沼气生物脱硫原理

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沼气生物脱硫原理范文第1篇

【关键词】沼气；开发；运用；研究

沼气是多种有机质（如秸秆、杂草、人畜粪便、垃圾、污泥等）在一定温度、湿度、酸碱度及厌氧条件下，通过种类繁多、数量巨大、且功能不同的各类微生物分解代谢产生的一种可燃性混合气体。主要成分是甲烷（化学式：CH4）。

一、当前农村沼气形成的一般原理

目前农村使用的普遍的沼气装置主要有三部分，部分组成分别是发酵装置、净化装置、应用装置。（1）发酵装置。发酵池是沼气产生的场所。发酵池是一个严格密闭的发酵装置，是人工制取和贮存沼气的一种设备。主要由发酵室、进料口、出料口、水压箱、活动口（水封圈）、活动盖、导气管等组成。人畜粪便、农作物秸秆、厨房废弃物等有机材料从进料口进，在发酵室内通过厌氧发酵产生气体，再通过导气管导出，进入净化装置。（2）净化装置。从厌氧沼气池中出来的沼气中含有大量的水气、粉尘杂质、硫化氢等有害气体。导出的沼气经过其水分离装置初步脱水除尘后然后进入脱硫塔净化器，利用合理的反应条件可经济地将沼气中的硫化氢脱至200ppm以下，脱硫后的沼气进入沼气增压泵进行增压输送，再用来电灯照明、烧水做饭等。目前有些脱硫净化器和增压泵合二为一了。（3）沼气池的建造。第一，材料情况。目前农村沼气池的建造材料主要有三种：一种是用砖水泥建筑，二是用金属模具，再用水泥建造，三是用橡胶模具。第二，原料情况。目前大多的户用型沼气的原料就是人类和动物的粪便（动物主要是猪）其他的原材料很少应用。第三，地理情况。沼气池的厌氧发酵是需要一定的温度、湿度、酸碱度和厌氧条件下。一般来说沼气池里的温度越高，密闭的空间，湿度适中，酸碱度适中对发酵是最好的效果。

二、当前农村使用沼气的应用与研究

（1）沼气使用优点。第一，提高了农民的生活质量和生产效率。随着沼气的发展，用沼气做饭、照明或做动力燃料，发电、烧锅炉等效果也十分显著，深受农民欢迎。第二，广泛施用沼肥提高作物成活率。由于人畜粪便及秸秆经过密封发酵后，在生产沼气的同时，会产生一定量的沼肥，沼肥中因存留丰富的氨基酸、B 族维生素、各种水解酶、某些植物激素和对病虫害有明显抑制作用的物质，对各类作物均具有促进生长、增产、抗寒、抗病虫害的功能。施用沼肥可以有效地改良土壤性状，提高农作物的质量和产量，用沼肥完全取代化肥，还能生产出符合国际市场准入标准的无公害有机蔬菜，不但节省化肥、农药的喷施量，也有利于绿色产品生产。第三，发展畜禽养殖和作物种植。发酵产生的沼气可做燃料产热发电，沼肥是作物良好的有机肥料，充分缓解了“三料”（ 燃料、饲料和肥料） 之间的矛盾，促进了畜牧业和种植业的发展。第四，节省劳动力和资金。大力发展沼气技术，使利用沼气的农户减少日常的经济开支，得到了实惠。第五，发展利用沼气技术是卫生环境工作的一项重大变革。发展利用沼气技术，人畜粪便投入到沼气池密封发酵，粪便中寄生虫卵可以减少95%左右，不仅使农民居住的环境卫生大有改观，而且还能控制和消灭寄生虫病，为搞好农村除害灭菌工作找到新的途径，有利于减少和控制畜禽疫病的传播。（2）沼气使用中的存在的问题。第一，普及度不广。据对渝北区石船镇农户的调查中，仍然有很多的农户对沼气的建筑和使用沼气了解都不是很深，他们有的根本不知道沼气，还有一部分人想使用沼气但是不想建沼气池。第二，人们在使用沼气池时，对于沼气的安全问题处理不是很好，在调查中发现有的用户在使用沼气时为防止因沼气过多而发生爆炸时都采用了在发酵室的上面或是出料口压很重的重物。这种方法是不科学的。因为在上面压很重的重物，如果里面的气压很大的时候，气体就会压迫导气口或是进料口这样也会引起爆炸。第三，沼气的连续性问题。在我们的调查中发现有一部分农户建了沼气池，也使用过沼气池，但后来沼气池就被搁置不用了，在他们的使用中发现产生的沼气的连续性、稳定性不是很好。

沼气生物脱硫原理范文第2篇

“四位一体”生态大棚是依据生态学、生物学、经济学、系统工程学的原理，以土地资源为基础，以太阳能为动力，以沼气为纽带，实现种、养殖相结合的综合开发利用模式。它是将沼气池、养猪引进日光温室大棚内，使沼气池、猪舍、温室、蔬菜等有机地结合在一起，在同一块地上实现产气与积肥同步，种植与养殖并举的能源生态模式。

1.“四位一体”生态大棚的建设在原有日光温室的基础上改建，棚内建沼气池，沼气池上建猪舍，利用猪粪产生沼气。

2.利用大棚养猪利用营养丰富的沼液作为饲料添加剂，加之温度适宜的养殖环境，可促进猪的生长，提高出栏率。

3.大棚种菜沼气燃烧产生的光热，可提高大棚内的温度和光照，促进蔬菜光合作用，减少冻害；沼渣和沼液作肥料，可减少化肥用量和污染，减轻病虫害，推进绿色蔬菜生产。

二、“四位一体”生态大棚的建造技术

“四位一体”的关键在沼气，沼气发展好了才能使种殖、养殖协调发展。选择10立方米水压式沼气池，比常规沼气池产气率高，受气温影响小。采用纯猪粪为原料，加装手动出料器，将常规沼气池一年一次大出料改为经常小出料、基本无大出料的连续式发酵。沼气池一般在大棚内东、西墙边猪圈下，进料口在猪圈南墙外，水压间在猪圈北墙内。这样布局，一是方便管理，二是方便棚内使用沼气、沼肥。

