沼气工程现状

摘要：沼气工程作为一项有效的有机废弃物处理环境工程，不仅是一项提供清洁方便的天然气的能源工程，而且是一项实现废弃物循环利用、生物质多级利用、促进农业生态良性循环的生态工程。本文系统阐述了国内外沼气工程技术的现状，包括发酵原料、发酵工艺、设备和沼气净化与储存，并对我国目前沼气工程发展中面临的问题进行了探讨，提出了解决办法。依据。关键词：沼气工程；建设；现状

随着全球煤炭、石油等化石能源的使用问题，包括资源有限和环境问题，许多国家将生物质能作为一种重要的能源予以关注。虽然生物质能在燃烧过程中也会释放二氧化碳，因为它在生长过程中也会吸收二氧化碳，但生物质能被认为是一种环境中立的能源[1]。特别是生物质可再生能源，生物质能源已经成为一种重要的可再生能源。农村生物质能资源朱能利用较多。农村农业资源短缺，利用效率低下，已受到我国各级主管部门的重视。因此，大中型沼气工程的建设应及时进行.

(1)我国沼气的传统利用和综合利用技术是世界上沼气工程发展较多的国家。首先，为了解决秸秆焚烧和燃料供应不足的问题，在农村主要采用家用沼气池。后来的沼气工程开始于1936年，从那时起，沼气的生产和使用被从大中型废水，水产养殖污水，村镇生物质废物，和城市垃圾沼气扩大。沼气工程发酵综合利用技术已成为促进我国农村可持续发展的有效手段。通过沼气发酵的综合利用，沼气用于生活能源和农业副产品的生产和加工，沼液用于饲料、生物农药和发酵液的生产，沼气残留物用于化肥生产。沼气发酵综合利用生态农业模式的建立，使沼气与农业生态紧密结合，是改善农村环境卫生的有效措施，也是发展绿色种植和水产养殖的有效途径。已经成为农村经济新的增长点。

2农民沼气工程模式农村沼气工程可分为两种模式：北方的“四合一”和“三合一”。 2.1“四位一体”模式北方的“四位一体”园林生态经济模式是以沼气为核心。通过沼气发酵，系统中的材料和能量可以通过每个子系统转换为多层次，多层次利用和材料能量转换。种植业，水产养殖业和沼气工程可以用来紧密结合生态。农业模式。

“四合一”能源生态模式的结构是沼气池、日光温室、猪圈、厕所，简称“北方模式”。具体施工方法为：在农户庭院内修建日光温室，在温室一端地下修建沼气池，在沼气池上修建猪舍和厕所，为沼气池提供基本原料，在温室内种植蔬菜或水果。温室可提高沼气池外部环境的温度，延长产气时间。沼气池除了提供家庭能源和照明外，还可以生产大量优质有机肥料（沼气泥浆和沼气残渣），供温室内植物使用。

2.2南方的“三位一体”模式是指现代农业技术，如食品、水果、蔬菜、茶、蚕等，其基础是以繁殖为主导，以沼气为纽带。充分利用沼气、沼气污泥和沼气渣，形成可持续的物流、多层利用农业模式。“三合一”模式包括“猪、沼泽、桑树”、“猪、沼泽、鱼”、“猪、沼泽、蔬菜”、“猪、沼泽、茶”、“猪、沼泽、草药”等。它的基本内容是建造沼气池、畜舍(猪或牛、羊等)、果园(田间作物或鱼塘)，以及利用猪舍废物(粪便)发酵沼气、烹饪沼气等。粪便污水发酵形成的沼气液和沼渣是一种很好的有机肥料，可用于蔬菜、果树和农作物的施肥，也可喂入鱼塘，形成良性的生态循环系统。

2.2沼气工程产品沼气工程的主要产品是沼气、沼气残渣和沼气液。

2.2.1沼气沼气沼气是一种高热值，热效率稳定的优质燃料。易于使用，其技术经济性仅次于液化石油气。通常，沼气含有55％至70％的甲烷（Cl-h），约35％的二氧化碳，以及少量的水蒸气，硫化氢，氮气，氢气，氧气等。沼气工程的热值取决于沼气中的甲烷含量。纯甲烷的低热值为38194 MJ / m3。如果甲烷为60％，则沼气的热值为23136 MJ / m3。沼气可以用作农村地区日常生活的燃料，如烹饪，取暖和照明。

2.2.2沼气残渣也是一种高效的绿色肥料。沼气残渣富含有机物和营养物质。其中有机质36.0%-49.9%，腐植酸10.1%-24.6%。租金蛋白质5%-9%，总氮0.8%-1.5%，总磷0.4%-O.6%，总钾0.5%-1.2%，和富含矿物质的灰。一种

2.2.3沼液是一种营养丰富的有效肥料。长期施用沼肥能促进土壤团聚体结构的形成，使土壤疏松，提高土壤水分和肥料保存率，改善土壤理化性质，提高土壤温度。土壤有机质、全氮、全磷和速效磷均有不同程度的改善。喷灌、灌水、滴灌可以通过沼液对农作物进行，具有杀虫、防虫、抗旱、增产增收等功能。是生产绿色无公害有机农产品不可缺少的肥料来源.因此，沼气和沼渣可广泛应用于果树、鱼类、花卉的种植和种植。

