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第一章 沼气生产原料1

1.1 沼气发酵原料表征参数1

1.2 沼气发酵原料产量与特性4

1.2.1 农业类发酵原料4

1.2.2 工业类发酵原料10

1.2.3 市政废弃物类发酵原料12

1.2.4 水生植物废弃物原料14

1.3 原料的适应性和供应保障15

参考文献17

第二章 原料预处理19

2.1 原料收集与运输19

2.1.1 粪便类原料19

2.1.2 秸秆类原料19

2.2 原料贮存20

2.2.1 秸秆贮存仓21

2.2.2 液态原料贮存池22

2.2.3 固态原料堆棚22

2.3 除杂23

2.3.1 格栅23

2.3.2 除砂27

2.4 提质32

2.4.1 物理预处理32

2.4.2 化学预处理37

2.4.3 生物预处理38

2.4.4 组合预处理39

2.5 消毒40

2.6 沼气发酵装置进料41

2.6.1 液态原料的输送41

2.6.2 固态原料的输送44

2.6.3 液态原料的进料44

2.6.4 固态原料的进料45

参考文献47

第三章 沼气发酵工艺50

3.1 沼气发酵的生化过程50

3.2 沼气发酵微生物51

3.2.1 发酵性细菌52

3.2.2 产氢产乙酸菌52

3.2.3 耗氢产乙酸菌52

3.2.4 产甲烷菌52

3.2.5 硫酸盐还原菌53

3.2.6 产酸菌与产甲烷菌之间的速率平衡53

3.3 沼气发酵过程的优化53

3.3.1 保持沼气发酵装置内足够数量的微生物54

3.3.2 提高微生物的活性55

3.3.3 加强微生物与底物的传质效果59

3.4 沼气发酵工艺参数60

3.4.1 沼气产量评估60

3.4.2 水力停留时间60

3.4.3 固体停留时间60

3.4.4 水力负荷61

3.4.5 有机负荷61

3.4.6 容积产气率62

3.5 沼气发酵装置容积确定62

3.5.1 根据水力停留时间计算62

3.5.2 根据投配率计算62

3.5.3 根据容积负荷计算63

3.5.4 根据容积产气率计算63

3.6 沼气工程发酵工艺64

3.6.1 完全混合式厌氧反应器64

3.6.2 厌氧接触68

3.6.3 厌氧滤池71

3.6.4 升流式厌氧污泥床73

3.6.5 厌氧颗粒污泥膨胀床76

3.6.6 内循环厌氧反应器78

3.6.7 厌氧序批式反应器80

3.6.8 厌氧复合反应器83

3.6.9 厌氧挡板反应器84

3.7 沼气发酵装置启动与运行85

3.7.1 沼气发酵装置调试启动85

3.7.2 沼气发酵装置运行87

参考文献89

第四章 沼气发酵装置材料与结构92

4.1 钢筋混凝土结构沼气发酵罐92

4.1.1 材料93

4.1.2 钢筋混凝土结构发酵罐设计的一般规定95

4.1.3 沼气发酵罐基础设计96

4.1.4 沼气发酵罐承载能力极限状态计算97

4.1.5 沼气发酵罐正常使用极限状态验算99

4.1.6 钢筋混凝土沼气发酵罐结构设计100

4.1.7 配件及相关要求101

4.2 钢板焊接结构沼气发酵罐105

4.2.1 材料选用105

4.2.2 焊接钢结构沼气发酵罐设计的一般规定106

4.2.3 焊接钢结构沼气发酵罐结构设计106

4.3 钢板卷制结构沼气发酵罐117

4.3.1 卷制设备117

4.3.2 材料118

4.3.3 制作过程118

4.3.4 防腐120

4.3.5 基础120

4.4 搪瓷钢板拼装结构沼气发酵罐121

4.4.1 板块的选择121

4.4.2 罐壁强度计算122

4.4.3 罐体拼装122

4.4.4 罐底安装123

4.5 沼气发酵罐检验124

4.5.1 对沼气发酵罐基础的基本要求124

4.5.2 沉降观测124

4.5.3 试水试压126

参考文献126

第五章 沼气储存128

5.1 湿式储气柜128

5.1.1 材料130

5.1.2 设计131

5.1.3 附属结构和设施133

5.2 干式储气柜133

5.2.1 刚性结构干式储气柜133

5.2.2 柔性结构干式储气柜135

5.3 产气储气一体化装置141

参考文献142

第六章 沼气净化与提纯143

6.1 沼气特性与质量要求143

6.1.1 沼气成分143

6.1.2 不同沼气利用方式的质量要求145

6.2 沼气净化技术146

6.2.1 沼气脱水146

6.2.2 沼气脱硫149

6.2.3 除氧气、氮气153

