沼气发酵利用的除臭微生物是什么

1 福建省养猪场沼气工程发展现状

到2018年,全省累计建成养殖场沼气工程2056处,容积100万m3,年产沼气8400多万m3,年处理2100多万吨畜禽养殖业粪水。全省共有规模养殖场一万多个,建池比例为20.8%。

福建省现有沼气利用模式有三种:

一是独户建设的8m3沼气池,占全省农村户用沼气总户数的75%左右;

二是多个农户联合建设共同使用(沼气池容积在500m3以下),供应户数占总户数的15%左右

三是利用大中型沼气工程(池容积在500 m3以上)建设集中供气工程,供应户数仅占总户数的10%左右。

福建省养殖场大中型沼气工程以“一池三建”为基本建设单元。

“一池”:建设沼气发酵装置。

“三建”:(1)建设预处理设施(包括沉淀、调节、计量、进出料、搅拌等装置);(2)建设沼气利用设施(包括沼气净化、储存、输配和利用装置);(3)建设沼肥利用设施(包括沼渣、沼液综合利用和进一步处理装置)。

福建省大部分大中型沼气池采用常温(10~25 ℃)、连续发酵工艺。池型大多数采用一体式或者水压式地下池。大中型畜牧场污水治理新工艺、新设备,如低温发酵技术与工艺、干发酵技术、高浓度发酵技术,建池新材料、沼气装置标准化生产和商品化等,都会在处理粪污和达标排放等方面效果显著。

沼气的工业化应用,包括沼气集中供气、沼气发电等已经广泛使用,并且国家有专项资金的扶持和补贴。

福建省主要沼气发酵工艺有两种:一是红泥专用厌氧沼气发酵装置,二是黑膜简易沼气发酵设备。

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红泥专用沼气池

2 红泥专用厌氧沼气发酵装置及其后处理设施标准化设计技术

2003年福建开始引进台湾红泥专用厌氧沼气发酵装置,并着手红泥专用厌氧沼气发酵装置关键技术研究,并形成标准化应用技术,在全省推广,下面重点介绍存栏500头养猪场建设红泥专用厌氧沼气发酵装置,开展“三沼”综合利用的关键技术研究。

2.1 设计目标

(1)存栏500头养猪场污水处理工程;

(2)日处理粪便污水10 t;

(3)设计工程平均日产气30m3左右;

(4)粪.沼渣经干化场浓缩,堆肥化处理制成有机肥。

2.2 设计参数

(1)酸化调节池污水滞留期(HRT)1.5天;

(2)红泥沼气池污水滞留期(HRT)20~40天;

(3)红泥沼气池平均CODCr降解率75%~85%;

(4)每降解1kgCODCr产沼气量:0.3~0.35m3;

(5)沼气贮气容积依据用气模式取日产沼气量的40%~60%。

2.3 沼气利用工艺流程

2.4 设计内容

2.4.1 前处理系统

(1)格栅:两道,规格:0.3m ×0.45m,一粗(间隙25 mm)一细(间隙15 mm),碳钢结构。拦截猪粪污水中长草、较长纤维、毛等杂物。人工定时清理格栅表面杂物。

(2)沉砂捞渣池:约1.8m3,规格:1.5m×1.2m×1m,砖混结构。去除粗大固体物和无机的可沉固体(砂砾),旁边设置粪渣堆场和推车过道,定期人力清渣。

(3)粪渣堆场:约4.5㎡,共1口,规格:1.5 m×3m。

(4)粪渣堆场顶棚:约6㎡。

(5)沉淀酸化调节池:容积约 15m3,共 1 座,砖混结构。规格:1.5m×3.2m×3.5m(有效水深3.2 m),池顶设有浮渣排除装置,底部设有倒锥沉井和污泥排渣管;利用畜禽污水中容易产生浮渣、沉渣和水解、酸化快的特点,降低污水 TS、SS 浓度,为厌氧发酵做好准备;调节污水水量、水质(温度、浓度、酸碱度),使集中、间歇性进水变成均衡、连续性出水。上清液通过出口调节器均衡进入后续厌氧装置。浮渣和沉降污泥定期排出进入干化场。

(6)浮渣干化场:平面面积约 15 m2,共 1 口,每口规格:15 m×1 m×0.6 m。

(7)固液分离机。在进入沼气池之前先固液分离,液体进沼气池,固体在粪渣堆场(阳光房)堆肥发酵。

2.4.2 厌氧处理系统

(1)红泥沼气厌氧池:有效容积约600m3,共1口,每口规格:20m×10m×3m。地埋式结构。进口设有布水管道,底部为倾斜结构,出口设排浮渣槽。出水口处设置平流式沉淀池。

