大型養(yǎng)殖場(chǎng)綠化沼氣工程設(shè)計(jì)實(shí)施方案

1、大型養(yǎng)殖場(chǎng)環(huán)保水處理沼氣發(fā)電工程方案可行性報(bào)告設(shè)計(jì)方案 目錄 前言1 第一章項(xiàng)目背景和設(shè)計(jì)思想1 1.1項(xiàng)目背景1 1.2項(xiàng)目設(shè)計(jì)思想1 1.2.1循環(huán)經(jīng)濟(jì)思想1 1.2.2“豬沼農(nóng)”三位一體經(jīng)濟(jì)模式架構(gòu)2 1.3沼氣工程節(jié)點(diǎn)功能2 第二章項(xiàng)目資源/產(chǎn)物計(jì)算3 2.1沼氣產(chǎn)量計(jì)算3 2.1.1干物質(zhì)量計(jì)算3 2.1.2物料總量和補(bǔ)充水量計(jì)算3 2.1.3沼氣產(chǎn)量計(jì)算3 2.2沼肥產(chǎn)量估算4 2.2.1干物質(zhì)減量化計(jì)算4 2.2.2沼肥產(chǎn)量估算4 第三章產(chǎn)物供需平衡分析和解決方案選擇5 3.1沼氣利用方案5 3.2沼肥種養(yǎng)平衡和有效利用解決方案5 3.2.1沼肥優(yōu)勢(shì)分析5 3.2.2沼肥承載土地

2、量分析6 第四章工程設(shè)計(jì)范圍和處理能力8 4.1設(shè)計(jì)依據(jù)8 4.2設(shè)計(jì)原則8 4.3設(shè)計(jì)范圍9 4.4糞污處理量9 第五章能環(huán)工程工藝流程設(shè)計(jì)10 5.1處理工藝選擇10 5.1.1預(yù)處理工藝選擇10 5.1.2厭氧消化處理工藝選擇10 5.2沼氣應(yīng)用系統(tǒng)工藝選擇16 5.2.1沼氣凈化工藝選擇16 5.2.2沼氣儲(chǔ)存工藝選擇16 5.2.3沼氣輸配工藝選擇17 5.3沼肥利用工藝選擇17 5.4工藝流程設(shè)計(jì)17 5.5工藝流程描述17 5.5.1預(yù)處理階段描述17 5.5.2厭氧消化處理階段描述17 5.5.3沼氣凈化儲(chǔ)存階段描述18 5.5.4沼肥處理階段描述18 第六章工藝參數(shù)設(shè)計(jì)19

3、6.1物料負(fù)荷19 6.2預(yù)處理階段工藝參數(shù)設(shè)計(jì)19 6.2.1格柵槽19 6.2.2人工格柵19 6.2.3集水池19 6.2.4集水池污水提升泵19 6.2.5集糞池20 6.2.8進(jìn)料池20 6.2.9配料池?cái)嚢铏C(jī)20 6.3厭氧消化處理階段工藝參數(shù)設(shè)計(jì)20 6.3.1厭氧消化罐120 6.3.2厭氧反應(yīng)器進(jìn)料泵21 6.4沼氣凈化儲(chǔ)存階段工藝參數(shù)設(shè)計(jì)21 6.4.1沼氣凈化系統(tǒng)21 6.4.2沼氣貯存系統(tǒng)22 6.5沉淀池參數(shù)設(shè)計(jì)22 6.5.1沉淀池22 第七章其它設(shè)計(jì)23 7.1建筑與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)23 7.1.1設(shè)計(jì)原則23 7.1.2工程地質(zhì)情況23 7.1.3主要構(gòu)（建）筑物結(jié)構(gòu)設(shè)

4、計(jì)23 7.1.4抗震設(shè)計(jì)24 7.1.5反應(yīng)器設(shè)計(jì)24 7.2機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)24 7.3電氣設(shè)計(jì)257.3.1設(shè)計(jì)依據(jù)25 7.3.2設(shè)計(jì)范圍25 7.3.3供電電源26 7.3.4負(fù)荷計(jì)算26 7.3.5供電系統(tǒng)26 7.3.6保護(hù)方式26 7.3.7啟動(dòng)方式27 7.3.8計(jì)量方式27 7.4控制及儀表設(shè)計(jì)27 7.4.1控制系統(tǒng)27 7.4.2儀表27 7.5平面設(shè)計(jì)27 7.5.1平面布置原則27 7.5.2建筑單體設(shè)計(jì)27 7.5.3道路27 7.5.4綠化27 7.5.5建筑物裝修標(biāo)準(zhǔn)27 7.5.6建筑防火28 7.5.7高程設(shè)計(jì)28 7.5.8給水28 7.5.9排水28 7.

5、5.10運(yùn)輸28 7.5.11通訊28 7.6消防、勞動(dòng)生產(chǎn)保護(hù)與人員編制設(shè)計(jì)28 7.6.1消防28 7.6.2勞動(dòng)保護(hù)和安全生產(chǎn)28 7.6.3沼氣站建設(shè)與環(huán)境保護(hù)29 7.6.4沼氣站對(duì)外部環(huán)境的影響29 7.6.5人員編制30 第八章投資估算與經(jīng)濟(jì)分析31 8.1估算依據(jù)31 8.1.1工程規(guī)模31 8.1.2估算范圍31 8.1.3估算依據(jù)31 8.2投資估算31 8.2.1土建投資估算31 8.2.2設(shè)備電氣投資估算32 8.2.3其它直接投資費(fèi)估算338.2.4間接費(fèi)和工程總投資估算34 前言 隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民生活水平的提高，全國(guó)各地的畜禽養(yǎng)殖業(yè)得到了迅猛的發(fā)展。但由于畜禽養(yǎng)殖

6、場(chǎng)產(chǎn)生的糞污等污染物對(duì)環(huán)境的不利影響，使我國(guó)畜禽養(yǎng)殖業(yè)面臨 著發(fā)展與環(huán)保的雙重壓力。在不以犧牲環(huán)境質(zhì)量為代價(jià)的前提下，實(shí)現(xiàn)畜禽養(yǎng)殖的快速增長(zhǎng)，改變傳統(tǒng)的能源生產(chǎn)方式和消費(fèi)方式，利用畜禽糞水開(kāi)發(fā)利用生物質(zhì)產(chǎn) 生清潔的能源是最好的選擇之一。利用厭氧消化技術(shù)處理畜禽養(yǎng)殖廢水，制取清潔能源沼氣，在治理污染的同時(shí)變廢為寶，減少溫室氣體的排放量，從而實(shí)現(xiàn)國(guó) 民經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)性發(fā)展。多年來(lái)環(huán)保工程一直無(wú)法得到有效的推廣和執(zhí)行是因?yàn)榇嬖?投入大 運(yùn)行費(fèi)用高 保養(yǎng)難的問(wèn)題，使得企業(yè)為了競(jìng)爭(zhēng)生存往往都被迫有意放棄了了環(huán)境報(bào)護(hù)的責(zé)任?；蛘呋ū惧X(qián)修建了環(huán)保工程可以卻不運(yùn)營(yíng)，變成了面子工程，浪費(fèi)了很多資源。而如何讓環(huán)保工

