牛场沼气发酵技术.docx

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纪东陈雷
概述
〔上海江南三淼生物工程设备,202303〕
随着全球经济进展和社会进步,人们对牛奶及奶制品的需求日益俱增,进展奶牛养殖,引入品种,全国各地正处在热潮之中,随之而来的是如何处理好牛场粪污,既不给环境带来污染,又能做到物尽其用,化废为宝是当务之急,特别近年来江苏太湖、安徽巢湖等水体受到严峻污染,影响着国计民生,振动全世界。因此,各行业认真搞好废水废物的治理,有着重大的现实意义。本文依据本公司科技人员从事畜禽粪污处理的实践与阅历,对牛场沼气发酵技术进展了阐述,可供有关牧场因地制宜的选用。
牛场粪污概况及特点
粪污概况:
每头牛〔体重500kg〕,每昼夜排泄粪便约25公斤,含水率为80%左右,含TS18-20%,年排泄粪便可达7-8吨/头。
每头牛每昼夜排泄牛尿25-30kg,加上挤奶中心污水,每头奶牛约有尿水与污水量40-45kg左右,收集按80%计算,年排放可达14-16吨/头。该污水COD值多大于2023mg/L,NH3-N值则在100mg/L以上。
粪污特点
草渣多,奶牛以草与青饲料为主食,粪便中除混有少量长草、物外,未能充分消化的短纤维物特别多,约占粪重的15%,这种短纤维与水混合后,以浮渣消灭,极易引起粪坑结蓄,影响装置的正常运行。
厌氧处理,周期效益较长,牛粪中含有牛中未能充分消化的物质,
沼气发酵时厌氧微生物也极难予以分解利用,因此,厌氧消化周期较长,试验与实践说明32°C的中温发酵,30天才能转化牛粪中有机质的80%,而南方地区的常温发酵则要60天以上才能到达类似的效果。本公司争论的二次发酵法工艺,近中温〔20~25°C〕发酵,15天内便到达利用有机物85%以上。沼气产率明显
提高为牛粪处理效率的提高显示出了良好前景
沼气发酵资源利用潜力
把牧场牛粪与污水全部用于沼气发酵,产生的沼气供居民生活用能,成电能转化。对于千头奶牛场,日可产沼气800~1000m3,按平均900m3计,可供给800户居民炊事用或转化电能1620kwh。
经厌氧发酵后的残留液,削减了臭气、杀灭了致病菌与虫卵,富含N、P、K是优质肥料,除促进瓜果、蔬菜及农作物等增产外,还对改进土壤,削减环境污染有着重大实效。这一技术应用对能源构造转变有重大作用。国家及各级政府部门都竭力支持并有相关的补助政策,对削减投资,取得高效都有很大帮助。此外,对于万头牛场规模的沼气工程,进展电能转化后可申报联合国的二氧化碳减排工程〔CDM申请〕。但该方案必需与种植业相结合,必需有1000亩以上的农
田或300亩以上的牧草或饲料田相配套才能实施。
沼气发酵工艺流程
图3-1沼气发酵工艺流程图
工程实施中,奶牛场必需实行雨污分流以,避开雨水进入粪污处理工程,针对着牛粪浮渣多,难降解物质较多的特点,选用二步发酵工艺,在酸化阶段参加纤维素、果胶、木质素分解菌,制取的酸化液,再通入厌氧池进展沼气转化,为获得高产沼气、稳定运行打下良好的根底。
沼气发酵关键设备
沼气发酵塔
沼气发酵塔为厌氧发酵核心设备,微生物的生殖,有机物的分解转化,朝气的生成都是在发酵塔里进展,因此发酵塔的构造和运行状况是沼气发酵工程的重点。
图4-1UASB-3C沼气发酵塔
