于苗木、果园等进行综合利用，沼渣能直接作为基肥使用，也能经过加工处理作为一种优质高效的有机肥料使用。
所述原料发酵是在发酵室内密封发酵，所述发酵室是一个一体化厌氧发酵罐装置。
所述原料发酵的温度控制在30°-40°之间。
本发明的有意效果是：
1、为解决养殖场普遍存在的粪尿流失、污染河道等问题找到了一条科学的出路，畜禽场周围的环境卫生也将因此得到很大程度的提高。随着污水处理工程的实施，每年仅从种猪场排放的污水中就可削减污染物排放量为：CODcr192.83T/a、BOD597.93T/a、SS111.33T/a、NH3—N37.82T/a、凯氏氮42.16T/a、总磷2.20T/a。
2、由于使用粪尿还田和有机畜禽粪便肥料利用，可大大改善土壤的颗粒结构，从而增加了土壤的肥力，增加农作物的产量，符合可持续发展战略的需要，同时农作物的产品质量也大大提高，口感较好，且化学污染少。
3、沼液的施用，形成良性生态循环系统，畜禽污水经过厌氧发酵变成有机液肥还田生产农作物，可少施或不施农药和化肥。
4、切断有毒有害病菌的生长周期，畜禽粪污经过治理后，杀灭了大量有毒害病菌，切断其生长周期，有利于人畜身体健康。
5、畜禽粪便经过治理，变废为宝，使有害有机粪污变为生产绿色无公害有机农副产品必须肥料。粪尿污水经过厌氧发酵后，形成氮、磷、钾兼备的有机液肥，喷施于水果上，可防虫，增产提高品质；用于蔬菜喷施上，可关闭植物生长细胞、抗旱增产增收；沼液用于喂猪、喂鸭、喂鱼可节省7%左右饲料，增产18%左右。
6、沼气发电可解决养殖场生产、生活用能。
附图说明：
图1为本发明的流程图。
具体实施方式：
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例和图示，进一步阐述本发明。
如图1所示，大型沼气工程生产沼气的方法，具体方法步骤如下：
首先将污水和粪便通过沟道或者人工方式运输污水粪便处理站，站内的格栅池会进行自然沉淀去除粪便中的泥沙和悬浮物等；然后将经过预处理的原料输送到水解酸化池稀释并通过搅拌器搅拌，降解部分悬浮物质，将复杂的有机物转化为简单的有机物质；再将水解酸化后的原料通过进料泵输送到发酵室内，经过发酵室内的一体式厌氧发酵罐进行厌氧处理，产生沼气、沼液和沼渣，产生的沼气经过气水分离器设备和脱硫塔设备处理后储存在贮气柜中，产生的沼液和沼渣排入到贮液池内，作为肥料使用；贮气柜中存储的沼气经过沼气流量计量后，用变频增压装置加压，送至发电机房发电，能解决养殖场生产生活用电。
实施例1
（1）将猪粪和废水输送到处理站，经过格栅池过滤掉猪粪中的泥沙和悬浮物。
（2）对步骤（1）处理后的猪粪和废水输送到水解酸化池内进行稀释，并通过搅拌器搅拌均匀，降解部分悬浮物质，将大分子有机物转化成小分子形式，提高废水的可生化性，并去除废水中的COD。
（3）对步骤（2）处理后的原料通过进料泵输送到发酵室内，发酵室是一个一体式厌氧发酵罐，采用改良型的UASB发酵工艺对步骤（2）处理后的原料进行密封发酵，发酵温度控制在35°，经过长时间的厌氧发酵产生沼气。对发酵产生的沼液和沼渣排放到贮液池中存储，作为肥料使用。
（4）将步骤（3）产生的沼气通过气水分离器设备分离并除去气体中的冷凝水和通过脱硫塔对沼气进行脱硫处理。
（5）将步骤（4）处理后沼气收集到贮气柜中。
（6）将步骤（5）存储的沼气经过沼气流量计量后，用变频增压装置加压，送至发电机房发电，解决养殖场生产生活用电。
（7）重复上述步骤（1）~步骤（6）不断循环，使得沼气源源不断的供应。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (4)

1.大型沼气工程生产沼气的方法，其特征在于：具体方法步骤如下：
①原料预处理，首先污水和粪便通过沟管或人工运输的方式进入污水粪便处理站，废水和粪便先经过格栅池进行自然沉淀去除粪便中的泥沙和悬浮物等；
②废水的水解和酸化，将经过预处理的原料输送到水解酸化池内，进行搅拌、稀释，降解部分悬浮物质，将复杂的有机物转化为简单的有机物质；
③原料发酵，水解酸化后的原料通过进料泵输送到发酵室内进行发酵；
④气体处理，经过长时间密封发酵而产生的沼气需要经过气水分离器设备、脱硫塔设备的处理；
⑤气体储存，经气水分离器和脱硫塔处理后的沼气进入贮气柜进行气体存储；
⑥沼气利用，贮气柜储存的气体经过沼气流量计量后，用变频增压装置加压，送至发电机房使用。
2.根据权利要求1所述大型沼气工程生产沼气的方法，其特征在于：所述原料发酵产生的沼液和沼渣排入贮液池存储，沼液施用于苗木、果园等进行综合利用，沼渣能直接作为基肥使用，也能经过加工处理作为一种优质高效的有机肥料使用。
3.根据权利要求1所述大型沼气工程生产沼气的方法，其特征在于：所述原料发酵是在发酵室内密封发酵，所述发酵室是一个一体化厌氧发酵罐装置。
4.根据权利要求1或3所述大型沼气工程生产沼气的方法，其特征在于：所述原料发酵的温度控制在30°-40°之间。
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