欧洲大型沼气工程技术国产化方法探讨

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1、欧洲大型沼气工程技术国产化方法探讨王淑宝张国栋曹曼（青岛天人环境工程有限公司，山东青岛266101）摘要：本文阐述了欧洲及我国大型沼气工程数量规模和技术特点，分析了我国在沼气产业领域的国情，通过案例展示了以国外转让指导、国内引进转化的方式实现欧洲先进沼气工程CSTR工艺技术国产化，并在项目中采用“企业自筹资金、申请国内政府资助、利用国际援助资金、引进投资和运营商”的运作模式，可以提高我国沼气工程技术效率和经济效益，促进我国沼气产业的发展。关键词：欧洲沼气工程技术国产化1、欧洲沼气工程技术现状欧洲的沼气工程技术发展较早，也是世界上

2、沼气厂最普及的地区。欧洲的沼气厂从20世纪70年代开始建设，90年代进入快速发展期，到2000年以后欧洲的沼气产业更是得到了迅猛发展。在1997年，欧洲仅有沼气工厂767座，2004年发展到4000多座。以德国为例，在1997年拥有沼气厂500座，2000年发展到1000座，截至2006年，已经突破3500座[1]。欧洲沼气工程技术主要以高浓度有机废弃物联合消化工艺（CSTR）为主，绝大多数配备热电联产系统。CSTR工艺是先对各类畜禽粪便及其它高产气量的有机废弃物进行预处理，调整进料TS浓度8-13%范围内，进入带有机械搅拌的C

3、STR反应器，不同种类畜禽粪污产气率在0.25–0.5Nm3/kgVS之间[2]。沼气进入热电联产系统后，产生的电能并网外卖，热能用于加热原料。沼液COD浓度和TS浓度含量高，一般不经固液分离直接用于农田施肥。欧洲沼气工程技术具有如下特点：特点一，重视原料复配，产气率高。欧洲沼气工程原料不仅包括牛粪、猪粪、鸡粪等畜禽粪便，还有玉米、土豆等能源作物，以及屠宰场废弃物、城市餐厨垃圾、城市污泥等。通过这些原料的混合和合理复配，可以提高原料中的碳、氮含量，并调整出可使产气率最高的碳氮比。德国90%以上的农场沼气工程采用混合原料发酵[1]

4、。特点二，工艺统一，热电联产，效益高。在德国和丹麦，90%以上沼气工程选用CSTR工艺，统一的工艺有利于制定统一的技术标准和管理办法，同时便于接管运营6后续服务的开展。热电联产指产出的沼气主要用于发电，约33%—37%的能量转换为电能[1]，在发电的过程中产生大量的余热，用于CSTR加热和农场或社区供热，提高了沼气的利用效率，增加沼气工程的经济效益。特点三，实现自动控制，运行管理便捷。利用厌氧消化系统专用的自动控制系统与软件，实现沼气工程的自动化管理和远程监控，节省大量人力的同时又提高了工程生产效率。比如国内一万头牧场大型沼气工

5、程，操作管理人员达30人之多，而同等规模工程在欧洲利用远程监控系统只需1-2人。2、我国沼气工程技术现状我国沼气产业始于70年代，经历了两落三起，现在处于第三个高峰发展期。据统计，至1998年，我国已有大中型沼气工程748处，年处理废弃物1990万吨[3]。到2005年底，已建养殖场沼气工程3500处，年可处理畜禽粪便等废弃物8700万吨。至2010年，国家支持新建大中型沼气工程4000处左右（不包括地方政府支持和大型养殖场自主建设的项目）[4]。我国大型沼气工程技术包括USR、UASB和HCF工艺，应用较多的是USR工艺，小部

6、分采用HCF，UASB工艺多用于高浓度有机废水的处理。USR工艺是先对各类畜禽粪便和其它有机物进行预处理，除去大颗粒和粗纤维物质（进料TS浓度3-6%）后，进入USR反应器，USR反应器采用上流式污泥床原理，不使用机械搅拌，在中温条件下，视原料不同产气率在0.3-0.8之间。沼渣沼液COD浓度含量很高，不适宜好氧处理达标排放，一般用于农田施肥进行生态化处理，是典型的能源生态型工艺。我国沼气工程技术具有如下特点：特点一，工艺类型多，效率普遍不高。我国在发展沼气工程的过程中，在户用沼气方面取得较大成就，到2005年底，全国户用沼气达

7、到1800万户，大中型沼气工程由于缺乏行业权威组织统一的技术指导，南北方地区差异较大，各地分别用土法建沼气工程，发酵温度低，缺搅拌，沼气产气率低。特点二，产品利用率低，经济效益差。我国建大中型沼气工程开始以处理废弃物和生产能源为出发点，而不是以充分利用资源为出发点，在工艺设计中对产品的应用重视不够，包括有机肥的生产、沼气发电余热的利用等。在产品产量低、使用率低的情况下，工程的经济效益自然就差，这也是我国沼气工程发展缓慢、运行困难的根本原因。6特点三，工程设备化低，生产方式落后。受限于技术水平和成本控制，普遍采用传统的现场加工安装

8、的方式，没有实现工程的设备化和标准化，传统安装方式工期长，难维护，不便于检修，质量难保障。同时进出料方式落后，手动操作管理，不但需要人工较多，而且外观不佳，影响厂区整体环境。3、欧洲沼气工程技术国产化方法3．1选择适合中国国情的先进技术欧洲沼气工程技术已发展相对