1.沼气的建造技术10立方米沼气池的施工可分为三个阶段。第一步，挖坑。在建设地点的中心画直径为4.2米的圆，下挖70厘米找平；再以原中心画一个直径3.2米的圆，下挖1.2米找平；挖出小圈梁、进出料口和反弓底，找圆、铲平即可。第二步，浇注混凝土，浇注要一次完成。采用红砖或其它方式支模，再用150号混凝土浇注捣实。5~7天后拆模。第三步，内处理，要求薄抹重压多层。底层清理干净，用1∶1的沙灰找平后，上水泥浆压出光，再拉毛；然后按顺序粉刷两遍，一遍泡花碱和一遍水泥浆。整个施工过程中要做好防雨、排水和混凝土的养护工作。沼气池内封闭完工后，池口及水压箱加盖覆盖物，洒水养护。7天后可试压投料使用。

沼气池建成后，应认真进行质量检查，合格的进行试水。加水后10天水位无明显变化的进行试气，试气可用注水法或充气加压法，以24小时气压下降不超过1厘米水柱为合格。只有合格的沼气池才能交付用户使用。对检查不合格的沼气池，必须查清原因和部位，经相应维修后再次试水、试气，直至合格方可交付使用。

沼气输配管的安装应横平竖直，且保持一定坡度，在最低点安装放水阀。每50平方米安装一盏沼气灯，开关和点火器的安装应便于操作。同时，在沼气总管道上要安装沼气压力表、脱硫器和总开关。

2.猪圈的建造猪圈的建设既要满足沼气池对原料的需要，也要满足猪的养殖需求。其面积应在10平方米左右。种植与养殖之间的隔墙应到棚顶，其它墙1.2米高，并留置3~4个通风口。

三、“四位一体”生态大棚的管理

1.沼气池的日常管理新沼气池第一次投料，一般安排在扣膜前完成。料要一次性加足，至水压间刚好无水，其中接种物不得少于池容的20%，发酵料液的浓度不低于12%，不含有毒物质和杀菌物质，气温低于15℃时不宜投料。加料后搅拌均匀，加盖密封，进入发酵启动阶段。经过2~3次放气后，即可点燃使用。

沼气池使用过程中要经常进出料，及时将猪粪尿清理入池，并定期小出料，保持池内料液恒定。水封圈要经常加水，防封口干裂漏气。沼气表、灯、灶、管路要经常检查，发现问题及时处理。定期更换脱硫剂，避免燃烧产生的二氧化硫危害作物。

2.“四位一体”生态大棚的特殊管理每天日出前点燃沼气灯2小时左右，增加大棚内的温度、光照和增施二氧化碳气肥。可根据作物不同的生长期，叶面喷洒纯沼液，既可杀死98%的蚜虫、红蜘蛛等，也能调节作物生长代谢，增加营养。沼渣可按一定的比例直接浇灌，幼苗期用1份沼液5份水浇灌，成熟期可用沼液直接浇灌，也可过滤后通过滴灌系统直接滴灌。

3.“四位一体”生态大棚养猪的特殊管理在“四位一体”生态大棚内养猪一定要保证数量，不得少于8头，否则不能保证正常用气。猪可用沼液饲喂，并尽可能地取沼气池主池中部的料液，经沉淀过滤后放置2~3小时，拌在饲料中饲喂。饲喂时沼液添加量由少到多，待猪适应后按饲料干重的1~1.5倍添加沼液。要注意观察，如发现猪有不正常现象，应暂时停喂沼液，待治疗正常之后再逐步添加沼液。平时猪圈与大棚应隔离，注意猪圈的通风换气，合理调节室温。及时将猪粪尿清理入池，防止气害发生。

四、“四位一体”生态大棚的应用技术

1.利用“四位一体”生态大棚生产无公害农产品

（1）清洁大棚。全部用沼渣施足底肥，高温闷棚7~10天，可减少病菌、害虫、虫卵的残存量。

（2）沼液浸种。把待播种子装入编织袋放在水压间内。浸种时间视品种而定，最少2小时，最多48小时。

（3）安装沼气灯。首先提高大棚内温度。沼气燃烧值较高，在1亩地的大棚内建10立方米沼气池，配5盏沼气灯，每天点燃3~5个小时，所产生的热量便可使棚内温度上升2~4℃，防止冻害，促进蔬菜生产；其次是延长光照，提供气肥。在早晨和傍晚点燃沼气灯，不仅能补充大棚内光照，节约能源，而且沼气燃烧释放的二氧化碳，还能促进蔬菜的光合作用，增加碳水化合物的合成。

（4）提供有机肥。沼渣、沼液是腐熟无菌、速迟兼备的优质肥料。每座1亩地的“四位一体”生态大棚使用沼渣、沼液做肥料，比日光大棚年可节约标准氮肥50~100公斤，还可增加磷、钾肥和蔬菜生长所需的各种微肥，不仅肥效高，并且能起到杀虫抑菌的作用，减少病虫害的发生，减少化学农药用量，推进蔬菜的无 公害生产。

2.大棚养猪，提高出栏率一座1亩地“四位一体”生态大棚内，可一次养殖8头猪，每年出栏两次，即年养猪16头，可增加效益1000多元。同时，大棚内温度适宜，沼液富含多种营养成份，作饲料添加剂，可增加猪的食欲，促进猪的成长，提高出栏率。据测定，“四位一体”饲养模式下，平均每头猪日增重0.75公斤，最高达0.98公斤，可提前出栏2~3个月。

3.沼气可用于照明和做饭沼气灯亮度相当于60瓦灯泡；用于做饭，一座1亩地“四位一体”生态大棚年可节约10吨标准煤炭。

五、使用沼气池应注意的问题

沼气池建成后，一定要通过严格的质量检查，方可投料使用。若沼气发生火灾，应立即截断气源，并及时组织力量灭火。沼气池在加水试压和进料时，不能倾倒过猛，以免池内气体压力增大，造成池墙破裂。沼气池出料时，也要防止过快过猛，以免产生负压，破坏池壁。

沼气生物脱硫原理范文第3篇

Abstract: The survey is aimed at getting to know the present situation that energy sources are used in middle school and primary school and how diversified energy consumption is going, in order to promote the concept of environment friendly zoology. The scheme begins with a research into the status that marsh gas and other kinds of energy are utilized and then includes a series of reasonable comparisons and analysis about economy and environment etc.. After a filedwork of the way low-carbon zoology recycles and amounts of related materials' being referred to, the output and input of the system is expected to be budgeted out. Simultaneity evaluating the positive effects of the green and low-carbon campus environment is to construct a suit of suitable and unique optimized circulative system so as to make low-carbon economy mode more universal.

