养猪场沼气工程初步设计说明书
目录
总论 ............................................................... 3 一、项目概述........................................................ 3 二、设计项目意义.................................................... 3 三、设计原则........................................................ 3 四、设计依据........................................................ 3 沼气工程技术 ....................................................... 4 一、处理工艺选择.................................................... 4 1.预处理工艺选择.................................................... 4 2.厌氧消化处理工艺选择.............................................. 4 3.工艺流程.......................................................... 6 4.贮气柜............................................................ 7 5.沼净化输送........................................................ 7 二、沼气产量计算.................................................... 7 1.发酵原料 ........................................................ 7 2.物料总量和补充原料计算............................................ 7 3.沼气产量计算...................................................... 8 4.发电量 .......................................................... 8 5. 沼气制备工程中各设备、建筑一览表................................. 8 三、沼肥产量估算和利用.............................................. 8 1.干物质减量化计算.................................................. 8 2.沼肥产量的估量.................................................... 8 3.沼液沼渣的利用.................................................... 9 四、增温与保温系统.................................................. 9 1.增温系统设计...................................................... 9 2.保温系统设计...................................................... 9 五、给排水......................................................... 10 1.给水............................................................. 10 2.排水 ........................................................... 10 负荷计算 ......................................................... 10 主要设备和建筑 ................................................... 10 一、沼气制备工程中的主要设备一览表................................. 10 二、沼气制备工程中的主要建筑一览表................................. 11 沼气工作人员编制 .................................................. 11 参考文献 .......................................................... 11
养猪场沼气工程初步设计说明书
总论
一、项目概述
对某养猪场的粪便和污水利用沼气工程进行综合处理，以达到能源的充分利用和环境保护的目的。该规模化的养猪场位于浙江省南部某市郊区内，主要经营种猪、商品育肥猪。该养殖场占地200亩，养殖场周围有较大规模的农田、果园、蔬菜地或鱼塘，年出栏种猪、商品育肥猪5000头，每天产生粪便约9.0t，产生废水约25t。 二、设计项目的意义
畜禽粪便是一种有价值的资源。畜禽粪便中含有高浓度的生物质资源，经厌氧发酵后可以产生优质清洁的能源—沼气。沼气既可用于发电、锅炉、民用燃气等，可节省大量能源；同时沼气发酵的残余物，也称肥沼，含有丰富的营养，特别是含有多种水溶性养分，是一种速效性的优质肥料。另外，一般通过带有前处理的沼气处理系统，COD、BOD和TS的去除率可达到85%，再经好养和物化处理，污染物去除率可达95%以上，达到污水排放标准
【1】
。因此， 应用沼气技术对该
养猪场的粪便进行处理，可获得可观的经济效益和环境效益。 三、设计原则
减量化—清洁生产，减少污染物的排放。
资源化—制取沼气能源，生产有机肥，实现资源分级利用及最优化合理利用，实现废弃物零排放。
无害化—污水净化达标排放或作为灌溉水回用。
生态化—通过对粪污的治理，控制场区及周边水体污染，改善空气质量。 四、设计依据
1.猪养殖场年饲料量和各类猪的常年存栏数量，如存栏母猪、仔猪的数量； 2.养殖工艺、喂养方式和饲料品种； 3.粪便清扫收集方式； 4.每天用水量和冲洗水量；
5.养殖场所处区域气候条件、环境条件和当地环保部门对养殖场排放水质要
求；
6.沼气项目建设地点的地理位置、地质条件； 7.养殖场的能源供应、消耗和利用方式。
沼气工程技术
一、处理工艺选择 1．预处理工艺选择
预处理包括格栅、集水池、集粪池和配料池等处理单元。
为了能真正做到减量化、资源化、无害化，达到处理结果零排放的目标，本工程采用将粪便和污水收集后投放到预处理单元，与其它污染物一起进入厌氧消化罐进行厌氧发酵处理。这条工艺路线不仅能获得较大的生物质能转化资源，同时，实现了粪便和污水减量化、无害化处理。 ①固定格栅
在小型畜禽场沼气与废水处理系统中可采用固定栅格，再粪水沟进入集粪池之前安装固定格栅栏，用以在粪水进入集粪池和水坝前拦截较大的杂物。格栅栏可采用不锈钢材料，并且为可移动式以便清洗。 ②集水池
集水池的功能是储存沼气工程中需要的补充水，该水来自养殖区冲刷水。集水池水由提升泵泵入进料池。 ③ 集粪池
集粪池用来暂存猪场输送来的猪粪，通过集水池污水冲洗到进料池。 ④进料斗
进料池的功能是将猪粪配比为含固率在6%左右的混合液。 2.厌氧消化处理工艺选择 ①进料方式选择
进料池内物料由单螺杆泵向厌氧消化单元进料。进料方式有若干种选择，可以采用均匀进料，也可采用分批进料方式。进料方式与沼气释放量密切相关，通过进料方式可以调控沼气释放阶段，一般情况下，强进料阶段沼气释放量会大幅度增大。本工程设计采取分2批轮流进料方式。
②厌氧处理装置
ⅰ完全混合式反应器（CSTR）
完全混合式反应器（CSTR）是在常规消化器内安装了搅拌装置，是发酵原料和微生物处于完全混合状态的反应器。污泥或污水定期或连续进入消化池内，经与池内原有的厌氧活性污泥充分接触后，通过厌氧微生物的吸附、吸收和生物降解作用，使污泥或废水中的有机物转化为沼气。搅拌装置一般每隔2～4h搅拌一次，且常采用中温发酵。 ⅱ厌氧接触工艺反应器 （ACR）
厌氧接触工艺反应器是完全混合式的，是在连续搅拌完全混合式厌氧消化反应器（CSTR）的基础上进行了改进的一种较高效率的厌氧反应器。反应器排出的混合液首先在沉淀池中进行固液分离，污水由沉淀池上部排出，沉淀池下部的污泥被回流至厌氧消化池内。这样的工艺既保证污泥不会流失，又可提高厌氧消化池内的污泥浓度，从而提高了反应器的有机负荷率和处理效率。 ⅲ 升流式厌氧污泥床反应器（UASB）
待处理的废水被引入UASB反应器的底部，向上流过由絮状或颗粒状厌氧污泥的污泥床。随着污水与污泥相接触而发生厌氧反应，产生沼气引起污泥床的扰动。在污泥床产生的沼气有一部分附着在污泥颗粒上，自由气泡和附着在污泥颗粒上的气泡上升至反应器的上部。污泥颗粒上升撞击到三相分离器挡板的下部，这引起附着的气泡释放；脱气的污泥颗粒沉淀回到污泥层的表面。自由状态下的沼气和由污泥颗粒释放的气体被收集在三相分离器锥顶部的集气室内。液体中包含一些剩余的固体物和生物颗粒进入到三相分离器的沉淀区内，剩余固体物和生物颗粒从液体中分离并通过三相分离器的锥板间隙回到污泥层。
UASB反应器的特点在于可维持较高的污泥浓度，很长的污泥泥龄（30天以上）， 较高的进水容积负荷率，从而大大提高了厌氧反应器单位体积的处理能力。但是对于SS含量很高的污水，由于三相分离器泥、气、水分离能力的限制，不可避免地造成出水中含泥量很高，整个系统的投资费用也较大。 ③发酵罐结构形式
沼气发酵时畜禽场沼气工程最核心的部分。其结构性失业从一开始的传统钢筋混凝土结构、钢结构，发展到可机械化施工的利浦结构和搪瓷钢板拼装结构。
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