沼气生产工(上册) 农业部人事功动司,农业职业技能培训教材编 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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农业部人事功动司，农业职业技能培训教材编 著

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店铺： 北京群洲文化专营店

出版社： 中国农业出版社

ISBN：9787109091962

商品编码：29285776369

包装：平装

出版时间：2004-09-01

基本信息

书名：沼气生产工(上册)

定价：32.00元

作者：农业部人事功动司,农业职业技能培训教材编

出版社：中国农业出版社

出版日期：2004-09-01

ISBN：9787109091962

字数：598000

页码：352

版次：1

装帧：平装

开本：

商品重量：0.4kg

编辑推荐

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内容提要

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我国农村沼气建设的显著成效，充分显示了沼气建设的能源效益、卫生效益、环境效益、生态效益和社会效益，尤其是以沼气为纽带的沼气综合利用技术有效地促进了农业的可持续发展，在农村经济建设、农民脱贫致富、为农民增收等方面发挥了重要的作用。
本教材以沼气生产工为对象，以职业活动为导向，以职业技能为核心，以模块式的教学方法，简明扼要地介绍了完成职业活动中每一项工作任务或具体操作的方法、程序、步骤等。教材共分为六部分，基础知识部分为沼气生产工五个等级必须掌握的公共知识，初级工到高级工部分以通俗易懂的文字介绍了户用沼气池的建造、运行、管理、维修和综合利用知识与技术，技师和高级技师部分重点介绍了生活法水净化沼气池、小型和大中型沼气工程的原理、运行、管理、维护和综合利用知识与技术。通过本教材的学习和技能锻炼，具备沼气生产工各级别从业的专业技术和能力。

目录

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序言
前言
基础知识部分
章 沼气生产工职业道德
第二章 相关法律法规常识
第三章 安全常识
第四章 材料与建筑基础知识
第五章 沼气发酵基础知识
第六章 沼气用具及设备基础知识
第七章 生态家园常识
初级工部分
第八章 砖混组合沼气池施工
第九章 户用沼气池启动
第十章 户用沼气池运行管理
第十一章 输气管路与设备的安装
中级工部分
第十二章 现浇混凝土沼气池施工
第十三章 户用沼气池启动
第十四章 户用沼气池运行
第十五章 户用沼气池管理与维修
第十六章 沼气与沼肥综合利用
高级工部分
第十七章 专业户沼气池施工
第十八章 专业户沼气池启动
第十九章 专业户沼气池的运行
第二十章 沼气设备的管理与维修
第二十一章 沼气与沼肥综合利用
附录
主要参考文献

