大中型沼气工程技术，是一项以开发利用养殖场粪污为对象，以获取能源和治理环境污染为目的，实现农业生态良性循环的农村能源工程技术。大中型沼气工程是指沼气发酵装置或日产气量达到一定规模，即单体发酵容积不小于100m³，或多个单体发酵容积之和不小于100m³，或日产气量不小于100m³为中型沼气工程。如果单体发酵容积大于500m³，或多个单体发酵容积之和大于1000m³，或日产气量大于1000m³为大型沼气工程。人们习惯把中型和大型沼气工程放到一起去评述，称之为大中型沼气工程。它包括厌氧发酵主体及配套工程技术，主要是通过厌氧发酵及相关处理降低粪水有机质含量，达到或接近排放标准并按设计工艺要求获取能源—沼气：沼气利用产品与设备技术，主要是利用沼气或直接用于生活用能，或发电、烧锅炉、直接用于生产供暖、作为化工原料等。沼肥制成液肥和复合肥技术，则主要是通过固液分离，添加必要元素和成分，使沼肥制成液肥或复合肥，供自身使用或销售。其关键技术是沼气厌氧发酵技术，包括常规和高效发酵工艺技术。

规模化禽畜场、屠宰场或食品加工业的酒精厂、淀粉厂、柠檬酸厂等的沼气工程，根据工程最终达到的目标基本上可以分为三种类型：一是以生产沼气和利用沼气为目标；二是以达到环境保护要求，使排水符合国家规定的标准为目标；三是前两个目标的结合，对沼气、沼渣和沼液进行综合利用，实现生态环境建设。沼气工程类型的确定，要根据厂家原料来源的具体情况，由 工程建设单位和设计者共同确定。

工程建设涉及国家或集体的投资，一项工程的寿命至少定为15~20年，所以原料供应要相对稳定，尤其是以畜禽场粪污为原料的大中型沼气工程，更要注意粪便原料的相对稳定。同时，必须重视沼气、沼渣和沼液的综合利用，以环保达标排放为目标的大中型工程，只有实行沼气、沼渣和沼液的综合利用，才能增大工程的经济效益。总体布置在满足工艺参数要求的同时，要与周围的环境相协调，选用设备装置及构筑物平面布局与管路走向要合理，并符合防火相关条款规定。若以粪便为原料来源，在条件允许的前提下，还要考虑养殖场生产规模扩展的可能性。

工艺流程是沼气工程项目的核心，要结合建设单位的资金投入情况、管理人员的技术水平、所处理物料的水质水量情况确定，还要采用切实可行的先进技术，最终实现工程的处理目标。要对工艺流程进行反复比较，确定最佳的和适用的工艺流程。

一个完整的大中型沼气发酵工程，无论其规模大小，都应包括如下的工艺流程：原料（废水等）的收集，原料的预处理，厌氧消化，厌氧消化液的后处理，沼气的净化、储存和输配以及利用等环节，如图《沼气工程的基本流程1所示。

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大中型沼气工程技术足沼气工程人员应掌握的一项技术性很强的技术。本书针对现代大中型沼气工程建设的特点与要求，详细阐述了大中型沼气工程技术涉及的各个方面，包括工程技术原理、工艺流程、工程设备、施工与运行管理、工程产物利用、故障处理等，并且在具体阐述部分相关技术时，辅以了详细的步骤、实例或大量图表，以使其更加直观、生动，便于读者掌握。本书作者均来自大中型沼气工程科研和生产实践一线，具有较高的理论水平和丰富的实践经验，从而保证了本书具有较高的参考价值。

