粪便沼气工程依据参数
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沼气产量计算沼气产量计算一、1,按养殖规模计算,一般估算为:5头猪、1头牛、150只鸡的粪便可产沼气1立方米。
2、按照池容计算。
3、按照池中的干物质计算,如每公斤猪粪(干物质)产气量为0.43立方米/千克。
4、按照去除的污染物计算,如没除去1kgCOD可产生约0.35立方米沼气。
但每种计算方法计算出的结果差别很大。
二、沼气池需进调配成干物质含量(TS)为8%的粪污水料液,根据日粪污干物质产量和水力滞留期(20天),需要沼气池有效容积为800m3。
计算公式如下:沼气池有效容积=(干物质日产量×水力滞留期)/发酵料液浓度=(X×20d)/8% =800m3,(产气量)则粪污干物质量为3.2t/d粪便中干物质在厌氧反应阶段被降解50%,经固液分离后进入沼液约20%,转化为沼渣的干物质为总量的30%,新鲜沼渣含水率为65%。
日产沼渣量:(3.2t/d×30%)÷(1-65%)=2.74t/d;沼液日产量:(3.2t/d÷8%)-3.2t/d×50%-2.74t/d=35.66t/d;部分沼液回流去调节池调节粪水料液浓度,可减少清水用量并提高粪水料液中产沼气细菌的含量,沼液回流量按20t/d计。
因此,每天需要排放的沼液量为:35.66-20=15.66 t/d;三、沼气的产生分两部分进行计算1、每去除1kgCOD产生0.35立方甲烷,然后由沼气的成分计算一下沼气的量;2、按每去除1kgTS约产生0.5kg沼气。
两者加起来就跟实际的差不多了,毕竟理论跟实际会有一点差距的。
四、首先计算每日粪便干物质量(一般粪便含水率80%左右),考虑干物质量损耗后,产沼率为0.28~0.32 m3/kg 干物质。
沼气常用参数一览表
说明:
1、参照相关商品化沼气发生器为计算依据。
产气量为年平均值:常温年均0.2-0.4m3/ 天,中温1-3m3/m3.天,高温2-6m3/m3/天(指反应器内发酵液温度)。
2、发酵温度提高时产气量等均相应增加。
投料、出料不一定每日进行,可定期或不定期进出(相应的进出量)。
沼液量根据需求进放。
3、粪量以肉牛(约每天20kg/头)、奶牛(约每天30kg/头)、猪(约每天3kg/头)、人(约每天1.5kg/口)、鸡(约每天0.3kg/只)、马(每天约10kg),羊(每天约1kg)。
4、秸秆以干物质含量70%计算。
鲜牛粪量以干物质20%计算,鲜猪粪为18%:约3-4kg有机干物质产1 m3沼气。
酒厂、化工厂、污水厂有机废水10kgCOD可产沼气4左右。
5、以有机物降解为70~80%计算。
6、造价50m3以上均为半混(凝土)半钢(搪瓷)结构,含土方工程及配套系统,不含有机肥加工设备和发电机组造价。
10 m3以下为商品化产品。
7、回收期主要以气、肥计算,社会效益未计,管理好回收期更快。
8、需人、禽、畜、秸草数量是指选任意一类,实际投料时各类原料混合最佳。
9、工程中恒温自身耗气年均为30%,用发电余热自身耗气为10%左右。
10、沼气的发热值仅以5500大卡计算,1m3沼气以发电1.7kwh计算,供热水以水温升40℃(15升至55℃)计算,生活用能以0.6 m3/人·天计算,平均每户约1.5 m3。
粪便无害化卫生标准GB 7959—1987为贯彻“预防为主”的卫生工作方针,切实搞好粪便卫生管理和无害化处理,加强除害灭病的技术指导,改善城乡环境卫生面貌,保障人民身体健康,特制定本标准。
本标准适用于全国城乡垃圾、粪便无害化处理效果的卫生评价和为建设垃圾、粪便处理构筑物提供卫生设计参数。
1 定义1.1 粪便是指人体排泄物。
1.2 堆肥是指以垃圾、粪便为原料的好氧性高温堆肥(包括不加粪便的纯垃圾堆肥和农村的粪便、秸杆堆肥)。
1.3 沼气发酵是指以粪便为原料,在密闭、厌氧条件下的厌氧性消化(包括常温、中温和高温消化)。
2 标准值经无害化处理后的堆肥和粪便应符合表1、表2的卫生标准。
表1 高温堆肥的卫生标准表2 沼气发酵的卫生标准3 监测检验方法堆肥、粪稀中粪便大肠菌群和寄生虫卵的检验,采用本标准附录的方法,见附录A、B、C、D、E(补充件)。
4 监督与执行4.1 本标准由城乡建设和设计等单位负责执行。
4.2 各级卫生防疫机构负责监督本标准的执行。
附录A堆肥、粪稀中粪大肠菌群检验法(补充件)粪大肠菌群是一群需氧及兼性厌氧,在44.5℃24h内能分解乳糖、产酸产气的革兰氏阴性无芽孢杆菌。
评价无害化效果采用粪大肠菌群菌值表示。
菌值:是含有一个粪大肠菌的克数或毫升数。
A.1 样品采集及混悬液制备样品的采集和混悬液制备,是堆肥、粪稀微生物检验的重要步骤。
要求样品应具有代表性,并认真进行样品处理和正确的制备混悬液,才能保证检验结果的准确性。
A.1.1 样品采集:堆肥样品的采集一般是在堆肥前用无菌小铲采集混拌均匀的堆料,以3~5个单个样品混合后制成一个约500g的平均样品,置无菌广口瓶内供检验。
