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张全国主编 著

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• 生物质能
• 可再生能源
• 能源技术
• 农业废弃物
• 厌氧消化
• 环保技术
• 农村能源
• 清洁能源
• 能源利用

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出版社： 化学工业出版社

ISBN：9787122300102

商品编码：21023981154

出版时间：2018-01-01

作  者:张 主编 定  价:88 出 版 社:化学工业出版社 出版日期:2018年01月01日 页  数:360 装  帧:精装 ISBN:9787122300102 ●第1章绪论/1
●1.1我国沼气技术发展历程1
●1.2沼气技术在促进社会发展中的作用3
●1.2.1缓解我国化石能源供应压力3
●1.2.2改善农民生活环境及卫生条件4
●1.2.3控制局部地区环境污染4
●1.2.4促进农业生态环境的改善5
●1.2.5促进新农村建设6
●1.3沼气技术研究现状与趋势7
●1.3.1沼气生产技术8
●1.3.2沼气提纯技术8
●1.3.3沼气发电的热电冷联供系统9
●1.3.4沼液、沼渣的综合利用9
●参考文献10
●第2章沼气技术基础/11
●2.1沼气发酵基本原理11
●2.1.1概述11
●2.1.2沼气发酵微生物12
●2.2沼气发酵原料及处理14
●2.2.1沼气发酵原料及其产气特性14
●部分目录

内容简介

本书结合近几年沼气技术领域的新技术与新发展，对第三版中部分陈旧内容进行了修订和完善，补充了近期新的数据和资料。本书在归纳我国沼气技术发展的历史及近年来沼气工程技术发展的现状及趋势的基础上，分别详细介绍了沼气技术原理，户用沼气池的设计、施工及运行管理，沼气工程的设计与施工与运行管理，沼液加工利用技术和沼渣加工利用技术，以沼气为纽带的生态农业模式，沼气能源化利用的基本原理、沼气发电技术以及其他沼气综合利用技术，新补充了近年来发展较为迅速的沼气提纯、净化技术以及纯化沼气利用技术等内容，充分反映了沼气技术的靠前外近期新进展。本书适用于广大农村的农业技术人员，从事现代农业建设和社会主义新农村建设的组织管理人员和广大基层沼气建设工作者参阅，可作为农业工程、生态农业、可再生能源工程和农业环境工程等领域科技工作者的参考资料，也可作为高等院校相关专业师生的教学用书。 张 主编 张，河南农业大学副校长，二级教授，博士生导师，农业部可再生能源新材料与装备重点实验室主任，政协科教文卫体委员会委员，教育部农业工程类专业教学指导委员会副主任，中国农业工程学会副理事长，中国沼气学会副理事长，一直致力于可再生能源工程领域的研究，在沼气工程技术和生物制氢技术研究方面取得了多项重要研究成果，曾获国家科技进步二等奖、重量教学成果二等奖等多项奖励，获国家发明专利多项，在靠前学术期刊发表论文多篇。 无

