爱华网所谓能源生态模式，即沼气工程周边的农田、鱼塘、植物塘等能够完全消纳经沼气发酵后的沼渣、沼液，使沼气工程成为生态农业园区的纽带。如畜禽粪便沼气工程，首先要将养殖业与种植业合理配置，这样即不需要后处理的高额花费，又可促进生态农业建设，所以说能源生态模式是一种理想工艺模式。
沼气工程_沼气工程 -定义
效果图
沼气工程是指以规模化畜禽养殖场粪便污水的厌氧消化为主要技术环节，集污水处理、沼气生产和资源化利用为一体的系统工程。按规模大小可分为小型、中型和大型沼气工程。
大中型沼气工程技术，是一项以开发利用养殖场粪污为对象，以获取能源和治理环境污染为目的，实现农业生态良性循环的农村能源工程技术。它包括厌氧发酵主体及配套工程技术，主要是通过厌氧发酵及相关处理降低粪水有机质含量，达到或接近排放标准并按设计工艺要求获取能源―沼气：沼气利用产品与设备技术，主要是利用沼气或直接用于生活用能，或发电、或烧锅炉、或直接用于生产供暖、或作为化工原料等：沼肥制成液肥和复合肥技术，则主要是通过固液分离，添加必要元素和成份，使沼肥制成液肥或复合肥，供自身使用或销售。其关健技术是沼气厌氧发酵技术，包括常规和高效发酵工艺技术。
沼气工程_沼气工程 -工艺类型
1、按发酵温度分3种：
常温（变温）发酵型、中温（35℃）发酵型、高温（54℃）发酵型
2、按处理原料分3种：
处理食品工业有机废水工程型、处理畜禽粪污工程型和处理其他工业有机废水工程型
3、根据沼气工程的目的和周边环境条件的不同，大中型沼气工程可分为能源生态模式和能源环保模式。
所谓能源生态模式，即沼气工程周边的农田、鱼塘、植物塘等能够完全消纳经沼气发酵后的沼渣、沼液，使沼气工程成为生态农业园区的纽带。如畜禽粪便沼气工程，首先要将养殖业与种植业合理配置，这样即不需要后处理的高额花费，又可促进生态农业建设，所以说能源生态模式是一种理想工艺模式。
所谓能源环保模式，即沼气工程周边环境无法消纳沼气发酵后的沼渣、沼液，必须将沼渣、制成商品肥料，将沼液经后处理达标排放。该模式既不能使资源得到充分利用，而且工程和运行费用较高，应尽量避免使用。
沼气工程_沼气工程 -工艺流程
一个完整的大中型沼气发酵工程，无论其规模大小，都包括如下工艺流程：原料（废水）的收集、预处理、消化器（沼气池）、出料的后处理和沼气的净化与储存等部分。
㈠原料收集
在畜禽场或工厂设计时就应当据当地条件合理安排废物的收集方式和集中地点，以便就近进行沼气发酵处理。
收集到原料一般要进入调节池储存，因为原料收集时间往往比较集中，而消化器的进料常需在一天均匀分配。所以调节池的大小一般要能储存24小时废物量。在温暖季节，调节池常可兼有酸化作用，这对提高原料可消化性和加速厌氧消化都有好处。若调节池内原料滞留期过长，会因耗氧呼吸作用或沼气发酵的进行而损失沼气产量
㈡原料预处理
原料常混杂有生产作业中的各种杂物，为便于用泵输送及防止发酵过程中出现故障，或为了减少原料中的悬浮固体含量，有的在进入消化器前要进行升温或降温等，因而要对原料进行预处理。在预处理时，牛和猪粪中的长草、鸡粪中的鸡毛都应去除，否则极易引起管道堵塞。上海星火农场采用搅龙除草机去除牛粪中的长草，可以收到较好的效果，再配用收割泵进一步切短残留的较长纤维和杂草可有效防止管道阻塞。鸡粪中含有较多贝壳粉和砂砾等，必须进行沉淀清除，否则会很快大量沉积于消化器底部，不仅难以排除，而且会影响沼气池容积。
