Ⅰ 怎樣制沼氣
沼氣
沼氣(Biogas)是有機物經微生物厭氧消化而產生的可燃性氣體。由於這種氣體首先在沼澤地被發現,故名沼氣。沼氣是多種氣體的混合物,一般含甲烷50~70%,其餘為二氧化碳和少量的氮、氫和硫化氫等。其特性與天然氣相似。空氣中如含有8.6~20.8%(按體積計)的沼氣時,就會形成爆炸性的混合氣體。沼氣除直接燃燒用於炊事、烘乾農副產品、供暖、照明和氣焊等外,還可作內燃機的燃料以及生產甲醇、福爾馬林、四氯化碳等化工原料。經沼氣裝置發酵後排出的料液和沉渣,含有較豐富的營養物質,可用作肥料和飼料。
沼氣是一些有機物質(如秸稈、雜草、樹葉、人畜糞便等廢棄物)在一定的溫度、濕度、酸度條件下,隔絕空氣(如用沼氣池),經微生物作用(發酵)而產生的可燃性氣體。沼氣是氣體的混合物,其中含甲烷60~70%,此外還含有二氧化碳、硫化氫、氮氣和一氧化碳等。它含有少量硫化氫,所以略帶臭味。發酵是復雜的生物化學變化,有許多微生物參與。反應大致分兩個階段:(1)微生物把復雜的有機物質中的糖類、脂肪、蛋白質降解成簡單的物質,如低級脂肪酸、醇、醛、二氧化碳、氨、氫氣和硫化氫等。(2)由甲烷菌種的作用,使一些簡單的物質變成甲烷。
要正常地產生沼氣,必須為微生物創造良好的條件,使它能生存、繁殖。沼氣池必須符合多種條件。首先,沼氣池要密閉。有機物質發酵成沼氣,是多種厭氧菌活動的結果,因此要造成一個厭氧菌活動的缺氧環境。在建造沼氣池時要注意隔絕空氣,不透氣、不滲水。其次,沼氣池裡要維持20~40℃,因為通常在這種溫度下產氣率最高。第三,沼氣池要有充足的養分。微生物要生存、繁殖,必須從發酵物質中吸取養分。在沼氣池的發酵原料中,人畜糞便能提供氮元素,農作物的秸稈等纖維素能提供碳元素。第四,發酵原料要含適量水,一般要求沼氣池的發酵原料中含水80%左右,過多或過少都對產氣不利。第五,沼氣池的pH值一般控制在7~8.5。
【發展概況】
沼氣是由義大利物理學家A.沃爾塔於1776年在沼澤地發現的。1916年俄國人Β.П.奧梅良斯基分離出了第一株甲烷菌(但不是純種)。目前世界上已分離出的甲烷菌種近20株,中國於1980年首次分離甲烷八疊球菌成功。
世界上第一個沼氣發生器(又稱自動凈化器)是由法國L.穆拉於1860年將簡易沉澱池改進而成的。1925年在德國、1926年在美國分別建造了備有加熱設施及集氣裝置的消化池,這是現代大、中型沼氣發生裝置的原型。第二次世界大戰後,沼氣發酵技術曾在西歐一些國家得到發展,但由於廉價的石油大量湧入市場而受到影響。後隨著世界性能源危機的出現,沼氣又重新引起人們重視。1955年新的沼氣發酵工藝流程——高速率厭氧消化工藝產生。它突破了傳統的工藝流程,使單位池容積產氣量(即產氣率)在中溫下由每天1立方米容積產生0.7~1.5立方米沼氣,提高到4~8立方米沼氣,滯留時間由15天或更長的時間縮短到幾天甚至幾個小時。中國於20世紀20年代初期由羅國瑞在廣東省潮梅地區建成了第一個沼氣池,隨之成立了中華國瑞瓦斯總行,以推廣沼氣技術。1985年中國農村戶用沼氣池的數量達 500萬個。目前中國高速率厭氧消化工藝生產性試驗裝置已在糖廠和酒廠正常運行。
【主要成分】
沼氣是一種混合氣體,主要成分是甲烷(CH4)和二氧化碳(C02)。甲烷佔60%一70%,二氧化碳佔30%一40%,還有少量氫、一氧化碳、硫化氫、氧和氮等氣體。由於含有可燃氣體甲烷,故沼氣可做燃料。沼氣是細菌在厭氧條件下分解有機物的一種產物。城市有機垃圾、污水處理廠的污泥、農村的人畜糞便、作物秸稈等,皆可做產生沼氣的原料。細菌分解有機物的過程,大體分為兩個階段:第一階段,將復雜的高分子有機物質轉化為低分子的有機物,例如乙酸、丙酸、丁酸等;第二階段,將第一階段的產物轉化為甲烷和二氧化碳。
在上述過程中,起發酵分解作用的是多種細菌共同作用的結果。為了使沼氣發酵持續進行,必須提供和保持沼氣發酵中各種微生物所需的生活條件。產生甲烷的細菌是厭氧的,少量的氧也會嚴重影響其生長繁殖。這就需要一個能隔絕氧的密閉消化池。溫度在厭氧消化過程中是一個重要因素,甲烷菌能在0一80℃的溫度范圍內生存,有分別適應低溫(20℃)、中溫(30℃)、高溫(50℃)的各類細菌,最適宜的繁殖溫度分別為15℃、35℃、53℃左右。甲烷菌生長繁殖最適宜的pH值約為7.0一7.5,超出此范圍,厭氧消化的效率就會降低。在厭氧消化過程中擔負廢棄物發酵作用的細菌,還需要氮、磷和其他營養物質。投入沼氣池的原料比例,大體上要按照碳氮比等於20:1一25:1。此外,還應控制影響沼氣發酵的有害物質濃度。
