沼气工程简介——

    沼气工程的原理是利用厌氧细菌的分解作用，将有机物（碳水化合物、蛋白质和脂肪）经过厌氧消化作用转化为沼气和二氧化碳。沼气工程具有生物多功能性，既能够营造良性的生态环境、治理环境污染，又能够开发新能源，为农户提供优质无害的肥料，从而取得综合利用效益。概括起来，沼气工程在净化生态环境方面有3个优点：

    首先，沼气净化技术使污水中的不溶有机物变为溶解性有机物，实现无害化生产，从而达到净化环境的目的。一般来说，畜禽粪便进入沼气池，经过较长时间的密闭发酵，可直接杀死病菌和寄生虫，减少生物污泥量。

    其次，沼气的用途广泛，除用作生活燃料外，还可供生产用能。

    第三，沼气综合开发能积极参与生态农业中物质和能量的转化，以实现生物质能的多层次循环利用，并为系统能量的合理流动提供条件，保证生态农业系统内能量的逐步积累，增强了生态系统的稳定性。

沼气工艺设计——

    沼气工艺设计包括发酵原料的收集、前（预）处理，沼气的产生，沼气的净化、储存、输配与利用，沼渣、沼液的综合利用（或进一步深度处理达标）等全系统工艺。

    前（预）处理系统：

    前（预）处理系统包括发酵原料的收集和输送，水质、水量、温度、酸碱度的调节，以及固态物质的去除。

发酵原料的水量、水质应实际测试确定。实测有困难的，可参照同类发酵原料资料确定。常用的几种发酵原料特性详见下表。

    前（预）处理装置（格栅）、设备（提升泵、分离设备、热换器等）及各处理构筑物（沉砂池、沉淀池、调节池、酸化池等）的个（格）数宜为2个（格），并宜按并联设计。

    格栅：

    在沉砂池、集水井或水泵前设置格栅，以防堵塞水泵、输料管道及其他设备、装置。

    泵：

    泵的选择根据用途和输送介质的种类、流量及扬程等因素确定。当被输送的介质悬浮物浓度较高或杂质较大时，宜选用无堵塞泵。泵房内应有排除积水和通风设施。

    固液分离设备：

    固液分离设备的选择根据被分离的原料性质、要求分离的程度和综合利用的要求等因素确定。对固形物去除率要求达80%以上、且滤渣含水率小于80%的固液分离，宜选用箱式压滤机。对固形物去除率要求不太高的固液分离，宜选用立式离心机或螺旋回转滚筒式固液分离机或固液分离筛。

    热交换器：

    热交换器选型应考虑被加热或冷却的介质特性、介质温度、热交换后要求达到的温度和运行管理是否方便及经济等综合因素。

    沉砂池：

    对于含泥砂量较多的发酵原料应设置沉砂池。

    调节池：

    调节池用于发酵原料的水量、水质、温度、酸碱度的调节，也兼顾初次沉淀功能。宜分为2～4格，可并联或串联。

    酸化池（水解池）：

    对于含固体较高的发酵原料（如畜禽粪便、糖蜜废液、酒精废醪等）应设置酸化池（水解池）。宜分成2～4格，轮流作业。

    集料池：

    集料池的容积应根据进料量、进料方式、泵的能力和泵的工况等因素确定。该池可兼有加热功能，设冲泥和清泥等设施。

     厌氧消化器：

    根据发酵原料的特性和本单元拟达到的处理目标选择适合的厌氧消化器。溶解性有机废水宜选用升流式厌氧污泥床（UASB）、厌氧过滤器（AF）、升流式厌氧复合床（UBF）；高固体含量或其他难降解的有机废水宜选用完全混合式厌氧消化器（CSTR）、厌氧接触工艺（AC）和升流式厌氧固体反应器（USR）。

1.完全混合式厌氧消化器（CSTR）

    完全混合式厌氧消化器内设有搅拌器，适合处理高固体含量或其他难降解的有机废水。消化器容积按容积负荷或水力滞留时间确定。常见的几种发酵原料的设计参数详见下表。

2.厌氧接触工艺（AC）

    厌氧接触工艺是由完全混合式厌氧消化器和消化液的固液分离、污泥回流设施所组成的处理系统，适合处理悬浮物浓度和有机物浓度均高的有机废水。消化器的容积按有机容积负荷或水力滞留时间计算。容积负荷根据发酵原料种类、特性及要求处理程度或由试验及参照类似原料的厌氧消化器实际运行资料确定。