第1章绪论1

1.1沼气的产生与特性1

1.1.1沼气的产生1

1.1.2沼气的主要成分2

1.1.3沼气的特性3

1.2我国畜禽养殖场大中型沼气工程发展背景与现状5

1.2.1我国畜禽养殖场大中型沼气工程发展背景5

1.2.2我国大中型沼气工程的技术现状6

1.2.3大中型沼气工程的类型8

1.3大中型沼气工程的相关法令、法规9

1.3.1我国畜禽养殖业污染物的管理措施9

1.3.2畜禽养殖业污染物排放标准10

1.3.3畜禽养殖场的环境污染控制和污染物排放应遵循的

其他标准12

第2章大中型沼气工程技术原理14

2.1基本概念与参数14

2.1.1原料有机物含量和沼气产量评价指标14

2.1.2原料产气量的表示和计算方法17

2.1.3厌氧反应器运行参数17

2.2沼气发酵原理19

2.2.1沼气发酵的特点19

2.2.2参与沼气发酵的细菌19

2.3沼气发酵的基本条件27

2.3.1沼气发酵的原料28

2.3.2接种物和厌氧活性污泥30

2.3.3消化器容积负荷32

2.3.4沼气发酵的温度34

2.3.5沼气发酵的pH值36

2.3.6搅拌37

2.3.7毒性物质38

2.4几种常见厌氧反应器的原理与优缺点40

2.4.1常规厌氧反应器40

2.4.2全混式反应器41

2.4.3塞流式反应器43

2.4.4上流式厌氧污泥床反应器(UASB)44

2.4.5内循环厌氧反应器(IC)55

2.4.6升流式固体反应器(USR)56

2.4.7折流式反应器57

2.4.8附着膜型消化器58

2.4.9膨胀颗粒污泥床反应器(EGSB)61

2.4.10单元混合塞流式厌氧消化器（UPR）62

第3章大中型沼气工程工艺流程和设计原则64

3.1沼气发酵的工艺类型64

3.2大中型沼气工程基本工艺流程64

3.2.1原料的收集65

3.2.2原料的预处理65

3.2.3厌氧消化66

3.2.4厌氧消化液的后处理66

3.2.5沼气的净化、贮存和输配67

3.3畜禽养殖场“能源环保型”和“能源生态型”沼气工程

工艺流程68

3.3.1畜禽养殖场“能源环保型”沼气工程69

3.3.2畜禽养殖场“能源生态型”沼气工程70

3.4两步厌氧消化工艺73

3.5温度两相厌氧消化工艺74

3.6沼气工程工艺设计原则76

3.7沼气工程工艺设计的主要内容77

3.7.1沼气工程预处理系统设计的主要内容77

3.7.2厌氧消化器的设计78

3.8沼气净化系统82

3.8.1沼气脱水原理与方法82

3.8.2沼气脱硫原理与方法83

3.8.3沼气净化工艺流程86

3.9沼气贮气柜设计原则87

3.10在沼气工程工艺设计中考虑酸化或相分离的情况89

3.11工艺流程图和总平面布置图的具体内容89

第4章大中型沼气工程的设备93

4.1固定格栅、水力筛网和格栅过滤机的特点及选用条件93

4.1.1固定格栅93

4.1.2水力筛网93

4.1.3格栅过滤机94

4.2布料系统特点及适用条件95

4.2.1配水孔口负荷95

4.2.2进水分配系统96

4.2.3配水管道设计98

4.3厌氧消化器的搅拌装置99

4.4固液分离机特点及选用条件103

4.4.1离心分离机103

4.4.2挤压螺旋分离机104

4.6带式过滤机106

4.7沼气的收集设施108

4.8沼气输配气系统110

4.8.1压力表110

4.8.2脱硫器111

4.8.3集水瓶111

4.9贮气柜112

4.10沼气使用装置115

4.10.1沼气炊事灶具115

4.10.2沼气灯117

4.10.3沼气饭锅119

4.10.4沼气热水器120

第5章大中型沼气工程的施工与运行管理122

5.1大中型沼气工程的施工人员和时间122

5.2沼气池的建设材料122

5.2.1建池原材料123

5.2.2密封涂料125

5.3大中型沼气工程的施工方法和注意事项126

5.3.1施工组织设计编制内容126

5.3.2建造沼气池应注意的安全事项126

5.3.3放线定位127

5.3.4池墙的施工方法128

5.3.5池基和池底的处理129

5.3.6混凝土整体现浇建池的施工方法129

5.3.7水泥预制板砌筑法的施工方法130