《沼气技术及其应用》（第4版） 是一部全面深入探讨沼气技术发展、原理、工艺、设备以及广泛应用领域的重要著作。本书在继承前三版优良传统的基础上，紧跟行业最新动态，融入了大量近年来在沼气工程、生物能源、环境保护等领域取得的突破性研究成果和工程实践经验，旨在为读者提供一个系统、权威、实用的学习平台。 内容概述： 本书共分为四个主要部分，层层递进，涵盖了从基础理论到实际应用的完整链条。 第一部分：沼气工程基础理论 本部分是全书的基石，详细阐述了沼气产生的科学原理和影响因素。 生物化学原理： 深入解析了厌氧消化过程中微生物的作用机制，包括水解、酸化、产乙酸、产甲烷等关键环节，介绍了不同种类微生物在沼气生产中的角色及其相互关系。内容涵盖了微生物代谢途径、酶促反应、关键中间产物的转化过程，为理解沼气发酵提供坚实的理论支撑。 影响因素分析： 全面梳理了影响沼气产率和稳定性的各项因素，如底物类型（畜禽粪便、作物秸秆、生活垃圾、工业有机废水等）的组成和特性、碳氮比（C/N）、pH值、温度（常温发酵、中温发酵、高温发酵）、挥发性有机物（VS）含量、固体悬浮物（TVS）、搅拌强度、停留时间（HRT）、负荷率（OLR）等。对于每种因素，都详细阐述了其作用机理、最佳范围以及如何通过调控实现优化。 热力学与动力学模型： 介绍了描述沼气发酵过程的常用热力学模型和动力学模型，帮助读者理解反应速率、平衡状态以及过程的稳定性。包括Monod方程、Teissier方程等微生物生长模型，以及描述底物降解和产气动力学的相关模型，为过程模拟和优化提供科学依据。 沼气成分及特性： 详细介绍了沼气的主要成分（甲烷、二氧化碳、硫化氢、微量气体等）及其物理化学性质，分析了不同成分对沼气利用的影响。特别关注了硫化氢的去除技术，因为其腐蚀性和毒性对设备和环境构成威胁。 第二部分：沼气发酵工艺与设备 本部分聚焦于沼气生产的具体工艺流程和关键设备，是工程实践的核心内容。 厌氧消化工艺类型： 详细介绍了各种主流的厌氧消化工艺，包括： 间歇式（Batch）工艺： 适用于小型、季节性强或底物变化较大的情况。 连续流式（Continuous Flow）工艺： 如单级和多级厌氧消化， UASB（上流式厌氧污泥床）、EGSB（扩大化上流式厌氧污泥床）、IC（内部循环）反应器、UCD（下流式厌氧消化）反应器等。对各种工艺的适用范围、优缺点、结构特点、运行参数进行了深入对比分析。 特殊工艺： 如固定化床反应器、流化床反应器、湿法和干法发酵工艺，以及针对特定底物（如高浓度有机废水）开发的专用工艺。 反应器设计与选型： 提供了反应器设计的基本原则和方法，包括容积计算、水力停留时间、有机负荷率、传热与保温设计、搅拌与布气设计、出料与进料方式等。结合工程实例，指导读者如何根据项目规模、底物特性、经济成本等因素进行反应器选型。 关键设备介绍： 详细介绍了沼气工程中的各类关键设备，包括： 进料与预处理设备： 如破碎机、混合器、泵、筛分设备等，确保底物的均匀性和适宜性。 发酵罐体： 包括各种类型的厌氧反应器，详细描述其结构、材质、密封性、保温措施等。 搅拌与曝气设备： 机械搅拌器、气流搅拌器、曝气头等，保障微生物活动和传质效率。 沼气输送与储存设备： 沼气管道、鼓风机、沼气柜、沼气储罐等。 沼气净化与提质设备： 脱硫塔（物理法、化学法、生物法）、脱水器、脱二氧化碳装置等。 沼液（渣）处理与利用设备： 沼液储存罐、沼渣堆肥设备、沼液肥施用设备等。 自动化控制与监测： 介绍了沼气工程的自动化控制系统，包括温度、pH、流量、压力、气体成分等的在线监测设备和控制策略，以及故障诊断和安全联锁系统，提高运行效率和安全性。 