3.升流式厌氧固体反应器（USR）

    升流式厌氧固体反应器的下部是含有高浓度厌氧微生物的固体床。发酵原料从反应器底部进入，依靠进料和所产沼气的上升动力按一定的速度向上升流通过高浓度厌氧微生物固体床时，有机物被分解发酵，上清液从反应器上部排出。该反应器适合处理高固体含量（TS≧5%）的有机废液。反应器的容积根据容积负荷确定。容积负荷根据原料种类、特性、要求处理程度以及消化温度等因素确定。

4.厌氧过滤器（AF）

    厌氧过滤器是设置有供厌氧微生物附着生长的载体（填料）的厌氧消化装置，该过滤器适合处理溶解性的以及低浓度的有机废水。滤器的容积根据容积负荷确定。容积负荷根据原料种类、特性、要求处理程度、填料性状以及消化温度，或由试验及参照类似废水工程的实际运行资料确定。

5.升流式厌氧污泥床（UASB）

   升流式厌氧污泥床是由底部的污泥区和中上部的气、液、固三相分离区组合为一体的厌氧消化装置，该反应器适合处理悬浮物浓度≦2g/L的有机废水。容积设计根据容积负荷确定。不同温度条件下的升流式厌氧污泥床的容积负荷详见下表。

6.升流式厌氧复合床（UBF）

    升流式厌氧复合床是由底部升流式厌氧污泥床和上部厌氧过滤器组合为一体的厌氧消化装置。该反应器的容积设计根据容积负荷确定。容积负荷根据原料种类、特性、要求处理程度、填料性状以及消化温度，或由试验及参照类似废水工程的实际运行资料确定。

沼气工程监控——

    结合工程规模、运行管理的要求、工程投资情况、所选用的设备及仪器的先进程度、维护和管理水平，因地制宜选择监控指标和自动化程度。宜对主要参数如料液流量、料液浓度、沼气产量、沼气成分、沼气压力、温度、液位、pH等实行监控。设置自动控制时，应同时设置手动控制。

 除臭系统——

    为减少对周围环境的影响，需对易产生臭味的构筑物如集料池、调节池和振动筛房等进行臭气收集和处理。除臭系统包括构筑物内部集气管道、厂区集气干管、引风机和生物除臭装置等。

厌氧消化液的处理与利用——

    消化液（沼液）作为液体肥料在施用前应储存5d以上。消化液储存池应满足所种农作物均衡施肥的要求，应设置浮渣及污泥排除设施，并考虑非用肥或非灌溉季节沼液的储存量。浓度高时应稀释后再施用。不能利用的厌氧消化液考虑进一步处理。当厌氧消化液用作叶面喷施或需进一步处理时，应设置沉淀池进行固液分离。

    厌氧消化液（沼液）能起到多种作用，这些作用主要表现在调节作物生长、肥效和抗病虫害三个方面，具体作用介绍如下：

1.沼液浸种

   利用沼液浸种，沼液中钾离子、铵离子、磷酸根离子等都能因渗透作用或生理特性，不同程度地被种子吸收，而这些离子在幼苗生长过程中，可增强酶的活性，加速养分运转和新陈代谢过程。因此，幼苗“胎里壮”，抗病、 抗虫、抗逆能力强，为高产奠定了基础。

2.沼液防治农作物病虫害

    沼气发酵原料经过沼气池的厌氧发酵，不仅含有极其丰富的植物所需的多种营养元素和大量的微生物代谢产物，而且含有抑菌和提高植物抗逆性的激素、抗菌素等有益物质，可用于防治植物病虫害和提高植物抗逆性。沼液是有机物质厌氧发酵的副产物，是一种溶肥性质的液体，不仅含有较丰富的可溶性无机盐类，还含有厌氧发酵的生化产物，具有营养、抑菌、刺激、抗逆等功效。

3.果树叶面喷施沼液

    沼液中营养成分相对富集，是一种速效的水肥，用于果树叶面施肥，收效快，利用率高。一般施后24小时内，叶片可吸收喷施量的80%左右，从而能及时补充果树生长对养分的需要。

