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沼氣生物脫硫原理范文1
關鍵詞秸稈；綜合利用；原理；安徽省
中圖分類號 S216.2 文獻標識碼A文章編號 1007-5739（2012）08-0264-02
安徽省是農業生產大省，農作物秸稈產量大，分布廣，種類多。近年來，全省認真落實農業可持續發展戰略，大力支持發展循環農業，積極探索秸稈綜合利用的有效途徑，推進農作物秸稈綜合利用。
1安徽省秸稈綜合利用現狀
調查統計表明，2011年全省秸稈資源總量逾4 000萬t，秸稈類型主要有水稻、小麥、棉花、玉米、大豆等。目前，秸稈主要有以下幾種利用方式。
1.1秸稈還田
將收獲后的農作物秸稈刈割或粉碎后，翻埋或覆蓋還田，一般秸稈還田數量不宜過多，以2 250～3 000 kg/hm2為宜，秸稈粉碎（切碎）長度小于10 cm，含水量30% 以上時，還田效果好。耕深20 cm以上，保證秸稈翻入地下并蓋嚴，一般可增產10%左右。秸稈還田能增加土壤有機質含量，改善土壤物理性質，使土壤耕性變好，提高土壤酶活性，緩解安徽省土地中氮、磷、鉀比例失調的矛盾，而且后效十分明顯，有持續的增產作用。2011年，安徽省秸稈作為肥料還田使用量逾500萬t（不含根茬還田），占可收集資源量的13%。
1.2秸稈青貯養畜
農作物秸稈是草食性家畜重要的粗飼料來源。據測算，1 t普通秸稈的營養價值平均與0.25 t糧食的營養價值相當。秸稈切碎填入密閉的青貯池中，經過微生物發酵作用青貯科學處理，秸稈的營養價值可以大幅度提高，形成營養更加豐富的秸稈飼料。2011年，安徽省秸稈作為飼料使用量逾300萬t，占可收集資源量的10%[1]。
1.3秸稈能源化利用
秸稈能源化利用的主要方式有秸稈固化成型燃料技術、秸稈氣化和秸稈聯戶沼氣技術等[2]。近年來，安徽省積極支持開展秸稈沼氣、秸稈氣化、秸稈固體成型等技術和產品的研發、標準的制定等工作，建立了一批試點。截至2011年底，安徽省農村地區已累計建設秸稈沼氣集中供氣工程1處，秸稈熱解氣化站6處，固體成型加工點19處，年可產成型燃料約11.4萬t。2011年，安徽省秸稈能源化利用量約400萬t，占可收集資源量的11%。
1.4秸稈種植食用菌
秸稈中含有豐富的碳、氮、礦物質及激素等營養成分，且資源豐富，成本低廉，適合作多種食用菌培養料。2011年，安徽省食用菌秸稈利用量約30萬t，占可收集資源量的1%。
1.5秸稈作為工業原料
秸稈纖維作為一種天然纖維素纖維，生物降解性好，可以作為工業原料，如紙漿原料、保溫材料、包裝材料、各類輕質板材的原料，可降解包裝緩沖材料、編織用品等，或從中提取淀粉、木糖醇、糖醛等[3]。2011年，安徽省秸稈作為工業原料使用量約70萬t，占可收集資源量的2%。
1.6秸稈廢棄及焚燒
隨著農村經濟條件和生活水平的提高，煤、液化氣等商品能源在農村地區的應用越來越廣泛，導致不少秸稈被棄于田頭和路邊或者被焚燒，嚴重污染環境，影響工農業生產和人民生活[4]。安徽省每年廢棄焚燒的秸稈總量約2 265萬t，主要為小麥、水稻和玉米秸稈，占可收集資源量的63%。
2秸稈利用的相關原理分析
2.1秸稈還田的利用原理
秸稈還田有堆漚還田、過腹還田、直接還田等多種方式。由于長期使用單一的耕作制度，土壤的肥力基本耗盡，土壤已經板結，光靠石油、煤炭制成的化肥解決不了根本問題。農作物光合作用的產物有1/2以上存在于秸稈中，農作物的秸稈富含氮、磷、鉀、鈣、鎂和有機質等。秸稈還田可以提高土壤氮、磷、鉀養分含量；提高土壤活性有機質，增加土壤有機質含量，降低土壤容重。同時，農作物秸稈提供的養分占有機肥總養分的13%～19%，是農業生產重要的有機肥源。經測算，每1 t秸稈中的氮、磷、鉀養分含量相當于8 kg尿素、13 kg過磷酸鈣、13 kg硫酸鉀。秸稈還田后土壤中氮、磷、鉀養分含量都有增加，其中尤以鉀素的增加最為明顯。根據定位試驗結果，全氮平均比對照提高0.005%～0.090%，速效磷增加0.75～12.00 mg/kg，速效鉀增加8.6～38.8 mg/kg。據統計，安徽省水稻播種面積約231.33萬hm2，年產水稻約1 832萬t，谷草比按0.8計，年可產秸稈1 286萬t；小麥播種面積約230.2萬hm2，年產小麥約1 727萬t，谷草比按0.88計，年可產秸稈1 023萬t。水稻秸稈還田量以3 000 kg/hm2為宜，早、中稻按一季，晚稻按一季計算，年水稻秸稈可還田逾690萬t，占水稻秸稈資源的54%；小麥秸稈還田量以3 000 kg/hm2為宜，年小麥秸稈可還田逾400萬t，占小麥秸稈資源的39%，占小麥秸稈資源的36%，加上過腹等還田14%，總計占50%左右。
2.2秸稈能源化利用原理
秸稈能源化利用從低效燃燒發展到秸稈沼氣、秸稈固化和秸稈干餾氣化等高效利用。秸稈作為優質的生物質能可部分替代煤炭和石油，節約能源，有利于改善能源結構，減少二氧化碳排放，緩解和應對氣候變化。
2.2.1秸稈沼氣。以農作物秸稈為主要原料，利用厭氧發酵技術制取沼氣，獲取能源、有機肥料和治理環境污染的農村能源工程技術。目前，有以河北省為代表的中溫發酵技術和以河南?。ò不帐∞r村能總站參與研究）為代表的常溫發酵技術。其中，中溫發酵工藝流程為：以攪拌機為動力，將秸稈同其他輔料按照一定比例混合均勻加水攪拌后，經過進料口，通過泥漿泵將發酵原料打入沼氣發酵罐，在30～55 ℃和pH值6.8～7.5的環境下進行發酵產氣。其過程如下：秸稈—粉碎—加菌種及添加劑—加入40～55 ℃熱水—攪拌—打入發酵罐—產氣—脫水—脫硫—入儲氣罐—輸配系統—農戶使用。常溫發酵技術工藝流程為：秸稈—粉碎—專利進料裝置—厭氧發酵（特殊培養）—產氣—脫水—脫硫—入儲氣罐—輸配系統—農戶使用。采用秸稈沼氣工程技術，每2 kg干體秸稈或5.5～7.5 kg鮮體秸稈可產生1 m3沼氣，每1 hm2耕地所產生的作物秸稈可生產出3 000 m3的沼氣，相當于1 500 kg液化石油氣。
2.2.2秸稈固化成型燃料。目前，農作物秸稈成型的主要技術方式有顆粒型成型機、螺旋連續擠壓成型機、機械驅動活塞式成型機和液壓驅動活塞式成型機。秸稈成型燃料是一種無污染、清潔又可再生的環保型燃料。將農作物秸稈粉碎，堆積密度一般為0.10～0.25，而加工后的燃料塊密度為0.7～1.2，該過程完全是通過設備產生的強大的壓力或擠壓式克服秸稈的彈性進行強制壓縮堆積來完成的。經測算，每2 t秸稈利用熱值可替代1 t標準煤，可有效減少一次能源消耗。
2.2.3秸稈干餾氣化。安徽省農村能源總站和蕪湖恒久公司聯合開展試點試驗，進行技術創新，此項目獲得3項國家專利。利用秸稈類生物質為主要原料，采取干餾熱解氣化裝置和凈化系統，平均1 t稻草產300 m3氣體，產出熱值達15 480.8～17 572.8 kJ，副產品為500 kg 80%的純碳粉，通過供氣管網（要求農戶相對集中）可為1個村或800戶以上輸送高熱值的秸稈燃氣。目前，此項目正在調試階段，產氣量低，目標是每1 t秸稈產氣達到400～500 m3。
2.2.4秸稈液化。秸稈在一定溫度和壓力下，產生液體物質，生產石化產品。安徽省科技大學朱席鋒教授正在中試研究階段。
2.2.5秸稈發電。目前，安徽省裝機3臺共6.6萬kW·h，消耗60萬t作物秸稈，占秸稈資源的1%。
3展望
目前，全省秸稈50%用于還田，45%用于能源利用，5%用于其他綜合利用。在當今能源短缺的背景下，加強秸稈能源化利用的研究意義重大。在秸稈氣化和秸稈制沼氣上下功夫，增加投入，可提高秸稈利用量至70%。此外，加大秸稈還田財政投入，在稻、麥收割時進行直接還田。同時，提高收割、粉碎、深埋秸稈的機械技術創新，降低機械運行成本，提高機械的運行經濟性和可靠性。
4參考文獻
[1] 高翔.江蘇省農作物秸稈綜合利用技術分析[J].江西農業學報，2010（12）：130-133.