【前景】
在千姿百態的生物世界中,存在一種我們肉眼看不見、摸不著的微生物,能為人類提供能源。提起微生物,往往會使人們想起它會使食物腐爛變質,也會使人感染上各種疾病。因此,對它們又害怕、又憎惡。但是,在微生物的家族中,因為種類不同,它們的作用也不盡相同,有的會給人類帶來災難,有的會給人類帶來幸福。微生物中,能為人類提供能量的甲烷細菌和酵母菌,它們可以生產出沼氣和酒精,為人類作出貢獻。
說到沼氣,顧名思義就是沼澤里的氣體。人們經常看到,在沼澤地、污水溝或糞池裡,有氣泡冒出來,如果我們劃著火柴,可把它點燃,這就是自然界天然發生的沼氣。沼氣,是各種有機物質,在隔絕空氣(還原條件),並必適宜的溫度、濕度下,經過微生物的發酵作用產生的一種可燃燒氣體。沼氣的主要成分是甲烷,約占所產生的各種氣體的60%一80%。甲烷是一種理想的氣體燃料,它無色無味,與適量空氣混合後即對燃燒。每立方米純甲烷的發熱最為 34000焦耳,每立方米沼氣的發熱量約為20800-23600焦耳。即1立方米沼氣完全燃燒後,能產生相當於0.7千克無煙煤提供的熱量。
關於沼氣發生的基本原理,目前尚在探索之中。沼氣的形成過程大致可分為兩個階段,首先將各種復雜的有機物轉化為低級脂肪酸,例如丁酸、丙酸、乙酸;然後把上述各類產物繼續轉化為甲烷和二氧化碳等。
目前,世界各國已經開始將沼氣用作燃料和用於照明。用沼氣代替汽油、柴油,發動機器的效果也很好。將它作為農村的能源,具有許多優點。例如,修建一個平均每人l-1.5平方米的發酵池,就可以基本解決一年四季的燃柴和照明問題;人、畜的糞便以及各種作物秸稈、雜草等,通過發酵後,既產生了沼氣,還可作為肥料,而且由於腐熟程度高使肥效更高,糞便等沼氣原料經過發酵後,絕大部分寄生蟲卵被殺死,可以改善農村衛生條件,減少疾病的傳染。現在,沼氣的應用正在各國廣大農村推廣,沼氣能源的開發利用的普及等方面,已經取得了較好的成績。
世界上一些發達國家,也正在進行利用微生物厭氧消化農場廢物、生產甲烷的較大規模試驗。英國建立了甲烷的自動化工廠。在厭氧消化器中有三個基本過程:
第一階段的水解把不溶解的有機化合物和聚合物,通過酶法轉化為可溶解的有機物。
第二階段再將上一步轉化成的產物如碳水化合物、蛋白質、脂肪類、醇等發酵為有機酸。
第三階段由有機酸發酵產生甲烷。
據估計,在英國,利用人和動物的各種有機廢物,通過微生物厭氧消化所產生的甲烷,可以替代整個英國25%的煤氣消耗量。蘇格蘭已設計出一種小型甲烷發動機,可供村莊、農場或家庭使用。
美國一牧場興建了一座工廠,主體是一個寬30米、長213米的密封池組成的中烷發酵結構,它的任務是把牧場廄肥和其他有機廢物,由微生物轉變成甲烷、二氧化碳和乾燥肥料。這座工廠每天可處理1650噸廄肥,每日可為牧場提供11.3萬立方米的甲烷,足夠1萬戶家庭使用。目前美國已擁有24處利用微生物發酵的能量轉化工程。從世界范圍看,利用各種微生物協同作用生產甲烷的研究和應用,正處於方興未艾的階段。
近年來,我國沼氣事業獲得了迅速的發展,沼氣池總數已達到1000多萬個。在四川、浙江、江蘇、廣東、上海等省市農村,有些地方除用沼氣煮飯、點燈外,還辦起了小型沼氣發電站,利用沼氣能源作動力進行脫粒、加工食料、飼料和制茶等,闖出了用「土」辦法解決農村電力問題的新路子。
專家們認為,21世紀沼氣在農村之所以能夠成為主要能源之一,是因為它具有不可比擬的特點,特別是在我國的廣大農村,這些特點就更為顯著了。
首先,沼氣能源在我國農村分布廣泛,潛力很大,凡是有生物的地方都有可能獲得製取沼氣的原料,所以沼氣是一種取之不盡,用之不竭的再生能源。其次,可以就地取材,節省開支。沼氣電站建在農村,發酵原料一般不必外求。興辦一個小型沼氣動力站和發電站,設備和技術都比較簡單,管理和維修也很方便,大多數農村都能辦到。據調查對比,小型沼氣電站每千瓦投資只要400元左右,僅為小型水力電站的1/2-1/3,比風力、潮汐和太陽能發電低得多。小型沼氣電站的建設周期短,只要幾個月時問就能投產使用,基本上不受自然條件變化的影響。採用沼氣與柴油混合燃燒,還可以節省17%的柴油。