作者介绍

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文摘

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序言

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《沼气生产技术与应用》 引言 在当今追求绿色、可持续发展的时代背景下，能源的清洁化和利用效率的提升已成为全球关注的焦点。沼气，作为一种由有机物在厌氧微生物作用下产生的混合气体，以其可再生、清洁、经济的特点，在解决农村能源短缺、改善人居环境、促进农业循环经济等方面展现出巨大的潜力。它不仅能提供优质的能源，还能有效地处理农业废弃物，生产优质的有机肥料，实现“变废为宝”，为现代农业的可持续发展注入新的活力。 本书旨在系统、深入地阐述沼气生产的核心技术、关键工艺、设备选型、工程设计、安全管理以及市场应用等各个环节，为广大沼气从业者、技术人员、相关从业者以及对沼气技术感兴趣的读者提供一本全面、实用的技术指南。我们将从沼气的基本原理出发，逐步深入到实际操作和应用层面，力求内容详实，理论与实践相结合，力求做到通俗易懂，便于读者掌握。 第一章 沼气基础理论 本章将详细介绍沼气的形成原理、微生物学基础以及化学反应过程。我们将深入探讨厌氧消化这一核心生物化学过程，剖析其四个主要阶段：水解、酸化、产乙酸和产甲烷。通过对不同微生物群落的作用、代谢途径以及影响因素的深入讲解，帮助读者理解沼气发酵的内在规律。 1.1 沼气概述 1.1.1 沼气的定义、组成与性质 沼气的主要成分（甲烷、二氧化碳）及其含量范围。 沼气的热值、燃烧特性及其与天然气等其他气体的比较。 沼气的密度、可燃性极限等物理化学性质。 1.1.2 沼气的来源与利用价值 常见的沼气原料：畜禽粪便、秸秆、生活污水、工业有机废水等。 沼气的多方面利用：发电、供热、炊事、交通燃料、提纯为生物天然气等。 沼气利用在能源安全、环境保护、经济发展等方面的意义。 1.2 厌氧消化原理 1.2.1 厌氧消化的概念与意义 厌氧消化在自然界中的作用。 人工控制下厌氧消化的基本原理。 1.2.2 厌氧消化过程中的微生物群落 水解菌、酸化菌、产甲烷菌等关键微生物的功能与协同作用。 不同底物条件下微生物群落的演替与变化。 1.2.3 厌氧消化的四个阶段详解 水解阶段： 复杂有机物向简单有机物的转化，如多糖水解为单糖，蛋白质水解为氨基酸，脂肪水解为脂肪酸。 酸化阶段： 简单有机物转化为挥发性脂肪酸、乙醇、乳酸、氢气和二氧化碳。 产乙酸阶段： 挥发性脂肪酸、乙醇等转化为乙酸、氢气和二氧化碳。 产甲烷阶段： 乙酸的裂解（乙酸裂解产甲烷）和二氧化碳与氢气的合成（CO2还原产甲烷）产生甲烷。 1.3 影响厌氧消化的因素 1.3.1 温度 中温（30-40℃）和高温（50-60℃）消化工艺的特点、优缺点及适用范围。 温度波动对微生物活性和产气效率的影响。 1.3.2 pH值 不同阶段适宜的pH范围。 pH值过高或过低对微生物的毒害作用。 缓冲体系的重要性。 1.3.3 C/N比（碳氮比） 适宜的C/N比对微生物生长的影响。 C/N比过高或过低带来的问题（如产气率低、氨氮积累）。 1.3.4 底物浓度与进料方式 底物浓度对微生物活性的影响。 间歇进料、连续进料、半连续进料的优缺点。 1.3.5 进料有机负荷率（OLR） 有机负荷率的定义与计算。 过高的有机负荷率可能导致的酸化和产气不稳定。 