[2] 王激清，張寶英，劉社平，等.我國作物秸稈綜合利用現狀及問題分析[J].江西農業學報，2008，20（8）：126-128.
沼氣生物脫硫原理范文2
關鍵詞：基礎化學；電力知識；探索
作者簡介：廖強強（1971-），男，江西新干人，上海電力學院環境與化學工程學院，教授；楊延（1962-），女，上海人，上海電力學院環境與化學工程學院，副教授。（上海 200090）
基金項目：本文系上海市高等教育學會重點課題（課題編號：ZDGJ4-10）、智能電網儲能技術上海高等教育“085”工程建設項目資助的研究成果。
中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）02-0094-02
基礎化學包括無機化學、有機化學、分析化學、物理化學、普通化學。基礎化學是環境工程系學生必修的課程，是學生進一步學習專業課程的墊腳石。筆者結合學校的工科背景、電力特色，跟蹤國內外現代科技發展，在基礎化學教學中引入和滲透與電力行業、新能源相關的化學知識、應用案例，使基礎化學課程中的理論知識與電力、新能源的專業應用有機地結合起來，做到理論緊密聯系實際，開展了具有電力特色的基礎化學教學活動。
一、氫燃料電池
在“無機化學”的氫氣一節中，增加了氫氣作為清潔能源的新用途的教學內容。因為氫氣在氧氣中燃燒后只生成水，再無其它生成物，所以用氫燃料電池作汽車動力，對環境無污染。因此，用氫燃料電池的汽車是名副其實的綠色汽車。世界上一些先進國家都在研究開發氫燃料電池。1999年初，戴姆勒－克萊斯勒公司和殼牌公司在冰島政府的支持下公布了“氫經濟”的國家計劃——用無污染的氫能源代替所有小轎車、公共汽車上使用的柴油和汽油。目前，德國也已經推出了各種氫燃料電池汽車。
氫燃料電池的工作原理是將氫氣輸送到電池的負極，經過鉑等貴金屬催化劑的作用，氫原子中的一個電子被解離出來，失去電子的氫離子（即的質子）穿過質子交換膜，到達燃料電池的正極，而這個電子則只能經過外部電路，到達燃料電池正極板，從而在外電路中形成電流。電子到達正極板后，與氧原子和氫離子重新結合為水。只要源源不斷地給負極板供應氫，給正極板供應空氣，并及時把水蒸氣帶走，就可以不斷地產生電能。燃料電池車的能量轉化效率比傳統汽車高60%～80%，是內燃機的2～3倍。燃料電池的燃料是氫氣和氧氣，生成的是清潔的水，能量轉換過程中不產生CO和CO2，也沒有其他污染物排出。因此，氫燃料電池汽車是真正意義上的零排放的綠色交通工具，氫氣是完美的汽車能源。
二、碘離子的緩蝕協同作用
在“無機化學”的鹵素元素一章中，講到碘化物有許多功用，比如碘和碘化物的酒精溶液（碘酒）用作消毒劑，碘仿（CHI3）用作防腐劑，碘化銀用于人工降雨等。除此以外，碘離子還可以用作鍋爐酸洗時碳鋼的緩蝕劑。在用氨基磺酸作為鍋爐的化學酸洗劑時，單獨加入烷基咪唑啉時緩蝕效率可達90%，單獨加入碘化鉀時緩蝕效率可達76%，如果在烷基咪唑啉中添加少量的碘化鉀，則緩蝕效果可顯著提高，達到97%。[1]這是因為碘離子首先和帶正電的鐵表面吸附，而使鐵表面帶負電荷，帶正電荷的咪唑啉陽離子再和負離子作用吸附于鐵表面，提高了咪唑啉的緩蝕效果。碘負離子在介質中的溶劑化程度較低，越容易被金屬表面吸附，因此稱之為特性陰離子。緩蝕劑借助特性陰離子與金屬表面的吸附如（圖1）所示。圖1中M為金屬，X-為特性陰離子，L+-R為陽離子型緩蝕劑。將碘離子的功用與鍋爐化學清洗聯系起來，既加深了同學們對元素化學知識的理解，又引入了電廠化學的專業知識。
三、煙氣脫硫
在“無機化學”的氧族元素一章中，介紹了硫的各種化合物，其中講述了SO2排放是造成我國大氣污染及酸雨情況不斷加劇的原因，煙氣脫硫（FGD）作為控制以高硫煤為燃料的鍋爐煙氣污染的有效措施，正被越來越多的國家接受和采用，采用最多也最成熟的是以石灰石漿為吸收劑的濕法煙氣脫硫技術。脫硫過程主反應為：
SO2 + H2O H2SO3 吸收
CaCO3 + H2SO3 CaSO3 + CO2 + H2O 中和
CaSO3 + 1/2 O2 CaSO4 氧化
CaSO3 + 1/2 H2O CaSO3·1/2H2O 結晶
CaSO4 + 2H2O CaSO4·2H2O 結晶
CaSO3 + H2SO3 Ca（HSO3）2 pH控制
同時煙氣中的HCl、HF與CaCO3的反應，生成CaCl2或CaF2。吸收塔中的pH值通過注入石灰石漿液進行調節與控制，一般pH值在5.5～6.2之間。
通過引入煙氣脫硫工藝的介紹，學生們不但了解了SO2是大氣污染的主要原因之一，而且了解到火電廠為了控制SO2排放采取了切實可行的措施。
四、鈉硫儲能電池
在“無機化學”的氧族元素一章中，介紹了一種多硫化合物，學生們覺得是一種不穩定的物質，好像沒有實際用途，其實不然。鈉硫電池（含多硫化鈉）作為新型化學電源家族中的一個新成員出現后，已在世界上許多國家受到極地重視和發展。鈉硫電池具有許多特色之處：一是比能量高，其次是可大電流、高功率放電，再次是充放電效率高。由于采用固體電解質，所以沒有通常采用液體電解質二次電池的那種自放電及副反應，充放電電流效率幾乎100％。國外重點發展鈉硫電池在固定場合下（如電站儲能）應用，其優越性越來越明顯。如日本東京電力公司（TEPCO）和NGK公司合作開發鈉硫電池作為儲能電池，其應用目標瞄準電站負荷調平、UPS應急電源及瞬間補償電源等，并于2002年建成容量為8MW的儲能鈉硫電池裝置。上海硅酸鹽研究所在鈉硫電池的研發方面也取得了重大進展，研發出世界上最大的鈉硫單體電池。
五、滲透壓發電
在“物理化學”課程中講了滲透壓的概念后，補充了海水滲透壓發電技術，這是一種新穎的可再生能源發電技術，利用液體具有滲透壓的原理，當河流匯入大海時，由于河水與海水分別含有不同濃度的鹽分，會促使“河流淡水”與“海洋咸水”相互滲透，產生很大的海水滲透壓，從而推動渦輪機進行發電。
海水滲透壓發電非常環保。因為海水滲透壓是一種從自然物理過程中獲得的能源，不會產生任何污染物，更不會排放出CO2。而且，由于海洋與河流是現成的資源，所以海水滲透壓的收集成本相對比較低，也比較容易獲得，而且海水發電也不會受到天氣因素的制約。
挪威國營電力公司Statkraft在2009年11月宣布在奧斯陸峽灣岸邊建造了全球第一座滲透壓（osmotic）發電廠原型，并希望在2015年之前建造一座可投入商業使用的發電廠，生產約25MW的電力，足以為1萬戶家庭供電。