关键词:低碳校园;沼气;优化系统;预算;收益

Key words: low-carbon campus;marsh gas;optimized system;budget;the input

中图分类号:G47文献标识码:A文章编号:1006-4311(2010)31-0006-03

0引言

哥本哈根气候大会已经结束将近半年了,但其“低碳经济”的理念对全世界产生了巨大影响。低碳经济是一种发展方式的转变,它要求改变能源结构,发展新能源和可再生能源;其次要改变经济增长方式、调整产业结构,优先发展高新科技产业、服务业等第三产业。再次要减少能源消耗,改变消费方式。围绕本次会议的主旋律,因此低碳能源的发展已成为全球公认的主流。作为新一代青少年的教育主阵营,我们应当把“低碳”概念引入校园。本团队在通过对西安周边学校的调研采访,了解到目前低碳校园生态循环的结构主要应用沼气技术,结合太阳能和其他一些低效能源,围绕绿色生态的理念建立相对简单的循环系统。笔者在对西安周边中小学沼气供能应用系统调查后,发现较为成功的有高陵县高家小学,通过调查研究其沼气系统的物质能量循环、设备资金投入、及对建成后的运营费用支出与收益进行预算,期望将预构造的优化系统在各地推广为低碳生态校园模式。因此希望在调研中收集到的数据和相关研究为此提供详实的参考依据。

1沼气系统的原理简介

对于主核心的沼气系统,其主要原理为:当沼气池内有机物质(常用的添加物质有农作物、人畜粪便等),在厌氧条件下经过许多种微生物协同发酵产生可燃性气体。产生的气体称为沼气(主要含有甲烷气体),储气间内的沼气由于产气和用气能维持压力平衡,利用通气设备可以将沼气用于供热、发电等。

2高陵县高家小学沼气生态系统综合描述

2.1 高家小学简介高陵县地处东经108°58′-109°10′,北纬34°25′-34°35′,位于西安市辖域北部,属暖温带半湿润大陆性季风气候。最高气温41.4℃,最低温度-0.8℃,年平均气温13.2℃。无霜期212天,年均日照2247.3小时,年降水540毫米左右,是农作物生长的适宜气候。高家小学位于高陵县鹿苑镇,占地面积108600平方米,现有校舍面积3250平方米,教学班10个,学生242人,教职工30人,属一所公办学校。

2008年实施“新农村卫生新校园工程”建设以来,高家小学在县委县政府的指导下实施该项目。目前,已完成投资76.8万元,分别建成了蔬菜大棚、养殖基地、卫生厕所、沼气系统、清洁厨房等沼气综合利用系统。

2.2 高家小学沼气循环系统原理高家小学沼气循环系统采用“四位一体”模式[1],该模式是以沼气为纽带,将沼气池、厕所、猪圈和温室大棚四结合的生态校园模式。生态猪舍、卫生厕所、温室大棚以及沼气系统的结合,使得猪等动物的粪尿和厕所粪污经过沼气系统厌氧发酵,实现资源转化与循环利用。畜禽粪、厕所粪污入池发酵产生的沼气输送至食堂供炊事,产生的沼液用于冲厕和叶面施肥,沼渣进入贮肥塔输送至菜地对蔬菜进行施肥。

①项目建设模式:卫生厕所+沼气系统+清洁厨房+大棚种植+养殖[3]。

②项目单元概况:

沼气系统:沼气池容积30立方米,装配有污物切割泵、自动冲厕、自动搅拌、控制配电箱等设备。

卫生厕所系统:建筑面积90平方米,32个蹲位。冲厕系统装备有污物切割泵和无人值守沼液冲刷设施。

清洁厨房系统:厨房内设置有固定砖垒灶台,燃气灶具为省上统一配备,输气系统按规定安装了脱硫沼气液压量表,沼气泄露保护报警等装置。

生态种植系统:学校有塑料大棚320平方米,种植蔬菜,校墙外有5.1亩杂果林。

生态养殖系统:学校建有猪舍面积40平方米,可养猪25头左右。

2.3 沼气循环系统设备资金的预算该校沼气循环系统主要设备包括沼气发酵系统、生态厕所、生态猪舍、温室大棚、食堂五大部分,各部分资金投入如下:

2.4 沼气循环系统的运营收支状况项目运行成本根据项目建设初期的设计和设备寿命分析得出:

系统总收支平衡至少需要:

(75.8万-3.829万)/3.829万≈19年。

2.5 小学沼气系统仍存在的缺点

2.5.1 没有充分评估该系统的潜在问题,缺乏相应的处理措施例如高家小学的沼气系统属于传统的地下池水压式发酵,其只能靠增加池的体积来提高产气量,而且由于埋在地下,只能靠地温产生的热能,因而造成夏季产气用不完,冬季产气不够用的现象。

2.5.2 没有充分搞好沼气的综合利用在校园内,沼气的综合利用是指将沼气、沼液、沼渣(简称“三沼”)运用到种植、养殖等生产过程中,降低生产成本,提高经济效益,改善生态环境,进而实现可持续发展的一项接口技术措施。该校没有充分搞好沼气的综合利用,主要表现在“三沼”利用范围太局限,沼气仅限于几个沼气灶而已,沼液仅限于做猪饲料的添加剂与叶面施肥,沼渣仅限于施肥等,这大大浪费了资源,不仅未能达到循环经济的效果,更未能达到低碳环保的目的。