我國地廣人多,生物能資源豐富。研究表明,在21世紀無論在農村還是城鎮,都可以根據本地的實際情況,就地利用糞便、秸稈、雜草、廢渣、廢料等生產的沼氣來發電。
【沼氣發酵原理與條件】 利用微生物代謝作用來生產各種產品的工藝過程稱為發酵。沼氣發酵又稱為厭氧消化、厭氧發酵和甲烷發酵,是指有機物質(如人畜家禽糞便、秸稈、雜草等)在一定的水分、溫度和厭氧條件下,通過種類繁多、數量巨大、且功能不同的各類微生物的分解代謝,最終形成甲烷和二氧化碳等混合性氣體(沼氣)的復雜的生物化學過程。
沼氣發酵是一個復雜的微生物學過程,了解這一過程中各類微生物的作用及其活動規律,才能把沼氣發酵建立在科學的基礎之上。只有有了大量的沼氣微生物,並使各種類群的微生物得到最佳的生長條件,各種有機物原料才會在微生物的作用下轉化為沼氣。
【沼氣發酵微生物的種類】 沼氣發酵微生物是一個統稱,包括發酵性細菌、產氫產乙酸菌、耗氫產乙酸菌、食氫產甲烷菌、食乙酸產甲烷菌五大類群。這些微生物按照各自的營養需要,起著不同的物質轉化作用。從復雜有機物的降解,到甲烷的形成,就是由它們分工合作和相互作用而完成的。
在沼氣發酵過程中,五大類群細菌構成一條食物鏈,從各群細菌的生理代謝產物或它們的活動對發酵液pH值的影響來看,沼氣發酵過程可分為水解、產酸和產甲烷階段。前三類群細菌的活動可使有機物形成各種有機酸,因此,將其統稱為不產甲烷菌。後二類群細菌的活動可使各種有機酸轉化成甲烷,因此,將其統稱為產甲烷菌。
1.不產甲烷菌
不產甲烷菌能將復雜的大分子有機物變成簡單的小分子量的物質。它們的種類繁多,根據作用基質來分,有纖維分解菌、半纖維分解菌、澱粉分解菌、蛋白質分解菌、脂肪分解菌和一些特殊的細菌,如產氫菌、產乙酸菌等。
2.產甲烷菌
產甲烷菌是沼氣發酵的主要成分--甲烷的產生者。是沼氣發酵微生物的核心,它們嚴格厭氧,對氧和氧化劑非常敏感,最適宜的pH值范圍為中性或微鹼性。它們依靠二氧化碳和氫生長,並以廢物的形式排出甲烷,是要求生長物質最簡單的微生物。
【沼氣微生物的生長規律】
生物和生命活動以新陳代謝為基礎,沼氣發酵微生物的生長和代謝過程可分適應期、對數生長期、平衡期、衰亡期四個時期。
1.適應期
菌種剛剛接入新鮮培養液中,細菌的各種生理機能需要有一個適應過程,細胞內各種酶系統要經過一番調整,這一時期細菌並不馬上進行繁殖。適應期的長短與細菌的種類及環境變化條件有關。例如,繁殖速度快的酸化菌,一般適應期較短,繁殖速度慢的產甲烷菌適應期就較長。此外接種量的多少,接種物所處的生長發育階段及其前後生活條件都對適應期的長短有所影響。
2.對數生長期
細胞經過一段適應後,逐步以最快速度進行繁殖,即按1、2、4、8、16......的級數上升。這一段時間內發酵產物的增長速度隨細胞數量的增加而上升。如果微生物所處的環境條件能夠不斷得到更新,所需的營養物質能夠及時得到供應和保障,這種增長速度可以一直保持下去。這就是連續投料發酵可以獲得高產氣率的理論根據。
3.平衡期
微生物細胞經過一定時期高速繁殖後,由於養料的消耗和代謝產物的積累,以及其環境條件(如酸鹼度,氧化還原勢等)的變化使得細胞繁殖速度減慢,少數細胞開始死亡,因此表現在一定時期內繁殖速度與死亡速度相對平衡。這一時期發酵液內細胞總數達到最高水平,是積累代謝產物的重要時期。
4.衰亡期
由於培養基中營養物質的顯著減少,環境條件越來越不適宜微生物的生長繁殖,細胞死亡速度加快,以至細胞死亡數目大大超過新生數目,活菌總數明顯下降。
通過以上對微生物生長規律的分析,微生物在旺盛生長期內生長的速度高,生理活性也最強,如採用這一時期的微生物進行接種就可以縮短適應期。在發酵工藝上,採用連續投料發酵的方法,可以保證微生物始終在適應條件下旺盛生長,從而獲到較高的產氣量。
【沼氣的用途】
農村戶用沼氣池生產的沼氣主要用來做生活燃料。修建一個容積為10立方米的沼氣池,每天投入相當於4頭豬的糞便發酵原料,它所產的沼氣就能解決一家3―4口人點燈、做飯的燃料問題。沼氣還可以用於農業生產中,如溫室保溫、烘烤農產品、儲備糧食、水果保鮮等。沼氣也可發電做農機動力,大、中型沼氣工程生產的沼氣可用來發電、燒鍋爐、加工食品、採暖或供給城市居民使用。
【沼氣的產生和正確使用】
沼氣池怎樣正常啟動?