目前采用的固液分离方式有格栅机、搅龙除草机、卧螺式离心机、水力筛、板柜压力机带式压滤机和螺旋挤压式固液分离机等。其中，螺旋挤压式固液分离机主要用于SS含量高，且易分离的的污水，如新鲜猪粪污水；卧螺式离心机用于酒精厂废醪效果较好；搅龙除草机主要用于纤维较长的废水预处理；板柜压力机和带式压滤机主要用于加凝絮剂后凝絮效果较好的废水，用于好氧污泥的处理效果极佳；水力筛一般均采用不锈钢制成，用于杂物较多、纤维长中等的污水，如猪粪污水、鸡粪污水等，且其分离效果好，安装方便，易于管理，在南方应用较为广泛。
㈢厌氧消化器
厌氧消化器是大中型沼气工程的核心设备，微生物的繁殖、有机物的分解转化、沼气的生成都是在消化器里进行的，因此，消化器的结构和运行情况是一个沼气工程设计的重点。首先要根据发酵原料或处理污水的性质以及发酵条件选择适宜的工艺类型和消化器结构。
目前，应用较多的工艺类型及消化器的结构有常规型消化器，如在农村大量使用的家用水压水式沼气池和酒厂使用的隧道式沼气池；第二类为污泥滞留型消化器，使用较多的有使用于处理可溶性废水的UASB及使用于处理高悬浮固体的USR，另外，内循环厌氧消化器(IC)是目前效率较高的工艺类型，主要用于处理中低浓度、SS含量低、pH偏中性的污水。第三类为附着膜型消化器，目前使用的主要是填料过滤器，使用于可溶性有机废水处理，有启动快、运行容易的优点。
（四）出料的后处理
出料后处理的方式多种多样，采用能源生态模式，最简便的方法是直接用做肥料施入农田或鱼塘，但施用有季节性，不能保证连续的后处理，应设置适当大小的贮液池，以调节产肥与用肥的矛盾。如采用能源环保模式，则是将出料进行沉淀后再将沉渣进行固液分离，固体残渣用做肥料或配合适量花费做成适用于各种作物或花果的复合肥料，很受市场欢迎，并有较好经济效益。清液部分可经爆气池、氧化塘、人工湿地处理设备进行深度处理，经处理后的出水，可用于灌溉或达标后排入水体、但花费较大。
(五)沼气的净化、储存和输配
沼气发酵时会有水分蒸发进入沼气，由于微生物对蛋白质的分解或硫酸盐的还原作用也会有一定量硫化氢(H2S)气体生成并进入沼气。水的冷凝会造成管路堵塞,有时气体流量计中也充满了水。H2S是一种腐蚀性很强的气体，它可引起管道及仪表的快速腐蚀。H2S本身及燃烧时生成的SO2、H2SO3、H2SO4，对人都有毒害作用。大型沼气工程，特别是用来进行集中供气的工程必须设法脱出沼气中的水和H2S。脱水通常采用脱水装置进行。沼气中的H2S含量在1～12克/米3之间，蛋白质或硫酸盐含量高的原料，发酵时沼气中的H2S含量就较高。硫化氢的脱除通常采用脱硫塔，内装脱硫剂进行脱硫。因脱硫剂使用一定时间后需要再生或更换，所以脱硫塔最少要有两个轮流使用。
沼气的输配是指将沼气输送分配至各用户（点），输送距离可达数千米。输送管道通常采用金属管，近年来工程也采用高压聚乙烯塑料管、PE管、PPR管等作为输气干管。用塑料管输气避免了金属管的易锈蚀等问题。气体输送所需的压力通常依靠沼气产生池或储气柜所提供的压力即可满足，远距离输送可采用增压措施。
沼气工程_沼气工程 -运行与管理
一、 试压检验
1、发酵罐试漏：
水压法：向发酵罐内注水至溢流高度，稳定观察12小时，当水位无明显变化时，表明发酵罐及进料管系统不漏水，之后方可进行水压试验。关闭罐体通向大气空间的所有阀门，最佳方法是用盲板切断通向大气空间的去路。在罐顶起空间接好测压仪表或U型压力计，对气空间做好全面的密封处理，此后继续向发酵罐内注水。当压力达到最大设计压力时停止加水，记录好压力值，稳压观察24小时，当压力下降在3%-10%以内时，可确认发酵罐抗渗性能符合要求。
气压法：注水稳压观察后，不再注水，而是注气。压降小于3%，确认符合抗渗性能。