2.5.3 大棚空间利用不够充分在该校的沼气循环生态系统中,对于大棚的利用不够充分,所种作物仅仅局限于西红柿、圣女果、辣椒、茄子等经济效益较低的蔬菜,这主要是考虑到小学生自身有限的认知能力和实践能力,大棚种植为新课改下学生的综合实践课程提供了良好的平台,为了兼顾不同层次学生的实践需求,尽快地收回经济成本,应该对大棚内的空间有合理规划,并且采用间种、套种、无土栽培等技术,使得大棚发挥其最大功效。

3对以上系统的优化

为了弥补类似于高家小学的沼气循环系统存在的缺点,笔者在综合多方面因素之后设计了一套比较合理的优化系统。虽然刚开始投入资金相对较高,但其潜在创利价值很高,投资风险小[4]。并且主要考虑了低碳、投入以及收益三方面相结合,具体如下:

3.1 菌种的选择。为了得到的沼气效率更高,应选择符合的发酵菌种。沼气菌种是许多种细菌的总称,根据作用的不同,可以把沼气菌分为两大类:第一类叫做分解菌;第二类叫做产甲烷菌。由于投入的原料偏向于纤维素类的废料,再综合产气的效果,着重添加纤维分解菌和产甲烷菌。预计投入资金较少,根据沼池大小,每年投入50元/m3,包括菌种的调研和购买。

3.2 发酵原料的配比[6]。沼气池的发酵原料,要有含碳酸较多的稿秆、青杂草和含氮较多的人、畜粪便,进行合理搭配,才能达到满意的产气效果。参考诸多资料,当粪(这里选择牛粪)与草(风干状态的作物稿秆)的重量比大于2:1时,发酵启动快,产气效果好;粪草比小于2:1时则发酵启动慢,产气效果较差。粪草比2:1相当于碳、氮比25:1。投入资金100元\次,更换次数依据实际情况来实施。

3.3 将沼气用于发电,废水可投入沼池。每立方米沼气可发1.44千瓦时。根据现行价格,单独用沼气发电,每千瓦时成本为0.13-0.14元。与柴油混合发电,每千瓦时成本为0.21-0.23元。按照高家小学立方数计算,日发电约60-80度电,按西安市现行电价0.5元计算,每度电至少节省0.25元,可见具有相当高的经济和环境效益。

3.4 增加沼液和沼渣的利用价值:鱼塘的循环价值和果园的配套设置。用沼液养鱼不仅能提高鱼的产量而且能减少鱼病发生,提高鱼的品质[5]。鱼塘设施投入2000元/亩,其他费用投入500元,年创利润预计可达3000元以上。同时果园的建造不仅绿化校园,而且可以合理利用沼渣,创造利润1000元左右/亩。

3.5 大棚可采用无土栽培技术,具有节肥、节水、省工、高产、优质,不受季节地域限制等特点,并且操作管理简单,系统排出液无污染,产品品质好。同时合理种植一些生产周期较短、经济效益又较高的蔬菜,如果条件允许,还可以种植一些花卉,作为美化之物、观赏之物。种植时采用间种、套种等技术,在有限的种植面积上力求最大的经济效益。

3.6 垃圾分类回收,对部分生活垃圾进行分类处理不但保证沼气系统的流畅运行,而且能达到低碳环保的效益。投入预计1000元/年。

具体如下:

优化系统总收支平衡至少需要:

(95787-43050)?鄢X-35500〉=758000

解出X=15年,比原系统少4年,虽然如此,但其生态效应明显优于原系统,是一项具有低碳性质的。

由于所有设施均属于学校管理,学校已拥有的大部分管理人员可以兼职参与,能大大减少管理投入费用。同时将一些能涉及开放课程的管理项目设置成地方校本课程,开发学生的时间学习能力,不但达到管理的目的,而且能全面培养学生的综合能力。

4结论与分析

4.1 低碳校园建设具有重要意义

4.1.1 教育效应推进基础教育改革,提高了学生的综合素质。例如温室大棚中菜蔬的栽种及管理等课程,不仅给新课改下校本课程学生综合实践课程的实施提供了良好平台,而且为学生的研究性学习、社会实践以及劳动与技术教育提供了前提基础,还锻炼了不同阶段学生的实践动手能力,更重要的是,可以让学生树立循环、低碳环保及可持续发展的理念。

4.1.2 生态效应改善了校园环境,为学生的学习创造了良好的绿色低碳氛围。

4.1.3 经济效应合理利用多种能源,变废为宝、节能减耗,增加经济收入。

4.1.4 社会效应普及科学知识,培养新型农民。

低碳经济,是当今世界最为关注的词语之一,低碳是地球环境问题越来越严峻而催生的产物,而要唤起大众关注环保和节约,是我们广大师生应该承担的使命。低碳校园的建设不仅可以解决校园的环境问题和能耗问题,而且可以通过校园低碳建设,对学生进行环保意识教育以及提升包括动手能力在内的各种综合能力[2]。从而将环保意识、精神向大众推广。

4.2 低碳校园――沼气循环系统综合利用的展望我们在以沼气为中心的循环系统构建低碳校园,综合利用了多种低耗能、可循环、高收益的能源,具有很好的发展潜能,尤其对于农村及城镇中小学具有更高的实际意义。

致谢:诚挚感谢陕西师范大学生命科学学院团总支各级领导对本次调研的关怀和支持;同时在本次调研过程中,高家小学的领导和老师给予了充分的帮助和支持,使本次活动能顺利进行,在此本团队表示真诚的感谢。

参考文献:

[1]王兰英,邱凌,贺光祥,孙玉芳.范家寨中学生态校园模式及经济效益分析.西北农林科技大学学报(自然科学版),2008,(8).