7、程產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益一直是各國(guó)努力研究開(kāi)發(fā)的項(xiàng)目。近年來(lái)沼氣發(fā)電工程在德國(guó)，美國(guó)，西班牙等先進(jìn)發(fā)達(dá)國(guó)家由于技術(shù)到位政策長(zhǎng)期扶持，近年來(lái)已經(jīng)成為環(huán)保項(xiàng)目的主流，近年來(lái)包括泰國(guó)馬來(lái)西亞印尼等國(guó)也已經(jīng)在沼氣發(fā)電上取得了可觀的發(fā)展和進(jìn)步，以泰國(guó)為例，大型養(yǎng)豬場(chǎng)沼氣發(fā)電利用已經(jīng)成為了不可缺少的配套項(xiàng)目，養(yǎng)豬發(fā)電致富造就了30多家10萬(wàn)頭以上存欄量的超大型養(yǎng)殖企業(yè)。豬肉價(jià)格不再是企業(yè)的單一經(jīng)濟(jì)命脈。一家10萬(wàn)頭存欄量的養(yǎng)豬場(chǎng)每月單發(fā)電收益就超過(guò)人民幣50萬(wàn)元，不但解決了廢水排污的困擾還為廠家提供了豐厚的利潤(rùn)。值得一提的是泰國(guó)由于對(duì)沼氣發(fā)電的普遍認(rèn)同，目前很多中小型農(nóng)場(chǎng)也取得了沼氣發(fā)電的專(zhuān)有技術(shù)，開(kāi)發(fā)出適合自己的

8、小型沼氣發(fā)電技術(shù)，效果顯著。有效的利用了禽畜的排泄物，大大減少了環(huán)境的負(fù)擔(dān)，提高了養(yǎng)殖企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)能力和對(duì)市場(chǎng)浮動(dòng)的抵抗力。以養(yǎng)豬行業(yè)為例。 受居民的飲食結(jié)構(gòu)、畜禽產(chǎn)品的增殖性能、生產(chǎn)投資等因素影響，中國(guó)豬肉食用量在肉食消費(fèi)中一直占有重要地位，養(yǎng)豬業(yè)在畜禽養(yǎng)殖中占有很大的比重。1983 年到2005年豬肉消費(fèi)占肉食品比例均大于60%。2004年中國(guó)肉豬存欄48189.1萬(wàn)頭，出欄61800.7萬(wàn)頭，豬肉產(chǎn)量4701.6萬(wàn)噸，居世 界第一位，肉類(lèi)人均占有量達(dá)55.73kg/人，其中豬肉36.17kg/人，超過(guò)世界豬肉人均的15.74kg/人。2004年我國(guó)全年畜禽養(yǎng)殖 業(yè)糞便廢棄物的產(chǎn)生量為25.

9、76億噸，其中豬年排泄糞便為12.31億噸，占總糞便量的47.8%，隨著養(yǎng)豬業(yè)的發(fā)展，必然導(dǎo)致更大量的糞便廢棄物，因 此豬場(chǎng)糞污水的治理成為畜禽污染治理的關(guān)鍵。 隨養(yǎng)殖數(shù)量的增多，我國(guó)規(guī)模化養(yǎng)殖場(chǎng)的數(shù)量和規(guī)模不斷擴(kuò)大，“十五”期間，畜牧業(yè)的規(guī)?；^(qū)域化和產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程呈現(xiàn)出加快發(fā)展的趨勢(shì)。2005年生豬規(guī)模 化達(dá)飼養(yǎng)水平達(dá)到37.2%。在“十一五”畜牧業(yè)發(fā)展目標(biāo)中預(yù)計(jì)，畜牧業(yè)規(guī)?；?biāo)準(zhǔn)化、產(chǎn)業(yè)化程度將進(jìn)一步提高，畜牧業(yè)繼續(xù)向集約型、資源高效利用型和 環(huán)境友好型轉(zhuǎn)變，到2010年主要畜禽品種適度規(guī)模以上的標(biāo)準(zhǔn)化養(yǎng)殖場(chǎng)的產(chǎn)品比例分別提高10個(gè)百分點(diǎn)。養(yǎng)豬業(yè)的發(fā)展為人們提供了大量高品質(zhì)的肉食來(lái)源，提

10、高了人們的生活品質(zhì)；同時(shí)帶動(dòng)了地方農(nóng)牧副業(yè)的發(fā)展，吸引了大量社會(huì)勞動(dòng)力，增加了社會(huì)就業(yè)，實(shí)現(xiàn)了農(nóng)民增收；大型養(yǎng)殖場(chǎng)的建設(shè)提高了養(yǎng)豬業(yè)的整體科技水平，帶動(dòng)了養(yǎng)豬業(yè)的發(fā)展。然 而，養(yǎng)豬生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生大量有機(jī)廢棄物，這些有機(jī)廢棄物中含有大量的生物質(zhì)能和有機(jī)肥資源，如不進(jìn)行處理和綜合利用而直接排放，不僅嚴(yán)重污染了水源、生態(tài) 自然環(huán)境，對(duì)生產(chǎn)產(chǎn)生不利影響，也造成資源的極大浪費(fèi)；同時(shí)，糞水四溢，將導(dǎo)致病菌傳播，對(duì)企業(yè)擴(kuò)大再生產(chǎn)和安全生產(chǎn)也將產(chǎn)生限制。因此，必須對(duì)大中型養(yǎng) 豬場(chǎng)生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的廢棄物、廢水進(jìn)行綜合利用和有效處理。開(kāi)發(fā)生物質(zhì)能源，回收有機(jī)肥資源，將治理污染、凈化環(huán)境、回收能源、綜合利用、改善生

11、態(tài)環(huán)境有 機(jī)的結(jié)合起來(lái)，走生態(tài)畜牧業(yè)產(chǎn)業(yè)化可持續(xù)發(fā)展的道路，在正常生態(tài)環(huán)境條件下組織畜牧生產(chǎn)，使之成為綠色生態(tài)型養(yǎng)豬場(chǎng)。通過(guò)該項(xiàng)目的實(shí)施，發(fā)揮當(dāng)?shù)佚堫^企業(yè) 的示范和輻射作用，逐步將項(xiàng)目所在的地區(qū)建設(shè)成為“自然環(huán)境優(yōu)美、人民生活滿(mǎn)意、綠色畜牧業(yè)興旺、農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)”的現(xiàn)代化生態(tài)畜牧業(yè)和綠色食品生產(chǎn)的示范 地區(qū)。本工程項(xiàng)目的目的就是在國(guó)家政策的鼓勵(lì)下，引進(jìn)采用科學(xué)與全面的處理方法對(duì)養(yǎng)殖場(chǎng)的廢棄物進(jìn)行有效的處理，使其轉(zhuǎn)化為有用的資源，利用廢棄物的資源來(lái)發(fā)電以及生產(chǎn)能源，對(duì)廢棄物實(shí)現(xiàn)無(wú)害化、資源化處理的最終目標(biāo)，為該地區(qū)養(yǎng)殖場(chǎng)廢棄物的處理樹(shù)立一個(gè)樣板。 第一章項(xiàng)目背景和設(shè)計(jì)思想 1.1項(xiàng)目設(shè)計(jì)思想 1.

12、1.1循環(huán)經(jīng)濟(jì)思想 循環(huán)經(jīng)濟(jì)，本質(zhì)上是一種生態(tài)經(jīng)濟(jì)，它要求運(yùn)用生態(tài)學(xué)規(guī)律來(lái)指導(dǎo)人類(lèi)社會(huì)的經(jīng)濟(jì)活動(dòng)。隨著上個(gè)世紀(jì)50、60年代以來(lái)生態(tài)學(xué)的勃興，使人們產(chǎn)生了模仿自然生 態(tài)系統(tǒng)的愿望，按照自然生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)規(guī)律重構(gòu)人類(lèi)的經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)，使得經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)和諧地納入到自然生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)過(guò)程中，建立起一種新形態(tài)的 經(jīng)濟(jì)。傳統(tǒng)經(jīng)濟(jì)與循環(huán)經(jīng)濟(jì)的不同之處在于：傳統(tǒng)經(jīng)濟(jì)是一種由“資源產(chǎn)品消費(fèi)污染排放”所構(gòu)成的物質(zhì)單向流動(dòng)的線(xiàn)形經(jīng)濟(jì)。在這種經(jīng) 濟(jì)中，人們以越來(lái)越高的強(qiáng)度把地球上的物質(zhì)和能源開(kāi)采出來(lái)，在生產(chǎn)加工和消費(fèi)過(guò)程中又把污染和廢物大量地排放到環(huán)境中去，對(duì)資源的利用常常是粗放的和一次 性的，通過(guò)把資源持續(xù)