六、沼氣發電
在“有機化學”中講到最簡單的有機化合物就是甲烷。甲烷作為一種清潔能源，受到人們的廣泛重視。甲烷的一個重要應用就是沼氣發電。將人畜糞便、秸稈等有機物在隔絕空氣并且適宜的溫度和濕度下，通過微生物的發酵作用就可以產生沼氣。甲烷是沼氣的主要成分，約占所產生的各種氣體的60%～80%。甲烷氣體無色無味，是一種理想的氣體燃料，與適量空氣混合后即可燃燒。純甲烷的發熱量為 34kJ/m3，每立方米沼氣的發熱量約為20.8-23.634kJ/m3。1m3沼氣完全燃燒后，能產生相當于0.7kg無煙煤提供的熱量。
沼氣燃燒發電是一項大規模沼氣利用技術，它將厭氧發酵處理產生的沼氣過濾后密閉輸送到燃燒設備，燃燒發電。圖2為 沼氣發電裝置示意圖。沼氣發電具有高效、節能、安全和環保等特點，是一種分布廣泛且價廉的分布式發電方式。
七、十八烷基胺停用保護技術
在“有機化學”中烷基胺是一類重要的化合物。十八烷基胺停用保護技術是火電廠熱力設備停用防腐保護的一種重要措施。如果沒有良好的停用防腐保護措施，熱力設備停運期間的腐蝕比運行期間嚴重得多。十八烷基胺，屬于脂肪胺類，分子式為白色蠟狀固體結晶，具有堿性，易溶于氯仿，溶于乙醇、乙醚和苯，微溶于丙酮，難溶于水。在火電廠機組滑停時將十八烷基胺加入熱力系統后在高溫下氣化，氣態十八胺隨蒸汽進入鍋爐、汽機及整個熱力系統，在金屬表面形成一層憎水性保護膜，將空氣與金屬隔絕，從而防止水及大氣中的氧氣及二氧化碳對金屬的腐蝕。圖3為某電廠過熱器管經十八烷基胺保護后表現出很好的憎水性，可以減緩過熱器管的腐蝕速度。[2]這段知識的引入讓學生認識到烷基胺不再是一種只停留在書本上、觸摸不到的物質，它是實實在在的、有具體應用的東西。
八、結論
在確?；A化學基本教學內容的前提下，引入和滲透在電力行業、新能源技術領域有具體應用的基礎化學知識點，不但可以加深同學們對基礎化學知識的理解，而且拓展了在專業知識方面的認識領域。
參考文獻：
沼氣生物脫硫原理范文3
本文通過對石河子地區大中型沼氣工程進行實地調研，總結研究出石河子地區大中型沼氣池冬季適宜的保溫、增溫模式，為石河子地區沼氣工程全年使用提供參考。
1研究區概況
1.1氣候條件
石河子墾區地處天山北麓中段，屬典型的大陸性溫帶干旱氣候，冬季長而嚴寒，夏季短而炎熱。極端高溫42.8℃，極端低溫-38.9℃。
石河子墾區沼氣工程項目示范推廣自2004年-開始啟動，現在已進入快速發展階段，自2008年底，北泉鎮、石河子鄉共建設沼氣池172座，其中：“四位一體”的73座；“一池三改”的99座；新型的膜厭氧反應器加太陽能兩座，其余為現澆混凝土。大中型沼氣池容積有60m。、120m3、500m3等。
1.2石河子地區大中型沼氣池存在的主要問題
1.2.1部分沼氣池池型不利于沼氣池保溫
石河子部分地區大中型沼氣池池型選擇不當，不適合當地使用；設計建造沒有嚴格按畜禽養殖業規模大小設計配建相應容積的沼氣池；沼氣池水壓問容積與主池容積比例嚴重失調，水壓間相對太小；設計時未充分考慮沼氣池荷載等。
1.2.2部分沼氣池保溫不可靠、無增溫措施等
北方寒冷地區冬季漫長，由于氣溫低，沼氣的生產存在產氣率低、使用率低、原料分解率低、沼氣使用綜合效益差等問題，沼氣每年只能使用幾個月，全年大部分時間不能正常使用，這種狀況在一定程度上限制了石河子地區沼氣的發展。
石河子冬季極端低溫達到零下30℃以上，甲烷茵群活性急劇下降，因此必須對沼氣池做相關保溫措施和增溫補溫改進。石河子地區部分大中型沼氣池保溫不可靠，無增溫措施，這是石河子地區大中型沼氣池利用效率偏低的原因之一。
1.2.3建池材料選擇不當、施工粗放，造成滲漏
沼氣池建池材料要選擇高標準的建筑材料，混凝土、水泥、砂、卵石、碎石和粘土磚的選用都應按沼氣池施工標準嚴格選用。石河子地區部分沼氣池施工粗放，存在滲漏現象，這些都嚴重影響了沼氣池的產氣率。
2石河子地區沼氣池保溫、增溫設計方案
2.1池型選擇與優化
沼氣池的設計規模完全取決于畜禽養殖場糞污的排放量，再根據沼氣池反應器的工作原理和實際運行經驗確定沼氣池池型。沼氣池有很多種不同的類型，目前常見沼氣池池型有：水壓式沼氣池、預制鋼筋混凝土板裝配式沼氣池、半塑式沼氣池、圓筒形沼氣池、橢球形沼氣池、分離貯氣浮罩沼氣池。通過調研，依據石河子地區地下水位和氣候具體情況要求，筆者認為石河子地區宜選用固定拱蓋水壓式沼氣池、曲流布料水壓式沼氣池和分離貯氣浮罩沼氣池三種適宜池型。
2.1.1固定拱蓋水壓式沼氣池。如圖1所示，池體結構受力性能良好，結構簡單，充分利用土壤的承載能力，省工省料，成本較低。通過調研發現，該沼氣池在嚴寒氣候產氣率急劇下降，保溫效果差。在石河子地區小范圍可以使用，不宜大面積推廣。為了提高冬季的產氣率，筆者進行了以下結構的優化：(1)活動蓋與沼氣池結合處增加保溫材料，防止冷氣滲入。(2)進料口內壁鋪設加熱盤管，冬季極端嚴寒氣溫時，由輔助加熱防止進料口凍塞。
2.1.2曲流布料沼氣池。如圖2所示，主要由圓筒形池身、削球殼池拱、5。斜底和水壓問組成。筆者通過對石河子墾區大中型沼氣池進行調研，發現標準的曲流布料沼氣池工程圖并不能完全的適應石河子墾區冬季嚴寒的極端低溫，因此需要對其改進優化：(1)進料口、天窗蓋是冬季最容易結冰堵塞的關鍵部位，可依標準圖集將進料口縮小，增加進料口蓋。(2)布料器設置增溫結構，冬季過冷可打開增溫裝置，提高池容負載能力，提高池容產氣率。(3)破殼攪拌系統設計為可升降結構，沼氣池不用或者維修時可以將破殼攪拌系統升至沼液以上。(4)出料口及出料管加強進行保溫防護。
2.1.3分離貯氣浮罩沼氣池。如圖3所示，主要由圓筒形池身、削球殼池拱、斜底和貯氣浮罩及配套水封池組成。分離貯氣浮罩沼氣池造價不高，管理操作簡便易行，小型高效、自身耗能少，適合石河子地區推廣使用。通過調研發現，該池型冬季產氣效果明顯，但也存在著不足，筆者建議從以下進行優化設計：(1)分離貯氣浮罩沼氣池發酵池與氣箱分離，調配池與濃縮池可以選址放置在供暖室內。(2)水封池與沼氣池的結合處應該進行嚴格保溫，增加防漏裝置。
2.2沼氣池建筑材料選擇