1.3.6 抑制物 常见的抑制物：氨氮、硫化氢、重金属离子、某些化学物质等。 抑制物的来源、毒性机制及控制方法。 1.4 沼气池内的物质转化与能量平衡 1.4.1 主要中间产物的监测与控制 挥发性脂肪酸（VFA）、碱度（Alkalinity）、VFA/碱度比等关键指标的意义。 1.4.2 能量的产生与消耗 沼气发酵过程中热能的产生与散失。 沼气池运行能耗的估算。 第二章 沼气工程工艺与设备 本章将聚焦于沼气工程的实际建设和运行，详细介绍不同类型的沼气池结构、关键工艺流程、常用设备的选择与维护，以及工程设计的注意事项。我们将力求为读者提供可操作性强的技术指导，帮助他们理解并实践沼气工程的建设与管理。 2.1 沼气池的类型与结构 2.1.1 农村户用沼气池 优点：结构简单、成本低、易于管理。 缺点：产气量有限、稳定性较差。 常见的户用沼气池结构：固定顶式、半固定顶式、发酵罐式等。 2.1.2 集约化沼气工程（大型沼气工程） 按结构分类： 固定顶厌氧消化池（Fixed-dome digester）： 介绍其结构特点、优点（防渗漏、集气效果好）和缺点（压力波动大、维护不便）。 浮顶厌氧消化池（Floating-drum digester）： 介绍其结构特点、优点（压力恒定、易于观察）、缺点（防腐要求高、成本相对较高）。 高位沼气池（Plug-flow digester）： 适用于处理流性较好的原料，介绍其工艺流程和特点。 UASB（上流式厌氧污泥床）反应器： 介绍其原理、优点（占地面积小、处理效率高）和应用范围（主要用于处理高浓度有机废水）。 Ucedor（下流式厌氧污泥床）反应器： 介绍其原理和特点。 升流式厌氧污泥颗粒化反应器（Anaerobic Filter, AF）： 介绍其固定填料的作用和优点。 混合式厌氧消化池： 结合不同反应器特点的优势。 按温度分类： 中温沼气池：运行温度范围、微生物特点。 高温沼气池：运行温度范围、微生物特点、优点（产气速率快、消毒效果好）和缺点（能耗高、启动难度大）。 2.1.3 沼气工程的选址与布局 地理条件、交通运输、水源、环保要求等因素的考虑。 主体工程、配套设施（原料预处理、沼气输送、沼液沼渣处理等）的合理布局。 2.2 沼气工程的工艺流程 2.2.1 原料收集与预处理 原料的分类、收集方法。 原料的预处理：粉碎、打浆、配比、消毒等。 提高原料有效利用率和产气率的预处理技术。 2.2.2 厌氧消化过程控制 进料策略：周期性进料、连续性进料、半连续性进料。 温度控制：加热系统（电加热、蒸汽加热、沼气余热利用）的设置。 pH值监测与调节：缓冲材料的使用、碱液添加。 搅拌与混合：机械搅拌、气提搅拌、水力搅拌等方法，促进微生物与底物接触，防止结壳。 2.2.3 沼气输送与净化 沼气输送管道的设计与材质。 沼气净化：脱硫、脱水、脱氨等工艺。 沼气净化设备：沼气净化塔、过滤器、干燥器等。 2.2.4 沼液沼渣的收集与利用 沼液沼渣的处理与储存。 沼液沼渣作为优质有机肥料的利用。 沼液沼渣的深度处理与资源化利用。 2.3 沼气工程常用设备 2.3.1 搅拌设备 类型：潜水搅拌器、机械搅拌器、气提搅拌器。 选型要点：功率、叶轮类型、材质、防腐性。 2.3.2 加热设备 类型：电加热器、蒸汽换热器、沼气燃烧器。 选型要点：加热功率、热效率、安全性、运行成本。 2.3.3 沼气储气设备 类型：软体沼气袋、钢结构储气柜、水封式储气柜。 选型要点：容积、安全性、耐用性、压力调节能力。 2.3.4 沼气净化设备 脱硫器：生物脱硫、化学脱硫（如活性炭吸附）。 