13、不斷地變成廢物來(lái)實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)的數(shù)量型增長(zhǎng)，導(dǎo)致了許多自然資源的短缺與枯竭，并釀成了災(zāi)難性環(huán)境污染后果。與此不同，循環(huán)經(jīng)濟(jì)倡導(dǎo)的是 一種建立在物質(zhì)不斷循環(huán)利用基礎(chǔ)上的經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式，它要求把經(jīng)濟(jì)活動(dòng)按照自然生態(tài)系統(tǒng)的模式，組織成一個(gè)“資源產(chǎn)品消費(fèi)再生資源”的物質(zhì)反復(fù)循環(huán)流 動(dòng)的過(guò)程，使得整個(gè)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)以及生產(chǎn)和消費(fèi)的過(guò)程基本上不產(chǎn)生或者只產(chǎn)生很少的廢棄物，其特征是自然資源的低投入、高利用和廢棄物的低排放，從而根本上消 解長(zhǎng)期以來(lái)環(huán)境與發(fā)展之間的尖銳沖突。從提倡一些廢棄資源回收和綜合利用到循環(huán)經(jīng)濟(jì)的提出，是經(jīng)濟(jì)發(fā)展理論的重要突破，它打破了傳統(tǒng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展理論把經(jīng)濟(jì)和環(huán)境系統(tǒng)人為割裂的弊端，要求把經(jīng)濟(jì)發(fā) 展建立

14、在自然生態(tài)規(guī)律的基礎(chǔ)上，促使大量生產(chǎn)、大量消費(fèi)和大量廢棄的傳統(tǒng)工業(yè)經(jīng)濟(jì)體系轉(zhuǎn)軌到物質(zhì)的合理使用和不斷循環(huán)利用的經(jīng)濟(jì)體系，為可持續(xù)發(fā)展的經(jīng)濟(jì) 提供了新的理論范式。 在西方國(guó)家，循環(huán)經(jīng)濟(jì)已經(jīng)成為一股潮流和趨勢(shì)，有些國(guó)家甚至以立法的方式加以推進(jìn)。循環(huán)經(jīng)濟(jì)是實(shí)施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略必然的選擇和重要保證，而在世界上呼聲很高的清潔生產(chǎn)則是實(shí)現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)的基本形式。 生態(tài)農(nóng)業(yè)是以物質(zhì)循環(huán)和能量轉(zhuǎn)化規(guī)律為依據(jù)，以科學(xué)技術(shù)為支撐，以經(jīng)濟(jì)、生態(tài)、社會(huì)效益有機(jī)統(tǒng)一為目標(biāo)的良性循環(huán)的新型農(nóng)業(yè)綜合系統(tǒng)。發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)，一是 抓好無(wú)公害農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)基地建設(shè)。應(yīng)通過(guò)科學(xué)規(guī)劃、突出重點(diǎn)、成片開(kāi)發(fā)、綜合治理，把農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化基地建成農(nóng)業(yè)生態(tài)園

15、；二是積極發(fā)展有機(jī)農(nóng)業(yè)；三是積極探索循 環(huán)農(nóng)業(yè)。根據(jù)生態(tài)循環(huán)再利用、再生產(chǎn)的循環(huán)鏈原理發(fā)展農(nóng)業(yè)，不僅可以?xún)艋瞽h(huán)境，解決能源與照明問(wèn)題，而且還可以有效轉(zhuǎn)化利用廢棄物，促進(jìn)種養(yǎng)業(yè)的良性 循環(huán)，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)無(wú)害化。本項(xiàng)目有效科學(xué)的利用了養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)的所有廢棄物，利用高新技術(shù)對(duì)廢棄物進(jìn)行處理 ，并且合理的利用處理過(guò)程中產(chǎn)生的物質(zhì)產(chǎn)品，如沼氣。利用其可燃的特點(diǎn)，用來(lái)發(fā)電，并且將剩余的沼渣，找水，進(jìn)行有效的處理。變廢為寶，合理利用了資源，產(chǎn)生足夠的利益來(lái)激發(fā)投資的效益。技術(shù)在多個(gè)國(guó)家運(yùn)行效果良好，規(guī)?？纱罂尚。浅Ｓ袕椥?，可以符合中國(guó)不同企業(yè)的實(shí)際情況 ，來(lái)進(jìn)行調(diào)整。 1.2.2“豬沼農(nóng)”三位一體經(jīng)濟(jì)模式

16、架構(gòu) 為滿(mǎn)足人們對(duì)肉食品的需求，擬建立萬(wàn)頭豬場(chǎng)，常年向市場(chǎng)供應(yīng)優(yōu)質(zhì)商品豬。而為實(shí)現(xiàn)養(yǎng)殖發(fā)展與環(huán)境保護(hù)的協(xié)調(diào)發(fā)展，本養(yǎng)殖場(chǎng)建設(shè)中引進(jìn)能源生態(tài)工程思想，采 用沼氣工程技術(shù)治理養(yǎng)豬場(chǎng)糞污水，利用污水處理過(guò)程中的主要產(chǎn)物沼氣作為能源供應(yīng)養(yǎng)殖場(chǎng)利用，副產(chǎn)物沼肥供應(yīng)四季茶園使用，建立“豬沼農(nóng)”三位一 體生態(tài)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)豬場(chǎng)糞污水的綜合利用。 1.3沼氣工程節(jié)點(diǎn)功能 沼氣工程作為三位一體生態(tài)農(nóng)業(yè)系統(tǒng)的紐帶，其功能主要有兩點(diǎn)。一是以生物質(zhì)能轉(zhuǎn)化技術(shù)為核心，將養(yǎng)殖業(yè)糞污資源充分利用，并將有機(jī)質(zhì)轉(zhuǎn)化為能源（沼氣）；并且利用特殊有效的方法對(duì)產(chǎn)商的沼氣進(jìn)行處理，使其內(nèi)涵的能源物質(zhì)可以得到有效的利用（可用來(lái)發(fā)電，取暖，或

17、作為備用能源），合理利用能源所得到的能源，并且對(duì)能源的再循環(huán)和質(zhì)量進(jìn)行合理規(guī)劃，使其能夠滿(mǎn)足和保證設(shè)備的滿(mǎn)負(fù)荷正常運(yùn)轉(zhuǎn)，從而達(dá)到廢物能源的充分利用。另外利用畜禽糞便持續(xù)性的特點(diǎn)，對(duì)其進(jìn)行有效的處理，達(dá)到符合自然再循環(huán)的目的，使其變成取之不盡用之不覺(jué)的能源原材料。第二，保留污水中對(duì)植物生長(zhǎng)有利的成分，經(jīng)過(guò)加工處理，使之轉(zhuǎn)化為優(yōu)質(zhì)有機(jī)肥（固態(tài)、液態(tài)）。 第二章項(xiàng)目資源/產(chǎn)物計(jì)算 2.1沼氣產(chǎn)量計(jì)算 2.1.1干物質(zhì)量計(jì)算 豬場(chǎng)基礎(chǔ)母豬存欄量5000頭，豬場(chǎng)總存欄量為53540頭，設(shè)計(jì)采用干清糞工藝，按畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算，夏季污水排放量為1.8m3/（百頭d），冬季污水排放量為1.2m3/

18、（百頭d），則排放污水量為640.2960.4m3/d。 日產(chǎn)糞便量為200.4/d，豬糞含水率按82%設(shè)計(jì)，干物質(zhì)（ts）量計(jì)算見(jiàn)表2-1。本項(xiàng)目中，干物質(zhì)量按照30.68t/d進(jìn)行設(shè)計(jì)。 表2-1豬糞干物質(zhì)量計(jì)算表 豬糞產(chǎn)量（t/d）（含水率78%）1.13 豬糞產(chǎn)量（t/d）（含水率80%）1.03 豬糞產(chǎn)量（t/d）（含水率82%）0.92 豬糞產(chǎn)量（t/d）（含水率84%）0.82 豬糞產(chǎn)量（t/d）（含水率86%）0.72 豬糞產(chǎn)量（t/d）（含水率88%）0.62 干物質(zhì)量（t/d）9.2 含固率10%糞污總量（t/d）922.1.2物料總量和補(bǔ)充水量計(jì)算 本設(shè)計(jì)中采用高濃度反應(yīng)