大中型沼氣池常采用的結構形式為現澆鋼筋混凝土結構和磚混結構，建造沼氣池需用的建筑材料有混凝土、水泥、砂、卵石、碎石和粘土磚。為保證沼氣池的強度和剛度要求，發酵罐池現澆混凝土應采用C20以上；普通粘土磚采用MUlO以上；混凝土預制板采用C20以上；砌筑砂漿采用MUlO以上；進、出料管采用C20號混凝土預制，亦可采用成品管；各種活動蓋及其他蓋板均采用鋼筋(鋼絲、鉛絲)C20混凝土預制；相關部位用沼氣池專用材料進行防漏、防滲處理。
3工程應用
3.1工程概況
石河子西部牧業股份有限公司大型能源沼氣工程于2010年建成，如圖5所示，由青島天人環境股份有限公司設計、施工并指導測試，以規?；瘏捬跸癁橹饕夹g，集沼氣生產、資源化利用為一體的系統工程。采用中溫CSTR一體化反應器工藝為核心采用改良型的USR厭氧發酵工藝的沼氣制備和利用技術，以牛糞為原料制備沼氣，沼氣用于站內鍋爐燃用，沼液沼渣作為農肥用于周邊農田。主要設計包括：容積296m。的一體化厭氧罐兩套及配套脫硫等設施；容積38.91 m3的調糞池；容積900m。沼渣沼液池；容積30.7m。集污池；其它工程配套設施。
該工程沼氣主要用于規?；膛ｐB殖場自備鍋爐。日處理牛場鮮糞約45t，污水約60m 1m。沼氣熱值相當于標準煤0.75kg，項目建成后達到節能550t標準煤。
該沼氣工程調配池、濃縮池、固液分離機均建于室內，有效保證了進料口冬季不凍冰堵塞；同時沼氣沼渣運輸管道進行了外粘泡沫保溫，達到了冬季管道由于氣溫太低凍裂的問題；沼氣發酵罐外壁設計為深藍色，能有效利用太陽能集熱，為發酵罐提供熱量；發酵罐內壁有加熱盤管，池壁嵌有巖棉和苯板保溫材料，保證冬季罐內溫度能持續產氣。
3.2工程存在的問題
該沼氣工程在克服石河子墾區冬季極端嚴寒氣候上，保溫、增溫措施還存在不足：(1)調配池
和濃縮池雖然建于室內，但其室內沒有進行冬季供暖。(2)室內布置有沼氣池進料輸送管道，室內管道沒有進行保溫措施。(3)2個沼氣池建造間距偏近。(4)沼氣反應池內加熱盤管稀疏。(5)沼氣反應池建于露天室外。
3。3工程保溫、增溫改進
針對西部牧業沼氣工程存在的問題，筆者提出了3項改造措施：(1)室內調配池和濃縮池進行冬季熱水供暖。(2)沼氣池進料輸送管道包被玻璃絲棉或者泡沫材質進行嚴格保暖。(3)2個沼氣發酵罐間距增大，防止罐體遮擋陽光。(4)沼氣反應池內增加加熱盤管數量。(5)將沼氣反應池置于密閉玻璃溫室中或建于地下。
4石河子地區沼氣池保溫、增溫模式探討
依據石河子地區冬季嚴寒的地理氣候條件，為解決石河子地區大中型沼氣池冬季產氣率低的問題，提出以下石河子地區的大中型沼氣池保溫、增溫模式：
4.1
石河子地區沼氣池的保溫模式
4.1.1
池址、池型選擇。防止冬季低溫影響沼氣利用率，充分利用太陽能資源，選擇在背風向陽、地下水位低的地方修建沼氣池。沼氣池的主池和水壓間必須選擇在背風向陽處，發酵間建于凍土層以下。為了取得更好的保溫效果，一般儲氣問也建于凍土層以下。池型方面，結合石河子地區地質構造和氣候條件，宜選用固定拱蓋水壓式沼氣池、曲流布料沼氣池、分離貯氣浮罩沼氣池。
4.1.2進、出料口及管道優化。進、出料口不要過大且要加蓋，避免發酵間料液大量溢到進料口和出料間導致料溫降低。石河子冬季氣候嚴寒，進、出料口可考慮置于室內并提供采暖，室外沼氣運輸管道進行嚴格的保溫構造處理。
4.1.3池壁采用防寒溝。沼氣池池壁采用XPS擠塑板等保溫材料進行嚴格保溫，沼氣池周圍挖防寒溝，溝寬0.2～0.3m，距沼氣池內壁1.0m，溝深與沼氣池深度相同，防寒溝內填充透氣、導熱率小的材料，如爐渣、干牛糞、干馬糞、秸稈等。
4.1.4以料補溫。冬季管理要注意勤出料、勤進料，每次進出料量要少，進料要適當添加一些熱性原料，如經過漚制的作物秸稈、牛糞、馬糞等，以提高發酵物濃度，增加池溫，在入料前將6％的料液濃度提高到10％左右，采取以料補溫的方法。石河子地區氣候寒冷，要特別注意晚上沼氣池的保溫，可將雜草、秸稈等堆在沼氣池上，也可以在沼氣池上鋪1層草木灰、黑煤渣等，然后再在上面覆蓋雙層塑料薄膜，達到白天集熱、晚上保溫的效果。有條件的可覆蓋釀熱物保溫防寒。
綜上所述，石河子地區宜采用的保溫模式有：適宜的沼氣池工程選址及池型、進出料口及管道防凍處理保溫、沼氣池池壁保溫構造保溫、以料補溫保溫模式。
4.2石河子地區沼氣池的增溫模式
4.2.1利用生物質發酵。此項技術是提高沼L氣池池溫的有效措施，其依據是利用秸稈堆漚發酵產生熱量的原理。具體做法是把沼氣池頂上部覆蓋30～40cm厚的小麥秸稈，加足量水，在秸稈外面覆蓋農膜和土層。既能增溫，還能達到保溫的作用。
4.2.2利用太陽能。把沼氣池建在太陽溫室(大棚)內，充分利用光照提高沼氣池池溫。太陽能熱水器中熱水流人池內熱交換管道，進行熱循環，以提高料溫。如太陽能加熱型玻璃鋼沼氣池的研制，能利用太陽能熱水循環系統提高玻璃鋼沼氣池的罐體溫度，能較好地解決寒冷地區冬季由于低溫而導致不產氣的問題。
4.2.3利用輔助燃燒式沼氣池。在原有沼氣池的基礎上建造燃燒池，集燃燒池、沼氣池為一體。利用生物質能資源，在燃燒池內有序燃燒，給池內持續輸送熱能，提升沼氣池內溫度，增強池內細菌、甲烷菌的活性，能有效解決高寒地區冬季沼氣池由于氣溫低池內發酵放緩或停止，導致沼氣池不能正常使用的難題。
4.2.4利用電伴熱。電伴熱作為沼氣工程有效的管道(儲罐)保溫及防凍方案一直被廣泛應用。通過伴熱媒體散發一定的熱量，通過直接或間接的熱交換，補充管道、沼氣罐的熱損失，以達到升溫或防凍的正常工作要求。
5結語
科學設計、建池，選用適宜的沼氣池池型是沼氣池產氣率提升的關鍵因素，根據具體情況采取綜合的技術措施，改進沼氣池保溫、增溫構造，加強沼氣池運行維護管理，石河子地區完全可以進一步提高原料利用率、產氣率和沼氣池的產氣量，實現全年使用沼氣的目標。
參考文獻
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沼氣生物脫硫原理范文4
綠色化工技術是通過改進改良現有的化學技術及方法，對化學原理的應用和使用工程技術來減少甚至消除化工原料、催化劑、溶劑、化學廢物或化工產品等能夠污染環境的物質，實現廢物零排放，減少其對人類健康和生態環境的危害，建立友好環境。用“資源-產品-再生資源”這種全新的循環物質流動過程替換掉過去的“資源-廢物”方式排放的流動過程。利用先進的綠色化工技術，研究出新型環保產品，及綠色工藝技術的運用實現清潔生產，從而大幅度降低三廢排放量【1】。21世紀，綠色化工技術已經被國際發達國家在化學有機合成、生物化學、分析化學、催化等領域列為主要的研究發展方向之一。在我國制定的“九五”發展規劃中，綠色化學與技術在釀造、制藥、造紙、印染、海水淡化等行業作為應逐漸補充及開發應用的重大研究項目。
