大型卧式沼气池技术性能及市场应用分析

1、大型卧式沼气池技术性能及市场应用分析 2007-01-17 08:31:12 1、卧式沼气池的主要技术性能及优点沼气技术本是一项传统技术，其技术的原理早已为科学所认知。沼气技术的各种技术形式在国内外也多有应用，可真正市场应用的强度和普及性与社会实际需要还差的很大很远，为什么这样一项适应面宽广、技术针对性确定的常规技术得不到普遍的应用呢？究其原因可能与如下不足有关：（1） 现有的大型沼气技术仍然以立式池型为主，进料、出渣难以形成确定的流程，因而消化率低。（2） 物料浓度仅能在10%以下运行，造成生产效率低。（3） 容积难以扩大，规模化生产受到限制。（4） 池体高出地面保温困难，能耗高。（5） 还

2、有排沙困难和顶部沼渣结盖等难题未能解决。应该就是这几方面的不足造成沼气技术不能普遍高效地应用。现在我们设计完成一种新型沼气池型及技术，这一沼气池为卧式长方体结构，底部为一斜坡型，一端进料另一端提渣，进料入口由一搅轮推进物料完成整池物料的流程；排渣由搅轮和溢流方式配合排渣。该沼气池集“进料、产气、出渣、温控、搅拌、调制、排沙”等为一体，具有流程稳定、消化率高、处理量大、保温方便、连续运行等优点，可满足规模化生产要求。使用这一技术，可用于城市垃圾厨馀物部分的处理，可用于城市公厕粪便的处理，可用于集约化养殖粪便的处理，可用于农村集中沼气化生活能源供应等。该技术一方面处理了垃圾，同时又可转化为洁净的能

3、源和有机肥料，这就为城市环保、资源再生和建立循环经济生产模式提供了技术保证。 这一技术已在北京蟹岛内蒙基地建起示范工程，工程基本参数如下：沼气池容积200 M3，日处理粪料10 M3，采用高浓度发酵工艺（固形物含量达20%以上），发酵温度35，动态周期20天，日产沼气400600 M3。配套气柜容积500 M3。通过实际运行，工程的技术性能如下：进料顺利到位，达到了设计要求；启动顺利，在2004年11月中旬开始加温启动，12月初即可点燃火炬（即在北方的冬季成功启动）。由于当时气柜还没有完善，产气量无法测定。在三个多月的试运行中，由于天冷粪料化冻困难，加料处于断续状态，可直径40的火炬一直燃烧正

4、常。在3月初气柜完成启用，实际测定日产气量为360 M3以上。 通过实际运行发现设计不足需要补充的地方，一是进料前需要预处理，粪料的化冻、搅匀、浓度调节、沙石沉淀、预加温等都要在这一阶段完成，以便提高进料质量和进料速度；二是渣液几乎没有分离现象，是一种糊状物，这为利用菌液返回布菌增加了难度，这需要增设脱水设备（选择带式压榨机），脱出的沼液用于沼气池进料时的接菌，另外利用菌液循环使用有利于节约能源，同时沼渣用于生产复合肥；三是需要添加添加料（常量元素与微量元素，配方确定），这样一是可提高产气率达20%以上，二是生产的复合肥更加优良。有这三方面的补充即可使这一沼气技术达到最佳运行状态，这些都是一般

5、的常规设施安排，现在已经完成各项设计工作。 该卧式沼气池和立式沼气池相比较而言，在生产效率上讲，因为立式沼气池物料浓度只能在10%以下运行，而该卧式沼气池则可把物料浓度提高到20%以上运行，相比之下在同等条件下其生产率就提高一倍以上（100%以上），也就是说，卧式沼气池进料浓度每提高1%，相对立式沼气池就提高10%的生产效率。2、该项技术与国内外技术的情况对比沼气技术在国内的情况：现在国内的沼气技术主要还是以小沼气为主，即使有较大型沼气池，也是小型沼气池的原型放大，其主要缺点是立式进料，只能采取低浓度发酵，生产效率低、冬季保温困难、生产连续性差、规模化生产受限制等。 沼气技术在国外的情况，从资

6、料上看，国外的沼气技术一般采用的是两步法：即第一步是酸化；第二步是气化。总的生产周期比较短，产气率也比较高，但设备投资大，运行费用高，其工程设备几乎相当于化工厂，所以普及应用受到限制。在同等生产规模和生产指标下，国外技术的设备投资是我们现技术的近1倍。比如内蒙赤峰市的塞飞亚集团从荷兰进口一套沼气生产设备，日处理150吨粪料总投资为1500万元，而同等处理量用我们的技术总投资仅800万元。 我们的研究方向和设计目标是直接针对生产目的而设计的，“卧式”保证了生产的连续性和机械化；高浓度发酵提高了消化速度和沼渣生产复合肥能源的节约；反馈式自加热装置保证了北方冬季正常生产。这一设计的优点是设备投资大为

