沼氣工程發(fā)展現(xiàn)狀(共6頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上沼氣工程發(fā)展現(xiàn)狀摘要：沼氣工程作為一個有效處理有機(jī)廢棄物的環(huán)境工程，既是一個提供干凈、便利燃?xì)獾哪茉垂こ?，又是一個實現(xiàn)廢棄物資源化、生物質(zhì)多層次利用和可促進(jìn)農(nóng)業(yè)生態(tài)良性循環(huán)的生態(tài)工程。為此，較系統(tǒng)地闡述了國內(nèi)外沼氣工程技術(shù)現(xiàn)狀，包括發(fā)酵原料、發(fā)酵工藝、裝置設(shè)備及沼氣凈化與貯存等，就目前我國沼氣工程發(fā)展中面臨的問題進(jìn)行探討，并以此為基礎(chǔ)提出解決途徑。關(guān)鍵字：沼氣工程；建設(shè)；現(xiàn)狀引言隨著全球大量使用煤炭，石油等化石能源所出現(xiàn)的問題，包括資源的有限性和環(huán)境問題，許多國家把生物質(zhì)能作為重要的能源予以重視。雖然生物質(zhì)能在燃燒過程中也釋放二氧化碳，但由于其在生長過程中也要吸收二氧

2、化碳，因此，生物質(zhì)能被認(rèn)為是對環(huán)境影響中性的能源1，特別是由于生物質(zhì)能的可再生性，使生物質(zhì)能成為了重要的可再生能源。農(nóng)村存在著大量的生物質(zhì)資源朱能利用。農(nóng)村農(nóng)業(yè)資源緊缺與利用效率低下并存，受到了我國各級主管部門的重視，由此，大中型沼氣工程建設(shè)應(yīng)時而出。1 沼氣的傳統(tǒng)利用和綜合利用技術(shù)中國是世界上開發(fā)沼氣較多的國家，最初主要是農(nóng)村的戶用沼氣池，以解決秸稈焚燒和燃料供應(yīng)不足的問題，后來的大中型沼氣工程始于1936年，此后，大中型廢水、養(yǎng)殖業(yè)污水、村鎮(zhèn)生物質(zhì)廢棄物、城市垃圾沼氣的簡歷擴(kuò)寬了沼氣的生產(chǎn)和使用范圍。自20世紀(jì)80年代以來，建立起的沼氣發(fā)酵綜合利用技術(shù)，以沼氣為紐帶，將物質(zhì)多層次利用、能量

3、合理流動的高效農(nóng)業(yè)模式，已逐漸成為中國農(nóng)村地區(qū)利用沼氣技術(shù)促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展的有效方法。通過沼氣發(fā)酵綜合利用技術(shù)，沼氣用于農(nóng)戶生活用能和生產(chǎn)加工，沼液用于飼料、生物農(nóng)藥、培養(yǎng)料液的生產(chǎn)，沼渣用于肥料的生產(chǎn)。沼氣發(fā)酵綜合利用生態(tài)農(nóng)業(yè)模式的建立使農(nóng)村沼氣和農(nóng)業(yè)生態(tài)緊密結(jié)合，是改善農(nóng)村環(huán)境衛(wèi)生的有效措施，也是發(fā)展綠色種植業(yè)、養(yǎng)殖業(yè)的有效途徑，已成為農(nóng)村經(jīng)濟(jì)新的增長點(diǎn)。2 農(nóng)戶沼氣項目模式農(nóng)村沼氣項目在農(nóng)戶層次上可以分為北方“四位一體和南方“三位一體”兩種模式。2.1 “四位一體”模式北方“四位一體”庭院生態(tài)經(jīng)濟(jì)模式是以沼氣為核心。通過沼氣發(fā)酵使系統(tǒng)內(nèi)的物質(zhì)、能量實現(xiàn)多層次轉(zhuǎn)化，多級利用，并通過各子系統(tǒng)問

