沼气是有机物经微生物厌氧消化而产生的可燃性气体,由于这种气体首先在沼泽地被发现,故名沼气。沼气是多种气体的混合物,其特性与天然气相似。
目前我国农村户用沼气池生产的沼气主要用来做生活燃料。修建一个容积为10立方米的沼气池,每天投入相当于4头猪的粪便发酵原料,它所产的沼气就能解决一家3~4口人点灯、做饭的燃料问题。节能环保的沼气受到人们的普遍欢迎,然而在沼气的使用过程中也存在着一些问题,如沉渣的问题。沼气池隔一段时间就需要清理,而清理一次就需很多人忙上好几天。如何能令沼气这项绿色工程真正地利民便民呢?我们介绍沼气行业的一个新工艺——FBBR(生物仿生动态反应器)。
工艺技术优势
FBBR凝结了十大创新理念。①仿生动态发酵;②无浮壳沉渣;③渣液余热回用和一能多用;④网式分部集气;⑤自增温及太阳能加热;⑥水力分检(用于垃圾);⑦低压发酵增压送气;⑧沼液生物光合净化;⑨干式软囊储气;⑩开放式进出料。因此也系统地解决了沼气恒温发酵、浮壳、沉渣、垃圾分捡、产气率低、运行成本高、沼液后处理、工程造价高、主体寿命短和进出料难等一系列难题,可使秸秆、垃圾、牛粪、药渣等难以处理的工农业废弃污染有机物都能进行沼气化处理,为这些工农业废弃资源得到循环利用和治理开辟了又一新途径。
FBBR不仅解决了沼气发酵中的种种难题,同时也解决了沼气工程的施工难题。它将集气罩、储气柜、脱硫塔、恒压器等主要部件的生产实现了工厂化、标准化、规模化,克服了在现场施工中难以保证质量和工期长等一系列问题。FBBR工艺可使沼气工程的运行费用节省2/3;沼气工程的总造价降低1/3,建设周期缩短一半时间;工程主体(不含易损部件)可永久性使用。使用这些新理念,使沼气工程及技术实现了一大飞跃,使沼气工程同时实现经济效益、社会效益和生态环境效益,资源获得了高效的开发利用。
工艺技术特点与性能
FBBR沼气处理工艺结合沼气发酵工艺的特点,并考虑沼气对防腐性和密封性的要求,在结构和用料上都进行了很大的改进。FBBR沼气处理工艺采取了太阳能增温装置和内部仿生结构,对粪便、垃圾及污水等有机物先进行沙石杂物分离后入调节池。漂浮物在此酸化处理后,经切割泵再泵进入反应器,进行多级分温发酵。调节池置于地下,主发酵池置于地上(或半地上半地下)。为确保沼气的产气效率、促进消化反应速度、缩短发酵周期,除多处采用仿生结构外,还充分利用自身沼气发电余热、自增温、余热回收、热泵和太阳能给原料加热,使反应器达到中温(约35℃左右)发酵;反应器的出口处设有渣液分离池等。沼渣沼液分离后,沼渣、沼液可深加工成固体生物有机肥和液体生物有机肥,直接做高效有机肥,多余的沼液再经生化处理后回用或达标排放。
FBBR沼气处理工艺的主要特点 ①综合利用各种可回收能源及新能源技术对系统进行加热恒温;②主发生器内不会产生浮渣堵塞现象,是处理粪便和垃圾的很好方法;③采取生物好氧和植物吸附对沼液进行后处理,既可减少运行费用,又可获得沼气的部分发酵原料(水葫芦);④设置有渣液初分离装置,可使脱水机提高效率,减少运行费用;⑤用压差搅拌,节约大量的因搅拌所耗的电能。
FBBR沼气处理工艺的结构性能 该工艺采用多级分温发酵、压差式自动出液、太阳能、余热回用及热泵加热增温。反应器的出料处设有渣液分离池,反应器内设有菌床和循环系统等装置。主体设备(集气罩、气柜、加压、热泵、脱硫等)的构件采取工厂化制造后到现场组装固定。利用热泵、太阳能和出液余热给FBBR加温,FBBR反应器内分为接种区、仿生消化区和分离循环区,从而实现多级分温发酵,有效利用热能,发挥最佳效率。沼气输配装有净化、恒压、安全等装置。
FBBR沼气处理工艺是一个沼气、沼肥、中水联产系统,将粪污等有机废物全部经过沼气化处理后,可将沼渣液制成生物高效肥使用,这样减少了用粪污等有机物生产复合肥的生产成本。这种高效肥是目前唯一具有防虫防病功能的高效有机肥,它不光使粮食增产,还可实现粮食安全,提高粮食品质。FBBR沼气处理工艺可使资源多元化使用,从而实现最佳的循环经济模式。
作者:吴兆流 来源:科学时报 发布时间:2008-4-28
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