运输到一处沼气站集中处理，集中厌氧消化装置的优点是具有规模经济效益、可采用较先
进的厌氧消化处理工艺和装置设备从而处理效率更高。
　　集中厌氧消化系统最早于在 1980 年代末从丹麦开始运作，目前已经建成 20 座大型
的 CAD 沼气装置，运行良好。每座装置规模在 2 000~4 000m3，中温或者高温，厌氧
消化工艺主要是全混合沼气发酵（CSTR）和推流式发酵工艺（Plug flow），停留时间在
12~20 天，在对发酵原料预处理或后处理中，还包括一个巴氏灭菌高温消毒过程，以防
止处理过程中病菌传播。沼气一般用于当地社区集中供热，或热电联用（CHP

 

）。

　　美国发展沼气工程起步较晚，目前约有 40 个农场沼气工程投入运行（主要是处理奶
牛场粪污。
　　印度是继中国之后户用沼气数量最多的国家，已经建成约 300 万口户用沼气装置。此
外还实施了近 2000 个大中型沼气工程。印度的户用沼气装置主要用作生产农村能源，以
牛粪为主要原料，沼渣沼液用作有机农肥。

 

　　国外奶牛场沼气工程发酵装置主要采用以下三种工艺：
　　1 推流式发酵工艺
　　近年来美国农场沼气工程发展很快，多数是采用的推流式发酵工艺。这类沼气装置多
数采用半地埋式、上部用复合橡胶袋覆盖，主要用于处理干清粪式的奶牛粪污。沼气装置容
积一般为 25m3/头奶牛左右。进料浓度在 10％~13％TS，HRT20 天以上。沼气发酵后的
沼液经过固液分离后，固体部分用于堆肥，液体部分经过氧化塘处理后排放或用于农业灌
溉。处理工艺见图 2  

。目前在美国北方寒冷地区（纽约州、明尼苏达州，这里冬季平均气温

低于摄氏零度）运行良好的 6 座奶牛场沼气工程中，有 5 座采用的是推流式发酵工艺，处
理规模分别是 1 000-2 400 头牛，多数是 2001 年后建成的。全部采用了热电联用技术，
发电机的规模在 130-200kW，发电余热用于发酵装置增温。被认为，关于寒冷地区沼气

   

装置的设计有几个要点，
（1）原料池要防冻；
（2）要有热电联用系统；
（3）可以通过原料加温和罐体热交换两种方式加温、保温；
（4

 

）要加强进出水管道保温。

　　图 2 推流式沼气发酵处理系统流程示意图 2

  

全混合发酵工艺

　　德国和丹麦的农场沼气工程大多数采用全混合发酵工艺、装置为钢板结构、热电联用为
主要沼气利用形式。由于解决了搅拌、输送等机械设备问题，现在欧洲沼气装置的发酵浓度
越来越高，可以达到 11％TS 以上。为了提升沼气装置的卫生效果，新建设的沼气装置多
数采用高温发酵，HRT5 天以上，这样有利于对人畜共患病菌的消毒和灭活杂草种子。中
温发酵装置的最短 HRT 为 15 天。
　　美国奶牛场沼气装置采用全混合发酵工艺的不多，被认为主要适用于处理水冲式粪污，
原料浓度在 3％~8％TS 范围。装置造价比推流式发酵装置高。在纽约的 Matlink 奶牛场
2001 年建设了一座全混合沼气发酵装置，中温发酵，HRT20 天。除了处理 700 头奶牛粪
污外，还有部分原料来自食品加工废水。该装置配置了 1 套 130kW 的发电机组，从 2001
年启动以来一直运行良好。发酵后出水的后处理方法与推流式发酵装置相似。
　　加拿大近年来也建造了处理几千头牛粪污的大型全混合沼气发酵装置。
　　3

 

厌氧过滤器发酵工艺

　　奶牛粪污水质的特点是悬浮物（SS）含量很高。如果沼气发酵前先经过固液分离，则
可以采用厌氧滤器（AF），甚至采用 UBF、UASB 等发酵工艺。采用这些高效工艺可以缩
短原料 HRT，从而提高发酵效率，但是也存在一些问题，比如能源化程度不高（部分原

 

料未进入装置），卫生效果不好 （滞留时间太短）。