对已堆制好的堆肥,则根据需要,从堆肥的表层(30cm以内)和中层(深50cm以上)各采集三点,制成一个约500g的表层和中层的平均混合样品供给。
关于粪稀样品的采集,应考虑到不同的粪稀处理方法。
对于一般的贮粪池采样,因稠度大可用灭菌采样器采集池内不同的3~5点的约25cm深处的粪稀,而三格化粪池样品应在出料口采集,样品量约300mL,置无菌广口瓶内供检验,同时应采集新鲜粪稀样品作为对照。
粪便无害化卫生标准Sanitary standard for the non-hazardoustreatment of might soilGB 7959-87批准日期1987-09-01 实施日期1987-09-01为贯彻“预防为主”的卫生工作方针,切实搞好粪便卫生管理和无害化处理,加强除害灭病的技术指导,改善城乡环境卫生面貌,保障人民身体健康,特制定本标准。
本标准适用于全国城乡垃圾、粪便无害化处理效果的卫生评价和为建设垃圾、粪便处理构筑物提供卫生设计参数。
1 定义1.1 粪便是指人体排泄物。
1.2 堆肥是指以垃圾、粪便为原料的好氧性高温堆肥(包括不加粪便的纯垃圾堆肥和农村的粪便、秸杆堆肥)。
1.3 沼气发酵是指以粪便为原料,在密闭、厌氧条件下的厌氧性消化(包括常温、中温和高温消化)。
2 标准值经无害化处理后的堆肥和粪便应符合表1、表2的卫生标准。
表1 高温堆肥的卫生标准编号项目卫生标准1 堆肥温度最高堆温达50~55℃以上,持续5~7天2 蛔虫卵死亡率 95-100%3 粪大肠菌值 101-1024 苍蝇有效地控制苍蝇孳生,堆堆周围没有活动的蛆,蛹或新羽化的成蝇表2 沼气发酵的卫生标准编号项目卫生标准1 密封贮存期30天以上2 高温沼气发酵温度53±2℃持续2天3 寄生虫卵沉降率 95%以上4 血吸虫卵和钩虫卵在使用粪液中不得检出活的血吸虫卵和钩虫卵5 粪大肠菌值常温沼气发酵10-1 高温沼气发酵10-1-10-26 蚊子、苍蝇有效地控制蚊蝇孳生、粪液中无孑孓、池的周围无活的蛆、蛹或新羽化的成蝇7 沼气池粪渣3 监测检验方法堆肥、粪稀中粪便大肠菌群和寄生虫卵的检验,采用本标准附录的方法,见附录A、B、C、D、E(补充件)。
4 监督与执行4.1 本标准由城乡建设和设计等单位负责执行。
4.2 各级卫生防疫机构负责监督本标准的执行。
附录A堆肥、粪稀中粪大肠菌群检验法(补充件)粪大肠菌群是一群需氧及兼性厌氧,在44.5℃24h内能分解乳糖、产酸产气的革兰氏阴性无芽孢杆菌。
湖北省科技项目建议书项目名称:养殖粪便沼气燃料示范工程建议单位:华中科技大学二〇〇八年二月二十七日一、项目立项的必要性及需求分析随着规模化饲养的发展和科技的不断进步,养殖业已成为产业化程度最高的行业之一。
2006年,肉类总产量8100万吨,比上年增长4.6%。
其中,猪、牛、羊肉分别增长4.3%、5.3%和7.8%。
规模化养殖的快速发展促进了畜牧业生产效率和效益的大幅度提高。
同时,集约化养殖生产方式也产生了严重的环境问题,25亿吨粪便严重影响到动物性食品的安全,引起了全社会的关注。
湖北省将重点发展养猪业,根据估算每头猪每日平均产鲜粪2.5公斤,尿5公斤,按10000头的规模则每日产鲜粪25吨,尿50吨,另外冲洗猪栏每日还产生废水数几十吨。
如不经妥善处理即排入环境,将会对水体、土壤和空气造成严重污染。
污染主要呈现以下特点:一是废弃物产生量大。
二是粪尿产生模式发生了巨大的变化,由过去分散产生变为相对集中于规模化畜禽场和养殖小区,对当地的生态环境构成了严重威胁。
三是对环境污染严重。
主要表现为:(1)污水随意排放造成水质恶化与水体污染。
(2)疫病传播的高度风险。
畜禽废弃物中的污染物中含有大量的病原微生物、寄生虫卵以及孳生的蚊蝇,会使环境中病原种类增多,病原菌和寄生虫大量繁殖,造成水传染病的流行与发生,给人畜带来灾难性危害。
(3)空气污染。
畜禽养殖过程会产生大量的甲烷、恶臭气体、粉尘和携带有病原微生物的微粒,污染大气和养殖场周围空气,威胁到养殖与居民的健康。
(4)土壤污染、危害农田生态。
高浓度的畜禽养殖污水长期用于灌溉或粪肥的过量使用,造成土壤板结,农作物减产。
此外,由于规模化养殖生产中注重的是每单位饲料的转化效率与人工的生产效率。
在追求生产效率的思想指导下,我国的规模化养殖生产中对能源的依赖程度日趋加重,包括饲料原料的输送与加工、畜禽生产过程环境的控制(光照、通风、机械饲喂与清粪等饲养工艺)、动物产品的输出、废弃物的处理等环节。
【运营干货】养猪场沼气工程涉及的工艺计算都在这里!1.发酵原料一般一头猪日排粪便2kg,猪粪便含固率为20%,排尿量3kg,该养猪场年出栏量5000头。
则:1)粪便量=2x5000=10000kg/d=10t/d2)粪便固体量TS=10t/d×0.2=2t/d3)排尿量=3000×5=15000kg/d=15t/d2.沼气产量计算考虑5%的干物质损耗率,每天投粪便固体量TS为2000kg,产沼率为0.28~0.32m3/kgTS,取值0.3m3/kgTS,则可产沼气为:沼气量=2000x(1-0.05)x0.3=570m3/d。