要使沼氣池正常啟動,首先,要選擇好投料的時間,然後准備好配比合適的發酵原料,入池後原料攪拌要均勻,水封蓋板要密封嚴密。一般沼氣池投料後第二天,便可觀察到氣壓表上升,表明沼氣池已有氣體產生。最初,要將產生的氣體放掉(直至氣壓表降至零),待氣壓表再次上升時,在灶具上點火,如果能點燃,表明沼氣池已經正常啟動。如果還不能點燃,照上述方法再重試一次,還不行,則要檢查沼氣的料液是否酸化或其它原因。
沼氣發酵怎樣投料?
經檢查沼氣池的密封性能符合要求即可投料。沼氣池投料時,先應按第25條的要求根據發酵液濃度計算出水量,向池內注入定量的清水,將准備的原料先倒一半,攪拌均勻,再倒一半接種物與原料混合均勻,照此方法,將原料和菌種在池內充分攪拌均勻,凈沼氣池密封。
沼氣發酵投料宜在什麼時間進行?
農村沼氣發酵的適宜溫度為15℃—25℃。因而,在投料時宜選取氣溫較高的時候進行,北方宜在3月份准備原料,4—5月份投料,等到7—8月份溫度升高後,有利於沼氣發酵的完全進行,充分利用原料;南方隊5月份可以投料外,下年宜在9月份准備原料,10月投料,超過11月份,沼氣池的啟動緩慢,同時,使沼氣發酵的周期延長。在具體某一天什麼時間投料,則宜選取中午進行投料。
怎樣配製沼氣發酵原料?
農村沼氣發酵種類根據原料和進料方式,常採用以秸稈為主的一次性投料和以禽畜糞便為主的連續進料兩種發酵方式。現以後一種方式舉例說明。
我國農村一般的家庭宜修建6立方米水壓式沼氣池,發酵有效容積約5立方米。由於不同種類畜禽糞便的干物質含量不同,現以豬糞為例計算如何配製沼氣發酵原料。
豬糞的干物質含量為18%左右,南方發酵濃度宜為6%左右,則需要豬糞1200公斤,制備的接種物500公斤(視接種物干物質含量與豬糞一樣),添加清水3300公斤;北方發酵濃度宜在8%左右,則需豬糞約1700公斤左右,制備的接種物500公斤,添加清水2800公斤,在發酵過程中由於沼氣池與豬圈、廁所修在一起,可自行補料。
如何制備沼氣發酵接種物?
農村沼氣發酵接種物一般採用老沼氣池的發酵液添加一定數量的人畜糞便。比如,要制備500公斤發酵接種物,一般添加200公斤的沼氣發酵液和300公斤的人畜糞便混合,堆漚在不滲水的坑裡並用塑料薄膜密閉封口,1周後即可作為接種物。如果沒有沼氣發酵液,可以用農村較為肥沃的陰溝污泥250公斤,添加250公斤人畜糞便堆漚1周左右即可;如果沒有污泥,可直接用人畜糞便500公斤進行密閉堆漚,10天後便可作沼氣發酵接種物。
【修建沼氣池的好處】
興辦沼氣的好處很多,綜合起來主要有以下幾個方面:
(一)興辦沼氣有利於解決農村能源問題。一戶3―4口人的家庭,修建一個10立方米的沼氣池,只要發酵原料充足,並管理得好,就能解決點燈、煮飯的燃料問題。
(二)興辦沼氣有利於促進農業生產發展。興辦起沼氣後,大量畜禽糞便加入沼氣池發酵,即可生產沼氣,又可漚制出大量優質有機肥料,擴大了有機肥料的來源。凡是施用沼肥的作物不僅增強了抗旱防凍的能力,而且提高秧苗的成活率。施用沼肥不但節省化肥、農葯的噴施量,也有利於生產綠色無公害食品。
(三)興辦沼氣有利於促進畜牧業的發展。辦起沼氣後,有利於解決「三料」(燃料、飼料和肥料)的矛盾,促進畜牧業的發展。
(四)興辦沼氣有利於改善衛生條件。凡是建了沼氣池的農民都體會到,利用沼氣當燃料,無煙無塵,清潔方便。一些糞便、垃圾、生活污水等都是沼氣發酵的好原料,隨著這些原料進入沼氣池的病菌、寄生蟲卵等,在沼氣池中密閉發酵而被殺死。從而改善了農村的環境衛生條件,對人畜健康都有好處。
(五)興辦沼氣有利於保護生態環境。興辦沼氣解決了農民的燃料問題,減少森林砍伐和牛羊對山場的破壞,有利於保護林草資源,促進植樹造林的發展,減少水土流失,改善農業生態環境。
(六)興辦沼氣有利於解放勞動力。辦起沼氣後,過去農民揀柴、運煤花費的大量勞動力就能節約下來,可以投入到農業生產第一線上去。廣大農村婦女通過使用沼氣,從煙熏火燎的傳統炊事方式中解脫出來,節約了生火做飯的時間,減輕了家務勞動。沼氣是一種清潔能源,所以各國都在農村推廣。
【淺談農村沼氣推廣應用中存在的問題】
一、農村戶用沼氣推廣應用的現狀、意義
1. 農村戶用沼氣推廣、應用的現狀
目前,我國沼氣池的推廣應用規模居世界首位,國家計劃到2010年,要達到2600萬口。由此,建池數量將佔到全國適宜沼氣發展農戶的20%。然而,如此巨大的建池量和驚人的發展速度,帶來的管理壓力可想而知。技術幹部不但要負責新建池的規劃、放線、施工,還要負責舊池管護使用中出現的各種故障的排除和綜合利用技術的指導、培訓等工作。
2. 推廣應用戶用沼氣的意義
