【正文】 對于厭氧消化處理來說，碳氮比以（12～16）: 1最為合適。此外還需要作為能源的碳，因此要求C/N達(dá)到（10～20）: 1為宜。合成細(xì)胞所需的碳（C）源擔(dān)負(fù)著雙重任務(wù)，其一是作為反應(yīng)過程的能源，其二是合成新細(xì)胞。在本設(shè)計(jì)中，餐余垃圾和禽畜和人的糞便厭氧消化池停留時(shí)間為15天。在厭氧處理有機(jī)廢物時(shí)，負(fù)荷率習(xí)慣上以投配率表達(dá)，即每日投加的生污泥容積占反應(yīng)器容積的百分?jǐn)?shù)。 。這種在消化池運(yùn)行的特定的PH值下中和或吸收酸的能力就是消化物的緩沖能力?？倝A度總堿度是消化池運(yùn)行好壞的重要指標(biāo)。在運(yùn)行良好的消化池，揮發(fā)酸被產(chǎn)氣菌分解的速度和揮發(fā)酸的產(chǎn)速相等。這就意味著揮發(fā)酸形成的速率大于其分解的速率，揮發(fā)酸的濃度增加了。產(chǎn)氣菌在消化的第二階段將揮發(fā)酸轉(zhuǎn)化成沼氣。厭氧發(fā)酵體系中的PH值除受進(jìn)水PH的影響外，還取決于代謝過程中自然建立的緩沖平衡。酸堿度過高對甲烷菌的生長也有抑制，但毒性不如PH低時(shí)大。PH值PH值是了解控制消化池正常運(yùn)行的重要的控制指標(biāo)。因此，一般采用消化溫度為30～35℃的中溫消化（消化天數(shù)20～30天）或溫度為50～55℃的高溫消化（消化天數(shù)10～15天）。當(dāng)提高消化溫度時(shí)，分解有機(jī)物所需要的時(shí)間會縮短。本設(shè)計(jì)根據(jù)消化池進(jìn)料的不同將厭氧消化池中有機(jī)廢物含水率設(shè)定為89％－90％。含水率有機(jī)物在消化池中的含水率是厭氧消化重要的控制因素，既要滿足攪拌、輸送的要求也要盡量減少含水率以降低消化池加熱能耗?？刂茀捬醢l(fā)酵效率的基本因素有兩類：一類是基礎(chǔ)因素，包括微生物量（污泥濃度）、食料（有機(jī)物等）、營養(yǎng)比、混合接觸、負(fù)荷率等；另一類是環(huán)境因素，如溫度、PH值、氧化還原電位、抑制物及促進(jìn)劑等。大部分甲烷細(xì)菌將產(chǎn)酸階段產(chǎn)生的乙酸吸入細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行代謝，產(chǎn)生CH4。由于該類細(xì)菌繁殖速度慢，代謝活力不強(qiáng)，只能利用揮發(fā)性脂肪酸這樣一些易降解物質(zhì)進(jìn)行代謝，產(chǎn)生甲烷。第三階段，稱為產(chǎn)甲烷階段。揮發(fā)醇主要為甲醇和乙醇。揮發(fā)性脂肪酸通常指少于6個(gè)碳原子的直鏈低級脂肪酸，但消化液中的脂肪酸則主要為乙酸、丙酸和丁酸，三種酸占揮發(fā)性脂肪酸總量的95％以上。進(jìn)行水解的兼性菌完成水解以后，可將水解產(chǎn)物吸入胞內(nèi)，繼續(xù)進(jìn)行分解代謝。多糖先水解為單糖，再通過酵解途徑進(jìn)一步發(fā)酵成乙醇和脂肪酸，如丙酸、丁酸、乳酸等；脂肪被水解為甘油和脂肪酸；蛋白質(zhì)則先水解為氨基酸，再經(jīng)脫氨基作用產(chǎn)生脂肪酸和氨。第一階段，可稱為水解、發(fā)酵階段。 將有機(jī)物厭氧消化產(chǎn)沼氣，是一個(gè)由多種細(xì)菌參與的多階段生化反應(yīng)過程，每一反應(yīng)階段都以某類細(xì)菌為主，其產(chǎn)物供下一階段的細(xì)菌利用。裝置所需的關(guān)鍵設(shè)備均從國外進(jìn)口，以保證裝置的穩(wěn)定高效運(yùn)轉(zhuǎn)。項(xiàng)目擬引進(jìn)的工藝技術(shù)為丹麥NIRAS公司的厭氧發(fā)酵和生物脫硫技術(shù)。因此，本項(xiàng)目二氧化碳的凈化工藝技術(shù)擬采用目前應(yīng)用成熟的乙醇胺化學(xué)吸收法。