本公司承受UASB-3C型装置是专用于动物畜禽粪便厌氧沼气发酵的专利设备。该技术是依据实践需求,对传统上流式污泥床反响器UASB进展假设干改进而成,该设备能够有效存留微生物菌种,无需搅拌装置,在数十个工程中应用证明:具有防堵、防爆、稳压、高产沼气等特点。发酵罐可承受钢、搪瓷等构造,都必需进展严格保温。
沼气净化
沼气发酵会产生水和硫化氢,简洁引起管路堵塞以及设备腐蚀,大型沼气工程特别是集中供气沼气工程,必需承受脱水和除硫装置进展沼气净化。
沼气脱水方法多承受重力法分别设备,而在管路上多承受冷凝器。沼气除硫目前多承受化学法,其主要脱硫剂为氧化铁,脱硫反响为:
+3H2S +3H2O+63KJ (4-1)
再生反响为:

+ +3S+609KJ (4-2)
经过多年运行阅历并结合成型脱硫剂特点,提出脱硫主要运行参数:
(1)温度掌握在15-30度;(2)脱硫剂的水分在10%-15%;(3)脱硫剂的Ph值大于9;(4)脱硫剂的床层阻力小于100pa/m;(5)通过脱硫塔的压力为常压。
沼气贮存
对于大型沼气工程,由于厌氧产沼气工作状态的波动以及进料量和浓度的变化,单位时间沼气的产量有所变化。当沼气作为生活用能或者发电,需要集中供气时,为了合理有效的平衡产气与用气,通常需要承受贮气方式。目前承受的贮气方式多为低压湿式气柜,它主要由水槽、钟罩,塔节以及导向装置组成,该气柜构造简洁,简洁施工,可供给较为恒定压力。但在冬季严寒地区使用需要留意保温。
图4-2贮气柜
沼气发酵产品利用
沼气发电
沼气利用是一项节能环保工程,依据国家有关能源政策和进展方针,各地政府格外重视沼气产业的利用和进展。厌氧产生沼气有两种利用方式,一是作为燃料,供牛场及周边居民生活用能,二就是沼气发电。目前沼气发电作为缓解我国
能源紧缺状况的有效手段,成为了我国完善能源和可再生能源开发和综合利用的重要内容。随着常规能源的日益削减以及环境问题的日趋严峻,能源的开发利用〔尤其是可再生能源的开发和综合利用〕越来越受到重视,目前国家已出台了相关能源利用的方针政策,如利用沼气发电可免税,免交上网装备费,上网享受电价补贴,满发满供等。将来国家可能会制定更加优待的政策。目前国内外发电技术设备已较为成熟,-。效率受沼气纯度、湿度、发电机组热能转化率等影响。
沼液与沼渣利用
沼液与沼渣都是经厌氧发酵所产生附属产品。经厌氧处理后寄生虫和害虫的虫卵多数被杀死,削减了病虫害的来源。他们都可以作为有机肥料替代化肥,依据实际状况施用于农作物,大量的实践证明沼液中含有吲哚乙酸、赤霞素等杀虫成分,可以有效杀死蚜虫、红蜘蛛等害虫具有抗病、杀虫,增肥效作用。而沼渣用以改进土壤可使土壤中有机物、氮、磷、钾等养分元素明显增加,增加土壤活性与肥力,促进农业增产,降低了化肥的使用。沼液与沼渣在使用过程中应依据作物的品种、生长阶段、环境等不同因素确定使用量与使用时机。沼液在使用时应留意,承受正常运转使用两个月以上的,并正在产气的厌氧罐出料,假设沼液起白色膜状物,则不能使用。
编后记:
牛场粪污既是环境污染源又是优质生物能原料,它的治理应依据牛场周边状况与环境承载力量,选择适宜的工艺,尽力做到零排放。
能源型能有效的将生物质转化能源,有“再生能源法”的法律支持,各级政
府都格外重视,而实际确定牛场粪污处理工艺,亦可承受有机肥生产方式,可获得优质绿色肥料,且降低周边环境压力。因地制宜选择处理类型可以到达事半功倍、一举多得的效果。
牛场沼气工程设计必需充分了解牛场粪污特性,选取防堵、防暴、恒压、高产沼气的装置。
牛场粪污是系统工程,设计与建设必需选择有阅历的公司担当,操作与治理都要按科学办事。