19、器設(shè)計(jì)，養(yǎng)殖場(chǎng)產(chǎn)生的51t鮮豬糞全部投放到高濃度反應(yīng)器，并調(diào)配成10干物質(zhì)濃度，約需要41m3污水，余下豬場(chǎng)排放的污 水經(jīng)過(guò)水力篩，將部分存留在污水中的豬糞渣篩除，投入到配料池，與鮮豬糞一同調(diào)配（該部分物料包含在51t鮮豬糞中），過(guò)篩后污水進(jìn)入儲(chǔ)肥池，進(jìn)行厭氧 處理儲(chǔ)存。物料總量和水量分配計(jì)算見(jiàn)表2-2。 表2-2補(bǔ)充水量計(jì)算表 季節(jié)糞便篩渣量（t/d）污水總量 （m3/d） 高濃度物料量（t/d）含固率高濃度污水量 （t/d）低濃度污水量 （m3/d） 夏季51 964 91 10% 41 923 冬季51 642 91 10% 41 601 2.1.3沼氣產(chǎn)量計(jì)算 考慮2%的干物質(zhì)損耗率，

20、每天投ts9002kg，產(chǎn)沼率為0.380.52m3/kgts，取值0.50m3/kgts，可產(chǎn)沼氣4501m3。 表2-3日沼氣產(chǎn)量計(jì)算表 干物質(zhì)量(kg/d)9200 干物質(zhì)損耗率2% 干物質(zhì)投產(chǎn)量(kg/d)9020 產(chǎn)沼率(m3/kg)0.50 產(chǎn)沼量(m3/d)4501 污水量（m3/d）41 2.2沼肥產(chǎn)量估算 2.2.1干物質(zhì)減量化計(jì)算 全天輸入干物質(zhì)量為9020kg。厭氧階段消耗量為5860kg，該部分ts消耗是生物質(zhì)能轉(zhuǎn)化、沼氣生產(chǎn)的主體。厭氧階段ts的輸出量為3160kg，其中 0.17噸由厭氧反應(yīng)器底部作為沼渣排出，進(jìn)入沼渣儲(chǔ)存池；6.7噸與厭氧反應(yīng)器上部出水一并排出。干

21、物質(zhì)減量化計(jì)算詳見(jiàn)2-4。 表2-4干物質(zhì)減量化計(jì)算表 物料量(t/d)ts量(t/d)生化消耗率生化消耗量(t/d)ts剩余量(t/d)沼渣ts含量(t/d)沼液ts含量(t/d) 92 9.2 65% 6 3.2 0.8 2.42.2.2沼肥產(chǎn)量估算 一般情況下沼渣含水率為93%，沼液含水率為97%。沼渣干物質(zhì)含量0.8t/d，按93%含水率計(jì)算，沼渣產(chǎn)量為11.5t/d；沼液干物質(zhì)含量為2.4t/d，按97%含水率計(jì)算，沼液產(chǎn)量為77.9t/d。詳見(jiàn)表2-5。 表2-5沼肥產(chǎn)量計(jì)算表 沼渣沼液水消耗(t/d) 沼渣量(t/d)干物質(zhì)(t/d)含水率沼液量(t/d)干物質(zhì)(t/d)含水率

22、11.5 0.8 93% 77.9 2.4 96.90% 第三章產(chǎn)物供需平衡分析和解決方案選擇 3.1沼氣利用方案 能環(huán)工程日產(chǎn)沼氣4501m3，計(jì)劃全部作為燃?xì)馊細(xì)獍l(fā)電機(jī)發(fā)電使用發(fā)電產(chǎn)生的熱能可作為取暖或者作為養(yǎng)殖場(chǎng)生產(chǎn)熱能的需要，如孵化小雞。發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電力除供養(yǎng)殖場(chǎng)自用外，剩余的電力可并網(wǎng)賣(mài)給供電局。 3.2沼肥種養(yǎng)平衡和有效利用解決方案 能環(huán)工程日產(chǎn)沼渣11.5噸（含水率93%）、沼液77.9噸。消納該部分沼肥必須有相應(yīng)量的土地承載。 3.2.1沼肥優(yōu)勢(shì)分析 沼肥是沼氣發(fā)酵的殘余物，含有較全面的養(yǎng)分和豐富的有機(jī)質(zhì)，是具有改良土壤功效的優(yōu)質(zhì)有機(jī)肥料。沼肥中含有豐富的氮磷鉀等大量營(yíng)養(yǎng)元素和

23、多種微量營(yíng)養(yǎng)元 素，據(jù)測(cè)定，沼肥中含有全氮（n）0.03%0.08%，全磷（p2o5）0.02%0.06%，全鉀（k2o）0.05%1.0%，而且這些營(yíng)養(yǎng) 元素基本上是以速效養(yǎng)分形式存在的.因此，沼肥的速效營(yíng)養(yǎng)能力強(qiáng)，能迅速被作物吸收，養(yǎng)分可利用率高，是多元的速效復(fù)合液體肥料。另外，沼肥中還富含多種 氨基酸和維生素等，因此，沼肥也是畜禽飼料的良好添加料。 根據(jù)有關(guān)研究表明，沼肥作為優(yōu)質(zhì)有機(jī)肥料與化肥或其它有機(jī)肥相比，能顯著提高作物的產(chǎn)量和品質(zhì)，并防病抗逆，其機(jī)理在于沼肥的養(yǎng)分結(jié)構(gòu)易于吸收，有改土培 肥、營(yíng)造良性土壤微生態(tài)系統(tǒng)作用，其生命活性物質(zhì)有助于提高抗逆能力。一般沼肥主要有兩個(gè)處理去向：第

24、一個(gè)是在農(nóng)耕施肥季節(jié)，沼肥直接輸送（管道、車(chē)輛） 到果園、苗圃、農(nóng)田等施肥用地，作為液態(tài)有機(jī)肥使用；第二個(gè)是在非農(nóng)耕施肥季節(jié)，沼肥進(jìn)入有機(jī)肥生產(chǎn)區(qū)，與畜禽糞便混合后加入50%左右的作物秸稈、稻殼 等，加工成固體有機(jī)肥儲(chǔ)存銷(xiāo)售。 沼肥不僅養(yǎng)分全、肥效快，而且易吸收，殘留少，便于改良土壤的根際環(huán)境，疏松土壤，是無(wú)公害栽培的首選肥料。沼肥作為一種優(yōu)良的有機(jī)肥料可以部分或全部代 替化學(xué)肥料，大量試驗(yàn)說(shuō)明沼肥是一種優(yōu)質(zhì)、全效的液體有機(jī)肥料。在生產(chǎn)中，沼肥有機(jī)肥可以用作基肥、追肥和葉面肥。 沼肥用作基肥澆灌果樹(shù)，使 其結(jié)果大，果實(shí)色鮮、味美、甜度好。沼肥用于稻田，作物生長(zhǎng)強(qiáng)壯，植株挺拔翠綠，分蘗多、苗高且

