中国沼气资源和开发利用

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1、中国沼气资源和开发利用一、我国有丰富的沼气资源 　　在中国，沼气的开发利用主要是通过厌氧工艺处理工农业有机废弃物、城市生活垃圾和生活污水的途径。本文研究的范围是工业有机废弃物、养殖场畜禽粪便、城市生活垃圾和废水以及农村家庭畜禽养殖等四个方面。 　　1.1工业有机废水年排放量超过25亿吨，废渣0.7亿吨工业有机废弃物来自于轻工企业和非轻工企业两个方面。轻工产品主要是酒精、啤酒、黄酒、白酒、淀粉、味精、饮料和造纸等10多个行业。目前这些行业年排放有机废水为8.46亿吨，废渣0.24亿吨。非轻工企业排放有机废物的主要是制药、屠宰、面粉、植物油、酱油、罐头、石化和橡胶等行业

2、。据统计，每年排放有机废水16.74亿吨，废渣0.49亿吨。 　　通过厌氧消化工艺对上述二项的工业有机废水和废渣进行治理，可获得沼气资源量为106.8亿立方米。 　　依据每立方米废水产沼气量的不同，我们可以划分为三类：第一类是每立方米废弃物产沼气10立方米以上，主要包括酒精、白酒、淀粉、味精、柠檬酸、造纸、机械浆；第二类为每立方米废弃物产沼气5~10立方米，包括酶制剂、制药、纤维板、植物油等；第三类为每立方米废弃物产沼气小于5立方米，包括制糖、啤酒、果汁、屠宰、糖醛等。上述第一类废水虽然占总量仅为15%左右，但产沼气的潜力占到了60%。 　　考虑到中国国民经济持续快

3、速发展，2020年国内生产总值总量将比2000年翻二番。据此预测，排放的工业有机废水总量预计将增加1倍。这样可转化为沼气的资源量将增加1倍，达到215亿立方米。 1.2粪污的年排放量已达18亿吨 　　根据2003年中国畜牧业年鉴，对中国生猪、家禽和牛的存栏量计算，全年禽畜养殖业粪便排放量已达18亿吨，如果加上规模化养殖场生产的冲洗水，实际排放污水总量超过200亿吨。按照粪便资源产沼气的潜力估计，可产沼气总量为700多亿立方米。 　　中国目前通过处理粪便而生产沼气的分二个部分。一是规模养殖场，它通过沼气工程技术处理粪便而获得沼气。2002年全国规模养殖场共8241家，

4、粪便总量4900万吨，生产沼气的潜力有27.2亿立方米。另外，养殖规模在500-3000头猪的小型规模养殖场的粪便量为8500万吨，考虑到收集和管理等因素，生产沼气潜力12.3亿立方米。 　　另一个途径产生农业养殖沼气的是在中国十分普及的户用沼气池的推广应用，一个家庭饲养4头猪以上，就可建一个6-10立方米的沼气池，每年可生产沼气300立方米。家庭饲养猪及禽畜总量虽然很大，沼气资源量可达600多亿立方米，但考虑到散养，粪便收集和技术管理等因素，户用可获得的沼气资源量估计为150-200亿立方米。 　　根据畜牧业发展规划，到XX年和2020年分别以8%和3-5%的速度

5、增加，那么到2020年沼气资源量可增加3倍。其中规模化养殖场随着我国经济发展将会有更大发展，如按5%速度考虑，规模化养殖场沼气资源将达到150-200亿立方米，而户用沼气资源量将达到300亿立方米。 1.3城市生活污水和生活垃圾 　　2003年中国城市生活垃圾清运量为1.49亿吨，生活污水为247亿吨。如果生活垃圾用卫生填埋产沼气的技术占50%，则其产气资源量为90亿立方米，而生活污水也有30-40%用沼气技术处理，则可产沼气的资源量为10亿立方米，两项共计100亿立方米。 　　按我国城市发展规划，到2020年城市生活垃圾和生活污水将分别增加1倍以上。沼气资源总量将

6、达到200亿立方米。 　　1.4目前可获得的沼气资源总量为446亿立方米 　　汇总上述数据如表1，可看出：目前我国沼气资源总量有446亿立方米，如果按热值当量折算相当于3500万吨标准煤，可替代煤炭4900万吨。 　　上述各项沼气资源除户用沼气资源外都可用于发电，共有246亿立方米。在目前中国技术水平下，每立方米沼气可发电1.6千瓦时，那么可发电394亿千瓦时，相当于装机656万千瓦。 　　到2020年中国沼气资源总量915亿立方米，比2000年增加1倍，相当于7190万标准煤，如果能开发利用，相当于替代煤炭1亿吨，这是一个相当可贵的能源资源。其中除了户用沼气300

7、亿立方米资源外，共计615亿立方米，用它来发电，可产生1230亿千瓦时电力，装机容量能达到2050万千瓦，相当于5个大型原子能核电站。 二、沼气及其技术现状与发展 　　2.1沼气工程技术已经基本成熟，发酵工艺以UASB和CSTR为主经过20多年的发展，中国在大中型沼气工程中的工艺技术已经基本成熟，目前所采用的工艺技术已经成功地用于各类有机废水。在现有的工业有机废弃物沼气工程中，UASB和CSTR占80%。各种工艺类型的技术特点见表3。 　　UASB—上流式厌氧污泥床反应器，其特点是由于培养了颗粒污泥，而使厌氧菌种不致流失，大大提高了厌氧发酵效率，不需要搅拌、运转