第三部分：沼气综合利用技术 本部分深入探讨了沼气在不同领域的应用，以及其转化为其他能源形式的技术。 发电与供热： 内燃机发电： 详细介绍了沼气发电机组的类型、工作原理、效率、维护保养。重点分析了沼气成分对内燃机性能的影响，以及燃烧优化技术。 燃气轮机发电： 探讨了沼气在燃气轮机中的应用，包括技术挑战和解决方案。 沼气锅炉供热： 介绍了沼气作为燃料用于工业和民用供热的应用，包括锅炉选型、燃烧控制等。 热电联产： 阐述了沼气热电联产技术，实现能源的高效综合利用。 沼气提纯（生物天然气）： 提纯原理与技术： 详细介绍了PSA（变压吸附）、膜分离、水洗、化学吸收等多种沼气提纯技术，去除CO2、H2S等杂质，提高甲烷含量，使其达到天然气标准。 生物天然气（Bio-CNG/Bio-LNG）生产： 介绍了将提纯后的沼气压缩（Bio-CNG）或液化（Bio-LNG）作为交通燃料的应用。 其他利用方式： 直接燃烧： 作为清洁燃料用于烹饪、采暖等。 作为化工原料： 探讨了沼气中甲烷和二氧化碳的化学转化潜力，如生产合成气、甲醇、碳黑等。 沼气灶具与照明： 介绍了适用于沼气的专用灶具、照明设备，以及在农村地区的推广应用。 第四部分：沼气工程的经济性、环境效益与管理 本部分从宏观角度审视沼气工程，强调其可持续发展的要素。 经济性评估： 成本构成与效益分析： 详细分析了沼气工程的投资成本（设备、土建、安装等）、运行成本（人工、维护、能耗等）以及收益来源（售电、售气、沼肥销售、政策补贴等）。 项目可行性研究： 提供了进行沼气项目可行性研究的基本框架和关键指标，包括投资回收期、净现值（NPV）、内部收益率（IRR）等。 政策与市场： 探讨了国家及地方政府在沼气工程推广中的政策支持、补贴机制以及市场发展前景。 环境效益评估： 温室气体减排： 强调了沼气工程在减少甲烷（一种强温室气体）逸散、替代化石燃料方面的显著作用。 污染物治理： 分析了沼气工程对畜禽养殖场、生活垃圾填埋场、工业有机废水等污染源的治理效果。 资源化利用： 阐述了沼液、沼渣作为优质有机肥料的资源化利用，减少化肥施用，改善土壤质量，实现循环农业。 工程管理与维护： 项目建设管理： 介绍了沼气工程项目从规划、设计、施工到验收的全过程管理要点。 运行管理： 提供了沼气工程日常运行中的注意事项，包括人员培训、操作规程、安全管理、记录与报告等。 设备维护与故障排除： 详细讲解了各类设备的日常检查、定期维护、常见故障的诊断与排除方法，确保工程的稳定运行。 安全生产： 强调了沼气工程中存在的安全风险（如易燃易爆、缺氧、中毒等），以及相应的安全防护措施和应急预案。 本书特色： 理论与实践相结合： 既有扎实的理论基础，又有丰富的工程案例，将科学原理与实际操作紧密联系。 内容全面且深入： 覆盖沼气技术的各个环节，从微观的生物化学到宏观的经济环境效益。 紧跟技术前沿： 纳入了近年来在厌氧消化技术、沼气净化、多联产等领域的新进展。 图文并茂： 包含大量的示意图、流程图、设备照片和工程实例图片，便于理解。 实用性强： 为从事沼气工程设计、建设、运行、管理及研究的专业人士提供了宝贵的参考资料。 《沼气技术及其应用》（第4版）是当前国内外关于沼气技术最权威、最系统的参考书之一。它不仅是高校师生、科研人员的理想读物，也是各级政府部门、环保企业、能源公司、农业从业者以及对生物能源感兴趣的社会大众学习和了解沼气技术的重要工具。本书的出版，对于推动我国乃至全球可再生能源的发展，促进农业农村现代化，实现绿色低碳循环发展具有重要的理论和实践意义。