裝置投資低，工藝技術(shù)成熟穩(wěn)定。因此，本項(xiàng)目的脫硫工藝技術(shù)擬采用國外先進(jìn)成熟的生物脫硫技術(shù)。生物脫硫技術(shù)是80年代發(fā)展起來的常規(guī)脫硫替代新工藝，具有許多優(yōu)點(diǎn)：設(shè)備簡單，不需催化劑和氧化劑(空氣除外)，不需處理化學(xué)污泥，產(chǎn)生很少生物污染，低能耗，回收硫，效率高，無臭味，尤其以其適合處理低濃度氣態(tài)污染物的特點(diǎn)而受到人們的關(guān)注。綜上所述，本項(xiàng)目厭氧發(fā)酵工藝采用高溫CSTR工藝。本項(xiàng)目的厭氧發(fā)酵工藝選擇以高濃度有機(jī)廢棄物聯(lián)合消化為特點(diǎn)的CSTR工藝。國外常用的CSTR工藝同國內(nèi)常用的USR工藝、UASB工藝列表比較如下：表54 沼氣工程工藝比較表序號類別CSTRUASBUSR1原料范圍所有畜禽原料高COD污水畜禽污水豬糞、雞糞2原料TS濃度6~12%1%3~5%3應(yīng)用區(qū)域全國各地中部、南部中部、南部4水力停留時(shí)間15~30天1~5天8~15天5單位能耗高高中等6單池容積500~4000m3200~5000m3200~2000m37操作難度高高中等8產(chǎn)氣率~不定~9經(jīng)濟(jì)效益較佳較低或負(fù)效益偏低經(jīng)過以上對比分析可以看出幾種工藝各有所長，USR工藝作為國內(nèi)較成熟的工藝，尤其適用于中部和南部養(yǎng)豬場糞污處理和集中供氣沼氣工程，在北方地區(qū)冬季運(yùn)行經(jīng)濟(jì)效益不佳；UASB工藝適用于養(yǎng)豬場的污水處理能源環(huán)保型沼氣工程，應(yīng)用范圍較窄；應(yīng)用范圍廣、適應(yīng)性強(qiáng)，效益高的工藝是CSTR工藝，有很大的發(fā)展?jié)摿?。國?nèi)應(yīng)用比較成功的厭氧發(fā)酵技術(shù)有UASB、USR和HCF等工藝，應(yīng)用較多的是USR工藝，小部分采用HCF和UASB工藝。由于CSTR工藝產(chǎn)氣率高，費(fèi)效比顯著，熱電聯(lián)產(chǎn)產(chǎn)生的熱能通常大于原料加熱所需熱量，大大降低了沼氣生產(chǎn)成本。這種全混式CSTR的工藝是先對各類畜禽糞污及其它有機(jī)廢棄物進(jìn)行預(yù)處理，調(diào)整進(jìn)料TS濃度6~12%范圍內(nèi)，泵入帶有機(jī)械攪拌的CSTR反應(yīng)器，其容積產(chǎn)氣率視原料和溫度不同，~。傳統(tǒng)的沼氣發(fā)酵均采用濕法技術(shù)，具有工藝過程簡單、投資小、運(yùn)行和管理方便的優(yōu)點(diǎn)。主要利用畜禽糞便具有的高能潛力，通過厭氧發(fā)酵，對畜禽糞便進(jìn)行無害化處理及綜合利用，產(chǎn)生的沼氣轉(zhuǎn)化為新興的高能、清潔生物能源，產(chǎn)氣后的沼渣、沼液可作為無公害肥料在當(dāng)?shù)叵?。從上述情況可以看出，干法沼氣發(fā)酵技術(shù)是一項(xiàng)新技術(shù)含量很高的技術(shù)，目前還有很多技術(shù)方面的問題需要解決，工業(yè)化應(yīng)用并不成熟。干式發(fā)酵系統(tǒng)的難點(diǎn)在于：(1)生物反應(yīng)高溫固體含率的條件下進(jìn)行；(2)很高的固體含量給攪拌裝置的選擇和動(dòng)力配給帶來了困難，反應(yīng)的啟動(dòng)條件苛刻，菌種馴化任務(wù)艱巨；(3)需要讓進(jìn)料與接種物充分混合，防止反應(yīng)器局部有機(jī)負(fù)荷超高以及消化物質(zhì)的酸化；(4)氨、重金屬硫酸鹽揮發(fā)性有機(jī)酸等抑制物的含量可能會提高，對細(xì)菌活性產(chǎn)生不利影響，需要有效的措施來降低原料中對細(xì)菌有毒性的物質(zhì)含量，運(yùn)行中存在著較高的不穩(wěn)定性。