4、的物質(zhì)能量轉(zhuǎn)換。使種植業(yè)、養(yǎng)殖業(yè)和沼氣能利用三者緊密結(jié)合的生態(tài)農(nóng)業(yè)模式?！八奈灰惑w”能源生態(tài)模式的結(jié)構(gòu)是沼氣池、日光溫室、豬舍和廁所，簡稱“北?！薄＞唧w建造方式是：在農(nóng)戶庭院內(nèi)建日光溫室，在溫室的一端地下建沼氣池，沼氣池上建豬舍和廁所，豬舍與廁所為沼氣池提供基本的原料，溫室內(nèi)種植蔬菜或水果。溫室可提高沼氣池的外界環(huán)境溫度，延長產(chǎn)氣時間，沼氣池除為農(nóng)戶提供生活能源與照明之外，還能產(chǎn)出大量的優(yōu)質(zhì)有機(jī)肥料(沼液、沼渣)以供溫室內(nèi)植物使用。2.2 “三位一體”模式南方“三位一體”模式是指以養(yǎng)殖為龍頭，以沼氣為紐帶，聯(lián)動糧食、果業(yè)、蔬菜、茶、桑蠶等現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術(shù)，并對沼氣、沼液、沼渣充分利用，形成物流、能

5、流往復(fù)多層利用的可持續(xù)發(fā)展的生態(tài)農(nóng)業(yè)模式?！叭灰惑w”模式有“豬一沼一果”、“豬一沼一?！?、“豬一沼一魚”，“豬一沼一菜”、“豬一沼一茶”、“豬一沼一藥材”等。其基本內(nèi)容是每戶建沼氣池、畜舍(豬或牛、羊等)、果園(大田作物或魚塘)，利用豬舍的廢棄物(糞污水)進(jìn)沿氣池發(fā)酵，產(chǎn)生沼氣，沼氣供炊用等，糞污水經(jīng)發(fā)酵形成的沼液、沼渣是良好的有機(jī)肥料，正好用于蔬菜、果樹、農(nóng)作物的施肥，亦可進(jìn)魚塘喂魚，從而形成了良性的生態(tài)循環(huán)系統(tǒng)。2.2 沼氣項目產(chǎn)品沼氣工程的主要產(chǎn)品是沼氣、沼渣和沼液。2.2.1 沼氣沼氣是一種優(yōu)質(zhì)的燃料，熱值較高，熱效率比較穩(wěn)定。使用方便，其技術(shù)經(jīng)濟(jì)性僅次于液化石油氣。一般沼氣中含甲烷

6、(Cl-h)5570、含二氧化碳35左右、還有少量的水蒸汽、硫化氫、氮、氫、氧等氣體。沼氣熱值取決于沼氣中甲烷含量。純甲烷的低熱值為38194MJm3，如以60的甲烷計，則沼氣熱值為23136 MJm3。沼氣可作為燃料，用于農(nóng)村日常生活，如：炊事、采暖、照明。2.2.2 沼渣沼渣中含有多種常量和微量元素，氨基酸的含量十分豐富，且多為可溶性營養(yǎng)物質(zhì)，可用作飼料添加劑養(yǎng)豬養(yǎng)魚。沼渣同時還是一種高效綠色肥料。沼渣含有豐富的有機(jī)物和較全面的養(yǎng)分。其中有機(jī)質(zhì)360499，腐殖酸101246。租蛋白59，全氮0815，全磷04O6，全鉀0512，以及富含礦物質(zhì)的灰分。2.2.3 沼液沼液是含有多種養(yǎng)分的速

7、效肥料。長期施用沼液肥可促進(jìn)土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)的形成，使土壤疏松，增強(qiáng)土壤保水保肥能力，改善土壤理化性狀，提高土溫，使土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、全磷及有效磷等養(yǎng)分均有不同程度的提高。通過沼液可對作物實施噴灌、澆灌、滴灌，具有殺蟲、防蟲、抗旱，增產(chǎn)增收等多種作用，是生產(chǎn)綠色無公害有機(jī)農(nóng)產(chǎn)品必不可少的肥源。因此，沼液和沼渣可廣泛用于種果樹，養(yǎng)魚、種花和種植業(yè)上。2.3 沼氣項目循環(huán)模式沼氣項目整個的循環(huán)模式如圖2-1所示：3 國外沼氣工程發(fā)展現(xiàn)狀在國外發(fā)達(dá)國家，沼氣主要用于發(fā)電。德國，到2000年，大約有800個達(dá)到60KW裝機(jī)電力和600m3消化裝置容量的沼氣工程，總裝機(jī)功率達(dá)到48KW，所有消化裝置累積每年