2、单机调试与联动试运行
用清水进行承压检验，原料、水、输配管路、阀门、压力表、流量计、液位计，pH计，加热器，搅拌器，电机，水泵等依各自产品质量检验标准和设计要求，进行单机调试和联动试运行。以保证安全可靠。
二、启动运行程序
1、选取接种物：
2、接种物的驯化：
确定系统运行温度后，选择同类工程的活性污泥作为接种物。若不能获得，需要驯化。一般沼气发酵罐排出的活性污泥和污水沟底正在发泡的活性污泥，都可作为接种物，接种量约占发酵容积的1/10-1/3。
驯化方法：菌种与底物按照10：1左右，混合于发酵罐，逐步升温至35或54℃，调PH6.8-7.2。隔周加入新料一次，数量为料液的5-10%，以此继续下去。富集菌种加入发酵罐，对于较小容积的发酵罐，菌种量要占1/3；较大容积发酵罐，菌种量可小于1/3。后封闭发酵罐。升温35或54度。停止进料若干天。每次进料要在预处理阶段使温度高出系统运行温度3-5度。pH调解到6.5-7。每次进料量控制在发酵罐内料液量的5-10%。每7-8天进料一次，直至料液溢流。此后缩短间隔，增大负荷直至设计要求。
3、投料启动
若发现发酵液挥发酸浓度升高，pH下降；沼气量明显减少，沼气中CO2含量升高，CH4含量下降；出水COD浓度升高，悬浮固体沉降性能下降。丁酸、戊酸含量上升等，预示着设备超负荷。应采取以下措施：
（1）控制有机负荷，保持或调节发酵液的pH值在6.8以上。首先要停止进料。若pH值已经降至6.5以下，则沼气产量显著下降，可加中和剂调整pH至6.8。这样可以避免不平衡态的进一步发展，而且还可以使消化作用在短时间内恢复平衡。
（2）若上述方法不能缓解失衡，则应考虑进料中是否有毒性物质。
（3）若有有毒物质，可以稀释进料的方法降低有害物质浓度，或添加某种物质使有毒物质中和或沉淀。
（4）如果pH下降或中毒情况严重，应考虑重新启动。
三、日常管理
污泥沉降的上平面应保持在溢流出水口下0.5-1.0米的位置，这样既可以保证水力运行的畅通，又可使悬浮污泥有沉降的空间。一般每隔3-5天排放一次，每次排放量应视污泥在消化器内的累积高度而定。UASB一般不需要搅拌，USR如无浮渣结壳现象也不需要搅拌，一些常规消化器一般不需要连续搅拌，特别是在出料时应尽量使发酵原料保持自然沉降状态，这样可以延长SRT和MRT因而获得较高的消化率。
因检修或因季节性生产等限制，厌氧消化器可能会有一段时间停运，这种停运对厌氧消化性能的保持并无多大影响。活性可以保持一年或更长的时间。在停运期间，应使消化器内发酵液的温度保持在4-20度。此外，在停运期间，应设法使出料口及导气管等保持封闭，以维持消化器的厌氧状态。
大型沼气工程每隔3-5年有计划地检修一次，事先应做好存放厌氧活性污泥的池子。大修时应将污水、污泥、浮渣、沉渣和底部泥沙清扫干净，进行防腐、防渗、防漏处理，最后按沼气池试漏规定验收合格后，才能重新装入污泥继续运行。安全事项：
1、打开消化器所有孔口，用鼓风机连续吹入新鲜空气24小时以上，测定池内空气中的甲烷、H2S、CO2、O2含量合格后方可进入，也可以用动物试验。
2、检修人员应戴防毒面具。戴好安全帽，系上安全带及安全绳，池外必须有人监护，整个检修期间不得停止鼓风。
3、池内所有的照明用具和电动工具必须防爆。如果明火作业，必须符合公安部门的防火要求，同时要有应急措施。
4、有条件时，配备有毒有害气体及可燃性气体监测器，以保证人身绝对安全。
大中型沼气工程一般由哪几部分组成
建造大中型沼气工程主要应具备以下5个条件：
1．要有充足而稳定的发酵原料供应；
