农业废弃生物质高效厌氧转化关键技术创新及应用

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获奖名称：

神农中华农业科技奖科学研究类成果

获奖区域：

中国农学会

获奖等级：

一等奖

主要完成人：

赵立欣，董保成，向欣，陈羚，韩捷，郑毅，刘林，张玉华，万小春，高新星，罗娟，宋成军，李砚飞，姚旭华，李旭源，代树智，郭冰瑜，李想，张旭东，程红胜

关键词：

厌氧;  装备;  转化;  原料;  技术;  一体化;  系统;  高效;  浓度;  废弃生物质; 

第一完成单位：

农业部规划设计研究院

获奖时间：

2012-2013

项目名称：

联系人：

联系电话：

电子邮件：

邮编：

地址：

合作完成单位：

农业部规划设计研究院，北京盈和瑞环保工程有限公司，青岛天人环境股份有限公司，河北省青县新能源办公室，河北耿忠生物质能源有限公司

单位电话：

传真：

网址：

推荐单位(专家)：

来源网站：

中国农学会

来源网址：

http://www.caass.org.cn/

摘要：

氧技术是实现我国40亿t废弃物资源化利用的最主要手段之一。针对厌氧转化领域中高固原料转化率低、纤维原料降解难、工程装备化程度差、系统运行成本高、二次污染风险大、行业标准缺失等重大问题，从机理、工艺与应用等系统地开展全过程研发，取得以下重大成果（图1.1）：1、厌氧分相调控与高效转化技术创新针对纤维原料和高固原料厌氧消化调控难等过程控制问题，系统开展相分离与协同匹配研究，首次构建了农业废弃生物质资源特性数据库，开创性提出高效厌氧分相调控机理，研发出一体化两相厌氧发酵技术（CTP）和分离式两相厌氧消化技术（STP）。CTP采用两相接种方式，首次实现在固相产酸和液相产气的相分离与耦合，STP通过不同厌氧阶段渗滤液混配后循环，在多反应器中实现两相匹配协调，解决了上述原料高效降解和过程控制难题。渗滤液循环用于调节分离相的酸化率，消除了二次污染。产气率提升10%以上，经鉴定达到国际先进水平。2、覆膜槽干发酵气肥联产装备与方法突破针对厌氧消化液二次污染和能肥产率低等转化过程中问题，首次开发出覆膜槽气肥联产装备与方法（MCT），使进料浓度高达40%以上，是常规工艺进料上限浓度的4倍，突破了进料浓度的限制，对干清粪、生活垃圾等无需加水调配料液浓度，MCT利用好氧产热保持工程中温运行，同时生产沼气能和有机肥，实现能源肥料一体化联产，无需外加热源、无二次污染，经济环保效益高，具有重大创新性，经鉴定达到国际先进水平。3、基于全产业链的技术、装备与标准体系构建针对工程占地多、能耗大等生产性难题，系统提出一体化、模块化反应器设计方法，开发了拼装钢板、预制混凝土和结构密封胶等专用装备和材料，首次优化集成出发酵贮气一体化拼装式反应器，安装简便快速，适合各种工艺，节省投资20%、节省用地30%、缩短工期50%。基于行业标准缺失现状，制订了适合各类沼气工程运行、维护及其安全的系列标准，构建了涵盖全产业链的技术、装备、标准体系。截至2012年，设备销售和技术服务新增收入2.09亿元，推广应用工程1009处，年产沼气2.23亿m3，有机肥87.16万t，新增产值5.24亿元，新增利润1.28亿元。本成果经过长达5年的规模化拓展应用，工程能效提高10%以上，新建大型工程中的普及率突破50%。