第一章 沼气生产原料 1
1.1 沼气发酵原料表征参数 1
1.2 沼气发酵原料产量与特性 4
1.2.1 农业类发酵原料 4
1.2.2 工业类发酵原料 10
1.2.3 市政废弃物类发酵原料 12
1.2.4 水生植物废弃物原料 14
1.3 原料的适应性和供应保障 15
参考文献 17
第二章 原料预处理 19
2.1 原料收集与运输 19
2.1.1 粪便类原料 19
2.1.2 秸秆类原料 19
2.2 原料贮存 20
2.2.1 秸秆贮存仓 21
2.2.2 液态原料贮存池 22
2.2.3 固态原料堆棚 22
2.3 除杂 23
2.3.1 格栅 23
2.3.2 除砂 27
2.4 提质 32
2.4.1 物理预处理 32
2.4.2 化学预处理 37
2.4.3 生物预处理 38
2.4.4 组合预处理 39
2.5 消毒 40
2.6 沼气发酵装置进料 41
2.6.1 液态原料的输送 41
2.6.2 固态原料的输送 44
2.6.3 液态原料的进料 44
2.6.4 固态原料的进料 45
参考文献 47
第三章 沼气发酵工艺 50
3.1 沼气发酵的生化过程 50
3.2 沼气发酵微生物 51
3.2.1 发酵性细菌 52
3.2.2 产氢产乙酸菌 52
3.2.3 耗氢产乙酸菌 52
3.2.4 产甲烷菌 52
3.2.5 硫酸盐还原菌 53
3.2.6 产酸菌与产甲烷菌之间的速率平衡 53
3.3 沼气发酵过程的优化 53
3.3.1 保持沼气发酵装置内足够数量的微生物 54
3.3.2 提高微生物的活性 55
3.3.3 加强微生物与底物的传质效果 59
3.4 沼气发酵工艺参数 60
3.4.1 沼气产量评估 60
3.4.2 水力停留时间 60
3.4.3 固体停留时间 60
3.4.4 水力负荷 61
3.4.5 有机负荷 61
3.4.6 容积产气率 62
3.5 沼气发酵装置容积确定 62
3.5.1 根据水力停留时间计算 62
3.5.2 根据投配率计算 62
3.5.3 根据容积负荷计算 63
3.5.4 根据容积产气率计算 63
3.6 沼气工程发酵工艺 64
3.6.1 完全混合式厌氧反应器 64
3.6.2 厌氧接触 68
3.6.3 厌氧滤池 71
3.6.4 升流式厌氧污泥床 73
3.6.5 厌氧颗粒污泥膨胀床 76
3.6.6 内循环厌氧反应器 78
3.6.7 厌氧序批式反应器 80
3.6.8 厌氧复合反应器 83
3.6.9 厌氧挡板反应器 84
3.7 沼气发酵装置启动与运行 85
3.7.1 沼气发酵装置调试启动 85
3.7.2 沼气发酵装置运行 87
参考文献 89
第四章 沼气发酵装置材料与结构 92
4.1 钢筋混凝土结构沼气发酵罐 92
4.1.1 材料 93
4.1.2 钢筋混凝土结构发酵罐设计的一般规定 95
4.1.3 沼气发酵罐基础设计 96
4.1.4 沼气发酵罐承载能力极限状态计算 97
4.1.5 沼气发酵罐正常使用极限状态验算 99
4.1.6 钢筋混凝土沼气发酵罐结构设计 100
4.1.7 配件及相关要求 101
4.2 钢板焊接结构沼气发酵罐 105
4.2.1 材料选用 105
4.2.2 焊接钢结构沼气发酵罐设计的一般规定 106
4.2.3 焊接钢结构沼气发酵罐结构设计 106
4.3 钢板卷制结构沼气发酵罐 117
4.3.1 卷制设备 117
4.3.2 材料 118
4.3.3 制作过程 118
4.3.4 防腐 120
4.3.5 基础 120
4.4 搪瓷钢板拼装结构沼气发酵罐 121
4.4.1 板块的选择 121
4.4.2 罐壁强度计算 122
4.4.3 罐体拼装 122
4.4.4 罐底安装 123
4.5 沼气发酵罐检验 124
4.5.1 对沼气发酵罐基础的基本要求 124
4.5.2 沉降观测 124
4.5.3 试水试压 126
参考文献 126
第五章 沼气储存 128
5.1 湿式储气柜 128
5.1.1 材料 130
5.1.2 设计 131
5.1.3 附属结构和设施 133
5.2 干式储气柜 133
5.2.1 刚性结构干式储气柜 133
5.2.2 柔性结构干式储气柜 135
5.3 产气储气一体化装置 141
参考文献 142
第六章 沼气净化与提纯 143
6.1 沼气特性与质量要求 143
6.1.1 沼气成分 143
6.1.2 不同沼气利用方式的质量要求 145
6.2 沼气净化技术 146
6.2.1 沼气脱水 146
6.2.2 沼气脱硫 149
6.2.3 除氧气、氮气 153
6.2.4 去除其他微量气体 153