3.沼肥产量估算和利用1)干物质减量化计算全天输入干物质量为2000kg,厌氧阶段消耗量为TS的65%为1300kg,该部分TS消耗是生物质能转化、沼气生产的主体。
厌氧阶段TS的输出量为700kg,其中205kg,由厌氧反应器底部作为沼渣排出,进入沼渣储存池,495kg与厌氧反应器上部出水一并排出。
2)沼肥产量的估算一般情况下沼渣含水率为93%,沼液含水率为97%。
1)沼渣干物质含量0.205t/d,按93%含水率计算,则:沼渣产量=0.205/0.07=2.93t/d。
2)沼液干物质含量为0.495/d,按97%含水率计算,则:沼液产量=0.495/0.03=16.5t/d。
二热量平衡计算1.沼气日产热值沼气的热值常在5000~6000kcal/m3,取值5500kcal/m3,已知沼气日产量为570m3/d,则:沼气日产热值=5700x5500=3135000kcal。
2.沼气锅炉的日耗热量沼气锅炉主要用于厌氧罐冬季加温和为场内生产与生活供热或蒸汽。
沼气锅炉的热效率较高,一般在90%以上转化为热水或蒸汽加以利用。
一般每天用100m3/d用于沼气锅炉,则:沼气锅炉的日耗热量=100x5500=550000kcal。
三水平衡计算本设计中采用高浓度反应器设计,养殖场产生的10t/d鲜猪粪全部投放到高浓度反应器,并调配成6%干物质浓度,则可配成沼气原料34t,需要配浆水24t,此部分水取自养殖场畜禽尿液和污水。
二、发醇原料堆肥原料都可以作沼气发酵原料。
(一)常见沼气发酵原料的理论产气量计算沼气发酵原料的理论产气量,可先分别测定每种发酵原料中碳水化合物、蛋白质、脂类化合物的含量,然后依据下式计算甲烷的产量(E ):E =0.37A 十0.49B 十1.04C 式中:E ——每克发酵原料的理论产甲烷量,L ;A 、B 、C ——分别为每克发酵原料中碳水化合物、蛋白质、脂类化合物的重量g 。
然后,再依下式计算二氧化碳的理论产量(D ): D =0.37A 十0.49B 十0.36C式中:D ——每克发酵原料的理论二氧化碳产量,L 。
研究人员通过测定和用上式计算得出常用沼气发酵原料的组分和理论产气量列于表9-5。
(二)原料的产气率和甲烷含量沼气发酵原料产生率是指单位重量的原料在发酵过程中产生的沼气量。
我国通常用原料所含总固体(T S )的量作原料单位表示原料的产气量。
表9-6列出了常用沼气发酵原料以及原料中主要化学成分(碳水化合物、蛋白质和脂类)的沼气产气率和甲烷含量。
(三)原料的总团体百分含量和总固体量原料的总固体百分含量和总固体量可按下式计算:%10012⨯=W W M TS TS TS M W W ∙=式中:TS M ——发酵原料总固体百分含量;1W ——发酵原料样品重量;2W ——样品在105±2℃条件下烘干衡重量;W ——发酵原料重量;TS W ——发酵原料所含总固体量。
表9-5农村常见沼气发酵原料的组分和理论产气量原料总固体包括挥发性固体和灰分。
在挥发性固体中,含有原料可转化成甲烷的有机物。
因此,用原料的挥发性固体的重量作原料计量单位所表示的原料产气率更为准确。
挥发性固体的含量可用发酵原料总固体中挥发性固体的百分含量或者发酵原料中的挥发性固体含量表示。
它们可按下列各式计算:%100232⨯-=W W W M VS %100132'⨯-=W W W MVSVSVS TS VS M W M W W '∙=∙=式中:3W ——样品的总固体在550 ±20℃灼烧至恒重后的重量(灰分);VS M ——发酵原料总团体中挥发性固体的百分含量;VS M '——发酵原料中挥发性固体物质的百分含量; VS W ——发酵原料所含挥发性固体的量; TS W 、W 、1W 、2W 与前同。
第一章编制概述 (1)1.1 编制依据 (1)1.2 编制范围 (2)1.3 编制原则 (2)第二章工程概况 (3)2.1 工程名称 (3)2.2 建设地点 (3)2.3 工程概况 (3)第三章施工总部署 (3)3.1 施工总目标 (3)3.2 施工工期、进度计划 (5)第四章分项工程施工方案及技术措施 (6)4.1 施工准备 (6)4.2 施工方案总说明 (7)4.3 土建工程施工方案 (7)4.4 工艺设备安装方案 (11)4.5 工艺管道施工方案 (15)第五章项目组织机构及其职责 (20)5.1 项目经理部的设置 (20)5.2 主要管理人员及各部门职责 (20)5.3 项目经理部施工管理 (22)5.4 施工安排指导思想 (23)5.5 施工人员现场组织 (23)第六章工期保证措施 (24)6.1 组织措施 (24)6.2 劳动力配备 (25)6.3 机具设备 (25)6.4 材料、周转工具供应 (25)6.5 技术保证措施 (26)6.6 经济措施 (26)第七章工程质量目标保证措施 (26)7.1 工程质量管理保证体系 (26)7.2 工程质量管理组织机构 (27)7.3 主要质量管理者职责 (27)7.4 质量保证措施及控制程序 (28)7.5 