[2]阮为.构建低碳校园,培养创新人才[J].上海教育半月刊,2010.

[3]魏世清,李金怀,马奎.广西生态卫生学校沼气模式与效益.中国沼气(China Biogas),2009,28(1).

[4]颜丽,李景明,任颜笑.农村沼气工程的共生效应[J].农业工程学报(Transact ions of the CSA E),2006,(10).

沼气生物脱硫原理范文第4篇

节能减排已成为世界发展的重要目标。我国已将节能减排列为重要的经济社会发展指标，对各级政府和各类企业进行考核与评价。节能减排指标是一组约束性指标，对耗能大户、污染大户甚至是依法强制性执行的指标。由于国家一系列节能减排政策的实行和建设资源节约型、环境友好型社会的要求，我国依法强制性关闭了一大批能耗高、污染严重的小火电、小焦化、小电石、小冶炼、小炼钢、小水泥、小矿山、小造纸企业，通过依法关闭、压缩过剩产能、调整产业结构，实现节能减排目标。在全社会强制性实施节能减排目标责任制的同时，在政府节能减排的社会导向推动下，通过一系列技术创新、产业创新和结构调整，正在全社会催生和形成一批新产业。

节能新产业门类众多

在节能方面，世界各国的科学家和工程技术专家，围绕在社会生产、社会消费各环节、各领域的节能目标，通过支持、鼓励节能的制度创新，产业发展思路创新，设计思路创新，生产过程优化和产品技术创新，已在全世界催生形成一批新产业。

1.以LED为代表的半导体照明产业，就是利用先进的LED技术发展的新一代节能灯具、灯饰等照明产品，与传统的照明产品比可节省90%的电。这一新兴产业正在国内外向集群化发展。

2.以提高电动设备、机械的功率因数为代表的，能够满足各种电动装置、装备机械的功率补偿电器产品正在系列化。目前世界各国已开发出许多这样的产品。

3.以洁净煤联合循环发电等技术为代表的节煤发电装置，已使世界上每度电耗煤由500多克下降到300多克，在生产二次能源的过程中不断减少对一次能源的消耗。这些技术正在世界范围实现产业化。

4.以能量回收装置为代表的大型气体压缩系统设备，将做功后剩余热能，回收再用于驱动原始做功设备，达到最大限度节能的目的。例如陕鼓集团的轴流式压缩机及一体化的能量回收装置。这类节能新产品也在全世界的大型石油化工、天然气化工、煤化工、盐化工、大型钢厂等得到广泛使用。

5.大型硫酸生产过程，利用放热反应产生的热能发电，再用于生产过程，以减少单位产品整体能耗的技术改造项目，已在大型硫酸生产企业得到广泛推行和实施。

6.大型空冷燃煤发电机组，通过空冷装置，大量节约循环冷却水资源，从而大大减少了水资源抽取、处理、循环、排放、清污过程中的能耗。另外，大型电厂、化工企业利用先进的水处理工艺，将闭路循环水处理的杀菌、杀藻、除垢、缓蚀的功能助剂进行科学复配，大大提高了闭路循环水的排放浓缩倍数，使许多高耗水的大型企业闭路循环水系统的补充用水减少50%以上。

7.为了实现汽车节能的目的，世界上正在推行以镁合金等代替钢生产汽车零部件，达到汽车节能减重的目标。由此引发了世界范围镁及镁合金产业的飞速发展。

8.为了达到建筑物节能目标，全世界建筑材料科学家们开发了能充分利用太阳能和隔热性能好、导热系数小的类似太阳能屋顶材料、新型墙体材料以及门窗、节能砖、节能灯等新产品。新型建筑节能产品五花八门，不胜枚举，今后人类还会不断发明和制造出更多节能建筑新材料和新产品。

9.为了达到建筑物节能目的，科学家们正在利用地热泵原理，通过在建筑物地基设计、构筑“U”形空气和水的循环设施及装置，达到冬暖夏凉的效果。这类节能设计思想及工程技术已开始得到广泛应用。

10.利用自然能源节约二次能源新技术，正在形成一批新产业。例如太阳能、风能、地热能、潮汐能、水能利用新技术的产业化等。再比如技术专家正在研究和设计的满足农村居民生产、生活需要的现代化的，能够充分利用家庭生产、生活过程中的生物能源资源、太阳能和风能资源，结合节能建筑新技术、节能建材新技术、节能建筑新产品、节能生产、生活新产品，集成创新和应用，形成可工厂化生产的标准化的、各具特色的新农村一体化的现代民居设施、大棚设施和以家庭为单元的封闭型、循环型生产生活装置与设施。