吸附法的關(guān)鍵是吸附劑的載荷能力，其主要決定因素是溫差(或壓差)。無論變溫吸附法還是變壓吸附法都要在吸附和再生狀態(tài)之間循環(huán)進(jìn)行，前者循環(huán)的時(shí)間通常以小時(shí)計(jì)，而后者則只需幾分鐘。常用的吸附劑有天然沸石、分子篩、活性氧化鋁、硅膠和活性炭等。B吸附法吸附法是利用固態(tài)吸附劑對原料混合氣中的二氧化碳的選擇性可逆吸附作用來分離回收二氧化碳的。以乙醇胺類作吸收劑的方法有MEA法(所用溶劑為一乙醇胺)、DEA法(二乙醇胺)、MDEA法(甲基二乙醇胺)、聯(lián)合碳化公司的乙醇胺法(同時(shí)添加兩種防腐蝕劑)、道化學(xué)公司的2烷氧基乙胺法(內(nèi)添加防腐蝕劑)以及勞爾夫巴遜斯法(所用溶劑為二乙醇胺)。A 化學(xué)吸收法化學(xué)吸收法是使原料氣和化學(xué)溶劑在吸收塔內(nèi)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，二氧化碳被吸收至溶劑中成為富液，富液進(jìn)入脫析塔加熱分解出二氧化碳從而達(dá)到分離回收二氧化碳的目的。通常,一個(gè)裝置中配有兩個(gè)反應(yīng)床,當(dāng)一個(gè)在進(jìn)行脫硫的過程中,另一個(gè)可以進(jìn)行再生。產(chǎn)生的硫化鐵可以被空氣氧化再生,生成氧化鐵或者氫氧化鐵和硫單質(zhì),再生過程中會放出大量的熱,因此常常會發(fā)生自燃。由于硫化氫易與氫氧化鐵、氧化鐵反應(yīng)生成硫化鐵,此反應(yīng)是略微的吸熱反應(yīng),最低溫度要求12℃,最佳反應(yīng)溫度為25℃—50℃,所以需要加熱。適當(dāng)?shù)臏囟?、反?yīng)時(shí)間和空氣量可以使硫化氫減少至50ppm。最直接和簡單的方法是直接往厭氧消化罐或儲氣罐中通入一定量的氧或空氣并保持一定時(shí)間,因?yàn)榱驐U菌隨處可見,所以并不需要接種。大部分的硫氧化細(xì)菌都屬于硫桿菌屬,且大多都是自養(yǎng)的,即它們可以利用沼氣中的二氧化碳來滿足其碳營養(yǎng)的需要,主要生成物是單質(zhì)硫,也有部分硫酸根,在溶液中形成硫酸會造成腐蝕。 沼氣凈化提純工藝技術(shù)概況(1)脫硫工藝概況目前常見的脫硫工藝技術(shù)主要有生物法和物化法。此工藝條件下固體濃度維持在15%以下，其液化、酸化和產(chǎn)氣3個(gè)階段在同一個(gè)反應(yīng)器中進(jìn)行，在發(fā)酵啟動(dòng)時(shí)，加入一定量的水調(diào)節(jié)含固率。隨著固體濃度的加大，干發(fā)酵工藝中需設(shè)計(jì)抗酸抗腐蝕性強(qiáng)的反應(yīng)器，同時(shí)還得解決干發(fā)酵系統(tǒng)中輸送流體粘度大以及高固體濃度帶來的抑制問題。干式發(fā)酵工藝技術(shù)厭氧干發(fā)酵又稱高固體厭氧消化，在傳統(tǒng)的厭氧消化工藝中固體含量通常較低，而高固體消化中固體含量可達(dá)到20%～35%。車用沼氣工藝系統(tǒng)主要包括兩部分：一是有機(jī)廢棄物厭氧發(fā)酵系統(tǒng)，二是原產(chǎn)沼氣的凈化提純壓縮系統(tǒng)。這些廢棄物目前都沒有得到有效的處理和利用，對環(huán)境造成了嚴(yán)重的影響。同時(shí)，我國也是世界上最大的農(nóng)業(yè)國家，作物秸稈年產(chǎn)生總量在7億噸左右，畜禽糞便排泄量在20億噸/年左右。第五章 工藝技術(shù)方案第一項(xiàng) 沼氣和有機(jī)肥 工藝技術(shù)方案的選擇車用沼氣的生產(chǎn)原料是各種有機(jī)廢棄物，其來源非常廣泛，例如農(nóng)村生活垃圾、作物秸稈、畜禽糞便、食品加工廢棄物和市政污泥等。