25、根系粗壯發(fā)達(dá)，有效穗、穗粒數(shù)、結(jié)實(shí)率都有所提高。據(jù)四川 農(nóng)業(yè)科學(xué)院在水稻、玉米、棉花等作物上的試驗(yàn)表明，畝施沼肥15002500kg，可增產(chǎn)9.0%26.4%，每100kg沼肥增產(chǎn)水稻 1.38kg，玉米2.0kg，棉花0.65kg 沼肥用作追肥，效果也很明顯。根據(jù)肥料養(yǎng)分含量計(jì)算，每100kg沼肥的n、p、k養(yǎng)分總含量相當(dāng)15：15：15的三元素復(fù)合肥60kg。按照科學(xué) 配方，合理施肥的原則，一般作物每畝每次追施三元素復(fù)合肥20kg左右，折合施沼肥330kg，一般715天追施一次，順?biāo)肥┬Ч?。和同等養(yǎng)分 含量的無(wú)機(jī)肥料相比，沼肥作追肥的作物，長(zhǎng)勢(shì)強(qiáng)健，病蟲(chóng)害少，果實(shí)大且有光澤，品質(zhì)好，產(chǎn)

26、量和產(chǎn)值分別高出對(duì)照10%20%。追施沼肥有機(jī)肥的小麥畝產(chǎn) 增產(chǎn)20kg，用沼肥澆灌大白菜，較化肥對(duì)照提前57天包心，增產(chǎn)30%。 沼肥內(nèi)含有作物需要的多種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，微量元素、生長(zhǎng)素、抗生素，極宜作葉面追肥使用，效果有時(shí)比單純的化肥還要明顯。特別是在日光溫室蔬菜、果樹(shù)、花卉等 反季節(jié)的栽培中使用，有明顯的壯秧、保果增產(chǎn)優(yōu)質(zhì)效果。能給作物補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng)，調(diào)節(jié)代謝，促進(jìn)生長(zhǎng)，增強(qiáng)光合作用，有利花芽分化，?；ū９麑?shí)膨大，產(chǎn)品光 亮度好，品質(zhì)優(yōu)秀。作葉面肥，沼肥可單用也可與農(nóng)藥化肥混用。在作物上，可用溫室大棚內(nèi)栽培的反季節(jié)蔬菜、黃瓜、西紅柿、青椒、茄子、豆角、西胡等，保 花、保果效果明顯。葉菜可用于芹菜

27、、韭菜、甘藍(lán)，生長(zhǎng)迅速；果樹(shù)可用于油桃、櫻桃、杏、李等，口感極佳，糖度增加；花卉方面的非洲菊、百合、玫瑰，表現(xiàn)花 朵大、鮮艷、枝粗等。 長(zhǎng)期使用沼肥有機(jī)肥可以促進(jìn)土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)的形成，改良土壤結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)土壤保水保肥能力，提高土壤溫度，改善土壤的理化特性，提高土壤中有機(jī)質(zhì)、全氮、全磷 以及土壤速效養(yǎng)分的含量，從而提高了土地肥力，并且減少化肥對(duì)環(huán)境的污染，降低用肥成本。根據(jù)試驗(yàn)研究，施用沼肥有機(jī)肥的土地與施用普通化肥的土地比較， 土壤有機(jī)質(zhì)含量增加1.0%2.0%，全氮含量增加0.1%左右，土壤速效氮、速效鉀的含量分別提高60%左右，其中，沼肥有機(jī)肥對(duì)土壤速效磷增加最為 明顯，施用沼肥有機(jī)肥的土壤速

28、效磷含量是施用普通化肥的78倍。 3.2.2沼肥承載土地量分析 根據(jù)有關(guān)資料，豬糞沼肥的養(yǎng)分組成與含量分別為：氨氮0.056%，速效磷0.067%，速效鉀0.113%，在沼肥產(chǎn)量為每天8.94噸的情況下，每 天產(chǎn)出的沼肥所含有的氮、磷、鉀養(yǎng)分量分別為：氨氮5.01kg，速效磷5.99kg，速效鉀10.10kg。如果以一季作物施用氮肥 （n）150180kg/hm2、磷肥（p2o5）4575kg/hm2、鉀肥（k2o）60120kg/hm2來(lái)計(jì)算的話(huà)，每天8.94噸 沼肥所含養(yǎng)分需要的承載土地量分別為：氮0.03hm2，磷0.080.13hm2，鉀0.080.17hm2。按雙季耕作，如冬小麥和夏

29、玉米 或大豆輪作來(lái)計(jì)算，則所需消納這些沼肥的土地量將減少一半。 根據(jù)試驗(yàn)，沼肥用水稀釋510倍后，可以直接灌溉農(nóng)田，且具有一定的增產(chǎn)作用。基于此，土肥專(zhuān)家在設(shè)計(jì)設(shè)施蔬菜營(yíng)養(yǎng)液肥料、滴灌肥料和蔬菜、果樹(shù)專(zhuān)用液 體肥料的濃度時(shí)，稀釋倍數(shù)一般為1020倍。目前，國(guó)內(nèi)具有較成熟的設(shè)施蔬菜有機(jī)活性基質(zhì)無(wú)土栽培技術(shù)、滴灌栽培的技術(shù)和敞穴施肥技術(shù)；掌握各類(lèi)蔬菜、 果樹(shù)和農(nóng)作物的養(yǎng)分需求規(guī)律和施肥的最佳養(yǎng)分配比；完全可以把沼肥轉(zhuǎn)化為各種肥料。 第四章工程設(shè)計(jì)范圍和處理能力 4.1設(shè)計(jì)依據(jù) 1、中華人民共和國(guó)水污染防治法實(shí)施細(xì)則（環(huán)發(fā)1999214號(hào))） 2、污水處理設(shè)施環(huán)境保護(hù)監(jiān)督管理辦法（(88)國(guó)環(huán)水字第

30、187號(hào)） 3、畜禽養(yǎng)殖污染防治管理辦法（國(guó)家環(huán)境保護(hù)總局，2001年5月8日發(fā)布） 4、規(guī)模化畜禽養(yǎng)殖場(chǎng)沼氣工程設(shè)計(jì)規(guī)范（ny/t1222-2006） 5、大中型畜禽養(yǎng)殖場(chǎng)能源環(huán)境工程建設(shè)規(guī)劃（農(nóng)業(yè)部，1999） 6、蓄禽養(yǎng)殖業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（gb18596-2001） 7、污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)（gb8978-1996） 8、給水排水設(shè)計(jì)手冊(cè) 9、業(yè)主提供的有關(guān)基礎(chǔ)資料。 4.2設(shè)計(jì)原則 1、資源化原則。 畜禽糞污是一種有價(jià)值的寶貴資源，充分利用畜禽糞污資源是污染防治的重要原則。畜禽糞污經(jīng)處理后，可以產(chǎn)出再生能源（沼氣）、有機(jī)肥（固態(tài)、液態(tài)），具有較好的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。 2、生態(tài)化原則。 遵循循環(huán)經(jīng)濟(jì)

31、指導(dǎo)思想，依據(jù)物質(zhì)循環(huán)、能量流動(dòng)的生態(tài)學(xué)基本原理，強(qiáng)化種養(yǎng)平衡，促進(jìn)種植業(yè)與養(yǎng)殖業(yè)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)的良性循環(huán)。 3、綜合效益原則。 兼顧環(huán)境效益、社會(huì)效益、經(jīng)濟(jì)效益，將治理污染與資源開(kāi)發(fā)有機(jī)結(jié)合起來(lái)，使豬場(chǎng)糞污治理工程產(chǎn)出大于投入，提高污水處理工程的綜合效益。加強(qiáng)對(duì)資源的規(guī)劃和管理 。力求達(dá)到高效節(jié)能的效益原則 。 4、可靠性原則 遵循技術(shù)先進(jìn)、工藝成熟、質(zhì)量可靠的原則，在設(shè)計(jì)中吸取國(guó)內(nèi)外先進(jìn)的處理工藝和施工技術(shù)，使工程達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。 5、管理簡(jiǎn)便原則 合理處理人工操作和自動(dòng)控制的關(guān)系，對(duì)不便人工操作，且人工成本較高的工藝，采用自動(dòng)化技術(shù)，提高系統(tǒng)運(yùn)行管理水平。 4.3設(shè)計(jì)范圍 本設(shè)計(jì)范