(2)后沉池:有效容积约 15m3,共 1 口,每口规格:1.5 m×3.2 m×3.5 m(有效水深3.2 m)。底部设有倒锥沉井和污泥排渣管,利用沉降性能特点,分离沼液、沼渣。用肥时可直接提取沼液做为农田液体肥料。

(3)沼气恒压装置:1套,型号:HY-200。保证红泥沼气池的工作压力恒定在300 Pa。

(4)水封装置:1套,型号:SF-110。

(5)沼气处理系统。包含脱硫、脱水、增压、除湿、压缩等。

2.4.3 后处理系统

(1)氧化塘:若干。为多级氧化塘,贮存多余沼液,多级氧化塘有效深度从0.4 m依次加深至1.5 m,水体表面种植水生植物等,通过藻菌共生系统进一步净化水质。

(2)综合利用:设置调配池(根据作物品种、土壤状况、生长季节或掺水稀释或加微量元素等进行科学施肥),利用沼液灌溉的土地(牧草、果茶山、农田等),或排入鱼塘,按每亩牧草、果山、农田、鱼塘建贮肥池1m3,每亩牧草、果茶山、农田建沟灌渠10m。

2.4.4 安全措施

(1)作用。当用肥淡季或者说雨季时,有机肥使用量不足或运输不及时的情况下,防止出现环保安全事故,后续可增加污水处理设备,处理污水到达标排放。

(2)采用的措施:稳定塘处理工艺

稳定塘:废水稳定塘属于生物处理技术,废水由好氧微生物的代谢活动分解,或由厌氧微生物分解,好氧微生物的氧由塘表面的大氧复氧作用以及藻类的光合作用提供。

组成:兼性塘—好氧塘—人工湿地—水生植物塘。

兼性塘(面积:258㎡;深度:1.2m;处理水量:310m3/天;水力滞留时间HRT:3天。)

好氧塘(面积:260㎡;深度:0.5m;处理水量:130m3/天;水力滞留时间HRT:1天。)

人工湿地(面积:140㎡;深度:0.5m;处理水量:70m3/天;水力滞留时间HRT:天。)

水生植物塘(面积:140㎡;深度:0.5m;处理水量:70m3/天;水力滞留时间HRT:7天。)

2.4.5 沼气净贮供气系统

(1)沼气气水分离器:1 套,型号:QS-200/800S。将厌氧产生的沼气(特点是温度高、水分多)通过冷凝法除去沼气中的大部分水分。

(2)沼气脱硫装置:1 套,型号:TL-90。采用干式脱硫技术,装置为厚度4 mm的碳钢和其它防腐材料组成,内设散气孔和排水阀。沼气采用低压脱硫和内循环均匀布气,沼气与脱硫剂可缓慢、充分接触,脱硫效果好,一次装料可用60~90天。

(3)沼气卸压装置:1套,型号:XY-200。保证红泥塑料贮气系统压力在300 Pa正常工作范围内。

(4)红泥沼气贮气袋:约 16m3,共 1 个,每个规格:ZQD-Ф2m×5m。两边封头材料厚度1.8mm,其余材料厚度1.2mm。贮气压力为300 Pa,具有防腐抗老化、使用寿命长的特点。

(5)沼气增压装置:1套,型号:ZY-17(Vmax为10m3/h,V额为8m3/h)。

(6)沼气阻火净化分配器:1套,型号:ZJF-426/4。材料碳钢,厚度4mm,内外部均进行严格防腐处理,配有净化过滤阻火器和减压阀、压力表、排水阀,使沼气能够充分净化过滤。控制回火,调节压力供应燃烧器的使用。

(7)贮气袋水泥坪:17㎡,共1块,每座规格:2.5m×6.8m×2m,安放和防护红泥贮气袋的场地。

(8)沼气供气房:9㎡,规格:3m×3m×3m。

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简易沼气系统工艺流程

3 问题讨论

(1)目前我省采用的红泥沼气厌氧发酵装置能使COD大幅度下降,如需达标,只需污水处理设备就可实现。

(2)对新建的规模化养殖场要明确建造相配套的大中型沼气工程或采取其他综合利用的措施,力求种养平衡、实现零排放。

(3)预混料监管问题,从源头上控制猪饲料的重金属污染(砷、铜和锌)问题。

4 小结

推广养猪场粪污沼气综合利用技术,可以实现畜禽粪便减量化、无害化、资源化,其优点可以体现以下八大方面:

(1)厌氧无臭味、环境优美;

(2)操作管理方便;

(3)灭菌除臭效果好;

(4)增加肥效;

(5)产生优质、安全、生活能源沼气;

(6)运行管理费用低;(不加菌种、添加剂、耗用电能低、运行人工省)

(7)变废为宝,资源综合利用。

(8)利于发展生态农业,为无公害、绿色、有机农业提供肥源,是种养结合的纽带工程。

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