主要設(shè)備如下表：主要設(shè)備一覽表序號設(shè)備名稱型號單位數(shù)量一主要生產(chǎn)設(shè)備1青玉米扒皮機(jī)YMBPJ4000臺12蒸鍋臺23周轉(zhuǎn)車及貨架套5二制冷設(shè)備1制冷機(jī)組臺28 種植 種植規(guī)模及產(chǎn)品方案實(shí)現(xiàn)土地流轉(zhuǎn)1000公頃，全部采用高光效有機(jī)玉米與馬鈴薯種植技術(shù)，利用沼液加微肥節(jié)水噴灌。耐火等級：建筑物耐火等級為二級。冷庫：冷庫2個(gè)，分別為1260 m2, 長84m，寬15m。廠區(qū)內(nèi)已有的建筑物規(guī)整、設(shè)施完善。 建設(shè)內(nèi)容概況：本項(xiàng)目在原有廠區(qū)建構(gòu)筑物的基礎(chǔ)上，新建一棟二層樓：一層為冷庫1260m2，二樓為生產(chǎn)車間1260m2。利潤2685萬元，%；項(xiàng)目財(cái)務(wù)內(nèi)部收益率（稅后）%，項(xiàng)目財(cái)務(wù)凈現(xiàn)值（稅后）（折現(xiàn)率＝10%），投資回收期（稅后含建設(shè)期）。病死豬及豬糞尿利用企業(yè)原有的有機(jī)肥廠加工成生物有機(jī)肥，實(shí)現(xiàn)生態(tài)農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)加工科研一條龍產(chǎn)業(yè)。 東北民豬 項(xiàng)目建設(shè)內(nèi)容新建東北民豬保種豬場建筑30萬平方米，建設(shè)糞污吸收管道650米，沼氣池600立方米，凈化池600立方米引進(jìn)，臺灣生物無害化處理病死畜禽設(shè)備，建立病死豬處理廠，護(hù)墻和圍墻2884米，場區(qū)和進(jìn)出道路水泥路面硬化3公里，豬場外水電系統(tǒng)，視頻可追溯系統(tǒng)等。本項(xiàng)目所采用的原料經(jīng)發(fā)酵后，沼液中的各種有機(jī)物含量如表42所示。由于沼氣發(fā)酵是在密閉條件下進(jìn)行厭氣分解，減少了氨態(tài)氮的損失，因此，保存了養(yǎng)料，提高了肥效。表4－1 車用壓縮天然氣國家標(biāo)準(zhǔn)（GB180472000）項(xiàng)目技術(shù)指標(biāo)高位發(fā)熱量（MJ/m3）總硫（以硫計(jì)，mg/m3）≤200硫化氫（mg/m3）≤15二氧化碳（yCO2，％）≤氧氣（yO2，％）≤水露點(diǎn)（℃）在汽車駕駛的特定地理區(qū)域內(nèi)，在最高操作壓力下，水露點(diǎn)不應(yīng)高于－13℃；當(dāng)最低氣溫低于－8℃，水露點(diǎn)應(yīng)比最低氣溫低5℃。 生產(chǎn)規(guī)模(1)主產(chǎn)品：車用沼氣日產(chǎn)車用沼氣 12000標(biāo)方年產(chǎn)車用沼氣 400萬標(biāo)方(2)副產(chǎn)品：沼液有機(jī)肥日產(chǎn)沼液有機(jī)肥 380噸年產(chǎn)沼液有機(jī)肥 產(chǎn)品規(guī)格及質(zhì)量指標(biāo)沼氣經(jīng)過提純達(dá)到國家規(guī)定的車用標(biāo)準(zhǔn)后方可使用。，降低生產(chǎn)成本，確保產(chǎn)品價(jià)格優(yōu)勢。主要是產(chǎn)品質(zhì)量，產(chǎn)品銷售價(jià)格及同行業(yè)競爭的風(fēng)險(xiǎn)因素。目前我國食品消費(fèi)正由產(chǎn)品本身的基本功能朝著美味、營養(yǎng)、文化方面轉(zhuǎn)變，人們的消費(fèi)意識將進(jìn)一步提高，要真正做到為消費(fèi)者提供正確的導(dǎo)向，就應(yīng)努力創(chuàng)新，使產(chǎn)品質(zhì)量不斷提高的同時(shí)，進(jìn)一步提高產(chǎn)品外包裝，樹立產(chǎn)品的品牌形象。、方案和營銷模式擴(kuò)大產(chǎn)品銷售網(wǎng)絡(luò)，在國內(nèi)培養(yǎng)新銷售對象，公司以出廠價(jià)低于批發(fā)價(jià)為從事冷藏運(yùn)輸隊(duì)伍提供可以調(diào)動(dòng)其積極性的利潤空間，并根據(jù)其銷售總量再進(jìn)行對其利潤返點(diǎn)或提成。