2綠色化工技術的開發
2.1原料的選用
綠色化工科技的發展，如果不從化工污染、化學反應的源頭著手，那么始終是治標不治本而且十分被動的措施。那么化工科技及工藝發展過程中，選擇無毒害溶劑、原料、催化劑等化學原料來進行化工生產、制作化工產品可實現零排放、零污染的清潔生產和加工原則，有效防止和控制化學污染的產生。近年較為常見的無害化學原料為：野生植物、農作物等生產物質。將蘆葦、樹木等天然野生植物纖維，以及稻草、麥秸和蔗渣等農副產品的廢棄物作為原料加工糠醛、醇、酮、酸等化工原料。還有利用生物質氣化產生氫氣等，都是綠色化工技術中原料選擇應用的非常好的例子。
2.2無毒害催化劑的選用
在百分之九十的化工生產中催化劑是提高反應速率的必需品。然而在綠色化工科技的開發過程中，無毒害的烷基化固相催化劑是國內外研發工作的重點。南京大學徐國際【2】利用環境友好性綠色化合成過程對烯丙基醇類化合物作為烷基化試劑，在無溶劑的條件下對1，3-二羰基化合物進行直接烷基化反應，反應后處理步驟簡單，且催化體系可以循環使用，四次催化循環后收率仍然能大于84%。
3綠色化工技術在化學工業中的應用
3.1清潔生產技術
清潔生產技術是無毒、無害、無污染、無廢物排放的綠色化工技術，包括輻射熱加工技術，綠色催化技術，臨界流體技術等。在冶金工業、印染工業、煤氣化、制甲醇、垃圾處理、海水淡化等行業都得到了很好的運用。此外先進的脫硝脫硫技術、垃圾制沼氣技術、高效清潔的煤氣化技術、利用風能太陽能等自然能發電技術等等這些都利用了清潔生產技術。例如，海水淡化技術的應用不僅解決了我國淡水資源匱乏的現狀，還利用有效的化學方法將海水中的鹽水分離，在海水淡化的預處理過程中不會產生任何對環境狀況的不良影響，也沒有對生態環境造成傷害。而且，在海水淡化預處理過程中所產生的氫氧化鎂作為一種成本低廉、工藝簡單、不產生二次污染的清潔化工產品，具有非常廣闊的發展前景。
3.2生物技術
生物技術領域包含細胞、基因、微生物和酶等技術范疇，其主要應用在化學仿生學和生物化工兩個方面。生物酶在作為一種在生物體內的催化劑，具有高效、轉移性，可以參與到各個生物化工的合成過程中。另外，化學仿生學中的膜化學技術也是這一領域中廣泛應用的生物技術。在綠色化工技術中采用生物技術，可以利用再生資源合成化學品。從早期來源于動植物中的有機化合物原料，到后來以石油和煤炭作為原料。例如，在綠色化學工程與工藝中，制備丙烯酰胺，利用自然界中的酶替代丙烯腈催化合成丙烯酰胺后，大大降低能耗，且沒有污染環境副產物產生。由此可見，利用廣泛存在于自然界中的酶當做催化劑，與工業酶及一般的化學催化劑相比，自然界中的酶具有無污染、反應條件溫和、產物性質優良的特點。
3.3生產環境友好型產品
沼氣生物脫硫原理范文5
關鍵詞: 化學需氧量；生化處理；序批式活性污泥法；折流式厭氧反應器
0 引言
中海石油（中國）有限公司湛江分公司潿洲終端處理廠于1998年8月正式建成投產，是中海油湛江分公司第一個自營綜合性油氣處理終端。潿洲終端廠原有的電解法污水處理工藝在除油、脫硫、懸浮物等方面有較好的處理效果，曾一度滿足了小排量污水COD（化學需氧量）處理的要求。但是舊的COD電解處理方法存在處理量少（日處理量80立方米左右）、維修工作量大、維修成本高、操作不方便等缺陷。隨著油氣田不斷地勘探開發生產和油田綜合含水的上升，生產污水量也逐年增加（2005年已達1000立方米），原來的COD電解處理工藝已滿足不了實際生產的需要，對污水處理系統進行擴容和尋求新的處理技術勢在必行。
1 終端污水特性的試驗研究
污水生物處理技術是利用污水中的細菌、真菌以及原生動物、后生動物等微生物的作用，分解污水中的污染物，從而實現污水凈化。按照污水生物處理的條件，又可分為：厭氧生物處理和好氧生物處理兩種。
中海油湛江分公司與桂林工學院于2002年7月22日簽定了關于“潿洲終端處理廠污水CODCr環保達標研究”的合同。桂林工學院資源與環境工程系隨后成立了研究項目組，并根據合同的要求立即開展工作。經過多次采集潿洲終端處理廠污水，分析化驗、在實驗室完成了多項實驗后，又在現場開展了兩個多星期的試驗。為獲得更加全面、準確的資料，研究項目組于2004年先后3次采集潿洲終端處理廠污水，系統研究了溫度和厭氧處理時間對污水處理效果的影響。研究表明：
（1）潿洲終端處理廠污水COD為150～400mg/L，并具有鹽度高，含硫化物高，水質水量均變化較大的特點。
（2）污水中BOD/CODcr的比值為0.38，具較好的可生化性，通過對微生物的馴化，可 以用生化法處理污水。但單一的厭氧生化處理和好氧生化處理均不能達標。而厭氧—好氧聯合處理后的出水CODcr為15～85mg/L，完全可以實現CODcr達標。
（3）化學混凝可去除20%的COD，化學混凝—活性碳吸附聯合處理可去除44%的COD，但處理后的出水均不能達標。
（4）在30-50度的范圍內，溫度對厭氧處理效果無明顯影響。
2 污水處理技術方案的對比研究
厭氧+好氧組合工藝目前廣泛的應用于中高濃度、難降級的有機廢水。目前國內外厭氧反應器應用的主要類型有厭氧濾池（AF）、升流式厭氧污泥床反應器（UASB）、厭氧折流板反應器（ABR）、厭氧顆粒污泥膨脹床反應器（EGSB）等。好氧反應器主要有接觸氧化池、SBR反應器、氧化溝。曝氣生物濾池等。鑒于本設計的水質水量特征，設計初步確定兩個處理方案，并通過實驗運行，評價其處理效果。
（1）方案一：UASB＋SBR組合工藝處理含油廢水
UASB反應器和SBR反應器串連運行。升流式厭氧污泥床反應器是荷蘭的Lettinga教授研究開發的一種高效厭氧生物處理反應器，其上部設置氣、固、液三相分離器，下部為污泥懸浮層區和污泥床區，廢水用泵連續或脈沖由反應器底部均勻進入污泥床區，與厭氧顆粒污泥充分接觸反應，有機物被厭氧微生物分解成沼氣。液體、氣體與固體形成混合液流上升至裝配式三相分離器，使三者很好地分離，顆粒污泥回流到污泥床內，沼氣通過導管流入沼氣柜，處理過的水由出水槽排走。反應過程約80％以上的有機物被轉化為沼氣，完成廢水處理過程