评分☆☆☆☆☆

在我看来，这本书最让我“佩服”的地方，在于它能够将如此复杂的技术，用如此清晰、易懂的方式呈现出来。我记得书中有很多关于生物化学反应的解释，一开始我还有些担心会看不懂，但是作者用了很多生动的比喻和形象的插图，让我能够很轻松地理解其中的原理。而且，书中对各种技术设备的介绍，也做得非常详细，包括它们的结构、功能、以及操作方法，让我觉得好像自己就在现场一样。我当时就觉得，这本书的作者，不仅是技术上的专家，更是教育上的高手。他能够站在读者的角度，去思考如何更好地传递知识。我当时就觉得，这本书，不仅仅是一本技术书籍，更是一本能够激发人学习兴趣的书籍。它让我觉得，学习沼气技术，并不是一件枯燥乏味的事情，反而充满了乐趣和挑战。我当时就觉得，这本书，让我对“学习”本身，有了新的认识。

评分☆☆☆☆☆

这本书，哦，我当时拿到它的时候，真是抱着极大的期待。我一直对清洁能源，尤其是那种能够变废为宝的技术很感兴趣。我记得在我上大学那会儿，对环保和可持续发展就有一种天然的向往，而沼气，在我看来，就是这种理想化概念最直接、最落地的体现。我当初选择它的原因，除了它提到的“沼气技术及其应用”这个主题本身就吸引我，更在于它给我的感觉是那种“实战派”的书籍，不是那种空谈理论的东西。我当时就想着，如果能把农村的秸秆、畜禽粪便这些看似无用的东西，转化成干净的能源，那该是多么了不起的事情！我脑海里经常会浮现出一些画面，比如在乡间的小路上，随处可见的农家院落，家家户户都能自己产生和使用沼气，这不仅解决了能源问题，还能改善环境，减少污染，简直是一举多得。我当时就觉得，这本书一定能给我提供很多有用的信息，让我了解沼气的原理，掌握它的技术，甚至还能给我一些在实际应用中可以借鉴的案例。我当时也看过一些相关的科普文章，但总觉得不够深入，不够系统。而这本书，听名字就知道，是有一定深度的，而且是“第4版”，这至少说明了它经过了时间的检验，内容是不断更新和完善的。我当时就把它放在床头，计划着每天抽出一点时间来阅读，把它当作我通往绿色生活梦想的一把钥匙。我期待着它能像一位经验丰富的老师，一步步地引导我，解答我心中的各种疑问，让我对沼气有一个全面而深刻的认识。

评分☆☆☆☆☆

坦白说，这本书的内容，给我带来的最直观的感受就是“接地气”。它不像我之前读过的一些技术书籍，总是脱离实际，讲一些高高在上的理论。这本书，在我看来，更像是为那些真正需要解决实际问题的人量身定制的。它详细地介绍了各种沼气工程的设计、建造和运行的流程，从最基础的沼气池的选址、材料选择，到管道的铺设、沼气的收集和储存，再到沼液和沼渣的处理，几乎涵盖了每一个环节。我记得书中有很多具体的案例分析，有家庭式沼气池的建设，也有规模化的沼气工程的改造。这些案例，不是简单地罗列，而是深入地剖析了每一个项目的成功经验和遇到的困难，以及是如何解决的。我当时就觉得，这对于那些想要在农村地区推广沼气，或者是在现有条件下进行沼气利用的农民、技术人员来说，提供了非常宝贵的参考。它不会让你觉得那些技术遥不可及，而是会告诉你，如何根据自己的实际情况，选择最适合自己的方案。我当时就觉得，这本书就像一本操作手册，一步步地教你如何去做，而且还会告诉你一些“小窍门”，让你少走弯路。我记得书中对沼气池的日常维护和故障排除也有很详细的介绍，这对于保证沼气工程的长期稳定运行至关重要。总而言之，这本书让我觉得，沼气技术并没有那么神秘，只要掌握了正确的方法，它就能成为解决现实问题的有效途径。