32、圍包括：能環(huán)工程工藝設(shè)計(jì)；機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)；建筑與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；電氣設(shè)計(jì)；控制及儀表設(shè)計(jì)；平面與高程設(shè)計(jì)；消防、勞動(dòng)生產(chǎn)保護(hù)與人員編制設(shè)計(jì)。 本設(shè)計(jì)范圍不包括場(chǎng)區(qū)所有道路鋪設(shè)、綠化等。 本工程污水匯集管線(xiàn)、自來(lái)水管線(xiàn)、電線(xiàn)電纜均由業(yè)主送至項(xiàng)目界區(qū)內(nèi)。 4.4糞污處理量 總資源量為含固率18%的糞污總量51t/d，變化幅度較小，因此，高濃度厭氧反應(yīng)器有機(jī)負(fù)荷變化較小。 第五章能環(huán)工程工藝流程設(shè)計(jì) 5.1處理工藝選擇 5.1.1預(yù)處理工藝選擇 預(yù)處理包括格柵、集水池、集糞池、配料池、沼氣池，回水池等處理單元。 為了真正做到減量化、資源化、無(wú)害化，達(dá)到處理結(jié)果零排放的目標(biāo)，本工程采用將糞污收集后投放到預(yù)處理

33、單元，與其它污染物一起進(jìn)入?yún)捬跸剡M(jìn)行厭氧發(fā)酵處理。這條工藝路線(xiàn)不僅能獲得較大的生物質(zhì)能轉(zhuǎn)化資源，同時(shí)，實(shí)現(xiàn)了糞污減量化、無(wú)害化處理。 糞污水由匯集管網(wǎng)運(yùn)送至預(yù)處理單元，經(jīng)與場(chǎng)區(qū)沖刷水混合后進(jìn)行厭氧處理。 5.1.1.1格柵 格柵的作用是去除廢水中的大粒徑固體物質(zhì)，如懸浮物、漂浮物、纖維物質(zhì)和固體顆粒物質(zhì)，以保證后續(xù)處理單元和水泵的正常運(yùn)行。 5.1.1.2集水池 集水池的功能是儲(chǔ)存能環(huán)工程中需要的補(bǔ)充水，該水來(lái)自養(yǎng)殖區(qū)沖刷水。集水池水由提升泵泵入進(jìn)料池。 5.1.1.3集糞池 集糞池用來(lái)暫存豬場(chǎng)輸送來(lái)的豬糞，通過(guò)集水池污水沖洗到進(jìn)料池。 5.1.1.4進(jìn)料池 進(jìn)料池的功能是將豬糞配比為含固

34、率在10%左右的混合液。 進(jìn)料料時(shí)間階段安排有幾種選擇，最好的時(shí)間安排為全天24小時(shí)均勻分配，但客觀上幾乎不可能實(shí)現(xiàn)。我們選擇批次配比方式，每天24小時(shí)內(nèi)分2批完成配比操作，每次1小時(shí)進(jìn)行。 5.1.2厭氧消化處理工藝選擇 厭氧消化工藝包括進(jìn)料單元、厭氧消化單元、保溫增溫單元、以及沼肥運(yùn)輸管網(wǎng)等構(gòu)成。 5.1.2.1進(jìn)料方式選擇 進(jìn)料池內(nèi)物料由提升泵向厭氧消化單元進(jìn)料。由于物料濃度高，提升泵采用單螺桿泵。進(jìn)料方式有若干種選擇，可以采用均勻進(jìn)料，也可采用分批進(jìn)料方式。進(jìn)料方 式與沼氣釋放量密切相關(guān)，通過(guò)進(jìn)料方式可以調(diào)控沼氣釋放階段，一般情況下，強(qiáng)進(jìn)料階段沼氣釋放量會(huì)大幅度增大。本工程設(shè)計(jì)采取分2

35、批輪流進(jìn)料方式。 5.1.2.2厭氧處理工藝選擇 1、各類(lèi)厭氧工藝性能概述 （1）完全混合厭氧工藝（cstr） 傳統(tǒng)的完全混合厭氧工藝（cstr）是借助消化池內(nèi)厭氧活性污泥來(lái)凈化有機(jī)污染物。有機(jī)污染物進(jìn)入池內(nèi)，經(jīng)過(guò)攪拌與池內(nèi)原有的厭氧活性污泥充分接觸后，通 過(guò)厭氧微生物的吸附、吸收和生物降解，使廢水中的有機(jī)污染物轉(zhuǎn)化為沼氣。完全混合厭氧工藝池體體積較大，負(fù)荷較低，其污泥停留時(shí)間等于水力停留時(shí)間，因此 不能在反應(yīng)器內(nèi)積累起足夠濃度的污泥，一般僅用于城市污水廠的剩余好氧污泥以及糞便的厭氧消化處理。 （2）厭氧接觸工藝反應(yīng)器 厭氧接觸工藝反應(yīng)器是完全混合式的，是在連續(xù)攪拌完全混合式厭氧消化反應(yīng)器（c

36、str）的基礎(chǔ)上進(jìn)行了改進(jìn)的一種較高效率的厭氧反應(yīng)器。反應(yīng)器排出的混合 液首先在沉淀池中進(jìn)行固液分離，污水由沉淀池上部排出，沉淀池下部的污泥被回流至厭氧消化池內(nèi)。這樣的工藝既保證污泥不會(huì)流失，又可提高厭氧消化池內(nèi)的污 泥濃度，從而提高了反應(yīng)器的有機(jī)負(fù)荷率和處理效率，與普通厭氧消化池相比，可大大縮短水力停留時(shí)間。目前，全混合式的厭氧接觸反應(yīng)器已被廣泛應(yīng)用于ss濃 度較高的廢水處理中。 （3）厭氧濾器（af） 厭氧濾器是采用填充材料作為微生物載體的一種高速厭氧反應(yīng)器，厭氧菌在填充材料上附著生長(zhǎng)，形成生物膜。生物膜與填充材料一起形成固定的濾床。厭氧濾床可 分為上流式厭氧濾床和下流式厭氧濾床二種。污水

37、在流動(dòng)過(guò)程中生長(zhǎng)并保持與充滿(mǎn)厭氧細(xì)菌的填料接觸，因?yàn)榧?xì)菌生長(zhǎng)在填料上將不隨出水流失，在短的水力停留時(shí) 間下可取得較長(zhǎng)的污泥泥齡。厭氧濾器的缺點(diǎn)是填料載體價(jià)格較貴，反應(yīng)器建造費(fèi)用較高，此外，當(dāng)污水中ss含量較高時(shí)，容易發(fā)生短路和堵塞。 （4）上流式厭氧污泥床反應(yīng)器（uasb） 待處理的廢水被引入uasb反應(yīng)器的底部，向上流過(guò)由絮狀或顆粒狀厭氧污泥的污泥床。隨著污水與污泥相接觸而發(fā)生厭氧反應(yīng)，產(chǎn)生沼氣引起污泥床的擾動(dòng)。在 污泥床產(chǎn)生的沼氣有一部分附著在污泥顆粒上，自由氣泡和附著在污泥顆粒上的氣泡上升至反應(yīng)器的上部。污泥顆粒上升撞擊到三相分離器擋板的下部，這引起附著 的氣泡釋放；脫氣的污泥顆粒沉淀回

38、到污泥層的表面。自由狀態(tài)下的沼氣和由污泥顆粒釋放的氣體被收集在三相分離器錐頂部的集氣室內(nèi)。液體中包含一些剩余的固 體物和生物顆粒進(jìn)入到三相分離器的沉淀區(qū)內(nèi)，剩余固體物和生物顆粒從液體中分離并通過(guò)三相分離器的錐板間隙回到污泥層。uasb反應(yīng)器 的特點(diǎn)在于可維持較高的污泥濃度，很長(zhǎng)的污泥泥齡（30天以上），較高的進(jìn)水容積負(fù)荷率，從而大大提高了厭氧反應(yīng)器單位體積的處理能力。但是對(duì)于ss含 量很高的污水，由于三相分離器泥、氣、水分離能力的限制，不可避免地造成出水中含泥量很高，整個(gè)系統(tǒng)的投資費(fèi)用也較大。 （5）膨脹顆粒污泥床反應(yīng)器（egsb） egsb是在uasb反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)相似，所不同的是在egsb反