质量体系控制要素 (30)7.6 质量控制技术措施 (32)第八章安全生产措施 (36)8.1 安全生产管理制度 (36)8.2 施工现场安全教育与培训 (37)8.3 认真执行检查制度 (37)8.4 安全防范重点 (37)8.5 安全技术保证措施 (38)第九章文明施工措施 (39)9.1 一般措施 (39)9.2 废弃物管理 (40)9.3 材料设备的管理 (40)9.4 环保节能材料设备的选择 (40)9.5 其他措施 (40)第十章环境保护措施 (41)10.1 建立健全环境保护体系 (41)10.2 工作制度 (42)10.3 制定环境保护措施 (42)第十一章成本控制措施 (44)11.1 成本控制施工措施 (44)11.2 成本控制技术措施 (45)第十二章施工协调措施 (46)12.1 与设计单位间的工作协调 (46)12.2 与建设、监理单位的协调 (46)12.3 与相关单位的协调 (47)12.4 协调方式 (47)第十三章冬、雨季施工措施 (48)13.1 雨期施工措施 (48)13.2 冬季施工措施 (49)第十四章现场防火管理措施 (51)14.1 模板堆场防火须知 (51)14.2 仓库治安、防火安全管理措施 (51)14.3 施工现场防火措施 (51)14.4 禁火区域划分及审批规定 (52)14.5 灭火器材配备措施 (53)14.6 焊、割作业“十不烧”规定 (53)第十五章机械设备配备情况 (54)15.1 主要施工机械设备配置原则 (54)15.2 施工机械设备配备情况 (54)附表1:项目经理简历表 (1)附表2:主要施工管理人员表 (2)附表3:拟投入的劳动力计划表 (3)附表4:拟投入的主要施工设备表 (4)附图:施工进度计划图 (5)第一章编制概述1.1 编制依据按照《**粪便沼气处理工程招标文件》中《技术规范及要求》及相关标准,本施工组织设计所采用的编制依据及标准如下:(1)《沼气工程技术规范》第1部分:工艺设计NY/T 1220.3-2006 (2)《沼气工程技术规范》第2部分:供气设计NY/T 1220.3-2006 (3)《沼气工程技术规范》第3部分:施工及验收NY/T 1220.3-2006 (4)《沼气工程技术规范》第4部分:运行管理NY/T 1220.4-2006 (5)《沼气工程技术规范》第5部分:质量评价NY/T 1220.5-2006 (6)《规模化畜禽养殖场沼气工程运行、维护及安全技术规程》NY/T 1221-2006 (7)《规模化畜禽养殖场沼气工程设计规范》NY/T 1222-2006 (8)《建筑工程施工质量验收统一标准》GB 50300-2001(9)《建筑地基与基础施工质量验收规范》GB 50202-2002(10)《砌体工程施工质量验收规范》GB 50203-2002(11)《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB 50204-2002(12)《钢结构工程施工质量验收规范》GB 50205-2001(13)《屋面工程施工质量验收规范》GB 50207-2002(14)《地下防水工程施工质量验收规范》GB 50208-2002(15)《建筑地面工程施工质量验收规范》GB 50209-2002(16)《给水排水构筑物工程施工及验收规范》GB 50141-2008(17)《机械设备安装工程施工及验收通用规范》GB 50231-2009(18)《工业管道工程施工及验收规范》GB 50235-97(19)《电气装置安装工程电气照明装置施工及验收规范》GB 50259-96(20)《电气装置安装工程施工及验收规范》GB 50254-59-96 (21)《电气装置安装工程电缆线路施工及验收规范》GB 50168-2006(22)《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》GB 50169-2006(23)《电气装置安装工程旋转电机施工及验收规范》GB 50170-2006(24)《电气装置安装工程盘、柜及二次回路结线施工及验收规范》GB 50171-92 (25)《建筑地基基础工程施工工艺标准》XJJ 016-2005(26)《砌体工程施工工艺标准》XJJ 017-2005(27)《混凝土结构工程施工工艺标准》XJJ 018-2005(28)《建筑地面工程施工工艺标准》XJJ 022-2005(29)《建筑给水排水及采暖工程施工工艺标准》XJJ 024-2005(30)《建筑电气工程施工工艺标准》XJJ 025-20051.2 编制范围按照《**粪便沼气处理工程招标文件》的要求,本施工组织设计包括:1. 施工方案及主要技术措施;2. 施工工期、进度计划及保证措施;3. 质量目标及保证措施安全生产及文明施工措施;4. 项目主要管理人员及工程技术人员的组成情况。
畜禽粪便沼气池工程施工中的土地利用与场地规划畜禽粪便沼气池工程是一种重要的能源管理和环境治理措施,可以将畜禽粪便等有机废物转化为可再生能源——沼气。