8、生產(chǎn)約為25億m3沼氣2。德國的Pastitz沼氣工程是歐洲現(xiàn)代先進(jìn)廢棄物處理技術(shù)的示范工程，由ECB和Enviro等公司提供技術(shù)。該工程將畜糞及城市生活垃圾、污水混合處理，然后100地進(jìn)一步加入產(chǎn)綠色能源的循環(huán)，產(chǎn)出綠色的電能、熱能和安全回田的無味優(yōu)質(zhì)的肥料3德國FEL公司正在研究將甲烷轉(zhuǎn)換成水和二氧化碳等，作為技術(shù)儲備4美國通過稅收優(yōu)惠等政策鼓勵沼氣回收，不久將立法強(qiáng)制某些垃圾填埋場回收沼氣。美國現(xiàn)有61個填埋場使用沼氣發(fā)電，總裝機(jī)容量已達(dá)340兆瓦。美國餓克拉何馬州一家沼氣工廠飼養(yǎng)了75000多頭牲口，每天用200t動物糞便作為產(chǎn)沼氣原料，大量生產(chǎn)沼氣，并通過地下管道將沼氣和天然氣一起輸

9、送出去，作為工業(yè)動力能源5。美國北卡羅來納州建有處理20萬人口的生活污水處理廠，內(nèi)有7500m3的剩余污泥厭氧發(fā)酵池。所產(chǎn)生沼氣用于鍋爐燃料，加熱料液或沼氣發(fā)動機(jī)驅(qū)動鼓風(fēng)機(jī)。為污水好氧處理系統(tǒng)供氧，提供能源，凈化污水、處置污泥，是一項應(yīng)用普遍的技術(shù)6。當(dāng)?shù)剡€建有一座日處理能力達(dá)到3-6t的有機(jī)垃圾和豬糞便等固體廢棄物的高溫厭氧發(fā)酵工廠，發(fā)酵后的物料經(jīng)固液分離，干泥作有機(jī)肥料，清液循環(huán)回入發(fā)酵池7。英國則利用人和動物產(chǎn)生的各種有機(jī)廢物，通過微生物厭氧消化生產(chǎn)的沼氣。替代英國25的煤氣消耗量。在英國，建立了甲烷自動化工廠蘇格蘭已設(shè)計出一種小型甲烷發(fā)動機(jī)，可供村莊、農(nóng)場或家庭使用。英國以垃圾為原料實

10、現(xiàn)了沼氣發(fā)電18MW，今后lO年內(nèi)還將投資15億英鎊，建造更多的垃圾沼氣發(fā)電廠。在丹麥，厭氧發(fā)酵工廠朝著大型化，集中化方向來建造目前正在建造的一座世界最大的都市廢棄物厭氧發(fā)酵廠，年處理量可達(dá)23萬t，產(chǎn)生電力除可供應(yīng)廠區(qū)使用外。多余的電力12MW還可回饋市電力系統(tǒng)8。4、 我國沼氣的發(fā)展方向 以處理畜禽糞污、秸稈和各種農(nóng)業(yè)廢棄物為主的沼氣發(fā)酵農(nóng)業(yè)模式為我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中出現(xiàn)的種種問題找到了有力的結(jié)合點(diǎn)，得到了比較廣泛的推廣，今后，沼氣的發(fā)展方向就是促進(jìn)我國生態(tài)農(nóng)業(yè)的發(fā)展。 我國生態(tài)農(nóng)業(yè)的概念是20世紀(jì)80年代初提出的。我國農(nóng)業(yè)長期以來以高產(chǎn)為目標(biāo)，其技術(shù)體系總體上以增產(chǎn)增收為主導(dǎo)，在相當(dāng)程度上存在