11.专家们正在研究的应用于大型转动设备的磁悬浮轴承装备。磁悬浮轴承可达到节能和减少大型重载轴承在使用过程中的热喷涂金属、刮轴瓦等一系列高昂的维修成本。

12.为了节能人们正在开发保温性更好的管道保温新材料和耐火新材料、耐火新炉料。为了减少高温炉子的热量损失，科学家们还研究出了喷涂在炉壁上的耐高温远红外涂料产品。

13.为了减少日常居民生活用电成本，降低能耗，人们开发出了各种各样的电磁、微波新产品。这类产品在现代家电族群中已成为庞大产业集群。

14.为了节约或减少使用日益短缺的石油资源，人类首先想到利用相对丰富的煤资源，以南非萨索尔公司为代表建成了世界第一个大型煤制油装置。我国的煤制油产业发展已进入起步阶段，神华集团在内蒙古伊金霍洛旗的大型煤制油项目即将建成投产，兖矿在榆林的煤制油项目即将开工。为了节约和减少使用石油，一个煤化工代替石油化工的时代正在到来。例如大唐国际在内蒙古多伦的大型MTP项目、陕西煤业化工在榆林、蒲城等地的MTO项目、宁煤的MTP项目，以及全国八个煤炭主产省正在规划建设的一大批煤制甲醇、二甲醚、聚氨酯、环乙酮、己内酰胺、醋酸、聚甲醛、MTO/MTP、DTO/DTP、煤焦油加氢制油和醇醚燃料项目等。另外为了减少一次性能源资源的使用和减少一次性能源资源开发使用对大气环境、生态环境、水环境的影响，科学家们正在围绕节约替代稀缺能源和一次性能源，开发出了一大批新能源、可再生能源新产品以及使用这些能源的新产品。例如氢能、太阳能、风能、潮汐能、地热能、生物能（乙醇燃料、生物柴油、沼气、生物质发电等）、水能等可再生能源资源的开发利用，以及利用这类可再生能源形成的发动机、发电装置、汽车（如电动汽车、二甲醚汽车、甲醇汽车、氢能源汽车等）等新产业。另绕节约和减少煤、油、气等传统能源的使用，人类还对可利用的核能资源、煤层气资源、高炉气资源、焦炉气资源、油田伴生气资源、油页岩资源、废弃煤矿的残煤资源、沼气资源进行开发利用，在全世界又形成了一批能源开发、生产和应用新产业。目前，石油资源短缺，价格连年持续上涨，世界各国一方面在全球范围内广泛寻找和发展石油替代产品，一方面千方百计希望在全球找到更多石油资源。在已开发油田千方百计通过技术创新不断提高采出率来提高产量，满足各国对石油的现期需求。过去由于认识和技术上的限制人们侧重在陆相沉积层中找油，现在已在海相沉积层中找到新的石油资源，过去人们利用打注水井提高老油田和低渗透油田的采出率，现在人们已开始应用渗透性更强的二氧化碳驱油新技术。从总体上看，人们一方面希望找到更多一次性能源资源，最大限度地开采和利用一次性能源资源，尽量延长一次性能源资源的开采使用年限；另一方面抓紧寻找、研究和开发、节约和替代稀缺性能源资源的新路子、新技术和新产品。人类沿着这个大的思路，正在全世界形成若干新能源产业、替代能源产业、可再生能源产业和节能产业。

从节能角度催生的新产业还有很多。一次性能源资源、传统能源资源和稀缺性能源资源的短缺，引发了人们的节能意识，而节能的意识和上升为国家意志的节能法规与政策，又会推动人们通过发展思路和产业技术、产品技术、设计思路创新，不断形成节约能源、发展新能源、发展替代能源、开发可再生能源的新思路、新产业、新产品。

减排也成产业化

在减排方面，人们按照资源化、减量化、再循环、再利用和零排放的思路，正在全社会催生和形成一批新产业。

1.通过一种资源的充分利用，实现零排放。例如在矿产资源开发中，除主产品以外，通过对传统工艺生产排放、堆积、储存的尾矿和矿渣中其它有价元素的提取分离，通过对最终不能再提取回收利用残余矿渣的建材化应用，通过对整个矿山开采、选矿、回收利用过程中水资源的循环利用等，可实现对单一矿种的废渣、废水零排放。矿渣制砖、生产墙体材料、用作水泥添加剂、矿山废水循环利用等新技术，已在全世界得到广泛应用。绿色矿业、环保矿业的思路已成为现代矿业发展的基本指导思想和设计建设方针。

2.通过多种资源、多种产业的园区化、集群化发展，通过多种资源沿产业链前向、后向、侧链延伸发展，通过多产业的交叉发展、融合发展、衍生发生、配套发展，使一种产业、一家企业、一个产品的废弃物成为另一个产业、另一家企业、另一种产品的原料或材料，通过多产业、多企业、多产品共生发展，实现对资源的最充分利用，最终达到“三废”零排放。例如：利用天然气和煤联合造气生产化工产品，可实现对碳、氢资源的最充分利用；通过煤电建材一体化，可实现对粉煤灰、煤矸石、电厂煤渣的资源化、建材化利用；通过水泥企业、电石企业、氯碱/PVC企业的共生，可将PVC生产的电石泥用于生产水泥；利用水泥厂、氟化工、硫酸厂、硫铁矿生产企业共生，可将氟化工废渣用于生产耐酸碱防腐水泥，可用硫酸厂废渣生产高铁水泥，可用含硫的矿山尾矿及矿渣回收的硫铁矿生产硫酸，可利用氟化工和硫酸厂的含氟废气生产氟硅酸钠等化工产品，在这一共生体中，硫酸还是生产氟化氢的原料，还可利用硫酸放热反应产生的蒸气发电等。在煤、油、气、盐、氟、硅、石灰石、硫铁矿和有色金属资源丰富的陕西等省区，在多种资源的共生地，发展多产业的综合性工业园区、产业集中区，发展能源化工、载能产业和新型材料、现代建材等产业共生区，对实现资源的最充分利用，减少废弃物排放，实现对传统“三废”的资源化、再利用、再循环和零排放具有重大现实意义。

3.围绕对水资源的节约利用，经过一代一代科学家们的研究和开发，已形成了庞大的供水产业、节水产业、水处理产业、中水利用产业。例如：海水淡化产业、地热水综合开发利用产业、节水设施产业（净化、输水、喷灌、渗灌、滴灌等产业）、水处理产业（水处理设备产业和水处理助剂产业等）、中水利用产业等。仅水处理产业，又衍生出了水处理装备制造、现代膜处理技术及产品开发、处理过程中的杀菌剂、阻垢剂、缓蚀剂、絮凝剂开发与生产等许多新产业。水处理产业既增加了水资源的供给，又会大大减少废水、污水的排放。

4.围绕煤化工、燃煤电厂、焦化厂二氧化碳的回收利用，国内外正在研究开发二氧化碳捕集、回收装置及设备，并围绕二氧化碳产品的应用，人们研究设计出了二氧化碳驱油增产石油新技术，研究出了用二氧化碳生产重要的基础性化工产品――碳酸二甲酯及其系列产品，研究出了用二氧化碳生产干冰用于食品、果品、蔬菜、肉类冷藏的各类新技术，还开发出了利用二氧化碳作设施农业、温室大棚的气体肥料新技术等。

