大型沼工程的幾種常用沼氣生產(chǎn)工藝設(shè)計流程設(shè)計

..大型沼工程的幾種常用沼氣生產(chǎn)工藝流程設(shè)計一、總述在為規(guī)?；笄蒺B(yǎng)殖場、屠宰場設(shè)計大型沼氣工藝流程時,首先要明確工程最終要達到的目標。最終目標基本上有三種類型：一是以生產(chǎn)沼氣和利用沼氣為目標；二是達到環(huán)境保護要求,排水符合國家規(guī)定的標準為目標；三是前兩個目標相結(jié)合,對沼氣、沼液和沼渣進行綜合利用,實現(xiàn)生態(tài)環(huán)境建設(shè)。沼氣工程的工藝類型選擇主要是依據(jù)沼氣工程的建設(shè)目的和環(huán)境條件。工藝選擇原則是在生產(chǎn)沼氣同時,必須滿足環(huán)境要求,不能造成二次污染。通常沼氣工程工藝可分為能源生態(tài)型和能源環(huán)保型兩種類型。能源——生態(tài)型工藝流程：能源生態(tài)型就是沼氣工程周邊有足夠面積的農(nóng)田、魚塘、植物塘等,來消納經(jīng)沼氣發(fā)酵后的沼渣、沼液,是沼氣工程成為生態(tài)農(nóng)業(yè)園紐帶。能源生態(tài)型沼氣工程可以合理配置養(yǎng)殖業(yè)與種植業(yè),既不需高額的沼液后處理,又可促進生態(tài)農(nóng)業(yè)發(fā)展。能源——環(huán)保型工藝流程：能源環(huán)保型就是沼氣工程周邊環(huán)境無法消納沼氣發(fā)酵后的沼渣、沼液,必須將沼渣制成商品肥料,將沼液經(jīng)過好氧發(fā)酵等一系列后處理達到國家排放標準進行排放。厭氧消化器是沼氣工程的核心,常根據(jù)工藝類型和原料的特點進行設(shè)備選型和工藝流程的確定。常用于我國大型沼氣工程的厭氧消化器主要包括："能源——生態(tài)型"沼氣工程所用厭氧消化器主要有升流式固體反應(yīng)器〔USR、全混合厭氧消化器〔CSTR和塞流式反應(yīng)器〔PFR。"能源——環(huán)保型"沼氣工程所用厭氧消化器主要有升流式厭氧污泥床〔UASB、復合厭氧反應(yīng)器〔如UBF。二、沼氣工程工藝流程設(shè)計〔一使用升流式固體反應(yīng)器〔USR的能源——生態(tài)型沼氣工程工藝流程1、升流式固體厭氧反應(yīng)器〔USR升流式固體厭氧反應(yīng)器〔USR,是一種結(jié)構(gòu)簡單、適用于高懸浮固體有機物原料的反應(yīng)器。原料從底部進入消化器內(nèi),與消化器里的活性污泥接觸,使原料得到快速消化。未消化的有機物固體顆粒和沼氣發(fā)酵微生物靠自然沉降滯留于消化器內(nèi),上清液從消化器上部溢出,這樣可以得到比水力滯留期高得多的固體滯留期〔SRT和微生物滯留期〔MRT,從而提高了固體有機物的分解率和消化器的效率。在當前畜禽養(yǎng)殖行業(yè)糞污資源化利用方面,有較多的應(yīng)用。許多大中型沼氣工程,均采用該工藝。經(jīng)過USR處理后產(chǎn)生的沼液屬于高濃度有機廢水。該廢水具有有機物濃度高、可生化性好、易降解的特點,不能達到排放標準,因此除用于花卉蔬菜等的肥料外,剩余沼液須回流至集水池,經(jīng)過好氧處理后達標回用或排放。針對該沼液含氨氮較高的特點,通過預處理可將溶于水的揮發(fā)性氨氮部分去除。沼液中的有機物則通過生物法進行處理。即利用水中微生物的新陳代謝作用,將有機污染物降解,達到凈化水質(zhì)、消除污染的目的。圖2-1使用升流式固體反應(yīng)器〔USR的沼氣生產(chǎn)工藝流程圖2、工藝說明厭氧消化的主要糞源為廠區(qū)的畜禽糞便或其他含高固體懸浮物的廢液或生活污水,對于含固量高的原料需加水稀釋至一定濃度,污水首先經(jīng)進料斗過格柵入調(diào)節(jié)池攪拌稀釋,進行自然沉淀去除糞便中的泥沙和懸浮物等大顆粒無機物〔存留下來的上層雜草和底部砂子定期清除,待物料充分混均后,糞污經(jīng)提升泵提升至一體化厭氧發(fā)酵罐進行厭氧處理,一體化發(fā)酵產(chǎn)生的沼氣經(jīng)過氣水分離器、脫硫塔處理后進入貯氣柜,然后經(jīng)沼氣流量計計量后,用變頻增壓裝置加壓,送至發(fā)電機房或其他沼氣利用。