11、犧牲生態(tài)環(huán)境與浪費(fèi)資源的現(xiàn)象，對資源高效利用、生態(tài)環(huán)境治理和培育的技術(shù)儲備極其薄弱。在我國農(nóng)業(yè)綜合生產(chǎn)力高速增長的同時，人均有限的資源環(huán)境壓力卻越來越大。1980年，在銀川“農(nóng)業(yè)生態(tài)經(jīng)濟(jì)學(xué)術(shù)討論會”上正式提出了中國的“生態(tài)農(nóng)業(yè)”這一術(shù)語。20多年來，我國生態(tài)農(nóng)業(yè)的理論與技術(shù)研究均取得了長足的發(fā)展，成績斐然，引起了世界各國的廣泛關(guān)注。 建設(shè)農(nóng)村沼氣，對增加優(yōu)質(zhì)能源供應(yīng)、緩解國家能源壓力具有重大的現(xiàn)實意義。農(nóng)村沼氣建設(shè)的直接產(chǎn)品是沼氣，沼氣是可再生清潔能源，既可替代秸稈、薪柴等傳統(tǒng)生物質(zhì)能源，也可替代煤炭、天然氣、液化石油氣等化石能源，而且能效明顯高于秸稈、薪柴、煤炭等。建設(shè)一個戶用沼氣(池容8m

12、3)，年均產(chǎn)沼氣385m3，可解決35口之家一年80 %的生活燃料，相當(dāng)于替代0.8t標(biāo)準(zhǔn)煤。一個年出欄l萬頭育肥豬場的沼氣工程，年可處理鮮糞3600t左右，年處理污水17萬多噸，產(chǎn)沼氣約29×104m3，相當(dāng)于每年可替代600t標(biāo)準(zhǔn)煤。如果1.46億適宜沼氣農(nóng)戶全部建設(shè)農(nóng)村沼氣，相當(dāng)于替代1.17×108t左右標(biāo)準(zhǔn)煤。沼氣發(fā)酵殘留物有沼渣和沼液，也稱沼肥。沼肥的成分復(fù)雜，因原料種類、配比和發(fā)酵條件的不同而有所差異。目前經(jīng)專家研究，已經(jīng)確認(rèn)沼肥的營養(yǎng)物質(zhì)含量較高，除含有N、P、K等常量元素外，還含有多種微量元素、水解酶、氨基酸、有機(jī)酸、腐殖酸、生長素、赤霉素、B族維生素、細(xì)

13、胞分裂素及某些抗菌素等生物活性物質(zhì)。沼液的速效營養(yǎng)能力強(qiáng)，養(yǎng)分可利用率高，是一種速緩兼?zhèn)涞挠袡C(jī)復(fù)合肥，主要用于浸種、葉面噴施、果園滴灌、水培蔬菜等。畜禽糞便等有機(jī)廢棄物經(jīng)沼氣池厭氧發(fā)酵后，所產(chǎn)生的沼氣、沼渣、沼液按食物鏈關(guān)系，作為下一級生產(chǎn)活動的原料、肥料、飼料、添加劑和能源等的系列化再生利用，沼氣綜合利用是生態(tài)農(nóng)業(yè)主要有效模式的具體運(yùn)用，是生態(tài)農(nóng)業(yè)建設(shè)的主要內(nèi)容，特別是沼肥的科學(xué)施用已成為沼氣利用的研究重點(diǎn)。 我國農(nóng)業(yè)資源和環(huán)境的承載力十分有限，發(fā)展農(nóng)業(yè)和農(nóng)村經(jīng)濟(jì)，不能以消耗農(nóng)業(yè)資源、犧牲農(nóng)業(yè)環(huán)境為代價。農(nóng)村沼氣將畜牧業(yè)發(fā)展與種植業(yè)發(fā)展鏈接起來，上聯(lián)養(yǎng)殖業(yè)，下承種植業(yè)，促進(jìn)了物質(zhì)高效轉(zhuǎn)化和能

14、量高效循環(huán)，推進(jìn)了農(nóng)業(yè)種養(yǎng)一體化，以農(nóng)村沼氣建設(shè)為紐帶，形成了“種植業(yè)(飼料)一養(yǎng)殖業(yè)(糞便)一沼氣池一種植業(yè)(優(yōu)質(zhì)農(nóng)產(chǎn)品、飼料)一養(yǎng)殖業(yè)”循環(huán)發(fā)展的農(nóng)業(yè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)基本模式。參考文獻(xiàn)1 王小盂，譚江林，陳金珠我國生物質(zhì)能源開發(fā)利用現(xiàn)狀江西林業(yè)科技J，2006(5)：4549.2 Lissens G，De Baere,L De Baere Lsolid waste digester：process performance and practice for municipal solid waste digestion.Water Science and TeghnologyJ，2001，44(8)

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