序批式活性污泥法（簡稱為SBR工藝）是近年來引起國內外廣泛重視、研究和應用日趨增多的好氧生化工藝之一。其工作核心是SBR反應池，該池集水質均化、初次沉淀、生物降解、二次沉淀等功能于一體，整個工藝簡潔，運行操作可通過自動控制裝置完成，管理簡單，投資省。
SBR工藝的序批式包含兩層含義：一是運行操作在空間上按序列、間歇的方式進行，由于污水大都是連續或半連續排放，處理系統中至少需要兩個或多個反應器交替運行，因此，從總體上污水是按順序依次進入每個反應器，而各反應器相互協調作為一個有機的整體完成污水凈化功能，但對每一個反應器則是間歇進水和排水；二是每個反應器的運行操作分階段、按時間順序進行，典型的SBR工藝的一個完整的運行周期由五個階段組成，即進水階段、反應階段、沉淀階段、排水階段和閑置階段，從第一次進水開始到第二次進水開始稱為一個工作周期。
進水階段是反應池在短時間內接納需要處理的污水，同時起到調節和均質的作用，此階段可曝氣或不曝氣。反應階段是停止進水后的生化反應過程，根據需要可在好氧和缺氧條件下進行，也可兩種條件下交替進行，但一般以好氧為主。沉淀階段停止曝氣，進行泥水分離。經過一定時間的沉淀，進入排水階段，利用排水裝置將上清液排出反應池。排水結束到第二次進水的時間間隔為閑置階段，這一階段曝氣或不曝氣均可，此時通常不進水，而是通過內源呼吸作用使微生物的代謝速度和吸附能力得到恢復，為下一個周期創造良好的初始條件。在每一個運行周期內，各階段的運行參數都可以根據污水水質和出水指標進行調整，并且可根據實際情況省去其中的某一階段，還可以把反應期與進水期合并，或在進水階段同時曝氣等，系統的運行方式十分靈活。
（2）方案二：ABR＋SBR組合工藝處理含油廢水。
厭氧擋板式反應器和SBR反應器串連運行。折流式厭氧反應器（Anaerobic Baffled Reactor）是Bachman和McCarty等人于1982年前后提出的一種新型高效厭氧反應器。厭氧擋板式反應器內部垂直于水流方向設多塊擋板來保持反應器內較高的污泥濃度以減少水力停留時間。擋板把反應器分為若干個上向流室和下向流室。上向流室比較寬，便于污泥聚集，下向流室比較窄，通往上向流的導板下部邊緣處加 60°的導流板，便于將水送至上向流室的中心，使泥水充分混合保持較高的污泥濃度。當污水COD濃度高時，為避免出現揮發性有機酸濃度過高，減少緩沖劑的投加量和減少反應器前端形成的細菌膠質的生長，處理后的水進行回流，使進水COD稀釋至大約5～10g/L，當污水COD濃度較低時，不需進行回流
雖然在構造上ABR可以看作是多個UASB反應器的簡單串聯，但工藝上與單個UASB有顯著不同。UASB可近似地看作是一種完全混合式反應器，而ABR則更接近于推流式工藝。與Lettinga提出的SMPA[1]工藝對比，可以發現ABR幾乎完美地實現了該工藝的思路要點。首先，擋板構造在反應器內形成幾個獨立的反應室，在每個反應室內馴化培養出與該處的環境條件相適應的微生物群落。例如ABR用以處理葡萄糖為基質的廢水時，第一格反應室經過一段時間的馴化，將形成以酸化菌為主的高效酸化反應區，葡萄糖在此轉化為低級脂肪酸（VFA），而其后續反應室將先后完成各類VFA到甲烷的轉化。通過熱力學分析可知，細菌對丙酸和丁酸降解只有在環境H2分壓較低的情況下才能進行[2]，而有機物酸化階段是H2的主要來源，產甲烷階段幾乎不產生H2。與單個UASB中酸化和產甲烷過程融合進行不同，ABR反應器有獨立分隔的酸化反應室，酸化過程產生的H2以產氣形式先行排除，因此有利于后續產甲烷階段中丙酸和丁酸的代謝過程在較低的H2分壓環境下順利進行，避免了丙酸、丁酸過度積累所產生的抑制作用。由此可以看出，在ABR各個反應室中的微生物相是隨流程逐級遞變的，遞變的規律與底物降解過程協調一致，從而確保相應的微生物相擁有最佳的工作活性。其次，同傳統好氧工藝相比，厭氧反應器的一個不足之處是系統出水水質較差，通常需要經過后續處理才能達標排放。而ABR的推流式特性可確保系統擁有更優的出水水質，同時反應器的運行也更加穩定，對沖擊負荷以及進水中的有毒物質具有更好的緩沖適應能力。值得指出的是，ABR推流式特點也有其不利的一面，在同等的總負荷條件下與單級的UASB相比，ABR反應器的第一格不得不承受遠大于平均負荷的局部負荷。以擁有五格反應室的ABR為例，其第一格的局部負荷為其系統平均負荷的5倍，如何降低局部負荷過載的不利影響還有待于深入探討。
ABR的工藝特性與其水力特性緊密相關。對于ABR的水力學特性，A.Grobicki、D.C.Stuckey和天津大學的郭靜[3]研究表明：ABR反應器在沒有回流和攪拌的條件下，混合效果良好，死區百分率低。反應死區可以分為生物死區和水力死區，生物死區來源于污泥所占的體積以及污泥對水力條件的改變；水力死區則可通過改善反應器構造設計而減小。在單個反應室內，水力特性接近于完全混合式，而從整體效果上看，則近似于推流式。由于ABR的水力特性較復雜，二者均未能就其流態提出一個較好的數學模型。其水力死區的計算借用了化學反應工程中反應器的流態模型，其合理性尚待進一步考證。
關于ABR的工藝特性研究，最早是由A.Bachman和P.L.McCarty等人所做。ABR反應器運行時污泥床層（常為顆粒污泥）處于流化狀態，廢水中基質的降解和微生物代謝產物的排除均須經由顆粒污泥表面通過擴散作用完成。試驗中ABR的負荷可高達36gCOD/L。此外W.P.Barber和D.C.Stuckey[4]研究了ABR的啟動特性，結果表明，固定進水基質濃度而逐步縮短HRT的啟動方式優于固定HRT而逐漸增大進水基質濃度的啟動方式。另外，ABR對水力負荷沖擊響應迅速但恢復卻快于濃度負荷沖擊。在高水力負荷條件下，反應器內的短流現象是造成污泥流失的主要原因。A.Grobicki和D.C.Stuckey[5]研究了以葡萄糖為基質的ABR在穩定狀態和沖擊負荷情況下的運行特性，系統分析了酸化過程以及甲酸、乙酸、丙酸、丁酸等中間產物在不同運行狀態下沿流程的分布積累狀況。與其它反應器在沖擊負荷條件下不同的是，ABR中甲酸并非是很重要的電子受體。此外，無論是在水力或是在濃度負荷沖擊下，ABR均表現出良好的穩定性能，因此有可能適用于工業廢水處理。