39、應(yīng)器中采用相當(dāng)高的上流速度，因此，在egsb反應(yīng)器中顆粒污泥處于完全或部分“膨脹化” 的狀態(tài)，即污泥床的體積由于顆粒之間的平均距離的增加而擴(kuò)大。為了提高上升速度，egsb反應(yīng)器采用較大的高度與直徑比和很大的回流比。在高速上升速度和 產(chǎn)氣的攪拌作用下，廢水與顆粒污泥間的接觸更充分，因此可允許廢水在反應(yīng)器中有很短的水力停留時(shí)間，從而egsb可以高速地處理濃度較低的有機(jī)廢水。 （6）升流式厭氧固體反應(yīng)器（usr） 升流式厭氧固體反應(yīng)器是一種新型的專(zhuān)用以處理固體物含量較大的反應(yīng)器，其構(gòu)造特點(diǎn)是反應(yīng)器內(nèi)不設(shè)三相分離器和其它構(gòu)件。含高有機(jī)物固體含量（大于5%）的 廢液由池底配水系統(tǒng)進(jìn)入，均勻地分布在反應(yīng)器

40、的底部，然后上升流通過(guò)含有高濃度厭氧微生物的固體床。使廢液中的有機(jī)固體與厭氧微生物充分接觸反應(yīng)，有機(jī)固 體被液化發(fā)酵和厭氧分解，約有60%左右的有機(jī)物被轉(zhuǎn)化為沼氣。而產(chǎn)生的沼氣隨水流上升具有攪拌混合作用，促進(jìn)了固體與微生物的接觸。由于重力作用固體床 區(qū)有自然沉淀作用，比重較大的固體物（包括微生物、未降解的固體和無(wú)機(jī)固體等）被累積在固體床下部，使反應(yīng)器內(nèi)保持較高的固體量和生物量，可使反應(yīng)器有較 長(zhǎng)的微生物和固體滯留時(shí)間。通過(guò)固體床的水流從池頂?shù)某鏊缌髦脸赝?。在出水溢流渠前設(shè)置擋渣板，可減少池內(nèi)ss的流失，在反應(yīng)器液面會(huì)形成一層浮渣 層，在長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行過(guò)程中，浮渣層達(dá)到一定厚度后趨于動(dòng)態(tài)平衡。

41、不斷有固體被沼氣攜帶到浮渣層，同時(shí)也有經(jīng)脫氣的固體返回到固體床區(qū)。由于沼氣要透過(guò)浮渣 層進(jìn)入到反應(yīng)器頂部的集氣室，對(duì)浮渣層產(chǎn)生一定的“破碎”作用。對(duì)于生產(chǎn)性反應(yīng)器由于浮渣層表面積較大，浮渣層不會(huì)引起堵塞。集氣室中的沼氣經(jīng)導(dǎo)管引出池 外進(jìn)入沼氣貯柜。反應(yīng)池設(shè)排泥管可將多余的污泥和下沉在底部的惰性物質(zhì)定期排除。 2、幾種典型的厭氧反應(yīng)器適用性能比較 幾種典型的厭氧反應(yīng)器適用性能比較見(jiàn)表5-1。 表5-1厭氧反應(yīng)器適用性能比較表 反應(yīng)器名稱(chēng)優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)適用范圍 完全混合厭氧 反應(yīng)器（cstr）投資小、運(yùn)行管理簡(jiǎn)單容積負(fù)荷率低，效率 較低，出水水質(zhì)較差適用于ss含量很 高的污泥處理 厭氧接觸反應(yīng)器投資較省

42、、運(yùn)行管理簡(jiǎn) 單，容積負(fù)荷率較高， 耐沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)停留時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)， 出水水質(zhì)相對(duì)較差適用于高濃度、高 懸浮物的有機(jī)廢水 厭氧濾器（af）處理效率高，耐負(fù)荷能 力強(qiáng)，出水水質(zhì)相對(duì)較 好投資較大，反應(yīng)器容 易短路和堵塞適用于ss含量較 低的有機(jī)廢水 上流式厭氧污 泥床反應(yīng)器 （uasb）處理效率高，耐負(fù)荷能 力強(qiáng)，出水水質(zhì)相對(duì)較 好投資相對(duì)較大，對(duì)廢 水ss含量要求嚴(yán)格適用于ss含量適 低的有機(jī)廢水 膨脹顆粒污泥 床反應(yīng)器 （egsb）處理效率較高，負(fù)荷能力 強(qiáng)，出水水質(zhì)相對(duì)較好投資相對(duì)較大，對(duì)廢 水ss含量要求嚴(yán)格適用于ss含量較 少和濃度相對(duì)較低 的有機(jī)廢水 升流式厭氧固 體反應(yīng)器 （us

43、r）處理效率較高，投資較省、運(yùn)行管理簡(jiǎn)單，容積負(fù)荷率較高。對(duì)進(jìn)料均布性要求高，當(dāng)含固率達(dá)到一定程度時(shí)，必須采取強(qiáng)化措施。適用于含固量高 的有機(jī)廢水 3、厭氧工藝的選擇確定 從以上列表可知，各種類(lèi)型的厭氧工藝各有其優(yōu)缺點(diǎn)和使用范圍，在一定的條件下選擇適當(dāng)?shù)墓に囆褪绞菂捬跆幚沓晒Φ年P(guān)鍵所在。對(duì)于本項(xiàng)目而言，由于需將全部 豬糞和部分沖洗水一起混合均勻后進(jìn)入?yún)捬醭剡M(jìn)行厭氧發(fā)酵處理，其廢水中含固量很高，因此，選擇升流式厭氧固體反應(yīng)器（usr）是較為合適的。 本項(xiàng)目設(shè)計(jì)含固率為10%。對(duì)于高含固率來(lái)料，為避免進(jìn)料分布不均勻問(wèn)題，必須強(qiáng)化其進(jìn)料的局部混合性。設(shè)計(jì)上底部配置攪拌機(jī)，以間歇混合攪拌方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。我

44、們定義該方式為usr-pm。 選擇usr-pm處理工藝，反應(yīng)器的固體滯留期（srt）和微生物滯留期（mrt）遠(yuǎn)大于水力滯留期（hrt）。厭氧罐頂部在出水溢流渠前設(shè)置擋渣板，可 以減少罐內(nèi)內(nèi)懸浮固體物質(zhì)的流失，提高了固體滯留期（srt）。固體有機(jī)物的分解率與srt呈正相關(guān)，固體滯留期（srt）加長(zhǎng)，消化效率就大幅度提高； 剩余厭氧微生物在重力的作用下沉淀下來(lái)，累積在固體床下部，使反應(yīng)器微生物滯留期（mrt）加長(zhǎng)，既提高處理效率，又降低微生物對(duì)外加營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的需求，減 少污泥的量。 本設(shè)計(jì)方案選擇usr-pm為厭氧處理工藝。 5.1.2.3厭氧反應(yīng)器結(jié)構(gòu)選擇 普通的厭氧反應(yīng)器均采用鋼砼結(jié)構(gòu)。近年來(lái)為

