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5寒冷地区沼气池发酵技术
一、技术名称:寒冷地区沼气池发酵技术
二、技术类别:零碳技术
三、所属领域及适用范围:可再生能源生物质厌氧制沼
四、该技术应用现状及产业化情况
近年来,我国北方地区中小型沼气应用比例逐年增多,但由于北方地区冬季时间长、温度低,导致沼气池冻裂、漏气现象严重。具不完全统计,北方地区即便是大中型沼气池由于气温原因也有超过80%不能越冬产气。该技术以太阳能为热源为厌氧沼气池加热,并根据当地气温变化合理匹配冬季太阳能集热器规模,可实现沼气池越冬产气,同时具有建造成本低、操作简单等特点。目前,该技术已在吉林、黑龙江、内蒙古等地区推广应用。
五、技术内容
1. 技术原理
以畜禽粪污和农作物秸秆为制沼原料,利用太阳能热水和太阳能光伏系统取代传统的煤、电加热模式在冬季为沼气池补温,实现寒冷地区沼气池越冬产气。同时,采用新型柔性池体技术,使池体具有良好的保温和防水性能;采用多层连续搅拌技术,实现沼液的回流和反冲,解决了物料板结问题;采用多池体、双膜暖棚等技术,提高池内的温度和产气量。
2. 关键技术
(1)太阳能增温技术。合理选配太阳能集热器或太阳能电池板发电为沼气池增温。
(2)新型柔性池体保温技术。采用柔性水泥加保温材料合成的新型池体,具有保温性能好,防水、不变形等特点。
(3)多层搅拌技术。可以实现沼液的在罐体内回流、反冲,有效防止固体物质的沉淀和结板。
(4)红泥沼气浮罩设计技术。该气浮罩建于双膜暖棚内,具有增强保温效果。
3. 工艺流程
寒冷地区沼气池发酵设备工艺流程示意图见图1。
六、主要技术指标
1. 1000m3沼气池的温控在18~28℃,采用常温发酵;
2. 池容产气率0.4~1.0/m3.日;
3. Cod降解率≥85%,Bod降解≥90%;
4. 寄生虫卵和蛔虫卵死亡率≥90%。
七、技术鉴定情况
该技术已获得国家实用新型专利5项。
八、典型用户及投资效益
典型用户:吉林省松原坤霖生态农业研发有限公司、吉林省东辽黑猪养殖基地等。
典型案例1
案例名称:吉林省松原坤霖生态农业研发有限公司制沼项目
建设规模:500 m3新型太阳能沼气池。建设条件:年猪存栏量1000头。主要建设内容:土方基建、前处理系统、智能化太阳能集中供热保温系统、厌氧处理系统等。主要设备:发酵池覆罩、新型柔性保温池体、储气柜等。项目总投资166万元,建设期为1.5年。项目年碳减排量200 tCO2,碳减排成本为450-700元/ tCO2。年经济效益20万元,项目投资回收期约为8.5年。
典型案例2
案例名称:吉林省东辽黑猪养殖基地沼气池项目
建设规模:1000 m3新型太阳能沼气池。建设条件:年猪存栏量2000头。主要建设内容:土方基建、前处理系统、智能化太阳能集中供热保温系统、厌氧处理系统等。主要设备:发酵池覆罩、新型柔性保温池体、储气柜等。项目总投资292万元,建设期为1年,项目年减排480 tCO2,碳减排成本450-700元/ tCO2。年产生经济效益约为50万元,项目投资回收期为6年。
九、推广前景和减排潜力
该技术可以实现北方地区或极寒地区新建沼气池及已建休眠沼气池的启动应用,对推进我国新农村建设具有积极作用。预计未来5年,应用该技术的厌氧沼气池池容将达到50万m3,技术推广比例将达到30%,年产沼气约1.2亿m3,折合8.6万tce(以替代燃煤锅炉为主),项目总投资将达到18亿元,可形成的年碳减排能力约为20万tCO2。
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