產(chǎn)品品種優(yōu)勢：本產(chǎn)品京科糯，口感好、味甜。因此，展望未來，我國的速冷凍甜玉米食品市場存在著巨大的發(fā)展?jié)摿蜕仙臻g,是農(nóng)產(chǎn)品加工行業(yè)的朝陽產(chǎn)業(yè),項(xiàng)目投產(chǎn)后國際、國內(nèi)市場前景相當(dāng)廣闊。 我國有13億人口，是世界上最大的食品消費(fèi)市場，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人民生活水平的顯著提高和工作節(jié)奏的加快，家用電冰箱、電冰柜、微波爐、電磁爐的大量普及，進(jìn)一步促進(jìn)了速凍食品迅速進(jìn)入大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)，而對速凍甜玉米食品的消費(fèi)量也必然迅猛增加，已經(jīng)有越來越多的消費(fèi)者對甜玉米食品有了認(rèn)識和需求，我國的甜玉米在面向國外市場的同時(shí)，也開始面向國內(nèi)消費(fèi)者,人們的消費(fèi)心理轉(zhuǎn)向注重營養(yǎng)保健價(jià)值。但從當(dāng)前甜玉米的發(fā)展形勢來看，我國甜玉米加工前景相當(dāng)樂觀，猶如一座金礦待人去挖掘。以北京市為例，1000多萬人口，如每人全年平均食用10穗甜玉米，至少需1億穗。據(jù)專家預(yù)測，在未來的十年內(nèi)為滿足國際國內(nèi)市場所需，我國甜玉米產(chǎn)品的加工量應(yīng)在100萬噸左右。目前，上海地區(qū)銷售的國產(chǎn)甜玉米速凍產(chǎn)品也只能滿足其需求量的30%，具有良好的市場發(fā)展空間。我國城市化率為32％，城鎮(zhèn)人口約4億，以當(dāng)前4億城鎮(zhèn)人口每人每年消費(fèi)1公斤甜玉米食品計(jì)，年加工量應(yīng)在20萬噸左右，甜玉米的年種植面積將是27萬公頃，其終端產(chǎn)品所創(chuàng)產(chǎn)值將達(dá)到4個(gè)億。為了適應(yīng)這種趨勢，在科技進(jìn)步的帶動(dòng)下，國內(nèi)各行業(yè)對原有的產(chǎn)品進(jìn)行了改進(jìn)，同時(shí)也加大了對新產(chǎn)品的開發(fā)力度。這說明玉米深加工食品從品種多樣化、加工精細(xì)化方面都有很大的上升空間。生產(chǎn)廠家有兩種類型，一類是國內(nèi)大型生產(chǎn)廠商，產(chǎn)量較大，產(chǎn)品質(zhì)量好、知名度高，如XXXX天景食品有限公司；第二類是國內(nèi)中小型生產(chǎn)廠家，這些企業(yè)的產(chǎn)品價(jià)格較低，但由于技術(shù)落后，產(chǎn)品質(zhì)量中下等，品種單一，成本高，主要依靠貼牌銷售。因本產(chǎn)品為“綠色食品”，珠三角、長三角、京津塘等我國經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)對此類產(chǎn)品的認(rèn)可度較高，預(yù)測這三個(gè)地區(qū)的市場需求量可達(dá)20萬噸/年。據(jù)市場預(yù)測，在東北三省的市場需求量約為12萬噸/年，而且對于東北地區(qū)的人民，有對玉米產(chǎn)品的消費(fèi)習(xí)慣，今后幾年市場的需求量還會繼續(xù)增長。國內(nèi)消費(fèi)需求增長速度很快，據(jù)中國食品工業(yè)協(xié)會統(tǒng)計(jì)，目前國內(nèi)市場對鮮玉米食品的需求在30萬噸以上，未來5年隨著城市人口增長，人們生活質(zhì)量提高，市場需求量將達(dá)50萬噸，因此鮮玉米需求市場缺口較大。而且，國際市場每年對鮮玉米需求有斷增長，根