4.沼液用作无土栽培营养液

    无土栽培是人工创造的根系环境取代土壤环境，并能对这种根系进行调 控以满足植物生长的需要。它具有产量高、质量好、无污染，省水、省肥、省地，不受地域限制等优点。利用沼液作无土栽培营养液栽培蔬菜，效果好，技术简单，易于推广。

厌氧消化污泥的处理与利用——

    当厌氧消化污泥（沼渣）用作肥料时，应采用湿污泥池储存。厌氧消化污泥脱水宜采用污泥干化床或机械脱水。干化床脱水过程产生的污泥水应进入消化液（沼液）储存池，与其一并处理或利用，机械污泥脱水过程中产生的污泥水应送入厌氧消化装置进行处理。

    沼渣主要含有效磷、钾较多，施1t湿沼渣相当于施普钙（P₂O₅ 18.5%）8.5kg、硫钾（K₂O 50%）13kg，含氮量较少，相当施尿素0.4kg，但含有大量的木质纤维素，故可作为盆栽花卉的培养基质土，受到种花爱好者的欢迎。沼渣是很好的改土材料，沼渣可用作农作物的底肥、有机复合肥的原料、作物的营养钵（土）以及养殖蚯蚓等，在农作物等稳产高产上发挥重要作用，具体作用介绍如下：

1.果树根部施用沼肥

    果树长期用沼肥根部施肥，树势茂盛，叶色浓绿，病虫害明显减少，抽梢整齐，幼果脱落较少，果实味道纯正，产量比施化肥或普通有机肥高。

2.沼渣作有机肥

    沼渣含有较全面的养分和丰富的有机质，其中还有一部分已被改造成腐殖酸类物质，有利于土壤微生物的活动和土壤团粒结构的形成，其中的纤维素、木质素可以松士，所以沼渣具有良好的改土作用，是一种缓速兼备又具改良土壤功效的优质肥料。

3.沼渣栽培食用菌

    沼渣与食用菌栽培料养分含量相近，且杂菌少，十分适合食用菌的生长。利用沼渣栽培食用菌具有取材广泛、方便，技术简单，省工、省时、省料，成本低，品质好，产量高等优点。

4.沼肥养殖技术

    厌氧发酵主要消耗碳水化合物，特别是淀粉、糖类等易分解的碳水化合物。由于这些基质随发酵进程消耗，使总基质量变小，不易损失的蛋白质和矿物质含量相对提高，且大部分元素活性提高。因此，沼气发酵剩余物—沼肥可作为淡水养殖和腐食动物的营养进一步利用。

    随着绿色农业、有机食品日益受到人们的青睐，而有机肥料的市场前景也日益被看好。用沼渣生产有机肥会带来较大的经济效益。

4.沼气净化

    沼气作为厌氧发酵过程中产生的伴生物，是一种无色、有臭、有毒的混合气体。它的主要成分是甲烷（CH₄），通常占总体积的60％～70％；其次是二氧化碳，约占总体积的25％～40％；其余硫化氢、氮、氢和一氧化碳等气体约占总体积的5％左右。

    厌氧消化产生的沼气应经过脱水、脱硫、脱碳处理后进入沼气储存和输配系统。经过净化处理后的沼气质量指标，应符合下列要求：

——沼气低位发热值大于18MJ/m³;

——沼气中硫化氢含量小于20mg/m³；

——沼气温度低于35℃。

沼气脱水——

    厌氧消化装置中气相的沼气经常处于水饱合状态，沼气会携带大量水分，使之具有较高的湿度。沼气中水分宜采用重力法脱除。对日产气量大于10000m³的沼气工程，可采用冷分离法、固体吸附法、溶剂吸收法等脱水工艺处理。

