沼气发酵是多种微生物在无氧条件下进行的生化过程。沼气发酵不仅能处理有机废弃物,生产可再生能源,而且具有多重温室气体减排效益,得到了较为广泛的推广和应用。
根据进料总固体浓度不同,沼气发酵技术可分为湿式发酵、半干式发酵、干式发酵。相比湿式沼气发酵技术,干式沼气发酵技术具有许多优势。从国内外推广应用的效果看,干式沼气发酵已经并且还将继续成为沼气技术的发展趋势。
干式沼气发酵定义及特点
沼气发酵工艺类型主要根据进料总固体(TS)含量划分,将进料TS 含量大于等于20%的沼气发酵称为干式沼气发酵或干式厌氧消化(简称干发酵)。
干发酵具有以下优点:
不用或少用稀释水,干发酵所需的稀释水量只有湿发酵的1/10~1/4;
基本不用预处理或者预处理相对简单,能耐受石块、玻璃、金属、塑料和木屑等杂质,可简化预处理分选单元;
减少原料加热升温能耗;
有机负荷高,产气效率高,容积产气率最高可达到6m3/(m3·d);
产生的沼液少,可减轻沼液还田的负担;
沼渣多,有利于生产固态有机肥;
发酵过程泡沫少。
但是,干发酵也存在以下缺陷:
固态原料需要用车辆运输,相对液态原料利用重力自流输送,车辆运输的费用更高;
进料系统对设备要求较高;
底物浓度高,传热传质困难,需要高性能混合搅拌设备;
局部容易发生抑制或发酵不彻底;
需要大量接种厌氧污泥。
我国已经出版了许多关于沼气技术的专著,这些专著主要侧重湿式沼气发酵技术,就作者所知,还没有一本关于干式沼气发酵技术的专著。鉴于此,(邓良伟,熊炜,陈子爱著. 北京:科学出版社,2024.3)一书总结了国内外干式沼气发酵技术的研究成果和工程应用经验,面向工程应用实际,介绍了沼气发酵原理、干式沼气发酵工艺、沼渣沼液利用等共性知识,并对猪粪、牛粪、鸡粪、秸秆、有机垃圾和混合原料的干式沼气发酵技术进行了单独成章阐述。
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本书既有研究成果、工程经验总结凝练,也有具体案例介绍。
▲ 沼气发酵罐顶储气柜
本文摘编自《干式沼气发酵》(邓良伟,熊炜,陈子爱著. 北京:科学出版社,2024.3)一书“前言”“第2 章 干式沼气发酵工艺”,有删减修改,标题为编者所加。
责任编辑:郑述方
本书是对干式沼气发酵技术研究成果和工程设计、调试、运行、管理经验的总结,同时也吸纳了国内外重要研究成果和工程经验。主要内容包括沼气发酵原理,干式沼气发酵工艺,猪粪、牛粪、鸡粪、秸秆、有机垃圾和混合原料的干式沼气发酵,沼渣沼液利用。本书注重理论与实践结合,内容翔实,深入浅出,实用性强。
本书适合可再生能源、农业生态工程及废弃物处理利用专业技术与管理人员使用,也可作为农业生物环境与能源工程、环境工程等专业的教学参考书。
(本文编辑:刘四旦)
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