畜禽养殖场沼气工程厌氧消化技术优化分析

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1、第27卷增刊1农业工程学报Vol.27Supp.12011年5月TransactionsoftheCSAEMay.201141畜禽养殖场沼气工程厌氧消化技术优化分析1,22韩芳，林聪（1.中国农村能源行业协会，北京100125；2.中国农业大学水利与土木工程学院，北京100083）摘要：为推进畜禽养殖场沼气工程高效运行，提高其厌氧消化效率，该文选择了3座沼气工程，对其厌氧消化工艺、工程运行管理和投入产出情况进行分析探讨。在此基础上，提出中国畜禽养殖场沼气工程建设厌氧消化技术的优化运行方案：完全混合式厌氧反应器、升流式固体反应器和高浓度推流式反应器适用于高悬浮固体浓度、高固体发酵原料

2、的“能源生态型”沼气工程；与厌氧消化工艺相匹配的要素是沼气工程日常调控的重点；热电肥联产能够实现沼气工程效益的最大化；利用太阳能加热、沼液回用发酵可以节约能源，降低工程运行成本。关键词：沼气工程，厌氧消化，工艺，农业废弃物doi：10.3969/j.issn.1002-6819.2011.z1.009中图分类号：TK421文献标志码：A文章编号：1002-6819(2011)-Supp.1-0041-07韩芳，林聪.畜禽养殖场沼气工程厌氧消化技术优化分析[J].农业工程学报，2011，27(增刊1)：41－47.HanFang,LinCong.Optimizationanalysi

3、sofanaerobicdigestiontechnologiesofbiogasengineeringinlivestockandpoultryfarms[J].TransactionsoftheCSAE,2011,27(Supp.1):41－47.(inChinesewithEnglishabstract)沼气经热电联产系统转化为电能和热能，产生的电能并0引言网销售，回收的热能通常用于周边农场、村镇供热以及沼气工程具有环保、生态、经济、能源、社会等诸补偿沼气工程本身所需的热消耗[8]。在欧洲，有专业化的多效益。现阶段，中国的沼气工程已从获取沼气燃料的公司投资建设运营管理沼气工程

4、，沼气站一般是独立的单一模式发展为对沼气、沼渣和沼液综合利用的系统工经营机构[9]。沼气厂产生的沼液沼渣，一般不经固液分离程。近年来，畜禽养殖场沼气工程的发展非常迅速，取直接用于农田施肥。得了显著的成效。但多数畜禽养殖场沼气工程的综合效本文从3座畜禽养殖场沼气工程的运行情况出发，益无法充分显现。其主要原因是工程运行管理不到位，对畜禽养殖场沼气工程厌氧消化的工艺类型、运行管理、调控不完善，工艺技术不尽合理。投入与产出等关键技术进行了深入的分析研究，探讨养厌氧消化技术和工艺是沼气工程的重点和关键。这殖场沼气工程建设的经验和问题，为畜禽养殖场沼气工方面的优化分析和工艺的合理选择是保证沼气

5、工程建设程的可持续发展提供参考。质量、运行稳定和可持续发展的关键。在大中型沼气工1工程示范点简介程迅速发展的现阶段，优化沼气工程的厌氧消化技术显得尤为重要。厌氧消化技术始于19世纪末20世纪初，本文选择了3座有代表性的沼气工程进行优化分析，经过波浪式的发展历程[1-5]，开始蓬勃发展并被广泛应用。以下是所选工程示范点的概况。1.1留民营七村沼气联供工程国内外对厌氧技术有较多的研究。中国重视厌氧消化工留民营七村联供沼气工程位于北京市东南郊的大兴艺本身的研究开发，几乎所有常规的、高效的厌氧消化[6]区长子营镇境内，是北京市目前最大的农村沼气集中供工艺在中国都有应用。中国畜禽养殖场沼气工

6、程多采用气工程。1991年，留民营就建起了第一期沼气工程,见图常温和中温发酵，进料TS(干物质)浓度基本在2%～6%1a。该工程是中国第一批投入运行的大中型沼气工程之33[7]以下，产气率为0.2～0.5m/(m·d)。不论是在沼气工程一，也是目前国内使用时间最长、管理维护最好的沼气技术、相关政策还是在沼气工程带来的经济、环境和能工程之一，对全国沼气工程技术的发展起到了良好的示源效益等各方面，一些欧洲国家尤其是丹麦和德国走在范作用。为了进一步加大新能源利用，适应该村养殖业了世界前列。欧洲的农场沼气工程主要采用完全混合式发展需要，1997年，留民营又建成第二期沼气工程，如厌氧反应器、

7、推流式反应器或其组合工艺，其容积产气图1b所示。两座工程一起对全村200多户居民进行管道33[6]率视原料和温度不同，通常在0.8～15.0m/(m·d)之间。供气。进入21世纪，原有的沼气工程已经不能完全处理村内养殖产生的粪便污水。为了扩大治污能力，同时解收稿日期：2011-01-06修订日期：2011-01-24决周边村庄利用沼气的难题，进一步加大新能源利用规基金项目：国家科技支撑计划项目（2008BADC4B03）(2009BAC64B08)模，2009年，留民