沼气气水分离器设计原则：

1.进入分离器的沼气量按平均日产气量计算；

2.分离器内的沼气供应压力应大于2000Pa；

3.分离器的压力损失应小于100 Pa；

4.沼气进口管应设置在筒体的切线方向；沼气气水分离器下部应设有积液包和排污管；

5.沼气气水分离器内宜装入填料，填料可选用不锈钢丝网、紫铜丝网、聚乙烯丝网、聚四氟丝网或陶瓷拉西环等；

6.沼气管道的最低点必须设置沼气凝水器，定期或自动排放管道中的冷凝水。

    冷分离法：

    冷分离法是利用压力能变化引起温度变化，使蒸汽从气相中冷凝的方法。常用的有2种流程方法：（1）节流膨胀冷却脱水法，该法一般用于高压燃气，经过节流膨胀或低温冷凝分离，使部分水冷凝下来。这种方法简单、经济，但除水效果欠佳；（2）加压后冷却法，冷却方式有3种，即管式间接冷却、填料塔式直接冷却和间—直接混合冷却。对于上述装置需要冷却源和热交换器。

    固体吸附法：

    固体吸附法根据表面力的性质分为化学吸附（脱水后不能再生）和物理吸附（脱水后可再生）法。与溶液脱水比较，固体吸附脱水性能远远超过前者，能获得露点极低的燃气；对燃气温度、压力、流量变化不敏感；设备简单，便于操作；较少出现腐蚀及起泡等现象。通常使用两套装置，当一个工作的时候，另外一个可以再生。物理吸附法中的干燥剂的吸附和再生要交替进行，影响了其连续性操作。

    液体溶剂吸收法：

    液体溶剂吸收法是沼气经过吸水性极强的溶液，使水分得以分离。属于这类方法的脱水剂有氯化钙、氯化锂及甘醇类。其中甘醇类脱水剂比其他类型脱水剂性能要优越得多，二甘醇和三甘醇吸水性能都较强，三甘醇使用更多，但该方法的主要缺点是初期投资较高。

沼气脱硫——

    沼气中含有少量硫化氢气体，脱除沼气中硫化氢可采用干法脱硫、湿法脱硫及生物脱硫；沼气脱硫方案设计应根据沼气中硫化氢含量和要求去除的程度，作技术经济分析后确定。

    沼气中硫化氢含量可按下列方法确定：

1.通过小型试验生产沼气，测量其中硫化氢含量；

2.参照类似工程沼气中的硫化氢含量。下表为几种常用发酵原料生产中的沼气中硫化氢含量。

几种常用原料生产的沼气硫化氢含量

    脱硫设计原则：

1.干法脱硫装置宜设置两套，一用一备。

2.干法脱硫装置的罐（塔）体床层应根据脱硫量设计为单床层、双床层或多床层。

3.沼气干法脱硫装置宜在地上架空布置。在寒冷和严寒地区脱硫装置应设在室内；在南方地区可设置在室外。

4.脱硫剂的反应温度应控制在生产厂家提供的最佳温度范围。一般情况下当沼气温度低于10℃时，应有保温防冻和增温措施；当沼气温度大于35℃时，应对沼气进行降温。

5.沼气工程干法脱硫宜采用氧化铁作脱硫剂。

6.干法脱硫装置进出气管可采用上进下出或下进上出方式；脱硫装置底部应设置排污阀门。

7.大型沼气干法脱硫装置应设置机械设备装卸脱硫剂。

8.干法脱硫装置应设有沼气安全泄压设备和放散管。

9.脱硫剂宜在空气中再生，再生温度宜控制在70℃以下，利用碱液或氨水将pH调整为8～9。

10.沼气湿法脱硫宜采用氧化再生法。并应采用硫容量大、副反应小、再生性能好、无毒和原料来源比较方便的脱硫液。

干法脱硫——

    干法脱除沼气气体中硫化氢（H₂S）的设备基本原理是以O₂使H₂S 氧化成硫或硫氧化物，也可称为干式氧化法。干法设备的构成是在一个容器内放入填料，填料层有活性炭、氧化铁等。气体以低流速从一端经过容器内填料层，硫化氢（H₂S）氧化成硫或硫氧化物后，余留在填料层中，净化后气体从容器另一端排出。

    干法脱硫的特点：

1.结构简单，使用方便。

2.工作过程中无需人员值守，定期换料，一用一备，交替运行。

3.脱硫率新原料时较高，后期有所降低。

4.与湿式相比，需要定期换料。

5.运行费用偏高。

湿法脱硫——

    湿法脱硫可以归纳分为物理吸收法、化学吸收法和氧化法三种。物理和化学吸收法存在硫化氢再处理问题。氧化法是以碱性溶液为吸收剂，并加入载氧体为催化剂，吸收H₂S并将其氧化成单质硫。湿法氧化法是把脱硫剂溶解在水中，液体进入设备，与沼气混合，沼气中的硫化氢（H₂S）与液体产生氧化反应，生成单质硫，吸收硫化氢的液体有氢氧化钠、氢氧化钙、碳酸钠、硫酸亚铁等。成熟的氧化脱硫法，脱硫效率可达99.5%以上。

