河北省新能源技术推广站  王熙春

　　河北省农村沼气建设起步于20世纪70年代，从2003年开始，按照省政府部署，大力实施“百万农户沼气建设行动计划”，截至2015年底，全省发展户用沼气267.62万户，建成农村沼气物业服务网点6302处，年产沼气65640.88万立方米，各类沼气工程2922处，总池容51.3万立方米，年产沼气9888万立方米，沼气主要用于为农户供气或企业自用、发电等，沼渣、沼液用作有机肥，有助于提高农民生产生活质量，促进美丽乡村建设和现代农业建设。

2 规模化沼气工程发展特点

总体看，全省规模化沼气工程建设具有以下几个特点。

2.1工程数量快速增加

　　2008年以前，全省养殖场规模化沼气工程仅有2处。2008以后，受益于国家政策支持，每年新增30~60处。

2.2技术水平显著提升

　　2008年以前，河北省的沼气工程技术工艺落后、配套设备简单、运行效率很低。近年来建设的工程，采用国内多种先进技术工艺、配套设备齐全，最大单体容积达5000立方米，部分工程实现了自动监控。

2.3秸秆沼气工程技术水平全国领先

2008年，沧州青县建成我国第一座以秸秆为主要原料的沼气工程，随后河北省加大了技术研发和试点示范力度。目前，河北省的秸秆沼气工程发酵工艺先进，技术成熟，运行稳定，对全国起到了很好的示范带动作用。

2.4积极推进转型升级

　　2015年农村沼气转型升级以来，我省争取生物天然气试点工程4处，规模化大型沼气工程12处，争取中央资金数位居全国前四名。实现了由主要发展户用沼气向规模化沼气转变，由功能单一向功能多元化转变，由单个环节项目建设向全产业链一体化统筹推进转变。在集中供气、发电并网等方面取得了积极成效，正在不断探索有价值、可复制、可推广的实践经验，农村沼气多元化发展的新格局初步形成。

3 河北省规模化沼气工程的工艺类型

　　规模化沼气工程技术是一项以开发利用有机废弃物（如养殖场粪污等）为对象，以获取能源和治理环境污染为目的的农村能源工程技术。

3.1主要类型

　　按照机械化程度、技术工艺路线以及配套设备情况等分为两种类型。

3.1.1 以地上厌氧发酵塔、储气柜为主体的沼气工程

机械化程度高，技术工艺复杂，配套设备齐全。主要构成系统：一般包括原料（废水）的收集系统、预处理系统、消化（厌氧）系统、出料的后处理系统和沼气净化、储存、利用系统。主要设备：钢制格栅、水力筛网片、污水提升泵、厌氧发酵塔、储气柜、脱硫塔、沼气凝水器、沼气流量计、管道、阀门及配件、消火栓及消防设备、电气设备、固液分离机等。厌氧发酵塔类型：分为完全混合式厌氧消化器（CSTR）、升流式厌氧固体反应器（USR）、上流式厌氧污泥床反应器（UASB）、厌氧过滤器（AF）、厌氧流化床反应器、厌氧颗粒污泥膨胀床反应器（EGSB）、厌氧内循环反应器（IC）等多种类型。目前，我省以CSTR 、USR型反应器居多。此类工程根据所要实现的目的不同，又分为两种不同的模式：

（1） 能源生态型。以用肥和用能为目的，是全国最典型的模式。畜禽粪便污水经过厌氧消化处理后，沼气用作能源或发电，沼渣、沼液作为有机肥用于种植业，没有排放到自然环境中，实现了零排放、减量化、无害化和资源化。如果直接排放，仍然是严重的富营养化，会对环境造成二次污染。我省养殖场规模化沼气工程基本为能源生态型。

（2）能源环保。以实现废水达标排放和用能为目的。有机废水经过厌氧发酵后，再经过好氧处理（如曝气）、沉淀、过滤等，排放水能达到国家规定的有关环保要求。该模式投资非常高，占地面积大，从农村能源行业看，实际应用较少，我省目前还没有此类工程。

3.1.2地下塞流式沼气工程

50~100立方米地下塞流式沼气工程拱顶做储气室或配套建立储气柜，具有结构简单、投资少、易于增温保温、运行管理费用低等优点，通过地上配套建阳光板采暖温室，较好地解决了冬季受气温影响不能正常运行的问题，无须更多动力费用，比较适合小规模养殖场的粪污处理。河北省已制订发布了地方标准《畜禽养殖厂用塞流式水压沼气池标准图集》。

3.2主要工艺模式

　　我省规模化沼气工程主要采取完全混合式、塞流式、升流式三种工艺，现对常用工艺进行简要介绍并进行比较。

　　3.2.1 完全混合式工艺

　　先对各类畜禽粪便及其他有机物进行粉碎处理，调整进料TS浓度8~13%范围内，进入CSTR反应器，CSTR反应器采用上进料下出料方式，并带有机械搅拌，产气率视原料和温度不同在1.0~15.0之间。沼渣沼液COD浓度和TS浓度含量高，一般不经固液分离即可直接用于农田施肥，是典型的能源生态型沼气工程工艺。采用CSTR工艺产生的沼气如进行热电联产（CHP），热能输出部分可满足大部分北方地区冬季的原料加热要求，不需外来能源加热。