脱水器：冷凝式、吸附式。 脱氨器（视需要）。 2.3.5 抽水（料）设备 潜水泵、隔膜泵、螺杆泵等。 选型要点：流量、扬程、耐腐蚀性、处理介质的粘稠度。 2.3.6 仪表与控制系统 温度计、pH计、压力表、流量计。 自动化控制系统在大型沼气工程中的应用。 2.4 沼气工程设计要点 2.4.1 工程规模的确定 根据原料供应量、能源需求、投资预算等进行综合分析。 2.4.2 发酵容积的计算 考虑原料特性、产气率、停留时间等因素。 2.4.3 结构材料的选择 耐腐蚀性、强度、经济性、施工便利性。 2.4.4 安全设计 防爆、防泄漏、通风、紧急泄压等措施。 第三章 沼气工程的运行与管理 本章将聚焦于沼气工程的实际运行和日常管理，涵盖了从启动运行到日常维护、故障排除以及经济效益分析等关键环节，旨在帮助读者掌握安全、高效、稳定运行沼气工程的各项技能。 3.1 沼气工程的启动运行 3.1.1 启动前的准备工作 设备检查、管道连接、安全措施落实。 沼气池的清洁与消毒。 3.1.2 接种与驯化 接种源的选择与准备（如成熟的沼液、其他沼气池的污泥）。 接种量与接种方式。 微生物的驯化过程：逐步提高底物浓度、调整温度和pH值，使微生物适应新的环境。 初期产气和产气率的变化规律。 3.1.3 进料策略的调整 启动阶段的进料量控制。 逐步增加进料量直至达到设计负荷。 3.2 沼气工程的日常运行与监测 3.2.1 运行参数的监测 产气量与产气率： 记录每日产气量，计算单位体积原料的产气量。 气体组分： 定期监测甲烷、二氧化碳、硫化氢等气体的含量。 温度： 实时监测发酵温度，确保其在适宜范围内。 pH值： 监测发酵液的pH值，判断发酵状态。 挥发性脂肪酸（VFA）与碱度（Alkalinity）： VFA/Alkalinity比是判断发酵是否趋于酸化的重要指标。 氨氮含量： 监测氨氮水平，防止对产甲烷菌产生抑制。 其他指标： 如固体悬浮物（TSS）、挥发性悬浮物（VSS）等（根据工程规模和要求）。 3.2.2 运行参数的调整 根据监测数据，对进料量、进料方式、温度、pH值等进行适时调整。 优化运行参数以提高产气效率和稳定性。 3.3 沼气工程的维护与保养 3.3.1 沼气池本体维护 定期检查池体结构，排除渗漏。 清除浮渣和沉渣（视工艺要求）。 保持沼气池周围环境清洁。 3.3.2 设备维护 搅拌设备：润滑、检查叶轮磨损、紧固连接件。 加热设备：定期清洁换热器，检查电器元件。 输送设备：清洗管道，检查泵的密封和运转。 储气设备：检查薄膜的完整性（软体袋），定期排空积水（水封式）。 净化设备：更换吸附材料（活性炭）、清洗填料。 3.3.3 沼气净化系统的维护 定期更换脱硫剂或吸附材料。 检查脱水效果，及时处理冷凝水。 确保净化后的沼气质量达标。 3.3.4 沼液沼渣的处理与利用 定期清理沼液沼渣储存池。 科学利用沼液沼渣，防止二次污染。 3.4 沼气工程的故障诊断与排除 3.4.1 产气量下降或停止 原因分析：进料不足、温度失控、pH值异常、抑制物积累、微生物死亡等。 排除方法：调整进料、恢复温度、调节pH、投加缓冲剂、清洗池体、重新接种驯化等。 3.4.2 气体组分异常（如甲烷含量下降、硫化氢超标） 原因分析：微生物群落失调、原料问题、进料不均等。 排除方法：调整运行参数、优化进料、加强净化等。 3.4.3 沼气池堵塞或结壳 原因分析：原料处理不当、搅拌不充分、浮渣堆积。 排除方法：加强原料预处理、提高搅拌频率、及时清理浮渣。 