    在大型的脱硫工程中，一般采用先用湿法进行粗脱硫，之后再通过干法进行精脱硫。

    湿法脱硫的特点：

1.设备可长期不停的运行，连续进行脱硫。

2.用pH值来保持脱硫效率，运行费用低。

3.工艺复杂，需要专人值守。

4.设备需保养。

生物脱硫——

    生物脱硫是替代化学脱硫的一种新技术，它能够在很多方面克服化学脱硫的不足。

    生物脱硫的特点：

1.不需催化剂和氧化剂（空气除外）。

2.不需处理化学污泥。

3.产生很少生物污染，低能耗，回收硫，效率高，无臭味。

4.缺点是过程不易控制，条件要求苛刻等。

    在生物脱硫过程中，涉及两大类微生物，即光能自养型微生物和化能自养型微生物。

谢尔—帕克（Shell-Paques）脱硫技术——

    谢尔—帕克（Shell-Paques）脱硫技术其反应的基本原理是将含H₂S的沼气和含有化能自养型微生物的苏打水溶液进行接触，H₂S被碱性溶剂吸收后，经微生物催化生成单质硫或硫酸盐。目前，谢尔—帕克工艺是全球比较成熟的脱硫技术之一，具有以下优点：

1.安全：无环境污染；

2.节省：投资少，其主要设备和仪器数量少；运行成本低；不需要化学催化剂，运行中所需化学药品少；操作成本、维护费用均很低；

3.高效：保证脱硫后的天然气中H₂S含量小于4ppmv；操作弹性大，适应H₂S浓度范围广，能适应H₂S高峰负荷；

4.工艺流程简单，控制系统和监测系统很少，操作维护简单方便；装置性能稳定，工艺可靠，经济效益好。

铁盐吸收生物脱硫法——

    铁盐吸收生物脱硫法的基本原理是在吸收阶段H₂S被Fe³⁺氧化成单质硫，而后在酸性条件下（pH=1.2～1.8）借助氧化亚铁硫杆菌的代谢，将Fe²⁺转化成Fe³⁺，并循环到吸收阶段重复利用。大多数研究人员认为此方法能耗低、投资少、废物排放少，更适合沼气脱硫的过程。

沼气脱碳——

    沼气中的脱碳方法主要是液体吸收法和固体吸附法。液体吸收法分为两大类：一类是物理吸收法；另一类是化学吸收法。

    物理吸收法：

    采用物理溶剂吸收CO₂，没有形成新的化合物。其中一种方法采用甲醇作为吸收剂。该物理溶剂吸收法特别适合重烃含量少的贫气。物理溶剂吸收法还可采用无水碳酸丙烯脂等溶剂。但从目前的大中型沼气工程的投资和效益来考虑，还是不适用的。

    化学吸收法：

    化学吸收法是利用二氧化碳和吸收液之间的化学反应将二氧化碳从排气中分离出来的方法，常用的有热钾碱法、有机胺吸收法、石灰水溶液吸收法、氨水法等。化学吸收法设备成本低、操作简便、净化效果好，但能耗较高，存在废液处理问题，而且常用的吸收剂有机胺在一定程度上存在着毒性，不利于吸收的二氧化碳再利用。

    变压吸附（PSA）法：

    变压吸附法（简称PSA）是近年来兴起的基于吸附单元操作发展起来的气体分离循环过程的新工艺，用于混合气中某种气体的分离与精制。变压吸附法沼气提纯系统是利用脱碳吸附剂将沼气中的CH₄、CO₂以及N₂等气体进行分离，从而达到提纯CH₄的目的。因气体中某些微量组分如硫化物、氨化物、烃类氯化物在吸附剂上的吸附力都比CO₂强，所以对气体的来源要求非常严格。该方法能耗高，成本价格偏高，设备较复杂，一般要求选择合适的吸附剂，而且需要多台吸附器并联使用，以保证整个过程的连续性，并多在高压或低压下操作对设备要求高。但其耐磨性能好，一般可以使用10年以上。

