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当前,城市里人们排放的粪便污水,顺着城市污水管网,有的流到城市污水处理厂处理,有的则直接排放到江、河、湖、海中靠自然净化处理,利用效率很低,这是一笔很大的损失。预言未来城市污水处理厂将被改造成大型沼气发酵厂,将人们生活中排放的粪便污水,养殖场动物排放的粪便污水,都将成为大型沼气发酵厂的原料,经过细菌发酵生成沼气,经过净化提纯处理后,变成以甲烷为主要成分的可再生燃气,再顺着天然气管道,输送到千家万户的厨房里,用以烧菜、煮饭用。大型沼气发酵厂排放的沼气渣,可以用来喂猪,喂鱼,喂鳝鱼,喂蚯蚓,还可以用来做无土栽培蔬菜培养基,沼气渣又变成新鲜的蔬菜、猪肉、鱼肉。用粪便生产的沼气点火,炒沼气渣变的蔬菜、猪肉和鱼,就这样,粪便变成美味可口的菜肴,又回到了餐桌上,供人们享受。
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将动物粪便污水、植物秸秆、剩饭、剩菜、腐烂的水果、刷盘子的污水,地沟里的淤泥等有机物质粉碎搅拌成稀糊状,用泥浆泵抽取到隔绝空气的特制发酵罐内,通过人力干预,调整发酵罐内适宜的温度和酸碱度,在细菌微生物的发酵作用下,1-7天就可以生成大量沼气。沼气属于二次能源,并且是可再生能源。沼气的主要成分为50%-80%的甲烷气体,20%-40%的二氧化碳,还有一定量的氮气、氧气、硫化氢和氢气。二氧化碳气体具有阻燃性,硫化氢燃烧会产生二氧化硫气体,会污染环境,氢气燃烧时有爆鸣声,比较危险。所以沼气必须经过提纯分离,才能当做天然气能源使用,这可能也是沼气发酵厂没能大规模发展的原因。
活性炭吸附原理图来自网络,与正文无关
先把沼气混合气体通过活性炭过滤网,将沼气中少量有毒的硫化氢气体吸附除去。
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剩下的只有甲烷、二氧化碳、氮气、氧气和氢气。这些气体吸入真空活塞钢罐中静置甲烷气体的密度为0.717克/升,氮气的密度为1.25克/升,氧气密度为1.429克,氢气的密度为0.089克/升,二氧化碳的密度为1.977克/升,二氧化碳气体密度最大,二氧化碳气体会沉积在分离活塞罐的最下面,打开分离罐下面的出气口,用另一个活塞密封罐将二氧化碳气体从罐底缓缓抽入,管口有二氧化碳气体传感器,二氧化碳气体抽完后会自动发生报警信号,传递给单片机,自动封锁出气口。然后将收集的比较纯净的二氧化碳气体通入干冰制造设备,通过加压做功,生产出干冰,卖给航天、航空、军工、化工、核工业,消防、餐饮和保鲜运输领域的用户。
用同理,依次抽出氧气、氮气,甲烷气体,完成甲烷气体提纯,得纯度98%以上的甲烷气体,通过天然气压力设备输送给千家万户,按燃气表计费,其燃烧热值比天然气还高,成本比天然气低。提纯过的氧气、氮气、氢气分别卖给相关领域。
沼气渣养蚯蚓图片来自网络
最后把沼气渣卖给养猪的、养鱼的、养蚯蚓的换钱,也可以延长产业链条,自己养殖这些动物,向市场供应成品,利润更高。废水里面已经没什么了,做一下净化,通过城市自来水管道输送回千家万户,按水表计费。
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一个大型沼气发酵厂相当于一个大型油气田,起码能实现居民燃气需求,还有很多副产物,同时还履行了城市污水处理等社会责任,像北京、上海、广州,天津这样的大城市,一座大型沼气生产制造企业年产值将达到200亿元左右,原材料方面一分钱不用出,取之不尽用之不竭,税收减免幅度很大,除了设备研发与维护,人工工资、电力输入,场地费用投入外,没有其他巨额开支,预计投入100亿元就能建一座集沼气发酵,生态养殖、城市污水处理于一体的产业集群,而且是一次投资,持续受益,真正的变废为宝。维护费用一年10亿元足够。
大型沼气生产企业应建立人烟稀少的城市郊区,安全警卫工作、消防工作必须做到位,因为燃气易燃易爆,人口密度大的地方,火灾隐患多,危害性很大。人烟稀少的地方比较安