5.围绕各类废气的回收利用生产各类新产品或新能源，减少有害气体排放。例如回收利用炼油厂、石油化工厂火炬生产化工产品，利用煤化工脱硫、煤电烟气脱硫、天然气脱硫、焦炉气脱硫等各类工业脱硫的工艺技术改造，回收硫资源用于生产硫磺、硫酸产品；利用焦炉气和高炉气发电，利用油田伴生气发电，利用煤矿瓦斯气发电；利用化工厂的空分装置回收利用主分离产品以外的各类有价气体产品等。

6.利用焦化厂、兰炭（半焦）厂副产物煤焦油，加氢生产柴油、汽油；分离煤焦油生产苯、甲苯、二甲苯、工业苯、蒽醌等产品；还可再将二甲苯生产对二甲苯、邻二甲苯、间二甲苯，用于生产聚酯塑料、聚酯纤维和一系列有机化工产品。

7.利用农村废弃的秸秆、果树剪枝、木材加工废弃物、果壳、谷糠等生产活性炭、密度板产品，还可利用其中的纤维素和糖类物质发酵生产乙醇和建设生物质燃料电厂，再利用生物质燃料电厂的草木灰生产有机钾肥等。在陕西等黄姜生产集中的地区，可通过上大压小，利用皂素生产的残渣和废水，回收淀粉，再利用淀粉和残渣中的纤维素发酵生产乙醇，并将皂素废水通过反渗透膜技术再用于水解过程。

8.利用农村的人畜粪便、绿色农产品残余物等有机物建设沼气装置，净化农村环境，增加农村居民能源供给。还可利用大型屠宰企业无法利用皮毛骨血肉，生产饲料和氨基酸叶面喷肥等。沼气工程结合新农村建设正在我国广大农村全面推开，利用城市垃圾的沼气发电项目也在我国起步。

9.利用城镇、城市垃圾中的有机物生产有机肥料和发电；利用垃圾中的可粉碎无机物生产建材；利用废旧塑料及其制品炼油、生产再生塑料和各类再生塑料制品；利用废纸生产再生纸制品、包装物等。

10.建设废旧工业装置、废旧钢铁、废旧汽车、废旧轮胎、废旧军舰、废旧轮船、废旧飞机、废旧机械、废旧设备、废旧电器、废旧电子产品、废旧玻璃等的拆解、回收、再生、加工、利用的专业化园区，从中回收各类金属、钢铁，各类可再次利用的电子元器件，可利用的橡塑制品和玻璃等，在园区集中进行拆解、分类、回收、加工和再循环、再利用。国内外现代化的拆解、回收、加工、利用废旧物资的工业园区发展迅猛，已形成了许多新的强势产业和产业链。例如：利用废钢铁炼钢，提取分离和回收各类贵金属与稀有元素；利用废轮胎，可用于生产翻新轮胎，低温冷冻生产建筑胶粉，高温裂解生产成品油、炭黑，还可生产高弹性地板和节水设施农业使用的滴、渗管道等；废塑料热解生产成品油，生产再生塑料制品，与煤共焦炼钢、生产水泥、作高炉燃料；废旧玻璃用于生产新玻璃、玻璃纤维及其制品、保温材料和建材等。

11.从形成、产生、使用含贵金属的生产废弃物、废炉灰、工业废渣中，回收各类贵金属。例如从冶炼厂的阳极泥中回收金、银、镉等贵金属；从电镀废泥、洗相废泥、废旧胶片中回收金属银；从炼油厂的废钯碳催化剂中回收贵金属钯；从硝酸、硝铵厂的氨氧化炉灰中回收铂、铑、钯，利用钯回收网回收氨氧化炉中的气态铂、气态铑等贵金属；从化肥厂、甲醇厂、化工厂的镍、钴、银催化剂中回收有价的贵金属产品等等。

12.大力发展核电、氢能源、醇醚燃料、水电、洁净煤、太阳能、风能、潮汐能、生物能等新能源、洁净能源和可再生能源生产，减少传统能源使用过程中的SO2、CO2等有害气体和废渣的排放。

沼气生物脱硫原理范文第5篇

一、循环经济的起源与发展

循环经济的思想萌芽可以追溯到环境保护运动兴起的20世纪60年代。1962年美国海洋生物学家蕾切尔·卡逊发表了《寂静的春天》，指出生物界以及人类所面临的危险，这是学术界对传统经济行为和观念的早期反思。“循环经济”一词，首先由美国经济学家K·波尔丁于20世纪60年代提出，他受当时发射的宇宙飞船的启发来分析地球经济的发展。他认为宇宙飞船是一个孤立无援、与世隔绝的独立系统，靠不断消耗自身资源存在，最终它将因资源耗尽而毁灭，惟一使之延长寿命的方法就是实现宇宙飞船内的资源循环。同理，地球经济系统如同一艘宇宙飞船。尽管地球资源系统大得多，地球寿命也长得多，但是，也只有实现对资源的循环利用，地球才能得以长存。其“宇宙飞船理论”可以作为循环经济的早期代表。

20世纪70年代，循环经济的思想只是一种理念，当时人们关心的主要是对污染物的无害化处理。20世纪80年代，人们认识到应采用资源化的方式处理废弃物。20世纪90年代以后，特别是可持续发展战略成为世界潮流的近些年，环境保护、清洁生产、绿色消费和废弃物的再生利用等才整合为一套系统的以资源循环利用、避免废弃物产生为特征的循环经济战略。我国从20世纪90年代起引入了关于循环经济的思想，此后对于循环经济的理论研究和实践不断深入。1999年从可持续生产的角度对循环经济发展模式进行整合；2002年从新兴工业化的角度认识循环经济的发展意义；2003年将循环经济纳入科学发展观，确立物质减量化的发展战略；2004年，我国提出从不同的空间规模：城市、区域、国家层面大力发展循环经济。