沼气中固体杂质的过滤——

    消化池输出的沼气中常夹带固体杂质，而且含湿量很高。这些固体杂质易堵塞管道和附件，因此需要过滤，一般采用砾石过滤器去除。

    沼气储存：

    在沼气工程中，考虑到沼气的产气量和用气量之间的不平衡，当用气量小于产气量时，设置储气柜将多余的沼气储存起来，用以补充高峰用电负荷时供气量的不足。为了调整和稳定沼气压力，在储气罐前后沼气管道上均设置水封罐，同时兼作排除冷凝水作用。

一般规定——

1.沼气工程可采用低压湿式储气柜储气，也可采用低压干式储气柜、高压储气罐等方式储气。

2.沼气储气柜容积应根据不同用途确定。

3.沼气用于民用炊事时，储气柜的容积按日产气量的50%~60%计算。

4.沼气用于烧锅炉、发电和部分民用时，应根据沼气供应平衡曲线确定储气柜的容积。

5.沼气储气柜宜布置在气源附近，根据需要也可远离气源布置或分散布置。

    低压储气：

——低压储气可采用湿式储气柜或干式储气柜储气。

——低压湿式储气柜可采用直立升降式或螺旋升降式。

    低压湿式储气柜宜按以下原则设计：

    水封池结构宜采用钢筋混凝土结构或钢结构；低压湿式储气柜水封池布置宜采用地上式，也可采用半地下式或地下式布置。寒冷地区水封池应有防冻措施；

    钟罩宜采用钢结构，对容积小于300m³的低压湿式储气柜钟罩，也可采用钢筋混凝土结构；

    储气柜应设置沼气进气管、出气管、自动放空管、上水管、排水管及溢流管；当储气柜连接有沼气加压装置时，储气柜应设置低位限位报警和自动停止加压联锁装置；导轨、导轮应能保证储气柜钟罩平稳升降；

    低压湿式储气柜应设储气量指示器；

    低压湿式储气柜应有防雷接地设施，其接地电阻应小于10Ω。

    低压湿式储气柜储气压力宜设计为2000Pa～5000Pa。当有特殊要求时，也可设置为6000Pa～8000Pa。低压湿式储气柜压力由配重块调整。

    低压干式储气柜可选用稀油密封、润滑油密封或橡胶夹布密封干式储气柜。

    高压储气：

    高压储气柜可采用圆筒形或球形。

    储气柜防火、防腐、防冻：

1.沼气储气装置与周围建、构筑物的防火间距，必须符合GBJ16-87的规定，并应远离居民稠密区、大型公共建筑、重要物资仓库以及通讯和交通枢纽等重要设施。

2.低压湿式储气柜与建筑物、堆场的防火间距不应小于下表的规定。

湿式储气柜与建、构筑物、堆场的防火间距

3.干式储气柜与建筑物，堆场的防火间距按上表数值增加25%。

4.储气柜钢结构部件必须做防腐处理。防腐层应具有漆膜性能稳定、对金属表面附着力强、耐候性好、能耐弱酸、碱腐蚀等性能。

5.对做防腐涂层的钢结构部件，应根据选用涂料的要求对金属表面进行处理。

6.寒冷地区，湿式储气柜应设置采暖系统防止出气系统中水结冰，水封池中也可加注防冻液等措施防结冰。

沼气输配——

    沼气输配系统设计必须优先考虑沼气供应的安全性和可靠性，保证不间断向用户供气。沼气输配系统管网设计，应按区域总体规划，经过技术经济比较后，确定管网布置方案。对供气户大于2000户的沼气干管布置，应按逐步形成环状管网供气进行设计。沼气管网宜采用低压供气。对设有高压储气柜的沼气工程，应采用高压供气。

    沼气管道平面布置图应标明管道起止点，管道水平转角桩号，水平转角或坐标，与其他固定建筑物，道路中心线，地下构筑物或相邻管道的相对距离；标出阀门（井）、凝水器及套管的位置。

    沼气管道纵断面图应标明桩位、管道坡度、高差、水平距离、地面标高、设计标高、挖深、管材规格和防腐要求，还应标出阀门（井）、凝水器、套管等的位置以及沼气管道有关的其他地下管道和构筑物的标高。