评分☆☆☆☆☆

我不得不说，这本书在“科学性”和“实用性”的结合上，做得非常到位。它一方面强调科学原理，深入浅出地解释复杂的生化过程，另一方面又非常注重实际操作和技术细节。我记得书中对于不同发酵底物的特性分析，对于不同类型沼气池的优缺点比较，以及对于各种操作参数的优化建议，都写得非常具体。它不会给你一些模糊不清的指导，而是会告诉你“这样做”，并且解释“为什么这样做”。我当时就觉得，这本书的作者，一定是对沼气技术有着非常深入的研究，并且有着丰富的实践经验。它不像一些“快餐式”的书籍，只是简单地拼凑一些信息。这本书的每一个观点，都经过了严谨的论证，每一个建议，都基于大量的实践经验。我记得书中还提到了很多在实际操作中容易遇到的问题，以及相应的解决方案，这对于读者来说，无疑是极大的帮助。我当时就觉得，这本书就像一个经验丰富的老技术员，在手把手地教你如何做，而且还会告诉你一些“独门秘籍”。我当时就觉得，这本书的价值，不仅在于它提供了知识，更在于它能够帮助读者将知识转化为实际的行动，并且取得成功。

评分☆☆☆☆☆

阅读这本书，最让我感到“惊喜”的是，它不仅仅局限于单一的技术层面，而是拓展到了“经济效益”和“社会效益”的宏大视角。我记得它会详细分析建设一个沼气工程所需的成本，以及预期能够带来的经济回报，比如节约的能源费用，生产的有机肥料的价值，甚至还可以通过出售沼气来获得收入。这让我意识到，沼气技术不仅仅是一种环保行为，更是一种可以带来经济收益的投资。更重要的是，书中还提到了沼气工程对于改善农村生活环境，提高农民生活质量，减少疾病传播，甚至促进农村就业等方面的重要社会效益。我当时就觉得，这本书让我看到了沼气技术不仅仅是“技术”，更是“经济”和“社会”的驱动力。它让我明白，一项技术的推广，如果能够同时带来经济和社会的双重效益，那么它的生命力将是多么的顽强。我当时就觉得，这本书，是为那些有远见的人准备的，它能够帮助人们看到更长远的发展前景。

评分☆☆☆☆☆

我至今还清晰地记得，翻开这本书的第一个感觉，就是一种扑面而来的学术气息。它不是那种轻松愉快的读物，而是更像是一本严谨的教科书，或者是一份详尽的报告。书中的内容，我个人感觉，更侧重于理论的深度和技术的细节。每一个章节的展开，都显得有条不紊，逻辑性非常强。它会从最基础的生物化学反应原理讲起，比如厌氧发酵的过程，各种微生物在其中的作用，以及影响发酵效率的各种因素。我记得里面用了大量的图表和公式来解释这些概念，虽然有时候看得我头昏脑胀，但不得不承认，这种严谨的论述方式，确实能帮助我更准确地理解问题的本质。我当时觉得，这本书的内容，对于想要深入研究沼气技术，甚至从事相关科研工作的人来说，简直是不可多得的宝藏。它不仅仅是告诉你“怎么做”，更是告诉你“为什么这么做”，并且会告诉你“在什么条件下可以做得更好”。书中的数据也非常详实，各种实验结果的分析，各种技术参数的对比，都做得非常到位。我有时候会花很长时间去研究其中的一个图表，去理解它背后蕴含的科学原理。我感觉，这本书能够帮助我建立起一个扎实的理论基础，让我对沼气技术有一个更专业、更系统的认知。我当时就觉得，这本书虽然有些难度，但绝对是值得投入时间和精力去研读的，因为它能让我从根本上理解沼气，而不是停留在表面。