在进行畜禽粪便沼气池工程施工时,土地利用和场地规划是至关重要的环节,它们直接影响着施工工作的顺利进行和工程的可持续性发展。
首先,土地利用的合理规划是确保畜禽粪便沼气池工程顺利实施的关键。
施工过程中需要占用一定的土地资源,因此,选择合适的土地用于工程建设尤为重要。
常见的选址指标包括土地的平坦度、土壤的承载能力、地下水位和交通便利程度等。
工程所占用的土地应具备具备平坦坚实的地质条件,具备一定的地下水位以供施工和沼气发酵使用,同时交通便利确保材料输送和工人出行的便利。
其次,场地规划在施工过程中也具有重要作用。
场地规划包括选择合适的施工区域、进行细致的区域划分和合理的空间安排。
首先,合理选择施工区域是确保施工质量的关键,施工区域宜选择距离畜禽饲养区和燃料供应区较近,方便原料的收集和输送。
其次,在进行场地规划时需要考虑到沼气池工程的布局和不同功能区域的划分。
沼气池的布局一般以东南向或南北向为宜,避免受到极端天气和环境因素的影响,同时方便日常管理和施工。
此外,还需要划分出操作区、沼液储存区、尾气处理区、清洁能源利用区等各个功能区域,以提高沼气池工程的高效运作和可持续发展。
另外,还需要对施工过程中的土地利用进行合理管理,以确保施工完成后土地能够恢复到原有的状况或更好的状态。
具体来说,需要采取措施对占用的土地进行保护并进行恢复性的利用。
施工过程中应注意减少对土地的破坏,避免地表水和地下水遭受污染。
同时,可以进行土地改良和绿化等措施,提高土地的肥力和景观价值。
在沼气池工程施工完成后,还应定期开展土壤质量监测工作,确保土地质量的稳定和可持续发展。
综上所述,畜禽粪便沼气池工程施工中的土地利用和场地规划是确保工程顺利进行和可持续发展的关键环节。
合理的土地利用选择和规划能够提高施工的效率,进而提高沼气产能;而对施工过程中的土地进行合理管理和恢复性利用,则能够确保工程完成后土地的恢复和可持续利用。
畜禽养殖粪污综合治理工程建设标准粪污治理要遵循科学发展观的要求,坚持生态至上,以人为本,按照可持续发展的原则和饲养规模、场区所在地周边种植业结构的自然条件等具体环境因素,建设相关设施,通过产前、产中、产后控制,使畜禽粪污处理实现减量化、无害化、资源化.一、粪便贮存处理设施粪便贮存处理设施主要有储粪池和沼气池.储粪池一般应选在生产区的下风向,靠近污道,便于粪便的清运.一般为地上式、半地上式,也有采用全地下式。
地上式一般高出地面1.5—2米,半地下式一般地面上下各1米,储粪池一般为长方形和正方形,设有进、出粪口,要求两个单元以上,可做到轮换使用.由钢筋水泥底(15厘米左右)、四周砖墙(三七墙)和钢筋混凝土(20厘米左右),并进行防水处理,底部留有渗沥液排出口通向污水池,上覆开放式或半开放式防雨上盖。
在干清粪方式下,粪便堆放场所容积为:每10头猪(出栏)约1立方米,每1头肉牛(出栏)或每2头奶牛(存栏)约1立方米,每1000只肉鸡(出栏)或每250只蛋鸡(存栏)约1立方米.沼气池采用沼气池处理粪便,沼气池容积:每1头猪(存栏)应为0。
5-1立方米,每1头牛(存栏)2—3立方米,每100只鸡(存栏)2—4立方米。
沼气池具体建设标准和使用应按新能源技术指南操作。
二、污水处理设施污水池可分为舍边的一级沉淀池、流通过程的二级沉淀池和最终汇集的三级沉淀池。
一级、二级沉淀池要靠近污道,三级沉淀池应选在生产区的下风向的储粪池附近,便于粪便的清运.三级沉淀池为全地下式,深度在2-—2。
5米,一般为上大下小的梯形,设有进污口和清污口,建成3个以上梯度单元,由水泥底(25厘米左右),并进行防水处理,加盖防雨,做到“防雨、防渗和放溢流"三防要求.为避免沼气产生应注意留有通风口.三级沉淀池体积应容纳2个月以上的污水尿液产生量,每出栏1头生猪(肉牛和奶牛可以按照相应关系换算,出栏1头肉牛或存栏2头奶牛相当于出栏10头猪)三级沉淀池体积不少于0。
采用沼气工程技术处理和利用畜禽粪便的模式1 沼气工程技术的特点沼气工程技术是在户用沼气技术的基础上,针对集约化畜禽养殖业发展的特点和环境保护的需要而发展起来的。
目前的集约化畜禽养殖场,无论采取何种清粪方式,都会有相当数量的高浓度污水产生。
一个人工清粪的万头猪场每天要产生COD浓度为16000~18000mg/L的污水60t。
采取厌氧消化为主要环节的沼气工程技术可以将有机物分解为CH4、CO2和H2O,处理过程中耗能少、成本低,沼气发电量为0.6kWh/kg(COD)。
沼气工程技术能够实现粪便的资源化利用,具体表现在:(1)产生沼气,回收污染物中80%的储存能量。
以目前的工艺技术水平,1m3的猪场粪水(按COD为10000mg/L计)可产沼气约4m3。
一个万头猪场年产沼气约7.3万m3,可发电约110MWh。
(2)沼液和沼渣中含有丰富的N、P、K以及各种微量元素,还含有多种生物活性物质,是优质的有机肥料和土壤改良剂。
将沼渣干燥后可以制成商品有机肥,在设施农业集中地区,有机肥的售价可达400~800元/t。