    此外，沼气管道要做好防腐工作，根据土壤的腐蚀性、构筑物情况、环境条件及电保护要求等确定防腐措施及相应结构。

沼气利用——

    随着常规能源（煤、石油、天然气）的日益减少以及环境问题的日趋严重，新能源的开发利用（尤其是可再生能源的开发和综合利用）越来越受到人们的重视。

    沼气综合利用技术是指沼气发酵原料经过厌氧发酵后所产生的沼气、沼渣、沼液用于工农业生产的技术，亦称“三沼利用”（沼气、沼液、沼渣利用），其中沼渣和沼液是沼气发酵的残留物，合称为沼肥。将“三沼”运用到生产过程中，是降低生产成本，提高经济效益的一项技术措施。经过多年实践，许多综合利用技术日趋成熟，取得了良好的经济效益和社会效益。范围涉及到种植业、养殖业、加工业、服务业、仓贮业等诸多方面。沼肥（沼液和沼渣）的处理与利用已在本文2.4、2.5部分做了介绍，下面主要介绍沼气利用技术。

工业用沼气利用——

    沼气发电：

    沼气发电技术是集环保和节能于一体的能源综合利用新技术。它是利用工业、农业或城镇生活中的大量有机废弃物（例如酒糟液、禽畜粪、城市垃圾和污水等），经厌氧发酵处理产生沼气。该技术将厌氧发酵处理产生的沼气用于发动机上，并装有综合发电装置，以产生电能和热能。沼气发电具有创效、节能、安全和环保等特点，是一种分布广泛且价廉的分布式能源。

    我国沼气发电有30多年的历史，在“十五”期间研制出20～600kW纯燃沼气发电机组系列产品。我国政府一直非常重视有关新能源和可再生资源的开发和综合利用。在进一步完善新能源和可再生资源的开发和综合利用法律、法规的同时，相继出台了一系列的鼓励、支持新能源和可再生资源的开发和综合利用项目的文件，并在国家重点行业推广“清洁生产技术”。其中，“沼气发电机组”被列入《当前国家鼓励发展的环保产业设备（产品）目录》（第一批）。因此，采用上述相关技术和设备的企业，将享受国家的有关优惠政策。

    沼气发电系统工程主要分为：沼气收集系统、沼气净化系统、加压风机、贮气装置（柔性）、燃气进气系统、机组冷却系统、发电机组及其控制系统、排气及余热系统等。沼气发电站工艺流程如下图所示：

    沼气发电技术本身提供的是清洁能源，不仅解决了沼气工程中的环境问题、消耗了大量废弃物、保护了环境、减少了温室气体的排放，而且变废为宝，产生了大量的热能和电能，符合能源再循环利用的环保理念，同时也带来巨大的经济效益。

    沼气锅炉：

    沼气中甲烷含量在50-80%以上，热值较高。每立方热值大约在5500大卡左右，和一公斤煤相比。利用沼气在特制的锅炉中燃烧放出热量，来加热热水或产生蒸汽。沼气锅炉按照介质分为沼气开水锅炉、沼气热水锅炉、沼气蒸汽锅炉、沼气有机热载体锅炉；按照用途分为沼气采暖锅炉、沼气洗浴锅炉、沼气蒸煮锅炉等。沼气锅炉是一种新型的无运行成本的锅炉。既解决环境污染问题，又不会产生污染物。同时配备自动控制，运行使用方便。

    沼气燃料电池：

    沼气燃料电池是新出现的一种清洁、高效、低噪音的电装置，与沼气发电机发电相比，不仅出电效率和能量利用率高，而且振动和噪音小，排出的氮氧化物和硫化物浓度低，因此是很有发展前途的沼气利用工艺。燃料电池的出现与发展，将会给便携式电子设备带来一场深刻的革命，并且还会涉及到汽车业、住宅以及社会各方面的集中供电系统。