6.2.4 去除其他微量气体153

6.3 沼气提纯技术154

6.3.1 变压吸附（PSA）155

6.3.2 水洗156

6.3.3 有机溶剂物理吸收158

6.3.4 有机溶剂化学吸收160

6.3.5 膜分离161

6.3.6 低温提纯163

6.3.7 沼气提纯技术的经济比较163

参考文献166

第七章 沼气利用168

7.1 集中供气168

7.1.1 用气量168

7.1.2 供气压力168

7.1.3 供气管网169

7.1.4 气压调节171

7.1.5 供气管道系统安装174

7.1.6 居民生活用气179

7.1.7 公共建筑（商业）用气182

7.2 沼气发电184

7.2.1 沼气发电机组185

7.2.2 沼气发电余热利用188

7.2.3 沼气发电并网系统188

7.2.4 沼气发电对气质的要求188

7.2.5 发电机组选型189

7.3 沼气用作机动车燃气190

7.3.1 沼气用作机动车燃料的气质要求190

7.3.2 车用生物甲烷气的运输190

7.3.3 压缩装置191

7.3.4 储气罐192

7.3.5 加气站设计基本原则192

7.4 注入天然气管网193

7.4.1 沼气注入天然气管网的气质要求193

7.4.2 沼气提纯注入天然气管网194

7.4.3 沼气不经提纯注入管网196

参考文献197

第八章 沼渣沼液利用199

8.1 沼气发酵过程中营养物的转化及卫生效果199

8.1.1 有机物降解199

8.1.2 气味减少199

8.1.3 卫生效果199

8.1.4 破坏杂草种子200

8.1.5 避免烧苗201

8.1.6 肥效改进201

8.2 沼渣沼液特性与质量标准201

8.2.1 营养成分201

8.2.2 污染物203

8.2.3 卫生性能204

8.2.4 质量标准205

8.3 沼渣沼液质量管理207

8.3.1 发酵原料质量管理207

8.3.2 发酵过程质量管理211

8.3.3 沼渣沼液测试213

8.3.4 沼渣沼液储存213

8.4 沼渣沼液农田利用215

8.4.1 土地承载能力215

8.4.2 沼渣农田利用方法216

8.4.3 沼液农田利用方法218

8.4.4 沼渣沼液施用机具218

8.5 沼渣沼液的其他利用220

8.5.1 沼渣沼液就地循环利用220

8.5.2 能源利用220

8.5.3 其他利用220

8.6 沼渣沼液加工221

8.6.1 固液分离221

8.6.2 沼渣深加工223

8.6.3 沼液深加工224

参考文献225

第九章 电气与控制227

9.1 变配电系统227

9.1.1 主接线227

9.1.2 电负荷228

9.1.3 电线和电缆229

9.2 防雷保护230

9.2.1 防雷装置230

9.2.2 沼气工程防雷措施231

9.3 电动机的继电－接触控制233

9.3.1 继电－接触控制电路常用控制元件233

9.3.2 三相异步电动机继电－接触控制电路235

9.4 检测、控制仪表237

9.4.1 检测仪表238

9.4.2 显示仪表240

9.4.3 控制仪表241

9.4.4 执行器242

9.4.5 自动化仪表盘242

9.5 微机测控系统243

9.5.1 微机测控系统的组成和分类243

9.5.2 微机测控系统的智能元、器件244

9.5.3 微机测控系统的设计原则249

9.6 沼气工程微机测控方案案例249

9.6.1 顺序及逻辑控制方案249

9.6.2 沼气发酵反应器测控方案250

参考文献252

第十章 沼气工程系统设计253

10.1 站址选择与布局253

10.1.1 站址选择253

10.1.2 沼气站平面布置253

10.1.3 沼气站高程布置257

10.2 管道、泵与阀门258

10.2.1 管道258

10.2.2 泵260

10.2.3 阀门262

10.3 沼气发酵装置的保温与加热263

10.3.1 保温材料263

10.3.2 加热264

10.3.3 沼气工程热工计算265

10.3.4 保温制作273

10.4 给水及消防277

10.4.1 给水系统277

10.4.2 消防278

10.5 安全防护281

10.5.1 防火防爆281

10.5.2 防毒防窒息282

10.5.3 其他防护措施282

10.6 职业卫生与防护283

10.6.1 职业危害类别283

10.6.2 职业危害防控284

参考文献286