厭氧發(fā)酵罐產(chǎn)生的沼液、沼渣排入沼液塘存儲。沼液施用于苗木、果園、無公害蔬菜基地等綜合利用,多余沼液回流至集水池中進行好氧處理,沉淀的底部沼渣施用于無公害農(nóng)田或堆肥,場區(qū)的沖洗水和生活污水經(jīng)地下管網(wǎng)進入到集水池,供稀釋糞污使用。稀釋用水首選廠區(qū)沖洗污水,其次是自來水。3、工藝設(shè)計參數(shù)溫度<℃>35℃水力滯留期<d>8～15TS濃度<%>3～5CODcr去除率<%>60～80CODcr負荷<kg/<m3·d>>5～10投配率<%>7～124、相關(guān)設(shè)備的選擇〔1格柵a格柵設(shè)于調(diào)節(jié)池前,其數(shù)量不宜少于二道,一道粗格柵柵條間隙為20mm～40mm去除大型雜物,一道細格柵柵條間隙為5mm～15mm去除中小型雜物。格柵應(yīng)便于清除雜物和清洗；b污水過柵流速一般為0.5m/s～0.8m/s,格柵傾角為45°～75°；c格柵處設(shè)置工作平臺,其高度應(yīng)高出格柵前最高設(shè)計水位0.5m?！?泵泵的選擇應(yīng)根據(jù)其用途和輸送介質(zhì)的種類、流量、揚程和工作性質(zhì)等因素確定,應(yīng)符合下列要求：a泵應(yīng)盡量選用同一型號；b進料泵應(yīng)設(shè)置一臺備用泵與工作泵并聯(lián)?！?污泥脫水機〔5脫水設(shè)備〔6脫硫設(shè)備〔5、相關(guān)構(gòu)筑物的計算〔1集水池集水池容積不應(yīng)小于該池水泵30min的出水量〔2調(diào)節(jié)池調(diào)節(jié)池容積應(yīng)按式<1>計算：V=Q/n…………<1式中：V—調(diào)節(jié)池有效容積,單位為立方米〔m3；Q—畜禽養(yǎng)殖場每日排污水量,單位為立方米每日〔m3/d；n—畜禽養(yǎng)殖場每日排污次數(shù)?！?USR反應(yīng)器厭氧消化器的總有效容積,可按式<2>計算：V=TQ……………<2式中：V－厭氧消化器的總有效容積,單位為立方米〔m3；Q-設(shè)計處理量,單位為立方米每天〔m3/d；T－設(shè)計水力滯留期,單位為天〔d〔中溫,PFR取15d～20d、USR取8d～15d；〔7貯氣柜〔8沼液調(diào)蓄塘〔9〔二使用升流式厭氧污泥床〔UASB的能源——環(huán)保型沼氣工程工藝流程升流式厭氧污泥床〔UASB由污泥反應(yīng)區(qū)、氣液固三相分離器〔包括沉淀區(qū)和氣室三部分組成。在底部反應(yīng)區(qū)內(nèi)存留大量厭氧污泥,具有良好的沉淀性能和凝聚性能的污泥在下部形成污泥層。要處理的污水從厭氧污泥床底部流入與污泥層中污泥進行混合接觸,污泥中的微生物分解污水中的有機物,把它轉(zhuǎn)化為沼氣。沼氣以微小氣泡形式不斷放出,微小氣泡在上升過程中,不斷合并,逐漸形成較大的氣泡,在污泥床上部由于沼氣的攪動形成一個污泥濃度較稀薄的污泥和水一起上升進入三相分離器,沼氣碰到分離器下部的反射板時,折向反射板的四周,然后穿過水層進入氣室,集中在氣室沼氣,用導管導出,固液混合液經(jīng)過反射進入三相分離器的沉淀區(qū),污水中的污泥發(fā)生絮凝,顆粒逐漸增大,并在重力作用下沉降。沉淀至斜壁上的污泥沿著斜壁滑回厭氧反應(yīng)區(qū)內(nèi),使反應(yīng)區(qū)內(nèi)積累大量的污泥,與污泥分離后的處理出水從沉淀區(qū)溢流堰上部溢出,然后排出污泥床。圖2-2使用升流式厭氧污泥床〔UASB的沼氣生產(chǎn)工藝流程圖工藝說明：厭氧消化主要原料來源于低懸浮固體的有機廢水,廢水進入調(diào)節(jié)池后在調(diào)節(jié)池內(nèi)酸化、稀釋,然后進入計量增溫池被熱交換器加熱后由提升泵送入UASB厭氧消化器,產(chǎn)生的沼氣經(jīng)脫水脫硫后進入貯氣柜,然后經(jīng)過變頻增壓裝置加壓,送至發(fā)電房及其他用途,發(fā)電后的余熱可用來給料液加熱,排除的沼液被送入SBR反應(yīng)池內(nèi)進行好氧處理,處理后達標的廢水一部分進入集水池回用,其余排放,UASB厭氧消化器及SBR反應(yīng)池排除的污泥脫水后可制成有機肥料。