(3)厌氧消化过程中无需供氧,节省供氧设备和动力消耗,运行费用低,污泥产生量较少,而且可以作为肥料利用。
它还对某些难降解物质和有毒的有机物具有独特的降解能力,可转化去除低浓度有毒物质。
2 沼气工程技术模式及其投资效益2.1 工艺流程畜禽养殖场沼气工程的工艺流程是从发酵原料收集开始至最终产品(沼气、沼液和沼渣)产出的全过程流向和程序(见图2)。
工艺流程的上段配有原料预处理和固液分离装置,中段有厌氧发酵(沼气生产)环节,沼气在流程下段经过脱硫、脱水等净化措施,通过输配气系统至用户或发电。
固液分离后含水率较低的粪便经过氧化沟(棚)堆沤、加辅料营养调配、干燥、包装等过程制成有机肥、有机复混肥等。
沼液经沉淀、好氧处理或水生植物净化后达无害化农田灌溉标准可直接用于农田灌溉,或达到环保标准排放。
2.2 能源—环保模式及其投资效益针对那些周边既无一定规模的农田,又无闲置空地可供建造鱼塘和水生植物塘的畜禽养殖场可采用能源—环保模式。
大型沼气发电工程设计方案一、项目背景随着我国畜牧业的快速发展,畜禽粪便污染问题日益严重。
为了解决这一问题,减少环境污染,提高资源利用率,我们提出了建设大型沼气发电工程的设计方案。
本项目以畜禽粪便为主要原料,通过厌氧发酵产生沼气,进而发电,实现能源的循环利用。
二、项目目标1. 减少畜禽粪便污染,提高养殖业环境保护水平。
2. 利用沼气发电,实现能源的循环利用,降低能源消耗。
3. 提高养殖业经济效益,促进农村经济发展。
三、项目规模1. 年处理畜禽粪便量:50万吨2. 年产沼气量:1亿立方米3. 年发电量:5000万度电四、工艺流程1. 原料收集与预处理:收集周边养殖场的畜禽粪便,进行筛分、破碎等预处理,使其满足发酵条件。
2. 厌氧发酵:将预处理后的粪便送入发酵罐,通过厌氧发酵产生沼气。
3. 沼气净化与提纯:对发酵产生的沼气进行净化、提纯,去除杂质,提高甲烷含量。
4. 发电:将净化后的沼气送入发电机组,通过燃烧产生蒸汽,驱动发电机发电。
5. 沼渣、沼液利用:将发酵后的沼渣、沼液进行资源化利用,如制作有机肥、灌溉农田等。
五、主要设备选型1. 发酵罐:选用大型立式发酵罐,容量为1000立方米。
2. 沼气净化设备:选用高效生物膜脱硫装置、分子筛吸附装置等。
3. 发电机组:选用燃气发电机组,功率为5000千瓦。
六、项目投资估算1. 设备投资:8000万元2. 土建工程投资:5000万元3. 安装工程投资:3000万元4. 运营成本:年运营成本约为2000万元七、项目效益分析1. 环保效益:减少畜禽粪便污染,改善周边环境质量。
2. 能源效益:年产沼气5000万立方米,可满足约10万户家庭的燃气需求。
3. 经济效益:年发电量5000万度,产值约1.5亿元,具有良好的经济效益。
八、项目实施与进度安排1. 项目前期:进行项目可行性研究、立项、环评等工作,预计耗时3个月。
2. 项目施工:设备采购、土建工程、安装工程等,预计耗时12个月。
概念:畜禽粪便是畜禽排泄物的总称,是粮食、农作物、秸秆和牧草等形态生物质的转化形式,主要包括畜禽排出的粪便、尿及其与杂草和冲洗废污水的混合物。
工作程序:大部分以粪便为原料的发电设施的基本工作程序是这样的:将粪便放在厌氧发酵池中, 培养细菌,再靠这些细菌把粪便中的碳水化合物转化为以甲烷和一氧化碳为主要成分的沼气最后把沼气导入发电设备中燃烧发电。
这个过程通常需要20~30 天,经过处理的粪便残渣基本没有臭味,能作为有机肥料使用, 这种生物能发电的方法不但能帮你减少用电成本,而且能彻底利用可能引发温室效应的甲烷气体, 另外, 它还能根除未经处理的粪便中滋生的大量病菌和令人讨厌的臭味。
禽畜粪便厌氧处理得到的沼气比酒糟液、城市垃圾和污水发酵处理产生的沼气浓度更高,更适合发电,环保节能。
我国畜禽粪便沼气发电技术现状:沼气发电行业在我国起步于20 世纪80 年代初期,有30 年的历史,在这期间,我国有大量的技术人员对沼气发电技术进行研究及沼气发电设备的开发。
1998 年全国沼气发电量为1055160 kWh。
在此期间,先后有一些科研机构进行过沼气发动机的改装和提高热效率方面的研究工作。
2003年我国已有100多个沼气发电项目,装机容量达3936 kW。
电费补贴:生物质发电项目上网电价实行政府定价,电价标准由各省(自治区、直辖市)2005年脱硫燃煤机组标杆上网电价加每干瓦时0.25元补贴电价组成。
效率:发电机余热利用效率低:据有关资料表明,效率较高的沼气发电机,只能把沼气总含能量的30% 左右转化为电能,并可把总含能量的40%左右以余热的形式回收,其余的能量以各种形式被损失掉。
而沼气发电热电联产项目的热效率,视发电设备的不同而有较大的区别,如使用燃气内燃机,其热效率为70%~75%之间,而如使用燃气透平和余热锅炉,在补燃的情况下,热效率可以达到90%以上。
每立方米的沼气一般情况下可以发1.8度左右,还可以享受到国家在处理粪便中的项目支持(其数额相当于总投资料的50% )。
畜禽粪便沼气池工程中沼气池建设的技术要点畜禽粪便沼气池工程是一种利用生物发酵技术将畜禽粪便转化为沼气的环保能源项目。