7、降低，生产周期也大为缩短，生产费用低，机械化程度高，规模化生产不受限制等，可以与各种沼气化目标相配套。现技术与原技术主要技术、经济指标对比情况分析：（1） 以农村沼气集中生产与分别生产为例：（以供应100户计） 对比指标 建筑容积M3 总投资 使用年限 冬季生产 产品 效益（万元） 原技术 800 30万元 几年 不正常 沼气肥料 - 现技术 100 20万元 15年 正常 沼气肥料 4.00 （2）以城市公厕粪便处理为例：（日处理100吨）对比指标 沼气产量 总投资 使用年限 冬季生产 产品 效益（万元） 原技术 无 暂不详 10年 不正常 无 负值 现技术 216万 1260万元 15年

8、正常 沼气肥料 155.00 （3）以城市生活污水处理为例：（以日处理10万吨污水计） 对比指标 沼气产量 总投资 使用年限 冬季生产 产品 效益（万元） 原技术 无 1亿元上 10年 不正常 无 -1800.00 现技术 298万 3300万元 15年 正常 沼气肥料 +155.00 3、该项技术市场应用情况预测该新型沼气池技术可用于城市公厕粪便处理和集约化养殖粪便处理；农村集中沼气供应和某些江河湖泊水葫芦的处理；城市生活垃圾处理环节的配套；可与其它相关技术配套进行城市生活污水处理的零成本运营等。在国家环保、可持续发展和建立循环经济的背景下，这一技术的市场应用将很大，。 该项技术在国内外市场

9、是有独到竞争能力的，一是资源再利用率高；二是设备投资小，适合市场的承受能力；三是垃圾处理有效益，不需要政府补贴，可实现垃圾处理的产业化运营。所以，该项技术不仅可以在国内市场普及应用，而且可以走出国门进入国际市场。 该项技术使人类生活和生产中的可腐废弃物得以转化再生，得到了再生能源和再生资源，获得了可观的经济效益，而且体现了巨大的社会效益，我们处理了垃圾，也就保护了环境和促进生态的良性循环，同样也就获得了良好的环境效益，这也是建立社会循环经济模式最重要的方式之一。 从能源角度分析，如果按能源的类别分，第一大能源为石油，第二大能源为煤炭，那么第三大能源就应该是沼气。由于能源的性质不同，它的应用范围

10、也就不同。石油能源用于内燃机动力，煤炭能源用于热能和发电，而沼气在其不同的规模形式下可分别用于人们生活能源需要和小型电力供给。石油和煤炭都是天然的一次性能源，而沼气在根本上是太阳能的一种再现形式，是太阳能在植物中转化为生物能，又由生物能随时转化为化学能的可再生能源。我们都对石油和煤炭的巨大蕴藏量惊叹，并且大规模地开采利用。可殊不知，实际上沼气这种可再生能源一点也不比石油和煤炭少，甚至更多，因为沼气继续连接着太阳能，而石油和煤炭不再与太阳能有关。那么，沼气的能源量每年有多少呢？据有关数据测算，我国每年有7亿吨秸秆、2亿多吨畜禽粪便、2亿多吨人的粪便，另还有柴草、落叶、水生植物、城市生活垃圾中的可

11、腐物等也有1亿多吨（按干物质计算），总数约在12亿吨左右，折其半以50%的利用率计算，则可用于沼气生产的原料达6亿吨之多。每吨固形物原料可产300 M3沼气，则6亿吨原料可产1800亿M3沼气，1 M3沼气相当于1Kg优质煤，或相当于0.7Kg汽油，或相当于1.5Kw.h电能，由此则每年的沼气能源相当于1.8亿吨优质煤；1.26亿吨汽油；或2700亿度电能，这是多么可观的一个能源量。如果用于民用，以每户居民日用气（包括取暖）1 M3计，则可保证近5亿户居民全年的生活用气量,这实际上已满足了整个中国居民的生活用气需求，而这仅仅是折其半的利用率。 从原料资源上讲，6亿吨原料，假如经过沼气转化以后，

12、其减失量以20%计，则仍余近5亿吨优质有机肥，并且这种肥无副作用，无公害，可保护土壤的持续性生产，节省能源（相对化肥而言），以每亩100公斤计，则可保证50亿亩地的用肥量。这里不做粮食增产预算分析，不做保护土壤可持续性增产的效益分析，单就5亿吨有机肥的价值是多少呢？以每吨200元计，也是1000个亿。 从环保上讲，全国城市每天1000多万吨的人粪便（暂不计农村人口粪便）需要加95%的自来水来冲稀排放，这就是2亿吨污水（最脏的污水），而每年就达700多亿吨污水，而这700多亿吨污水又要污染多少水源呢？这是多么大的环境损失。城市生活垃圾中40%的厨馀物等可发酵产物会给土地、水源、大气环境造成多么大的环境损失呢？农村秸杆的大量焚烧和无效废弃对环境和资源浪费又是多大的损失呢？而不加人工利用和处理的垃圾填埋场我国每年排入大气的甲烷达到3000多万吨，甲烷对温室效应是CO2的21倍（有数据说是100倍）。 然而，以上这些能源也好，资源也好，还是给环境带来的巨大损失也好，可这三方面的结果是集中在一个原因上的，那就是如何安排和利用这个“原因”，利用这一个原因则三个结果都被统一于一个有利的过程之中，并且这三个结果本身又形成一种互构互利的立体结构模式，是起着