(1)沼氣不僅能解決農村能源問題,而且能增加有機肥料資源,提高質量和增加肥效,從而提高農作物產量,改良土壤; (2)使用沼氣,能大量節省秸稈、乾草等有機物,以便用來生產牲畜飼料和作為造紙原料及手工業原材料;(3)興辦沼氣可以減少亂砍樹木和亂鏟草皮的現象,保護植被,使農業生產系統逐步向良性循環發展;(4)興辦沼氣,有利於凈化環境和減少疾病的發生。這是因為在沼氣池發酵處理過程中,人畜糞便中的病菌大量死亡,使環境衛生條件得到改善;(5)用沼氣煮飯照明,既節約家庭經濟開支,又節約家庭主婦的勞作時間,降低勞動強度;(6)使用沼肥,提高農產品質量和品質,增加經濟收入,降低農業污染,為無公害農產品生產奠定基礎。 常用的物質循環利用型生態系統主要有種植業—養殖業—沼氣工程三結合、養殖業—漁業—種植業三結合及養殖業—漁業—林業三結合的生態工程等類型。其中種植業—養殖業—沼氣工程三結合的物質循環利用型生態工程應用最為普遍,效果最好。
二、戶用沼氣池在管護使用中最常見的問題
1.常見問題包括的三個方面:
農戶在使用沼氣或沼氣池運行管理過程中,最常見的問題概括來講,有這樣三個方面:
一是用戶缺乏沼氣池運行管理的知識,無法保證正常、持續地用上並用好沼氣;
二是用戶對灶具等沼氣配套設備的自查、保養、維修能力較弱;
三是一些農戶對沼氣給生活帶來的變化和好處認識不足。
2. 常見問題的具體表現和排除方法
(1)發酵料液偏酸或偏鹼。沼氣池正常產氣,要求的料液酸鹼度在ph=6~8之間,均可產氣,以ph=6.8~7.5產氣量最高。辨別的最簡單方法是用眼睛去觀察,當發現沼氣池中的料液有點兒泛藍色即表明料液偏酸了;如果是料液上泛起一層白色的蒙就說明料液偏鹼了。a.當發現料液偏酸時,就取3~4公斤石灰兌上4~5桶清水,先充分攪勻後再直接從進料口倒入池中並攪拌,使石灰澄清液與池中的料液充分接觸。b.當料液偏鹼時,就用事先鍘成2~3公分長的青雜草澆上豬或牛的尿液並在池外堆漚處理2~3天,再從進料口投入池中並攪拌均勻,使新加入的青雜草與池中料液充分接觸,使其盡快恢復正常。
(2)長期以豬糞作沼氣池的發酵原料,氣壓高卻點不著火或燃燒時間短。傳統的養豬習慣以糧食喂豬為主,豬糞中的碳氮比的含量為C:N=13:1,而在其它條件都具備的情況下,碳氮比的含量C:N=25~30:1才能保證正常產氣,所以會出現點不著等情況。A.利用每年春秋兩季大出料的時機給沼氣池中加入1方牛糞。B.在平常的入料過程中加入適量的富碳原料,如:麩皮、秕殼、碎秸稈等農作物的殘余物。
(3)發酵原料充足或料液發酵正常,但產氣量不足。出現這種問題的原因是:發酵料液在池中形成沉澱或料液表面形成結殼。解決辦法是:堅持經常性地攪拌沼氣池發酵料液。
(4)沼氣池及輸氣管路等出現漏氣。沼氣出現漏氣有多種情況:a.輸氣管路等不漏氣,但氣壓不上升且人為加壓後又較快降壓1個以上,沼氣池發酵間漏氣。剔除表面密封劑,重新粉刷2~4遍後,重新刷密封劑。b.水封圈有氣泡或密封膠泥局部變黑,密封蓋漏氣。重新封蓋,水封圈加滿水,長期保證水封圈有水。c.安裝沼氣的房間能聞到臭雞蛋味或硫磺味,輸氣管路、開關漏氣或凈化器『U』型壺的密封蓋破裂。用洗衣粉水查找漏氣部位,更換損壞的零部件。d.只在做飯或點燈時能聞到臭雞蛋味,脫硫劑失效。更換凈化器中的脫硫劑。
三、可行性意見和建議
(1)加強對沼氣用戶的專業知識、技能培訓,特別是應盡快培養一批業余的農民沼氣技術員;
(2)要利用農村集會和喇叭、廣播、電視等多種方式、方法,對沼氣推廣、應用的意義和作用,沼氣池的修建過程和補助政策等進行廣泛、深入的宣傳;
(3)對沼氣用戶來講,要保證正常用氣,堅持長期養畜是基礎。沼氣池就像小工廠,沒有畜禽糞便等原料,就不能生產出沼氣、沼肥等新產品;
(4)「三分建池,七分管護」,說明使用好沼氣池重在管理,堅持經常攪拌是關鍵;
(5)要堅持對沼氣戶的尋訪,及時發現不產氣沼氣池,並排除故障。
Ⅱ 污水處理廠產生的污泥量如何計算 最好詳細一些。
污水處理中產生的污泥數量,依污水水質與處理工藝而異。城市生活污水按每人每天產生的污泥量計算。例如,當沉澱時間為1.5h,含水率為95%,每人每天產生初沉池污泥量為0.4~0.5L/d·人。
也可通過物料平衡來推算,但實際上一般是通過經驗積累實測數據。城市污水處理廠的污泥量按照南方的多個城市統計;1萬噸污水處理廠年平均值1噸/日絕干污泥,摺合含含水率80%,產污泥5噸。10萬噸污水處理廠含水率80%,產污泥50噸/日。一般夏季多一點,冬季略少一點。
(2)紙廠污水處理廠沼氣計算方法擴展閱讀
分類
根據污泥從污水中分離的過程,可將其分為如下幾類:懸浮物濃度一般在1%~10%,低於此濃度常常稱為泥漿。由於污泥的來源及水處理方法不同,產生的污泥性質不一,污泥的種類很多,分類比較復雜。
1、按來源分
污泥主要有生活污水污泥,工業廢水污泥和給水污泥。
2、按處理方法和分離過程分