5.3.8建池混凝土和砌筑砂浆的配制方法130

5.3.9密封层的施工方法132

5.3.10输气管道的安装133

5.4沼气工程的质量检测标准和方法134

5.4.1沼气池施工质量的检测方法134

5.4.2厌氧消化器的质量标准135

5.4.3水泥砂浆防水层的施工规定136

5.4.4涂料密封层的施工规定137

5.4.5保温层的施工规定137

5.4.6提高混凝土密实度的主要措施138

5.4.7设备安装和试运行应注意的事项138

5.4.8地脚螺栓的敷设要求139

5.5厌氧消化器的启动过程及注意事项140

5.5.1厌氧消化器的启动140

5.5.2厌氧消化器启动前的准备工作和注意事项143

5.5.3厌氧消化器的主要维护保养内容144

5.5.4厌氧消化器正常运行时的主要参数值范围145

5.5.5厌氧消化器安全运行的保障措施145

5.6沼气池运行需注意的问题145

5.7安全用气的注意事项148

5.8沼气池检修方法149

5.9贮气柜的置换和运行管理150

5.9.1贮气柜的置换150

5.9.2气柜的运行管理151

5.10沼气发电机运行时应注意的内容152

5.11工程运行时控制室的主要工作153

第6章大中型沼气工程的产物利用154

6.1沼液的利用155

6.1.1沼液用作肥料155

6.1.2沼液浸种156

6.1.3沼液防治植物病虫害156

6.1.4沼液叶面肥158

6.1.5沼液养鱼158

6.2沼渣的利用159

6.2.1沼渣作肥料159

6.2.2沼渣配制营养土163

6.2.3沼渣栽培食用菌163

6.2.4沼渣养殖蚯蚓164

6.3沼气的利用165

6.3.1沼气施二氧化碳肥165

6.3.2沼气储粮167

6.3.3沼气保鲜水果168

6.3.4沼气供热孵鸡168

6.3.5沼气加温养蚕170

第7章大中型沼气工程的故障处理171

7.1沼气池管路故障处理171

7.2水泵故障的检测及处理方法172

7.2.1水泵是否正常工作的检查方式172

7.2.2水泵运行中应立即停机的情况172

7.3贮气柜保养维护的主要内容173

7.4燃烧器经常出现的故障及排除方法173

7.5沼气灶具使用要点175

7.6沼气灯故障及排除方法176

附件1缩略语和相关参数178

附件2农村沼气国家或行业标准名称180

附件3沼气工程规模分类行业标准

(NY/T 667—2003)182

参考文献185 2100433B

1、各种类型大、中型沼气工程的设计与施工，沼气工程技术标准图纸的设计等

其中包括：①沼气工程规模大小的分类指数

②各类养殖场沼气工程的应用模式分类

能源环保型大中型沼气工程技术相关的6种工艺流程图

能源生态型大中型沼气工程技术相关的8种工艺流程图

③其他行业沼气工程的应用模式分类以及相关的工艺流程图

④成套图集包括：

沼气工程厌氧发酵类型选择标准及发酵池型系统图集

输配气系统、发电系统图集；沼气工程储气系统图集

沼气净化系统图集、监测系统图集、沼气利用系统图集

沼渣、沼液综合利用系统图集

养殖场（1000 — 10000头）各种规模沼气池工程分类图集

学校（300 — 5000人）各种规模沼气池工程分类图集

住宅小区（300 — 2000人）各种规模沼气池工程分类图集

人员密集型企业（100 — 1000人）各类沼气池工程分类图集

2、沼气配套产品的研发、生产

产品为：各种类型沼气工程的设备及全套配件、沼气池模具

沼气取暖炉、不锈钢沼气灶具、烟道式沼气热水器

全自动沼气专用饭煲（锅）、家用沼气出料器、沼气池专用出料车

3、培训高、中、初级沼气生产技术员，颁发资格证书

4、沼气工程专利技术转让

5、各类大中型沼气工程、太阳能工程可行性研究报告以及经济效益评估

6、太阳能电源及太阳能灯、承压太阳能热水器生产

7、太阳能热水工程系统设计施工、太阳能热水工程集热模块生产

8、全方位寻求能源领域的对外合作以及技术创新、产品研发：

①沼气环保一体化工程技术的创新与合作研发

②生物能源（燃油类）高科技的创新与合作研发、秸杆固体成型燃料合作研发

③太阳能与建筑物一体化高科技的创新与合作推广

④沼气工程高科技设备研发、生产与合作推广