（3）方案比選。
根據潿州終端處理廠污水平流式厭氧處理實驗報告，UASB+SBR聯合處理含油廢水實驗結果，ABR+SBR聯合處理實驗結果
對比UASB+SBR組合工藝、ABR+SBR組合工藝處理含油廢水實驗結果，從工藝的運行管理，處理效果、耐沖擊負荷等方面對兩個方案進行比較。比選方案的主要區別在厭氧處理反應器的選擇上，兩種不同厭氧反應器比較如下：
①構筑物結構：UASB池體結構較復雜，其三相分離器對設計要求較高，且單反應器存在明顯的床體水流溝流的現象；ABR反應器采用多格室結構代替單室反應器結構，無專用的氣固液分離系統，結構簡單。
②反應啟動時間：UASB污泥馴化期40天以上，不宜間歇運行，污泥床破壞后重新啟動困難；ABR污泥馴化期在20天左右，各隔室的微生物隨流程逐級遞變，可間歇運行。
②設計、運行管理：UASB的三相分離器對設計和運行的要求較高，處理低濃度污水時，有機物濃度低，產氣量少，污泥間無良好的間隙性，有機物和污泥的傳質作用較差，處理效率受到一定限制，且為使UASB布水均勻，反應需設攪拌器使泥水充分接觸，這在實際工程中較難控制。ABR不需要專門的布水系統，也不需要設置專用三相分離器，其運行管理簡單。
④成本及運行費用：根據有關資料顯示，在處理相同負荷的有機廢水，UASB與ABR相比，一次性成本和常年運行費用均較高。
綜合以上分析研究成果及現場試驗，雖然實驗結果說明UASB+SBR組合工藝、ABR+SBR組合工藝都能有效地處理本設計含油廢水，但厭氧段宜采用處理原理和效果相似，且運行管理方便的ABR反應器。最后確定了處理的最佳方案為：原水調節池厭氧生化好氧生化沉淀（過濾）出水。其中，反應體系中，厭氧生化處理采用了平流式厭氧處理法。
3 污水生化處理系統工藝原理
根據潿州終端處理廠污水處理小試、中試報告，污水通過采用化學混凝法處理、好氧處理、厭氧+好氧組合工藝對比實驗確定污水處理以生物處理技術為主體，采用“厭氧+好氧＋過濾”工藝，污水首先進入厭氧池進行厭氧處理，厭氧池設計采用“折流板式厭氧反應器”（ABR），該反應器的設計水力停留時間為36小時，原污水利用厭氧微生物（主要是厭氧菌）將廢水中的可溶性的高分子有機物和不溶性有機物降解為低分子的有機酸、醇及二氧化碳、氨、硫化氫等氣體，并放出細菌生長、活動所需的能量。污水中的有機物得到降解的同時廢水的可生化性得到改善，COD去除率為20%～30%。厭氧出水再泵入“序批式生物反應器”（SBR）內進行好氧生化處理，SBR設計的運行周期為12h（進水1h，曝氣8h，沉淀2h，排水1h）。剩余污泥進入濃縮池濃縮處理后經過脫水處理后將泥餅外運填埋處理。SBR處理出水通過潷水裝置排入過濾池，經過濾池的濾料層后截留了SBR池出水中可能殘留的懸浮顆粒。過濾池處理后出水經儲水池后達標排放
（1） 本工藝采用生化（ABR+SBR）組合工藝對污水進行處理。污水進入厭氧池進行厭氧處理，再泵入SBR池內好氧生化處理，污泥回流至厭氧反應池，多余污泥進入濃縮池濃縮處理后經過脫水處理后將泥餅外運填埋處理。處理后出水經貯水池后達標排放。
（2）工藝采用了處理技術工藝成熟，所設各構筑物的功能明確，組合合理，處理過程中運行穩定，操作簡單，便于管理，通過各構筑物的綜合處理，相關指標可達到國家污水綜合排放的一級標準。
（3）SBR反應池特點：SBR反應池設置多個反應池，其運行操作在空間上按序列、間歇的方式進行，污水采用連續處理排放；反應池運行靈活，在一個運行周期內，各階段的運行參數都可以根據污水水質和出水指標進行調整。
（4）ABR反應池特點：采用多格室結構代替單室反應器結構，無專用的氣固液分離系統，結構簡單；不需要專門的布水系統，也不需要設置專用三相分離器，其運行管理簡單；反應啟動時間，ABR污泥馴化期在50天左右，各隔室的微生物隨流程逐級遞變，可間歇運行。
（5）成本及運行費用：根據有關資料顯示，在處理相同負荷的含油有機廢水，SBR＋ABR工藝，一次性成本和常年運行費用均較低。
4 污水處理效果分析
潿洲終端污水處理項目于2005年8月1日正式開工建造，2006年4月28日全面竣工投用，采用的“厭氧 + 好氧 ＋ 過濾” 處理含油污水工藝，是集各成熟、高效處理單元的合理組合，經過三年時間的運行證明，本污水處理流程耐沖擊負荷、操作簡便、運行穩定。同舊的污水處理裝置相比較，污水處理量滿足了現場的實際需要，節約了大量的電力資源、減輕了操作難度、減少了大量的設備維修和維修成本。經當地環境監測站的多次監測結果表明，經過生化處理后的污水水質達到設計排放標準，符合國家一級排放標準的指標要求。
參考文獻
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沼氣生物脫硫原理范文6
關鍵詞：市政排水管道；硫化氫；危害；預防
Abstract: hydrogen sulfide is a rotten egg smell, flammable colorless, highly toxic gas, thermal stability, as the pressure is reduced, reducing the solubility in the water, volatile, in the municipal drainage pipeline construction and maintenance activities, if no protection or safety protection does not reach the designated position, tends to cause personal injury. Drainage pipes in this paper, the mechanism of hydrogen sulfide, harm and prevention and so on has carried on the analysis discussion, hope to be able to cause the attention of related units, completes the safety in production work earnestly.