污泥可分為以下幾類:初沉污泥():指污水一級處理過程中產生的沉澱物。
活性污泥(activitedsludge):指活性污泥法處理工藝二沉池產生的沉澱物;
腐殖污泥:指生物膜法(如生物濾池、生物轉盤、部分生物接觸氧化池等)污水處理工藝中二次沉澱池產生的沉澱物。
化學污泥:指化學強化一級處理(或三級處理)後產生的污泥。
3、按污泥的不同產生階段分
沉澱污泥(primarysettlingsludge):初次沉澱池中截留的污泥,包括物理沉澱污泥,混凝沉澱污泥,化學沉澱污泥。
生物處理污泥(biologicalsludge):在生物處理過程中,由污水中懸浮狀、膠體狀或溶解狀的有機污染物組成的某種活性物質,稱為生物處理污泥。生污泥(freshsludge):指從沉澱池(初沉池和二沉池)分離出來的沉澱物或懸浮物的總稱。
參考資料來源:網路—污泥產生量
Ⅲ COD值,水處理量,沼氣量的關系
產氣量最少為:一般cod去除率設計為80%,厭氧去除1kgcod大約產生0.5m3沼氣
1000m3/d×20000mgcod/l×80%/1000×0.5m3/kgcod=8000m3/天
Ⅳ 如何根據停留時間計算池容
水力停留時間等於反應器有效容積與進水流量之比。所以反應器有效容積等於水力停留時間乘以進水流量。
調節池的容量取決於日排水量及排水量的變化規律,對於不同功能的構築物,日排水量及其排水規律有很大差異,根據日本「(JISA3302-1988)標准不同用途建築物合並處理凈化槽(即小型生活污水處理裝置)服務人數建設標准」計算。
部分公共建築每100立方米建築面積每日污水標准如下(噸):公共住宅1.0,影劇院1.6,賓館3.0,飲食店11-26,辦公樓1.6,集體宿舍1.4。
在設計前已具備准確的污水量和水量變化曲線情況下,可用圖解法求得理論調節容積,國內對各種建築物的污水處理量及變化規律還沒有準確的實地調查數據,故目前一般按平均小時流量的倍數即調節池停留時間的經濟值只來確定調解池容積。
也可按下式計算調節池容積V:
V=(Q/T-K*Q/24)*T
Q-設計污水量(立方米/day);T-建築物排水時間(hr/day);K-流量調節比(調節池出水流量與日平均流量之比)
如某辦公樓Q=400立方米/day,T=10hr/day,k=1.5,則V=(400/10-1.5*400/24)*10=150立方米,相當於停留時間t=150/400/24=9hr。
(4)紙廠污水處理廠沼氣計算方法擴展閱讀:
沼氣池容的計算方法:
沼氣池容積的確定是沼氣池設計的一個重要參數。容積過小,則不能充分利用原料和滿足使用要求;如果設計過大,又沒有充足的原料,勢必濃度降低,產氣率降低,造成人力、物力的浪費。因此,沼氣池的容積應根據農戶所擁有的發酵原料、人口數量、發酵工藝、氣溫、用氣要求等因素合理確定。我國農村戶用沼氣池,根據目前一般的生活水平,每人每天平均用氣量為0.2~0.3立方米,沼氣池容積定為6立方米、8立方米、10立方米、12立方米。對於養殖規模較大的農戶,可採用以下公式計算沼氣池容積。
(1)根據人口數量計算沼氣池容積:滿足一個農戶全家人口生活用能的沼氣池池容,可用下列公式計算:
V =V1+V2=V1+0.15V=V1/0.85=n•k•r /0.85
式中:V —沼氣池總容積(立方米);
V1—發酵間容積(立方米),V1=0.85V ;
V2—貯氣間容積(立方米),V2=0.15V ;
n—氣溫影響系數,一般南方地區取0.8~1.0,中部地區取1.0~1.2,北方地區取1.2~1.5;
k—人口影響系數,2~3口之家取1.8~1.4,4~7口之家取1.4~1.1; r—每戶人口數。
沼氣池容積與人口的關系見表3-1。
表3-1 沼氣池容積與人口的關系
池容(立方米) 6 8 10
每天可產沼氣量(立方米) 1.2 1.6 2.0
可滿足全家人口數(個) 3 4~5 5~6
(2)根據養殖規模計算沼氣池容積:對於中小型養殖場和較大規模的庭院養殖戶,沼氣池容積應根據發酵原料的數量、一定溫度下發酵原料在池內停留的時間和投料濃度計算,其計算公式如下:
V =(G•Ts•HRT)/(r•m)
式中:G —每天可供發酵的原料濕重(千克);
Ts —原料中干物質含量的百分比(%);
HRT —原料在池中的滯留天數(水力滯留期);
r —發酵原料濃度換算成的容重(千克/立方米),r =原料濃度×發酵液容重,發酵液容重一般取水的容重,即1000千克/立方米;
m —池內裝料有效容積(%)。
例題:一養豬場,養豬250頭,每天可產鮮豬糞1000千克,其干物質含量為20%,發酵原料容重為6%×1000千克/立方米,在35℃條件下發酵滯留期為15天,要求池內只裝料85%,求需建多大的沼氣池?