评分☆☆☆☆☆

当我翻开这本书，脑海中浮现出的第一个画面，是那些在乡野辛勤劳作的农民，他们用最朴素的方式，处理着农家产生的各种废弃物。我当时就觉得，这本书，一定是对这些人群非常有帮助的。它不仅仅是讲技术，更是一种生活方式的引导，一种可持续发展的理念的传递。我记得书中提到的“沼液沼渣的综合利用”，让我看到了这些“废弃物”如何变废为宝，成为优质的有机肥料，这对于提高农作物产量，改善土壤质量，有着多么重要的意义！我当时就觉得，这本书不仅仅是关于“沼气”，更是关于“资源循环利用”和“绿色农业”的。它让我看到了，我们身边的很多东西，都可以通过科学的技术，焕发出新的生命力。我当时就觉得，这本书，是对我们生活方式的一次升级，是一种更加聪明、更加环保的生活方式的倡导。我期待着它能够改变更多人的生活，让更多的人享受到清洁能源带来的便利，让我们的农村变得更加美丽和富饶。

评分☆☆☆☆☆

我当时选择这本书，还有一个重要的原因，就是它“内容更新”的承诺。我清楚地记得，这是“第4版”，这说明这本书在不断地吸收新的知识和技术，并且与时俱进。我当时就觉得，在科技发展日新月异的今天，一本陈旧的书籍，是很难真正帮助到读者的。而“第4版”这个标签，就足以说明这本书的生命力。我当时就觉得，它一定包含了最新的研究成果，最新的技术发展，以及最新的应用案例。我期待着它能带我了解当前沼气技术发展的最新动态，让我不会因为知识的落后而与时代脱节。我当时就觉得，这本书就像一本活的教材，它随着技术的发展而不断地进化。我当时就觉得，它能够为我提供最前沿的知识，让我能够站在更高的起点上去学习和思考。我期待着它能够带我看到沼气技术更广阔的未来，让我对这个领域充满更多的期待。我当时就觉得，一本能够不断更新的书籍，才真正能够体现出作者的用心和对读者的负责。

评分☆☆☆☆☆

说实话，在读这本书之前，我对“沼气”这个词的认知，是非常有限的。我可能只停留在“用粪便产生沼气”的简单概念上。但是，这本书，它彻底改变了我的看法。我记得它详细地介绍了沼气产生的原理，不仅仅是粪便，还有秸秆、厨余垃圾、城市污水等各种有机废弃物都可以作为沼气的原料。这让我意识到，沼气的应用范围，远比我想象的要广阔得多。我当时就觉得，这本书，为我打开了一个全新的世界。它让我看到了，我们身边看似“垃圾”的东西，其实都是宝贵的资源。我当时就觉得，这本书，是在教我如何“变废为宝”，如何用更智慧的方式去处理我们生活中产生的各种废弃物。我当时就觉得，这本书，不仅仅是关于“沼气”，更是关于“资源”和“智慧”。它让我开始重新审视我们身边的每一个事物，思考它们更多的可能性。

评分☆☆☆☆☆

读这本书的过程中，我有一个非常深刻的体会，那就是它在“应用”这个层面上，做得非常出色。它并没有止步于介绍沼气的产生原理，而是花了大量的篇幅去探讨沼气在各个领域的实际应用。我记得它详细地介绍了沼气在供暖、照明、炊事方面的应用，这是最直接、最常见的用途。但更让我印象深刻的是，它还介绍了沼气在发电、驱动内燃机、以及作为化工原料等方面的应用。这些内容，让我大开眼界，原来沼气还能有这么多的可能性！我当时就觉得，这本书为我打开了一个新的视野，让我看到了沼气作为一种清洁能源的巨大潜力。书中对每一种应用都进行了详细的论述，包括相关的技术要求、设备选择、以及经济效益分析。我记得书中还提到了一些最新的研究成果和发展趋势，这让我对沼气技术的未来发展充满信心。我当时就觉得，这本书不仅仅是一本技术手册，更像是一份关于沼气产业发展的前瞻性报告。它让我明白，沼气不仅仅是一种能源，更是一种能够带动相关产业发展，创造更多价值的资源。我当时就觉得，这本书让我对“新能源”这个概念有了更深刻的认识，它不只是发电，而是能够渗透到我们生活的方方面面。