在沼气池建设过程中,合理的技术要点是确保沼气产量和质量的关键。
下面将对畜禽粪便沼气池建设的技术要点进行详细介绍。
一、沼气池选址和布局1.选址:沼气池应选在与畜禽养殖场距离适中的地方,以便与养殖场之间的输送路径较短,减少输送过程中的能源损耗。
同时,还要考虑周边的环境要求,避免污染周边地下水和土壤。
2.布局:根据养殖场的大小和畜禽粪便产量,合理划分沼气池的区域,将进料区、发酵区、气甲区等功能区分开。
同时,还要考虑到日常维护和管理的便利性,确保操作人员的安全和工作效率。
二、沼气池结构和材料选择1.结构:常见的沼气池结构包括固定顶式沼气池、浮顶式沼气池和柔性囊式沼气池。
结构的选择应根据畜禽粪便产量、存储时间和工程造价等因素进行综合考虑。
2.材料:沼气池的材料选择应具备耐酸、耐腐蚀、密封性好等特点。
常用的材料包括钢筋混凝土、塑料、玻璃钢等。
根据养殖场的特点和实际情况,选择合适的材料以确保沼气池的使用寿命和安全性。
三、沼气池进料和搅拌方法1.进料方式:将畜禽粪便与水配比适当后,通过物料输送设备将其导入沼气池。
进料应均匀、稳定,避免因一次性过量进料导致沼气产量不稳定。
2.搅拌方法:为了保证沼气池内物料的均匀性和发酵效果,需要进行搅拌。
常见的搅拌方式有机械搅拌和气力搅拌,可以根据实际情况选择适应的搅拌方式。
四、沼气池发酵和沼气收集1.发酵过程:沼气池中的畜禽粪便经过一定时间的发酵分解,产生沼气。
发酵过程中要注意控制温度和湿度,保持适宜的微生物环境,以促进发酵效果。
2.沼气收集:沼气通过收集管道输送至使用点,如发电设备、锅炉等。
应保证收集系统的通畅并具备一定的压力,以确保沼气的正常利用。
五、沼渣处理和利用1.沼渣处理:沼渣是沼气池中的副产品,富含有机质和养分。
可以通过脱水、堆肥等方式进行处理,将其转化为肥料或饲料,实现资源化利用。
发酵工程的总体原则是在发酵正常情况下,尽可能地采用高有机负荷率,以期获得高的池容产气率。
描述沼气发酵过程用控制条件的常用参数主要有以下几种。
一、进料浓度浓度的表示单位主要有VS质量分数(%)、TS质量分数(%)、COD浓度(kg/m3)。
进料浓度关系到发酵浓度,对不同的装置来说,所需的最佳浓度是不同的。
例如,目前先进的以工业有机废水为原料的沼气池,如UASB(上流式厌氧污泥床)、AF(厌氧滤器)对原料的固体浓度要求很低,一般不超过1%,但对可溶性COD浓度则无限制。
以工业废水为发酵原料的大中型沼气工程进料浓度通常是废水本身的浓度,因为浓度的调节在经济上是不合算的。
畜禽场因粪便的收集方式不同,有时采用稀释或浓缩措施。
二、沼气池有机负荷率沼气池有机负荷率工程用单位是CODkg/(m3·d)、VSkg/(m3·d)和TSkg/(m3·d),即单位沼气池容积每天接纳的原料量。
这一指标是评价沼气效率的重要指标。
只有高的有机负荷才能有高的池容产气率。
三、池容产气率池容产气率是每立方米发酵体积每天的沼气产量,单位是m3/(m3·d),这一指标也是评价沼气池效率的重要指标。
这一指标通过沼气池每天的产气量除以沼气池容积来计算。
四、原料产气率即单位质量发酵原料的产气量。
此指标用每天沼气产量除以进料量得到的,例如某沼气池每天产气3m3,每天进料为10kg总固体。
TS原料产气率为3/10=0.3(m3/kg)。
根据不同的情况可分为理论产气率和生产产气率。
理论产气率可根据原料的化学成分来计算。
生产产气率通常根据大量的实际情况来估计或实测。
甲烷的产量(E):E=0.37A + 0.49B + 1.04CCO2的产量(D):D=0.37A + 0.49B + 0.36C式中:A——每克发酵原料碳水化合物含量;B——蛋白质含量;C——脂肪含量。
五、水力滞留期(HRT)指水力学所计算出的原料在沼气池的停留时间,单位是天(d),仅从提高效率来说,此值越小越好,但小到一定程度会因沼气池内微生物的流失而使发酵失败。
粪便沼气工程依据参数1.以猪粪便为例进行沼气发酵计算2.1加水量计算:W=X a x m o -W)式中 X q =16t m o =18% W o =1- m o =82% 配水比a=Wp -m p若发酵物料干物质含量m=8%含水量W=92%W=16(11.5X 18%-83%)=17.33t ~ 17t 每天进入发酵罐物料总量约16+ 17= 33t(理论和实践测定:TS=8%L 物料容重r 〜1030 kg /m 3)通过有效保温和增温措施,确保全年恒定中温发酵(t=33 C -38 C),则设 计容积产气率0.8 — 1.2m 3/m 3.d 2.2单体发酵罐结构尺寸及投料容积: tg18o =0.29 f= D x tg a =3.82 x tg18=1.1m 23加料:a)h 1=10.8m, V 1=495m* 按a)计,每日进料量为 33mf(TS=8%) r=1030kg/m 3(物料容积重量)日投料量:33 x 1030=33990kg/d 每日投TS=8%^鲜猪粪发酵物料约等于33m,则发酵罐负荷为333 x 1030 kk /m x 0.08=2719 kg (TS )/d(在中温条件下)(》33C),负荷》1 kg TS,产气率》0.4m 3/m 3.d) 若水滞留期为15天,连续发酵工艺,则最低干物质的产量为: 4120X 0.22=598.2m 3/d(min 容积产气率为= 1.0m 3/ mid) 4954. 