如果污水中含泥沙量較高則需要在調(diào)節(jié)池后設(shè)置沉砂池,可采用平流式或旋流式,設(shè)備如下圖所示。如果污水中SS濃度大于2000mg/L且污水量大于50m3/d時,則需要在調(diào)節(jié)池前設(shè)置固液分離機,設(shè)備如下圖所示。設(shè)計參數(shù)：項目參數(shù)溫度<℃>25水力滯留期<d>1.5～3TS濃度<%>＜1CODcr去除率%>70～85CODcr負荷<kg/<m3·d>>3～5〔1格柵a格柵設(shè)于調(diào)節(jié)池前,其數(shù)量不宜少于二道,一道粗格柵柵條間隙為20mm～40mm去除大型雜物,一道細格柵柵條間隙為5mm～15mm去除中小型雜物。格柵應(yīng)便于清除雜物和清洗；b污水過柵流速一般為0.5m/s～0.8m/s,格柵傾角為45°～75°；c格柵處設(shè)置工作平臺,其高度應(yīng)高出格柵前最高設(shè)計水位0.5m。GB50014-20066.3即原GBj14-876.2GBj14-876.2啤酒廢水處理第三章污水處理構(gòu)筑物的計算3.1格柵設(shè)計說明格柵的作用：格柵安裝在廢水渠道、集水井的進口處,用于截流較大的懸浮物或漂浮物,主要對水泵起保護做用。另外,可以減輕后續(xù)構(gòu)筑物的處理負荷。由于處理水量較大,柵渣應(yīng)用機械清除。參數(shù)選取eq\o\ac<○,1>格柵過柵流速一般采用0.6～1.0m/seq\o\ac<○,2>格柵前渠道內(nèi)的水流速度,一般采用0.4～0.9m/seq\o\ac<○,3>格柵傾角,一般采用45～60o,人工清渣的格柵傾角小時較省力,但占地多eq\o\ac<○,4>通過格柵的水頭損失,一般采用0.08～0.15meq\o\ac<○,5>格柵間工作臺兩側(cè)過道寬度不應(yīng)小于0.7meq\o\ac<○,6>機械清渣不小于0.2m本次設(shè)計選取中格柵；柵條間隙e=20mm；柵前水深h=0.3m；過柵流速v=0.8m/s；安裝傾角a=60o設(shè)計流量Qmax=5800m3/d=241.7m3/h=設(shè)計計算圖3—1格柵計算草圖1．柵條間隙數(shù)〔n,取n=13條驗算：,符合要求。2．柵槽有效寬度〔B設(shè)計采用20圓鋼為柵條,即S=0.02mB=S〔n-1+en=0.02×<13-1>+0.02×13=0.5m3．進水渠道漸寬部分長度設(shè)進水渠道內(nèi)的流速為0.7m/s進水渠道寬取B1=0.319m漸寬部分展開角4．柵槽與出水渠道連接處的漸窄部分長度5．過柵水頭損失m6．柵槽總高度<H>取柵前渠道超高,柵前槽高7．柵槽總長度〔L8．柵渣量：取=0.07,=1.2,則〉0.2用機械清渣,根據(jù)柵槽寬度B選型為GH-800型鏈式旋轉(zhuǎn)格柵除污泥機。表3—1GH－800型鏈式旋轉(zhuǎn)格柵除污泥機格柵寬度800mm有效柵寬500設(shè)備總寬1090mm電動機功率kw0.75～2.2有效間隙20mm安裝角度°60～80〔2泵泵的選擇應(yīng)根據(jù)其用途和輸送介質(zhì)的種類、流量、揚程和工作性質(zhì)等因素確定,應(yīng)符合下列要求：a泵應(yīng)盡量選用同一型號；b進料泵應(yīng)設(shè)置一臺備用泵與工作泵并聯(lián)?！?污泥脫水機〔5脫水設(shè)備〔6脫硫設(shè)備5、相關(guān)構(gòu)筑物的計算〔1集水池集水池容積不應(yīng)小于該池水泵30min的出水量〔2調(diào)節(jié)池調(diào)節(jié)池容積應(yīng)按式<1>計算：V=Q/n…………<1式中：V—調(diào)節(jié)池有