干式沼气发酵

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。

第1章 沼气发酵原理 1
1.1 沼气发酵的生化过程 1
1.2 沼气发酵微生物 6
1.2.1 发酵细菌 6
1.2.2 产乙酸菌 7
1.2.3 产甲烷菌 8
1.3 影响干式沼气发酵的因素 10
1.3.1 发酵原料 10
1.3.2 接种物 12
1.3.3 温度 12
1.3.4 pH 13
1.3.5 抑制物 14
第2章 干式沼气发酵工艺 16
2.1 干式沼气发酵定义及特点 16
2.2 沼气发酵工艺参数 16
2.2.1 原料产气率 16
2.2.2 水力停留时间 17
2.2.3 容积有机负荷 17
2.2.4 容积产气率 17
2.2.5 沼气发酵装置容积确定 18
2.3 干式沼气发酵系统组成 18
2.3.1 进料单元 18
2.3.2 发酵单元 20
2.3.3 发酵系统加热 29
2.3.4 发酵系统混合搅拌 30
2.3.5 发酵系统出料 32
第3章 猪粪干式沼气发酵 34
3.1 猪粪产生量及特性 34
3.1.1 猪粪产生量 34
3.1.2 猪粪理化特性 34
3.1.3 猪粪产沼气的有利及不利因素 35
3.2 猪粪干式沼气发酵产气性能 36
3.2.1 原料产气率 36
3.2.2 容积产气率 37
3.3 猪粪干式沼气发酵影响因素 37
3.3.1 接种物 37
3.3.2 进料浓度 38
3.3.3 温度 38
3.3.4 反应器 39
3.3.5 负荷 41
3.3.6 搅拌 43
3.3.7 氨、酸抑制 43
3.4 猪粪干式沼气发酵改进措施 46
3.4.1 氨吹脱 46
3.4.2 混合发酵 47
3.4.3 出料回流 47
3.4.4 热处理 47
3.4.5 添加铁基材料 48
3.4.6 添加炭基材料 48
3.5 猪粪干式沼气发酵技术应用案例 50
第4章 牛粪干式沼气发酵 53
4.1 牛粪产生量及特性 53
4.1.1 牛粪产生量 53
4.1.2 牛粪理化特性 54
4.1.3 牛粪产沼气的有利及不利因素 55
4.2 牛粪干式沼气发酵产气性能 55
4.2.1 原料产气率 55
4.2.2 容积产气率 56
4.3 牛粪干式沼气发酵影响因素 56
4.3.1 接种物 56
4.3.2 温度 57
4.3.3 原料浓度 57
4.3.4 搅拌 57
4.3.5 抑制物 58
4.4 牛粪干式沼气发酵改进措施 58
4.4.1 添加酶制剂 58
4.4.2 添加生物炭 58
4.4.3 添加核桃壳灰分和粉煤灰 59
4.4.4 添加磁铁粉 59
4.4.5 添加蛭石 59
4.5 牛粪干式沼气发酵技术应用案例 60
第5章 鸡粪干式沼气发酵 62
5.1 鸡粪产生量及特性 62
5.1.1 鸡粪产生量 62
5.1.2 鸡粪营养成分与理化特性 63
5.1.3 鸡粪产沼气的有利及不利因素 64
5.2 鸡粪干式沼气发酵产气性能 64
5.3 鸡粪干式沼气发酵改进措施 65
5.3.1 稀释 65
5.3.2 混合发酵 65
5.3.3 氨去除 66
5.3.4 添加微量元素 67
5.3.5 微生物驯化 67
5.3.6 添加吸附剂 68
5.3.7 添加炭基材料 68
5.4 鸡粪干式沼气发酵技术应用案例 72
5.4.1 中试案例 72
5.4.2 生产规模工程应用案例 75
第6章 秸秆干式沼气发酵 76
6.1 秸秆产生量及特性 76
6.1.1 秸秆产生量 76
6.1.2 秸秆成分与理化特性 77
6.1.3 秸秆产沼气的有利及不利因素 78
6.2 秸秆干式沼气发酵产气性能 78
6.3 秸秆干式沼气发酵影响因素 79
6.3.1 原料性质 79
6.3.2 接种物 80
6.3.3 预混/渗滤液回流 81
6.3.4 温度 81
6.4 秸秆干式沼气发酵改进措施 82
6.4.1 预处理 82
6.4.2 共发酵 82
6.4.3 添加微量元素 83
6.5 秸秆干式沼气发酵技术应用案例 84
6.5.1 中试案例 84
6.5.2 生产规模工程应用案例—河南商水秸秆处理生物天然气工程 85
第7章 有机垃圾干式沼气发酵 91
7.1 垃圾产生量及特性 91
7.1.1 垃圾产生量 91
7.1.2 有机垃圾成分及理化特性 91
7.1.3 有机垃圾产沼气的有利及不利因素 92
7.2 有机垃圾干式沼气发酵产气性能 92
7.3 有机垃圾干式沼气发酵影响因素 94
7.3.1 原料特性 94
7.3.2 接种物 95
7.3.3 温度 95
7.3.4 负荷与固体停留时间 96
7.3.5 混合搅拌 96
7.3.6 碱度 97
7.3.7 抑制 97
7.4 有机垃圾干式沼气发酵改进措施 97
7.4.1 预处理 97
7.4.2 共发酵 98
7.4.3 渗滤液回流 98
7.5 有机垃圾干式沼气发酵技术应用案例 99
7.5.1 黑龙江宾县车库式干发酵综合利用示范项目 99
7.5.2 意大利巴萨诺垃圾处理沼气工程 101
第8章 混合原料干式沼气发酵 104
8.1 混合原料干式沼气发酵影响因素 104
8.1.1 TS含量 104
8.1.2 粒度 104
8.1.3 接种物 105
8.1.4 C/N比与配比 106
8.1.5 温度 108
8.1.6 有机负荷 109
8.1.7 搅拌 109
8.2 混合原料干式沼气发酵改进措施 109
8.2.1 生物强化 109
8.2.2 预处理 110
8.2.3 添加微量元素 112
8.3 混合原料干式沼气发酵技术应用案例 112
8.3.1 意大利戈里齐亚（Gorizia）沼气工程 112
8.3.2 湖北宜城种养废弃物处理沼气工程 115
第9章 沼渣沼液利用 121
9.1 沼渣沼液成分与质量标准 121
9.1.1 沼渣沼液成分 121
9.1.2 沼渣沼液质量标准 123
9.2 沼渣沼液直接还田利用 126
9.2.1 沼渣沼液储存 127
9.2.2 沼渣沼液施用量 128
9.2.3 沼渣沼液运输 130
9.2.4 沼渣还田利用方法 130
9.2.5 沼液还田利用方法 131
9.3 沼渣沼液高值利用 133
9.3.1 沼渣沼液分离 133
9.3.2 沼渣生产基质 136
9.3.3 沼渣生产有机肥 137
9.4 沼液养分回收 138
9.4.1 磷回收 138
9.4.2 氮回收 142
9.4.3 膜过滤 147
9.4.4 膜蒸馏 148
9.4.5 蒸发 150
9.4.6 氮磷吸附 151
9.4.7 几种养分回收技术的投资及运行费用比较 152
9.4.8 养分回收产品的市场前景 153
参考文献 155