3.4.4 设备故障 根据设备类型，针对性地进行维修和更换。 3.5 沼气工程的经济效益分析 3.5.1 成本核算 建设成本（土建、设备）。 运行成本（原料、人工、能源、维护）。 3.5.2 收益分析 沼气发电/供热收益。 沼液沼渣作为肥料的价值。 碳排放权交易（如适用）。 3.5.3 投资回报期估算 综合评估项目的经济可行性。 3.6 安全管理 3.6.1 沼气安全注意事项 沼气易燃易爆，严禁明火。 沼气储存和输送过程中的防泄漏措施。 通风不良区域禁止吸烟和使用明火。 3.6.2 操作人员的安全培训 熟悉设备操作规程、应急预案。 穿戴防护用品。 3.6.3 应急预案 火灾、爆炸、泄漏等事故的应急处置措施。 定期进行应急演练。 第四章 沼气的高级利用与发展趋势 本章将探讨沼气在更广泛领域的应用，以及未来沼气技术的发展方向。从提纯生物天然气到生物质能源的综合开发，我们将展示沼气技术在推动能源转型和循环经济中的巨大潜力。 4.1 沼气净化与提纯 4.1.1 生物天然气（Biomethane）的概念与标准 生物天然气与天然气的区别与联系。 生物天然气的纯度要求。 4.1.2 沼气提纯技术 物理吸附法： 如PSA（变压吸附）、膜分离技术。 化学吸收法： 如胺液吸收法。 生物提纯法： 利用特定微生物去除CO2。 4.1.3 生物天然气的应用 作为交通燃料（CNG/LNG）。 注入天然气管网。 作为高品质的工业和民用燃料。 4.2 沼气发电与热电联供 4.2.1 沼气发电机组的选择与安装 内燃机发电机组、燃气轮机发电机组。 发电机组的功率匹配与效率。 4.2.2 热电联供（CHP）系统 利用沼气燃烧产生的废热提供热水或蒸汽。 提高能源利用效率，降低运行成本。 4.3 沼气在农业生产中的应用 4.3.1 沼气作为炊事和照明能源 农村地区推广户用沼气。 提高生活质量，改善环境卫生。 4.3.2 沼液沼渣的综合利用 作为高效有机肥，改良土壤，提高作物产量。 沼液沼渣的深加工：有机液体肥、生物炭等。 4.3.3 沼气在畜禽养殖场的应用 粪便处理与能源生产的协同。 建立清洁、高效的养殖模式。 4.4 沼气技术在工业领域的应用 4.4.1 废水处理与能源回收 适用于食品加工、造纸、酿酒等行业的有机废水。 实现“零排放”或“近零排放”目标。 4.4.2 垃圾填埋气发电 利用填埋场产生的甲烷发电。 减少温室气体排放。 4.5 沼气技术的发展趋势 4.5.1 智能化与自动化 利用物联网、大数据、人工智能等技术优化运行管理。 实现远程监测、智能控制、预测性维护。 4.5.2 多联产（Biorefinery）模式 将沼气生产与生物质转化、生物产品生产相结合。 实现生物质资源的最大化利用。 4.5.3 经济性与政策支持 降低沼气工程建设和运行成本。 政府政策的引导和支持（补贴、税收优惠等）。 4.5.4 微生物工程与基因技术 培育高产、高效、耐受性强的产甲烷菌。 提高沼气发酵的效率和稳定性。 4.5.5 碳捕集与利用（CCU） 捕集沼气中的CO2，并将其转化为有价值的产品。 进一步提升沼气产业的绿色低碳属性。 结语 沼气技术作为一种成熟而富有潜力的清洁能源和环境治理技术，在当前能源结构调整和环境保护的大背景下，其重要性日益凸显。本书从基础理论到工程实践，再到前沿应用，力求为读者提供一个全面、深入的认知框架。我们相信，随着技术的不断进步和应用领域的持续拓展，沼气将在未来能源体系中扮演更加重要的角色，为实现可持续发展目标贡献力量。希望本书能够成为广大读者学习和实践沼气技术的有益助手。