解:V =(G•Ts•HRT)/(r•m)
=(1000×0.2×15)/(60×0.85)
=58.82 (立方米)
經過計算,修建60方米的沼氣池,即可滿足要求。
(3)根據生產用能計算沼氣池:如果規劃利用沼氣池所產生的沼氣,開動發動機可利用下列公式計算池容:
V =(t•u•Ne) /(a•Vo )
式中:V —沼氣池凈空容積(立方米);
t —加工機器工作時間(小時);
u —發動機耗氣量(立方米/千瓦•時);
Ne —發動機功率(千瓦)
a —沼氣池池容產氣率,[立方米/(立方米•天)]
V o —裝料容積(%)。
Ⅳ 啤酒廠的污水處理場能夠產生多少沼氣。
啤酒水的cod一般只有2000左右,而一公斤的cod大約產氣0.5-0.6方沼氣,假如你的厭氧去除效率相當高,最多產一立方氣。
Ⅵ 污水處理產生的沼氣如何利用
一、 要利用污水處理抄產生的沼氣,先要完善沼氣收集、貯存系統。同時嚴格管理,做好防雷、防火、防爆等措施。
二、利用方法有:
1、沼氣攪拌,利用產生的沼氣對一級、二級污泥消化池進行攪拌,促進消化進程;
2、沼氣加熱,用沼氣燒鍋爐,將產生的熱量利用水為介質,通過專用循環管路,對污泥消化池加熱;在高寒地域也可以對水處理區加熱;
3、沼氣發電,前提是產生的沼氣氣量穩定、能滿足發電機的需求,產生的電能大部分自用;
4、辦公生活供熱,應用於開水房、食堂、宿舍等方面;這是使用最多的沼氣利用。
Ⅶ 造紙廠的污水處理
造紙廠污來水散發出的臭味源一般是硫化氫和氨類氣體,毒性比較大。當天氣炎熱時,池內污水酸化所致,帶有酸化氣味的污水蒸發後彌漫在空氣中,並隨風飄散。一股酸臭味時常彌漫在小區內,氣味時濃時淡,居民們難抵惡臭無不屏氣掩鼻。 138億2558特8916造紙廠污水除臭劑、造紙污水除臭液採用多種植物提取液,應用現代技術製成的高效除臭劑,不僅有高含量殺菌消毒物質,更具有特強的殺菌、消毒和除臭功能。該污水除臭劑與臭味源接觸後迅速發生聚合分解反應,抑制菌類物質的蛋白質合成過程,從而將微生物及細菌、病毒殺滅分解。從而達到消除異味的目的,保持清新的空氣。
Ⅷ 污水處理廠每日處理污水量怎麼算
就是按水來量的1-1.5%折算源,精細點的,可以根據SS的去除率折算污泥量+剩餘污泥量。
城鎮生活污水排放量 指城鎮居民每年排放的生活污水。用人均系數法測算。
測算公式為:城鎮生活污水排放量=城鎮生活污水排放系數×市鎮非農業人口×365。
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污水處理廠有害氣體中毒的防範
在污水管道和處理廠的各種構築物和井內,都有可能存在對人體有害的氣體。這些有害氣體成分復雜、種類繁多,根據危害方式的不同,可將它們分為有毒有害氣體(窒息性氣體)和易燃易爆氣體兩大類。
有毒有害氣體主要通過人的呼吸器官對人體造成傷害比如硫化氫、一氧化碳等氣體,這些氣體進入人體內部後會抑制人體細胞的換氧能力,引起肌體組織缺氧而發生窒息性中毒。
易燃易爆氣體是遇到各種明火或溫度升高到一定程度能引起燃燒甚至爆炸的氣體,比如沼氣、石油氣等,在污泥井、集水井(池)等氣體流通不暢或長時間沒有任何操作的地方,這些氣體容易積聚成害。
Ⅸ 污水處理設計中ABR池怎麼設計計算,要詳細的步驟和參數的選取,能找實例的加分,最好是近幾年的設計,謝謝
ABR反應器設計計算
設計條件:廢水量1 200 m3/d,PH=4.5,水溫15℃,CODcr=8000 mg/L,水力停留時間48h。
1、反應器體積計算
按有機負荷計算
按停留時間計算
式中: ——反應器有效容積,m3;
——廢水流量,m3/d;
——進水有機物濃度,g COD/L 或g BOD5/L;
——容積負荷,kg COD/m3.d;
——水力停留時間,d。
已知進水濃度COD8000mg/L,COD去除率取80%,參考國內澱粉設計容積負荷[1]P206: kgCOD/m3.d,取 kg COD/m3.d。則
按有機負荷計算反應器有效容積
按水力停留時間計算反應器有效容積
取反應器有效容積2400m3校核容積負荷
kgCOD/m3.d 符合要求[1]P206
取反應器實際容積2400 m3。
2、反應器高度
採用矩形池體。一般經濟的反應器高度(深度)為4~6m,本設計選擇7.0m。超高0.5m。
3、反應器上下流室設計
進水系統兼有配水和水力攪拌功能,應滿足設計原則:
①確保各單位面積的進水量基本相同,防止短路現象發生;
②盡可能滿足水力攪拌需要,保證進水有機物與污泥迅速混合;