国外沼气工程的现状在发达国家，沼气工程主要用于发电。在德国，到2000年，约有800个沼气工程项目达到60千瓦发电厂和600m3消化装置的能力，总功率达到48千瓦，所有沼气池的累计产量约为2.5亿立方米/年[2]。德国Pastiz沼气项目是欧洲央行和Enviro公司提供的一项现代先进废物处理技术示范项目。该工程将畜禽粪便与城市固体废物和污水混合使用，再将100%的绿色能源回收利用，以产生绿色电力。[3]热能与安全回田[3]。德国FEL公司正在研究将甲烷转化为水和二氧化碳等，作为技术储备，美国鼓励通过税收优惠和其他政策回收沼气。当局将於短期内制定法例，强制一些堆填区回收沼气。美国61个垃圾填埋场使用沼气发电，总装机容量为340兆瓦。美国俄克拉荷马州的一家沼气厂饲养了75000多只动物。每天以200吨动物粪便为原料生产沼气，生产大量沼气，通过地下管道将沼气和天然气一起输送。作为工业能源[5]。北卡罗莱纳州有一个人口为200000的污水处理厂和一个7500立方米的剩余污泥厌氧发酵池。产生的沼气用于锅炉燃料、加热流体或沼气发动机驱动的鼓风机。在污水好氧处理系统中，供氧、提供能量、净化污水和处理污泥是一项常见的技术[6]。还有一个高温厌氧发酵厂，每天处理3至6吨有机废物和猪粪。发酵后，物料经固液分离，用干泥作有机肥。在英国，沼气是通过对人类和动物产生的各种有机废物进行厌氧消化而产生的。取代英国25%的天然气消耗量。在英国，已经建立了一个甲烷自动化工厂。苏格兰设计了一种小型甲烷发动机，可用于村庄、农场或家庭。英国已经用废物作为原料来产生18兆瓦的沼气，LO将在明年投资1.5亿英镑来建造更多的废弃沼气工厂。在丹麦，厌氧发酵工厂越来越大。世界上最大的城市废物厌氧发酵厂之一目前正在建设中，年处理能力可达230000吨，除供使用外，还可发电。过量的电力1.2MW也可以反馈到城市的电力系统[8]。

4，中国沼气工程发展方向沼气发酵农业模式主要涉及畜禽粪便，秸秆和各种农业废弃物，为我国农业生产中的各种问题找到了强有力的结合点，并得到了广泛的推广。未来，沼气工程的发展方向是促进中国生态农业的发展。中国的生态农业概念是在20世纪80年代初提出的。中国农业长期以来一直以高产为目标。其技术体系主要是增加产量和收入。在很大程度上，存在着牺牲生态环境和浪费资源的现象。有效利用资源，生态环境管理和种植的技术储备极其薄弱。在中国农业综合生产力快速增长的同时，人均资源和环境压力也在增加。 1980年，银川市“农业生态经济学术研讨会”正式提出“生态农业”一词。 20多年来，我国生态农业理论与技术研究取得了长足的进步，取得了显着成果，引起了世界各国的广泛关注。农村沼气建设对于增加优质能源供应，缓解国家能源压力具有重要的现实意义。农村沼气建设的直接产物是沼气。沼气是一种可再生的清洁能源。它可以取代传统的生物质能源，如秸秆和薪材。它还可以替代煤，天然气和液化石油气等化石能源，其能源效率明显高于秸秆。柴火，煤炭等。建设家用沼气（池容量8m3），平均每年生产385m3的沼气，可以解决80％的国内3到5个家庭的燃料，相当于替代0.8t标准煤。一年10000头肥育农场的沼气工程可处理约3,600吨新鲜粪便，每年处理超过170,000吨污水。沼气产量约为29×104 m3，相当于每年更换600吨标准煤。如果有1.46亿个合适的沼气家庭都建造农村沼气，那相当于替换1.17×108t的标准煤。

沼气发酵残渣是沼气残渣和沼气浆，又称沼气粪。沼气肥料成分复杂，随原料种类、比例和发酵条件的不同而不同。目前，专家已经证实，沼气肥料的营养成分含量相对较高。除氮、磷、钾等常量元素外，还含有多种微量元素、水解酶、氨基酸、有机酸、腐植酸、生长素、赤霉素、B族维生素、细胞分裂素等生物活性物质。沼液是一种养分利用率高、见效快的有机复合肥。主要用于浸种、叶面喷施、果园滴灌、水培蔬菜等。畜禽粪便及其他有机废弃物经沼气池厌氧发酵后，根据食物链关系，将沼气、沼渣、沼液作为原料、肥料、饲料、添加剂和能源进行再生，用于下一步生产活动。沼气综合利用是生态农业主要有效模式的具体应用，是生态农业特别是沼气肥料建设的主要内容。科学应用已成为沼气工程利用的研究热点。我国农业资源环境承载力十分有限。农业和农村经济的发展不能以消耗农业资源和牺牲农业环境为代价。

农村沼气是畜牧业发展与种植业发展的纽带。农耕结合促进了物质和能源的高效转化，促进了农业的一体化，以农村沼气工程建设为纽带。农业循环经济形成了“种植业(饲料)-养殖业-沼气池-种植业(优质农产品、饲料)-养殖业”的基本模式。