评分☆☆☆☆☆

这本《沼气生产工（上册）》的另一个亮点在于它对细节的极致追求。在讲解沼气池的结构和设计时，它不仅仅给出了图纸，还详细解释了每个部件的功能和尺寸选择的依据，甚至连材料的选用都进行了深入的分析。这让我深刻体会到，一个成功的沼气工程，背后凝聚了多少科学的考量和精心的设计。书中还特别强调了沼气工程的日常监测和故障排除，这对于保证沼气生产的稳定性和安全性至关重要。我感觉这本书的作者对沼气生产有着非常深入的理解和丰富的实践经验，才能写出如此全面、详实的教材。虽然我还没有真正动手操作过，但通过阅读这本书，我仿佛已经身临其境，对沼气池的每一个环节都有了清晰的认识。它让我明白，沼气生产不仅仅是简单的“挖个坑、填点东西”那么简单，而是一项需要科学知识和专业技能的工作。

评分☆☆☆☆☆

这套《沼气生产工（上册）》真是给了我不少惊喜！我本来只是出于对农村沼气技术的好奇，想了解一下这个在乡村越来越普及的能源是如何产生的，没想到翻开这本书，就被它细致入微的讲解所吸引。虽然我不是专业技术人员，但书中的内容逻辑清晰，图文并茂，从最基础的沼气概念、原理，到涉及到的微生物学知识，都讲得通俗易懂。比如，书中对厌氧发酵过程的阐述，就用了很多形象的比喻，让我这个门外汉也能大概理解那些复杂的化学反应。更让我印象深刻的是，它还介绍了沼气发酵所需的各种原料，比如人畜粪便、秸秆、厨余垃圾等，以及这些原料的预处理方法，这一点对于实际操作来说非常重要。感觉这本书就像一位经验丰富的老农，耐心细致地向你传授他的看家本领，让你在学习过程中既有理论指导，又不乏实践的启示。虽然是培训教材，但它并没有枯燥的术语堆砌，而是力求让读者能够真正掌握沼气生产的关键知识点，为后续的上岗操作打下坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

说实话，一开始我并没有对这本《沼气生产工（上册）》抱有多高的期望，想着教材嘛，大概就是枯燥乏味的理论堆砌。然而，当我开始阅读后，我完全被它打破了固有印象。这本书的编写风格非常人性化，它不是那种高高在上的学术论文，而是更像一位循循善诱的老师，用接地气的方式引导我们进入沼气生产的世界。书中关于沼气利用的介绍，比如如何将沼气输送到家庭或农场使用，以及沼渣沼液的处理和再利用，这些贴近实际生活的内容，让我看到了沼气技术在现代农业中的巨大潜力。它不仅仅停留在理论层面，更关注如何将技术转化为实际效益，这对于提高农民收入和改善农村生活环境具有重要的现实意义。我特别喜欢它对不同地区、不同规模的沼气工程案例的分析，这让我能够更直观地了解沼气技术的应用场景和发展前景，也为我未来的学习和实践提供了方向。

评分☆☆☆☆☆

坦白讲，一开始我对这本《沼气生产工（上册）》的关注点更多在于它的“实用性”，希望能够快速掌握一些操作技巧。但随着阅读的深入，我发现它所包含的知识远不止于此。书中对沼气产业的发展趋势和政策导向的介绍，让我看到了这项技术在更广阔的经济和社会层面的意义。它不仅是一本技术手册，更是一扇了解中国农村能源发展和生态文明建设的窗口。书中对可持续发展理念的融入，也让我对沼气技术有了更深的认识，它不仅仅是解决能源问题的方案，更是实现绿色循环农业的重要一环。感觉这本书的内容非常前沿，同时也紧密结合了我国国情。它让我意识到，成为一名合格的沼气生产工，不仅需要掌握技术，还需要具备一定的行业视野和对未来发展的洞察力。这本书的启发性，远远超出了我最初的预期。

评分☆☆☆☆☆

拿到这本《沼气生产工（上册）》之后，我最大的感受就是它的专业性和系统性。它不仅仅是简单地介绍沼气池的搭建和使用，而是从更深层次的生物学和化学原理入手，解释了为什么沼气能够产生，以及影响产气的因素有哪些。我尤其对书中关于产甲烷菌的章节印象深刻，详细介绍了不同种类菌群的特性以及它们在发酵过程中的作用，这一点对于优化产气效率和稳定性至关重要。此外，书中对沼气工程的安全管理和维护也给予了足够的重视，这对于实际操作人员来说是必不可少的知识。它不仅教你如何“做”，更教你如何“做好”，并且确保安全。虽然有些内容涉及到一些专业术语，但通过详细的解释和配图，还是能够很好地理解。这本书的编排也很合理，每个章节都围绕一个主题展开，层层递进，让人能够逐步掌握相关知识。感觉这套教材非常有针对性，对于想要成为一名合格的沼气生产工的人来说，无疑是一本不可多得的宝贵资料。