③很容易觀察到進水管的堵塞;
④當堵塞被發現後,很容易被清除。
反應器上向反應隔室設計
慮施工維修方便,取下向流室水平寬度為940mm,選擇上流和下流室的水平寬度比為4:1。
校核上向流速
基本滿足設計要求
[5] 要求上向流速度0.55mm/s。(1.98m/h)
[6]P94要求進水COD大於3000mg/L時,上向流速度宜控制在0.1~0.5m/h;進水COD小於3000mg/L時,上向流速度宜控制在0.6~3.0m/h。
[1]P202UASB要求上向流速度宜控制在0.1~0.9m/h。
下向流速
4、配水系統設計
[5]選擇折流口沖擊流速1.10mm/s,以上求知反應器縱向寬度為 ,則折流口寬度
選擇 ,校核折流口沖擊流速
> 1.10mm/s [5]
折流口設一450斜板,使得平穩下流的水流速在斜板斷面驟然流速加大,對低部的污泥床形成沖擊,使其浮動達到使水流均勻通過污泥層的目的[5]。
5、反應器各隔室落差設計
[1]P208重力流布水,如果進水水位差僅比反應器的水位稍高(水位差小於100mm)將經常發生堵塞,因為進水的水頭不足以消除阻塞,若水位差大於300mm則很少發生這種堵塞。設計選擇反應器各隔室水力落差250mm。
6、反應器有效容積核算
選擇 則設計的反應器結構容積大於按容積負荷計算反應器實際所需容積2400 m3,滿足處理負荷要求。
7、氣體收集裝置
[2]P203沼氣的產氣量一般按0.4~0.5 Nm3/kg(COD)估算。
沼氣產量
[7]P157選用氣流速度5m/s,則沼氣單池總管管徑
選擇管子規格DN80。
兩池總管匯集
選擇DN125,即進入阻火器管徑。
8、水封高度
沼氣輸送管應注意冷凝水積累及其排除,水封中設置一個排除冷凝水的出口,以保持水封罐中水位一定。
9、排泥設備
一般污泥床的底層將形成濃污泥,而在上層是稀的絮狀污泥。剩餘污泥應該從污泥床的上部排出。在反應器底部的「濃」污泥可能由於積累顆粒和小沙礫活性變低的情況下,建議偶爾從反應器底部排泥,避免或減少在反應內積累的沙礫。設計原則:
①建議清水區高度0.5~1.5m;
②可根據污泥面高度確定排泥時間,一般周排泥1~2次;
③剩餘污泥排泥點以設在污泥區中上部為宜;
④矩形池應沿池縱向多點排泥;
⑤應考慮下部排泥的可能性,避免或減少在反應內積累的沙礫;
⑥對一管多孔排泥管可兼作放空管或出水迴流水力攪拌污泥床的布水管。
⑦排泥管一般不小於150mm。
排泥量計算:
產泥系數:r=0.15kg干泥/(kgCOD.d),見[1]P156
設計流量:Q=1200m3/d ,進水濃度S0=8000mg/L=8kg/m3,厭氧處理效率E=80%
Δx= r×Q×S0×E=1200×8×0.8×0.15=1152kg
設污泥含水率為98%,因含水率P>95%,取污泥密度ρ=1000kg/m3,則污泥產量為:
每天排泥:
每周排泥:57.6×7=403.2 m3
每組反應器每天排泥:
一組每周排泥:28.8×7=201.6 m3
每個隔室每天排泥:
一隔每周排泥:4.8×7=33.6 m3
13、進水裝置設計
水泵選擇:水量 Q=1200 m3/d=50 m3/h
揚程 H=15h (凈揚程10m,管阻2m,自由水頭1m)
查進水泵規格:
型號 流量(m3/h) 揚程(m) 軸功率(kw) 效率(%) 轉速(rpm)
2 1/2PW 70 16.5 5.5 63 1850
迴流泵選擇:迴流100%(目的是提高進水的pH),水量為1200 m3/d
查迴流泵規格:
型號 流量(m3/h) 揚程(m) 軸功率(kw) 效率(%) 轉速(rpm)
2 1/2PW 72 8.5 2.72 61.5 1440
查泵管規格:公稱直徑2 1/2管,外徑75.5mm,普通壁厚3.75mm。
高位槽容積設計按5min泵的最大流量計算:
設計為
Ⅹ 造紙廢水沼氣硫化氫含量一般多少g/l
國標中來空氣中硫化氫最高允許濃自度:10ppm國家標准《工作場所有害因素職業接觸限值 第1部分 化學有害因素》(GBZ 2[1].1-2007)中4.1 工作場所空氣中化學物質容許濃度中明確指出 硫化氫最高容許濃度為10mg/m3。
一氧化碳大概是50ppm可暴露8小時。一氧化碳的分子量28,密度大概是1.25g/L,所以換算成mg/L,可以用體積ppm數值*1.25。就是50*1.25=62.5mg/L硫化氫分子量是34,密度1.5左右,那麼ppm體積濃度換算出來*1.5,大概是10*1.5=15mg/L。