45、了縮短施工周期，節(jié)省建筑材料，提高反應(yīng)池的施工質(zhì)量，建設(shè)美觀大方的能環(huán)工程處理裝置，也多有采用新材料、新 技術(shù)建造的厭氧反應(yīng)器。典型的有德國(guó)的利普（lipp）公司的利普罐和德國(guó)farmetic公司的搪瓷拼裝罐。這些技術(shù)應(yīng)用金屬朔性加工中的加工硬化原理 和薄殼結(jié)構(gòu)原理，通過(guò)專(zhuān)用技術(shù)和設(shè)備將鍍鋅或搪瓷拼裝建造成。 1、鋼筋混凝土制罐技術(shù) 鋼筋混凝土技術(shù)利用鋼筋的抗拉強(qiáng)度和混凝土的抗壓強(qiáng)度上各自的優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)澆注，可以得到較好的強(qiáng)度和防水性能的罐體，由于混凝土具有耐 酸堿，耐溫便等的性能，能夠很好的保護(hù)內(nèi)部鋼筋，使之免受腐蝕，因此結(jié)構(gòu)具有很好的防腐性能，結(jié)構(gòu)成型后，進(jìn)行簡(jiǎn)單的防腐和防

46、滲處理就可以滿(mǎn)足工程需要， 使用壽命長(zhǎng)，可達(dá)50年，后期維護(hù)和運(yùn)行管理費(fèi)用較低。 2、搪瓷拼裝制罐技術(shù) 拼裝制罐技術(shù)使用軟性搪瓷或其他防腐預(yù)制鋼板，以快速低耗的現(xiàn)場(chǎng)拼裝使之成型，預(yù)制鋼板采用栓接方式拼裝，栓接處加特制密封材料防漏。此種預(yù)制鋼板形成的 保護(hù)層不僅能阻止罐體腐蝕，而且具有抗酸堿的功能。拼裝罐具有技術(shù)先進(jìn)、性能優(yōu)良、耐腐蝕性好、維修便利、外觀美觀，可拆遷等特點(diǎn)，其使用壽命達(dá)30年。 3、利浦制罐技術(shù) 利浦制罐技術(shù)利用金屬塑性加工中的加工硬化原理和薄殼結(jié)構(gòu)原理，通過(guò)專(zhuān)用技術(shù)和設(shè)備，將一定規(guī)格的鋼板，應(yīng)用“螺旋、雙折邊、咬合“工藝來(lái)建造圓型的 lipp池、罐。由于是機(jī)械化、自動(dòng)化制作和采

47、用薄鋼板作為建筑材料，lipp技術(shù)具有施工周期短，造價(jià)較低，質(zhì)量好等優(yōu)點(diǎn)。 結(jié)合本工程特點(diǎn)，主體厭氧反應(yīng)器選擇鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，以方便使用和運(yùn)行管理。 5.1.2.4厭氧反應(yīng)器配置選擇 高濃度厭氧反應(yīng)器內(nèi)設(shè)置一臺(tái)攪拌器，使進(jìn)料均勻分布于罐體底部并充分與厭氧微生物接觸。低濃度靠沼氣產(chǎn)氣過(guò)程以及進(jìn)料過(guò)程并增加物料內(nèi)循環(huán)泵實(shí)現(xiàn)物料的攪拌。 罐底設(shè)排渣系統(tǒng)，定期將罐底惰性污泥排出。排出的污泥進(jìn)入沼肥儲(chǔ)存池，然后運(yùn)送到下一個(gè)處理單元。 反應(yīng)器上部設(shè)排水系統(tǒng)。排水采用堰槽出水方式，溢流進(jìn)入下一個(gè)處理單元。 5.1.2.5保溫與增溫選擇 厭氧消化反應(yīng)過(guò)程受溫度影響很大，本項(xiàng)目厭氧處理單元設(shè)計(jì)為中溫，其最佳溫度

48、范圍為3538。為了保證厭氧反應(yīng)在冬季仍可正常運(yùn)行，必須對(duì)系統(tǒng)實(shí)施整體保溫措施，同時(shí)還需對(duì)厭氧消化罐進(jìn)水進(jìn)行增溫處理。 1、保溫 系統(tǒng)整體保溫包括管道、閥門(mén)保溫；配料池、厭氧消化罐以及儲(chǔ)氣柜的保溫。 對(duì)于各種管路能地埋的則地埋，地上管路采用北方地區(qū)常規(guī)保溫方式實(shí)現(xiàn)；對(duì)厭氧消化罐、沼氣儲(chǔ)氣柜，采用聚苯乙烯和聚氨酯等材料進(jìn)行強(qiáng)化保溫。另外，在厭氧反應(yīng)器旁邊設(shè)置一個(gè)沼氣凈化間，盡可能地將管路、閥門(mén)設(shè)置在該房間內(nèi)，起到保溫作用。 2、增溫 增溫能耗主要分為兩部分，一部分為把參與反應(yīng)物料的溫度由常溫提升到反應(yīng)溫度，這一過(guò)程主要在進(jìn)料池中進(jìn)行，另一部分是保證usr反應(yīng)器在相對(duì)穩(wěn)定的溫度 下運(yùn)行，補(bǔ)償其運(yùn)行

49、過(guò)程中散失到環(huán)境中的能量。為降低反應(yīng)過(guò)程中的能耗，在本設(shè)計(jì)中一方面采用較高的物料濃度，在保證有機(jī)負(fù)荷不變的情況下，降低水的含 量，降低物料增溫能耗，另一方面，在反應(yīng)器池體外增設(shè)一層保溫層，以降低反應(yīng)器的熱量散失。 為保證反應(yīng)器的正常啟動(dòng)以及熱源的穩(wěn)定性，本系統(tǒng)中采用自廠區(qū)燃煤鍋爐產(chǎn)生的熱水作為熱源。 5.2沼氣應(yīng)用系統(tǒng)工藝選擇 5.2.1沼氣凈化工藝選擇 厭氧反應(yīng)器剛產(chǎn)出的沼氣是含飽和水蒸氣的混合氣體，除含有氣體燃料ch4和惰性氣體co2外，還含有h2s和懸浮的顆粒狀雜質(zhì)。h2s不僅有毒，而且有很 強(qiáng)的腐蝕性。因此新生成的沼氣不宜直接作燃料，還需進(jìn)行氣水分離、脫硫等凈化處理，其中沼氣的脫硫是其

50、主要問(wèn)題。 對(duì)于畜禽糞污產(chǎn)生的沼氣，其中h2s氣體含量約為2000mg/m3，而沼氣作為燃?xì)庖笳託庵泻琱2s氣體含量小于100ml/m3，沼氣的脫硫凈化處理是必須的。 沼氣脫硫主要有生物脫硫、化學(xué)脫硫兩種方法。 生物脫硫法是利用無(wú)色硫細(xì)菌，如氧化硫硫桿菌、氧化亞鐵硫桿菌等，在微氧條件下將h2s氧化成單質(zhì)硫。這種脫硫方法已在德國(guó)沼氣脫硫中廣泛使用，在國(guó)內(nèi)某 些工程已有采用，其優(yōu)點(diǎn)是：不需要催化劑、不需處理化學(xué)污泥，產(chǎn)生很少生物污泥、耗能低、可回收單質(zhì)硫、去除效率高。這種脫硫的技術(shù)關(guān)鍵是如何根據(jù)h2s 的濃度來(lái)控制脫硫塔中氧化還原反應(yīng)過(guò)程。 化學(xué)脫硫是將沼氣通過(guò)脫硫劑床層，沼氣中的h2s與活性氧化鐵接觸，生成三硫化二鐵，然后含有硫化物的脫硫劑與空氣中的氧接觸，當(dāng)有水存在時(shí)，鐵的硫化物 又轉(zhuǎn)化為氧化鐵和單體硫。這種脫硫再生過(guò)程可循環(huán)多次，直至氧化鐵脫硫劑表面的大部分空隙被硫或其它雜質(zhì)覆蓋而失去活性為止。再生后的氧化鐵可繼續(xù)脫除沼 氣中的h2s。上述均為放熱反應(yīng)，但是，再生反應(yīng)比脫硫反應(yīng)要緩慢。為了使硫化鐵充分再生為氧化鐵，工程上往往將上述兩個(gè)過(guò)程分開(kāi)進(jìn)行。 本工程擬采用生物脫硫的方法對(duì)沼氣進(jìn)行脫硫處理。 厭氧罐