Keywords: municipal drainage pipe; Hydrogen sulfide; Harm; To prevent
中圖分類號：S276.3文獻標識碼：A文章編號：2095-2104(2013)
硫化氫（H2S）是一種可燃性無色劇毒氣體，具有典型的臭雞蛋味，易溶于水，也溶于醛類、二硫化碳、石油溶劑和原油中，有時由于溫度作用也隨著溶劑帶出。下面僅就市政排水管道中產生的硫化氫的危害、預防等進行探討。
一、排水管道中硫化氫的形成機理
排水管道中產生硫化氫的原因，主要為污水中的硫化物、硫酸鹽等在一定的濃度、溫度、濕度、酸性和缺氧條件下，經厭氧性微生物發酵，有機物質會腐爛分解而產生。這類有毒有害氣體無色、熱穩定性差，隨著壓力降低，在水中的溶解度降低，揮發性增強，在新老管道碰接施工及維護作業中不易發現，一旦出現中毒癥狀往往就到了無法自救的地步，有“閃電中毒”之說，因此被稱為“殺人氣體”。根據外界條件如溫度升高、壓力釋放，硫化氫在水中的溶解度降低，揮發性增強（見下表）：
T——溫度
a——標準狀況下壓力
q——100克水中所能溶解H2S的克數
污水中的硫化物分為溶解性硫化物和非溶解性金屬硫化物。溶解性硫化物包括硫化氫、硫氫根離子、硫離子，在污水中進行如下的電離平衡：
H2S H++HS-
HS-H++S2-
這些硫化物在酸性條件下平衡向左移動，生成硫化氫，從污水中溢出；在堿性條件下，平衡向右移動，以HS-或S2-形態存在。
非溶解性金屬硫化物如硫化鐵、硫化鉛等，在酸性條件下也產生硫化氫氣體：
FeS+2H+H2S+Fe2+
PbS+2HH2S+Pb2+
擴散到排水管道中的硫化氫除與污水中硫化物的濃度有關，還與污水的酸堿度有密切關系。排水管道中的硫化氫除由污水中的硫化物產生外，大部分由于有機物的分解及污水中的微生物分解硫酸鹽產生。在好氧條件下，污水中的HS-在硫氧化菌的作用下氧化成亞硫酸鹽，降低了水中HS-的濃度，從而阻止硫化氫氣體的產生；在厭氧條件下，污水中的脫硫弧菌還原污水中的硫酸鹽生成硫化氫，進入污水管道中的硫化氫進一步氧化成硫酸，主要吸附在污水管道的上部，造成對污水管道的酸腐蝕，這就是通常污水管道上部比下部腐蝕嚴重的原因[1]。
2HS－+O2硫氧氧化S2O32-+H2O
SO42― 脫硫弧菌H2S
H2S+2O2硫氧氧化 H2SO4
二、硫化氫氣體在排水工程施工中的危害
1、封口的管道及有堵塞的管道。由于管內污水長期密封，水體中有機物經分解形成硫化氫氣體，儲存積壓在管道內，一旦封頭啟封或堵塞物清除，硫化氫氣體順勢沖出。硫化氫氣體的比重比空氣的大（約為1.19），因此失去壓力的硫化氫氣體一旦沖出管道，就立即占據了檢查井井底的所有空間，沒有外界動力作用下很難散發出去。大量的硫化氫氣體密布對施工作業人員造成極大的生命威脅。若沒有防護措施，不僅現場作業人員很難幸免中毒傷亡，往往還造成施救人員同時傷亡。如2009年在新市區某工地進行新老排水管道碰接時，由于用戶支管長期淤堵，當施工人員擾動了淤堵的支管內淤泥時，封堵在管道內的硫化氫氣體涌出，當場造成一人中毒死亡，工友在進行施救時，又造成一死一傷的安全事故。
2、久積不排的污水池（坑）。長期未清理的沼氣池、污水坑、化糞池等，由于長期對沉積物不進行清理，往往在表面上有較厚的覆蓋層。長期以來有機物分解產生的硫化氫等有害氣體，儲集在覆蓋層下。這種表面現象容易使人們疏忽對有害氣體的防范。一旦捅開表面覆蓋層，硫化氫等氣體立即從突破口沖出傷害現場作業人員。如2012年5月新疆醫科大學附屬腫瘤醫院在檢修污水池潛水泵時發生硫化氫中毒事故，造成一人死亡，另有2人在施救時相繼中毒死亡。
3、在城市排污管道檢查、搶修施工期間，往往都是帶水作業，這些污水中的有害物質是維護作業人員的安全隱患，如：硫化合物、硒化合物、酚化合物等等，這些化合物隨水條件的變化不斷產生有害氣體，因此必須強化安全操作技術規程，杜絕人身傷害。
三、硫化氫氣體的檢測
硫化氫氣體的特殊氣味往往混和在污水的混雜氣味中，當其在空氣中的濃度在0.001~0.002mg/L時，就能聞到臭雞蛋味，當達到1mg/L時，就能使人瞬時中毒死亡。
目前較為常用且較適合現場使用的是一種“四合一”復合氣體檢測儀，可同時檢測排水管道中最常見的四種氣體：硫化氫、一氧化碳、可燃氣、氧氣。在此強調指出，在儀器使用過程中，必須對儀器的性能、靈敏度、有效使用期等實際檢測性能做全面了解，確保儀器的日常使用，保證施工現場的安全。目前，我們使用的氣體檢測儀均利用庫倫電解定律的原理，根據檢驗的電位差測定氣體含量的高低。由于儀器在保存使用期間，探頭電極（鉑金片）在酸性電介質中隨時間、溫度的變化而不斷腐蝕損耗。這種自損現象使氣體檢測儀的使用有效期顯的尤為重要。儀器使用單位對過了有效期的探頭，必須采用標準氣體進行標定檢驗（或請有相應資質的單位進行鑒定、更換），緩解探頭自損，延長儀器使用壽命，提高儀器使用率。另外，儀器不用時要放在恒溫箱內，溫度控制在40C左右。
排水工程施工作業現場如何預防硫化氫等有毒有害氣體
在有可能出現硫化氫氣體的作業現場，必須注意預防，并采取必要的措施，防止有害氣體對人身安全的威脅。
1、污水管道內拆除封頭或疏通堵塞時要了解管內有沒有積水？積水的基本情況如何？有無化學物質排入等？
2、下井作業及進管檢查或疏通時，必須先進行有毒有害氣體檢測，如將相鄰兩個檢查井的井蓋打開通風一段時間，或用抽風機進行強制通風。即使確認有毒氣體已排除，下井作業時仍應有適當的預防措施，并填寫“下井作業票”；必須使用供壓縮空氣的隔離式防護裝具作為防毒用具，嚴禁使用過濾式防毒面具和隔離式供氧面具。有流動水的場所作業期間應不斷進行硫化氫氣體檢測。
3、對于久蓄不排的污水及長時間未清理的沼氣池等，在清池時發生硫化氫等有害氣體中毒的概率較高。因此，在清池作業時必須作好充分的防范工作。在這些危險性較大的作業場所，建議作業前準備充分的20%氫氧化鈉，將堿溶液倒入污水覆蓋層表面，逐漸捅開覆蓋層讓氫氧化鈉溶液進入，讓充足的氫氧化鈉與硫化氫溶液反應，盡管含有硫化鈉的污水具有腐蝕性，但是可以免去硫化氫對作業人員的生命威脅。
結束語
硫化氫是一種劇毒氣體，廣泛存在于排水管道中。市政排水管道作業環境差，有毒有害氣體對作業人員身體健康帶來危害，對生命安全存在極大隱患。如何提高市政排水管道施工及維護作業的環境質量，防止有害氣體的傷害，保證作業安全，是值得探討和研究的課題。我們在進行排水管道相關施工作業時，一定要嚴格遵守有關安全規定，切實提高防范意識與水平，杜絕安全事故的發生。