二、发展循环经济的技术途径

1.资源的高效利用

依靠科技进步和制度创新，提高资源的利用水平和单位要素的产出率。在农业生产领域，一是通过探索高效的生产方式，集约利用土地、节约利用水资源和能源等。如推广套种、间种等高效栽培技术和混养高效养殖技术，引进或培育高产优质种子种苗和养殖品种，实施设施化、规模化和标准化农业生产，都能提高单位土地、水面的产出水平。通过优化多种水源利用方案，改善沟渠等输水系统，改进灌溉方式和挖掘农艺节水等措施，发展节水农业。通过发展集约化节水型养殖，实现养殖业节水。二是改善土地、水体等资源的品质，提高农业资源的持续力和承载力。通过秸秆还田、测土配方科学施肥等先进实用手段，改善土壤有机质以及氮、磷、钾元素等农作物高效生长所需条件，提高土壤肥力。利用酸碱中和原理和先进技术改造沿海的盐碱地，或种植特效作物对盐碱地进行长期土壤改良，提高盐碱地的可种植性。控制农药用量，严禁高毒农药，合理使用化肥和农膜，推广可降解农膜，减少其对土壤的侵蚀；畜禽养殖排泄物采取生态化处理，减少其对水体污染。减少使用抗生素等药物，保证农作物产品和畜禽产品满足健康标准。在工业生产领域，资源利用效率提高主要体现在节能、节水、节材、节地和资源的综合利用等方面。工业技术水平的提高，主要是通过高效管理和生产技术替代低效管理和生产技术、高质能源替代低质能源、高性能设备替代低性能设备、高功能材料替代低功能材料，高层工业建筑替代低层工业建筑等来促进资源的利用效率提高。另一方面，围绕资源的合理利用，在一些生产环节用余热利用，零部件和设备修理与再制造，以及废金属、废塑料、废纸张、废橡胶等可再生资源替代原生资源、可再生材料替代原生材料等资源化利用，实现资源的高效利用。在生活消费领域，提倡节约资源的生活方式，推广节能、节水用具。节约资源的生活方式不是要削减必要的生活消费，而是要克服浪费资源的不良行为，减少不必要的资源消耗。

2.资源的循环利用

通过构筑资源循环利用产业链，建立起生产和生活中可再生资源的循环利用通道，达到资源的有效利用，减少向自然资源的索取，在与自然和谐循环中促进经济社会的发展。 在农业生产领域，农作物的种植和畜禽、水产养殖本身就要符合自然生态规律，通过先进技术实现有机耦合农业循环产业链，是遵循自然规律并按照经济规律来组织有效的生产。包括：种植—饲料—养殖产业链。根据草本动物食性，充分发挥作物秸秆在养殖业中的天然饲料功能，构建种养链条。养殖—废弃物—种植产业链。通过畜禽粪便的有机肥生产，将猪粪等养殖废弃物加工成有机肥和沼液，可向农田、果园、茶园等地的种植作物提供清洁高效的有机肥料；畜禽粪便发酵后的沼渣还可以用于蘑菇等特色蔬菜种植。养殖—废弃物—养殖产业链。开展桑蚕粪便养鱼、鸡粪养贝和鱼类、猪粪发酵沼渣养蚯蚓等实用技术开发推广，实现养殖业内部循环，有利于体现治污与资源节约双重功效。生态兼容型种植—养殖产业链。在控制放养密度前提下，利用开放式种植空间，散养一些对作物无危害甚至有正面作用的畜禽或水产动物，有条件地构筑“稻鸭共育”、“稻蟹共生”、放山鸡等种养兼容型产业链，可以促进种养兼得。废弃物—能源或病虫害防治产业链。畜禽粪便经过沼气发酵，产生的沼气可向农户提供清洁的生活用能，用于照明、取暖、烧饭、储粮保鲜、孵鸡等方面，还可用于为农业生产提供二氧化碳气肥、开展灯光诱虫等。农作物废弃秸秆也是形成生物质能源的重要原料，可以加以挖掘利用。在工业生产领域，以生产集中区域为重点区域，以工业副产品、废弃物、余热余能、废水等资源为载体，加强不同产业之间建立纵向、横向产业链接，促进资源的循环利用、再生利用。如围绕能源，实施热电联产、区域集中供热工程，开发余热余能利用、有机废弃物的能量回收，形成多种方式的能源梯级利用产业链；围绕废水，建设再生水制造和供水网络工程，合理组织废水的串级使用，形成水资源的重复利用产业链；围绕废旧物资和副产品，建立延伸产业链条，可再生资源的再生加工链条、废弃物综合利用链条以及设备和零部件的修复翻新加工链条，构筑可再生、可利用资源的综合利用链。在生活和服务业领域，重点是构建生活废旧物质回收网络，充分发挥商贸服务业的流通功能，对生产生活中的二手产品、废旧物资或废弃物进行收集和回收，提高这些资源再回到生产环节的概率。

3.废弃物的无害化排放

通过对废弃物的无害化处理，减少生产和生活活动对生态环境的影响。在农业生产领域，主要是通过推广生态养殖方式，实行清洁养殖。运用沼气发酵技术，对畜禽养殖产生的粪便进行处理，化害为利，生产制造沼气和有机农肥；控制水产养殖用药，推广科学投饵，减少水产养殖造成的水体污染。探索生态互补型水产品养殖，加强畜禽饲料的无害化处理、疫情检验与防治；实施农业清洁生产，采取生物、物理等病虫害综合防治，减少农药使用量，降低农作物的农药残留和土壤农药毒素的积累；采用可降解农用薄膜和实施农用薄膜回收，减少土地中的残留。在工业生产领域，推广废弃物排放减量化和清洁生产技术，应用燃煤锅炉的除尘脱硫脱硝技术，工业废油、废水及有机固体的分解、生化处理、焚烧处理等无害化处理，大力降低工业生产过程中的废气、废液和固体废弃物的产生量，扩大清洁能源的应用比例，降低能源生产和使用的有害物质排放。在生活消费领域，提倡减少一次性用品的消费方式，培养垃圾分类的生活习惯。