6.3 沼气提纯技术 154
6.3.1 变压吸附（PSA） 155
6.3.2 水洗 156
6.3.3 有机溶剂物理吸收 158
6.3.4 有机溶剂化学吸收 160
6.3.5 膜分离 161
6.3.6 低温提纯 163
6.3.7 沼气提纯技术的经济比较 163
参考文献 166
第七章 沼气利用 168
7.1 集中供气 168
7.1.1 用气量 168
7.1.2 供气压力 168
7.1.3 供气管网 169
7.1.4 气压调节 171
7.1.5 供气管道系统安装 174
7.1.6 居民生活用气 179
7.1.7 公共建筑（商业）用气 182
7.2 沼气发电 184
7.2.1 沼气发电机组 185
7.2.2 沼气发电余热利用 188
7.2.3 沼气发电并网系统 188
7.2.4 沼气发电对气质的要求 188
7.2.5 发电机组选型 189
7.3 沼气用作机动车燃气 190
7.3.1 沼气用作机动车燃料的气质要求 190
7.3.2 车用生物甲烷气的运输 190
7.3.3 压缩装置 191
7.3.4 储气罐 192
7.3.5 加气站设计基本原则 192
7.4 注入天然气管网 193
7.4.1 沼气注入天然气管网的气质要求 193
7.4.2 沼气提纯注入天然气管网 194
7.4.3 沼气不经提纯注入管网 196
参考文献 197
第八章 沼渣沼液利用 199
8.1 沼气发酵过程中营养物的转化及卫生效果 199
8.1.1 有机物降解 199
8.1.2 气味减少 199
8.1.3 卫生效果 199
8.1.4 破坏杂草种子 200
8.1.5 避免烧苗 201
8.1.6 肥效改进 201
8.2 沼渣沼液特性与质量标准 201
8.2.1 营养成分 201
8.2.2 污染物 203
8.2.3 卫生性能 204
8.2.4 质量标准 205
8.3 沼渣沼液质量管理 207
8.3.1 发酵原料质量管理 207
8.3.2 发酵过程质量管理 211
8.3.3 沼渣沼液测试 213
8.3.4 沼渣沼液储存 213
8.4 沼渣沼液农田利用 215
8.4.1 土地承载能力 215
8.4.2 沼渣农田利用方法 216
8.4.3 沼液农田利用方法 218
8.4.4 沼渣沼液施用机具 218
8.5 沼渣沼液的其他利用 220
8.5.1 沼渣沼液就地循环利用 220
8.5.2 能源利用 220
8.5.3 其他利用 220
8.6 沼渣沼液加工 221
8.6.1 固液分离 221
8.6.2 沼渣深加工 223
8.6.3 沼液深加工 224
参考文献 225
第九章 电气与控制 227
9.1 变配电系统 227
9.1.1 主接线 227
9.1.2 电负荷 228
9.1.3 电线和电缆 229
9.2 防雷保护 230
9.2.1 防雷装置 230
9.2.2 沼气工程防雷措施 231
9.3 电动机的继电－接触控制 233
9.3.1 继电－接触控制电路常用控制元件 233
9.3.2 三相异步电动机继电－接触控制电路 235
9.4 检测、控制仪表 237
9.4.1 检测仪表 238
9.4.2 显示仪表 240
9.4.3 控制仪表 241
9.4.4 执行器 242
9.4.5 自动化仪表盘 242
9.5 微机测控系统 243
9.5.1 微机测控系统的组成和分类 243
9.5.2 微机测控系统的智能元、器件 244
9.5.3 微机测控系统的设计原则 249
9.6 沼气工程微机测控方案案例 249
9.6.1 顺序及逻辑控制方案 249
9.6.2 沼气发酵反应器测控方案 250
参考文献 252
第十章 沼气工程系统设计 253
10.1 站址选择与布局 253
10.1.1 站址选择 253
10.1.2 沼气站平面布置 253
10.1.3 沼气站高程布置 257
10.2 管道、泵与阀门 258
10.2.1 管道 258
10.2.2 泵 260
10.2.3 阀门 262
10.3 沼气发酵装置的保温与加热 263
10.3.1 保温材料 263
10.3.2 加热 264
10.3.3 沼气工程热工计算 265
10.3.4 保温制作 273
10.4 给水及消防 277
10.4.1 给水系统 277
10.4.2 消防 278
10.5 安全防护 281
10.5.1 防火防爆 281
10.5.2 防毒防窒息 282
10.5.3 其他防护措施 282
10.6 职业卫生与防护 283
10.6.1 职业危害类别 283
10.6.2 职业危害防控 284
参考文献 286