农村沼气利用——

    沼气用于炊事：

    沼气作为一种新型清洁能源正在逐步走进千家万户。沼气用于人们的日常炊事，这是沼气的基本用法。沼气炊事要用沼气灶，才能达到上佳效果，保证使用安全。

    沼气用于照明：

    沼气在照明方面的应用是通过沼气灯来实现的。沼气灯是广大农村沼气用户重要的沼气用具。特别是在偏僻、边远无电力供应的地区，用沼气灯进行照明，其优越性尤为显著。

    沼气二氧化碳施肥：

    沼气中一般含有25 %—35 %的二氧化碳和50 %—70 %的甲烷。甲烷燃烧时又产生大量的二氧化碳，同时释放出大量热能。一般来讲，燃烧1m³沼气可产生0.975m³二氧化碳。根据光合作用原理，在种植蔬菜的塑料大棚内燃点一定时间、一定数量的沼气，使棚内二氧化碳浓度和温度增高，可有效地促使蔬菜增产。

    沼气贮粮：

    有机废料经过厌氧消化所产生的沼气，其首要功能是作为燃料被加以利用，除此之外，沼气还作为一种环境气体调制剂，可用于粮食、种子的灭虫贮藏，是一项简便易行、投资少、经济效益显著的实用技术。

    沼气升温育秧：

    温室育秧是解决水稻提早栽插、促进水稻早熟、高产的一项技术措施。目前，多数温室都是用煤炭或薪柴作升温燃料，因此，每年育秧要耗费大量的煤炭或薪柴，育秧成本较高。利用沼气作为育秧温室的升温燃料，培育水稻秧苗是沼气综合利用的一项新技术，设备简单，操作方便，成本低廉，易于控温，不烂种，发芽快，出苗整齐，成秧率高，易于推广。

沼肥种植技术——

    沼液浸种：

    利用沼液浸种，沼液中钾离子、铵离子、磷酸根离子等都能因渗透作用或生理特性，不同程度地被种子吸收，而这些离子在幼苗生长过程中，可增强酶的活性，加速养分运转和新陈代谢过程。因此，幼苗“胎里壮”，抗病、 抗虫、抗逆能力强，为高产奠定了基础。

    沼液防治农作物病虫害：

    沼气发酵原料经过沼气池的厌氧发酵，不仅含有极其丰富的植物所需的多种营养元素和大量的微生物代谢产物，而且含有抑菌和提高植物抗逆性的激素、抗菌素等有益物质，可用于防治植物病虫害和提高植物抗逆性。沼液是有机物质厌氧发酵的副产物，是一种溶肥性质的液体，不仅含有较丰富的可溶性无机盐类，还含有厌氧发酵的生化产物，具有营养、抑菌、刺激、抗逆等功效。

    果树叶面喷施沼液：

    沼液中营养成分相对富集，是一种速效的水肥，用于果树叶面施肥，收效快，利用率高。一般施后24小时内，叶片可吸收喷施量的80%左右，从而能及时补充果树生长对养分的需要。

    果树根部施用沼肥：

    果树长期用沼肥根部施肥，树势茂盛，叶色浓绿，病虫害明显减少，抽梢整齐，幼果脱落较少，果实味道纯正，产量比施化肥或普通有机肥高。

    沼液用作无土栽培营养液：

    无土栽培是人工创造的根系环境取代土壤环境，并能对这种根系进行调 控以满足植物生长的需要。它具有产量高、质量好、无污染，省水、省肥、省地，不受地域限制等优点。利用沼液作无土栽培营养液栽培蔬菜，效果好，技术简单，易于推广。

    沼渣作有机肥：

    沼渣含有较全面的养分和丰富的有机质，其中还有一部分已被改造成腐殖酸类物质，有利于土壤微生物的活动和土壤团粒结构的形成，其中的纤维素、木质素可以松士，所以沼渣具有良好的改土作用，是一种缓速兼备又具改良土壤功效的优质肥料。

    沼渣栽培食用菌：

    沼渣与食用菌栽培料养分含量相近，且杂菌少，十分适合食用菌的生长。利用沼渣栽培食用菌具有取材广泛、方便，技术简单，省工、省时、省料，成本低，品质好，产量高等优点。

沼肥养殖技术——

    厌氧发酵主要消耗碳水化合物，特别是淀粉、糖类等易分解的碳水化合物。由于这些基质随发酵进程消耗，使总基质量变小，不易损失的蛋白质和矿物质含量相对提高，且大部分元素活性提高。因此，沼气发酵剩余物—沼肥可作为淡水养殖和腐食动物的营养进一步利用。