PDF《高寒地区两相厌氧户用沼气系统设计与试验》

第28 卷第9期农业工程学报Vol.

28 No.9

196 2012 年5月Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering May

2012 高寒地区两相厌氧户用沼气系统设计与试验 孙勇,李文哲 ,张鸿琼 (东北农业大学工程学院,哈尔滨 150030) 摘要:针对高寒地区农村户用沼气发酵周期过长、产气量少的状况,该文提出并设计了适用于高寒地区农村户用的 两相厌氧发酵装置,通过确立合理的工艺方案,控制两相厌氧发酵中产酸相、料液温度和 pH 值、水力滞留时间等因 素,探讨了在哈尔滨地区最寒冷季节,所设计的新型农村户用沼气发酵装置产气量与维持发酵罐体内料液温度所消耗 沼气量之间的关系.结果表明:基于两相厌氧发酵的高寒地区高效户用沼气发酵装置最高产气率为 1.35m3 /(m3 ・ d),是 传统沼气池产气率(0.35 m3 /(m3 ・ d))的4倍.冬季

1 月份日均结余 4.08 m3 沼气量足以满足三口之家照明、炊事所需能 源,实现高寒地区户用沼气全年正能输出,可以取代传统沼气池.该文研究成果为今后寒地户用沼气的发展提供技术 支持和参考依据. 关键词:沼气,发酵,设备,高寒地区,两相,户用 doi:10.3969/j.issn.1002-6819.2012.09.033 中图分类号:X713 文献标志码:A 文章编号:1002-6819(2012)-09-0196-06 孙勇,李文哲,张鸿琼. 高寒地区两相厌氧户用沼气系统设计与试验[J]. 农业工程学报,2012,28(9):196-201. Sun Yong, Li Wenzhe, Zhang Hongqiong. Design and experiment of household biogas system in alpine region based on two-phase anaerobic fermentation[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2012, 28(9): 196-201. (in Chinese with English abstract)

0 引言? 具有高寒地区特色沼气池在冬季能够稳定运行,至 今没有成型模式.黑龙江省冬季寒冷,常规的沼气生产 模式会出现发酵周期长,产气率低(0.35m3 /(m3 ・ d)),原 料降解慢,甚至出现结冻等问题[1-2] ;

同时也产生有机废 物积压,处理不完的现象,难以实现全年连续运转[3-7] . 相关学者对两相厌氧发酵工艺在实验室内进行了大量的 试验研究,但在中温两相厌氧发酵方面甚少,试图解决 传统单相反应器存在脂肪酸的产生与被利用之间平衡问 题.将中温两相厌氧发酵工艺应用到高寒地区的户用沼气 实际生产实现全年稳定运行国内至今未有相关报道[8-11] . 因此,本研究将中温两相厌氧工艺应用到高寒地区农村 户用沼气生产上,探索采用中温两相厌氧发酵技术实现 全年正能输出的农村户用沼气新模式,实现高寒地区沼 气周年生产,为推动中国生物质能源利用技术的发展及 其产业化进程提供参考[9-15] . 收稿日期:2011-09-17 修订日期:2011-11-01 基金项目:国家 十二五 科技支撑项目(2011BAD15B04) ;

黑龙江省科 技攻关项目(GZ11B503) ,黑龙江省教育厅自然科学研究项目(12521029) 中国博士后基金项目 (20090460873) ;

黑龙江省博士后基金 (LBH-Z09254) ;

东北农业大学科学研究基金(2010-2013) 作者简介:孙勇(1974-) ,男,黑龙江青冈人,副教授,博士,主要研 究方向为生物质转化与利用.哈尔滨 东北农业大学工程学院,150030. Email: [email protected] 通信作者:李文哲(1955-) ,男,内蒙古扎兰屯人,教授,博士,主要 研究方向为生物质转化与利用.哈尔滨 东北农业大学工程学院,150030. Email: [email protected]

1 材料与方法 1.1 中试地点 试验基地选在哈尔滨市北大荒现代农业园,位于哈 尔滨市香坊区香福路