日产沼气量: —(〜47nVt 0.78m 3/min )(设计取值) a) min 值 500 X 0.9 x 1.2=450mTd b) max 值 500 x 0.9 x 0.8=360m 3/d则x=M 92%8%=11.55. 设计年产沼气量:450X 360= 16.2万m6. 猪粪碳氧比(C/N)为13: 17. 猪粪产沼气热值E = 5000KcaL/m i(〜21MJ/n i)* 1Kcal=4.1868 KJ=4186.8J8. 容量r = 1.03〜1.05 kg /t之发酵物料比热C=0.7Kcal/ kgT 2.3其它辅助设施结构尺寸(1)沉降池结构、尺寸钢筋混凝土结构、壁、底厚度S > 0.25m受力筋G _12 分布筋叮」6 钢筋混凝土标号C253V= l x b x h=3X 1 x 0.8 ~2.4m(2)预处理调节池结构、尺寸钢筋混凝土结构,壁、底厚度S > 0.3m受力筋①>12 分布筋①6 钢筋混凝土标号C25取D=3m,两侧为半圆形结构,中间为正方形结构。
H=3mS=0.785 x 32= 7吊*最高液面高度:3-1 = 2m加料容积:V0=s • h=7x 2~ 14m昼夜产气量为450用每小时产气量450/24=18.75m3/h2.4能量产投比、热平衡计算、保温计算a) 每个罐的散热表面积计算:S= S+S=「:DH • D (D)2 h2h=f=0.998m, D=3.82m, H=13.2m2代入数据,则S~ 481mb) 室外最低计算环境温度t min=-35°Cc) 发酵料液昼夜平均温度t n=L■色少=39.75o C2e) 保温材料导热系数入,超细玻璃棉入=0.038w/m. °Cf) 热流量计算(Kcal/h.m 2或w/nf) q= © 址』e/入)另热流量q= Q昼夜=22Kcal/h.m 2SX24h则保温层厚度:(t n-t min) •入/q=0.104m=9.76cm 保温厚度为100mm厚°式中,g —重力加速度二9.81m/sec2 ,D —管直径,n -糙率(粗糙系数) 2.5相关泵选型① 预处理调节池,潜水无堵塞切割泵A. 流量设计:按1小时(1h )进料25mVh 计(〜71/s )— 0.007m 3/secB. 扬程设计考虑管道中水头损失(含沿程水头和局部水头损失)以及最大液位 高程差之总和。
a )液位最大高程差 ' • 13.04m - C - 4.0m ) = 17.04m (max 值)b )水头损失(摩阻)式中:’一摩阻系数(无量纲,无因次数)对于压力管道:h 沿程损失=l v 2d 2g2.5单罐设备选型及设计对于直径Dv4m B 勺管道,推求摩阻参数'二8gn 224II1541其与管径d 和管材之粗糙数(率)n 有关一n| —管道计算长度(m d —管道直径(换算为m v —管道中平均流速(m/s ) g —重力加速度(g = 9.81m/sec 2)9.81 米/ 秒 2管道中平均流速可近似计算:以本工程为例,设计取值:管道为PVC — U 管材,管径d=100m 胯0.1m 取门=0.012 (正常状态-:80),则其摩阻系数'=0.039n= 0.785d 2 = 0.785 x 0.1 2= 0.00785m 2d.mmn = 0.011, 1 =90 nn = 0.012, 1 =80 nn = 0.014,1 =70n750.0360.04620.060100 0.0330.04190.055125 0.031 0.0390 0.051150 0.029 0.0366 0.048175 0.027 0.0348 0.045200 0.026 0.0333 0.043250 0.024 0.0309 0.040300 0.023 0.0291 0.038400 0.021 0.0264 0.0345000.0190.02450.032光滑新铁管,塑料管正常状态管污浊旧管管子析角:30° 40° 50° 60° 摩阻系数 0.200.30 0.40 0.5570°80°90°0.70 0.90 1.10(m/sec )其过水断面积S pQ( S(m 2)取管道计算长度I = 4+ 15+ 11 = 30m平均流速:V = Q S = 0.007/0.0123 = 0.57m/sr 30 0.57' h沿程=0.039 =0.039 240 0.0166 三0.155m0.125 2^9.81局部阻力损失水头计算(压力管道)当d zh =4,」=0.609,贝U = 2.06d 85 =刀阀(不利状态半启)=2.066 =逆止阀(单向阀,按轴向:=20°)= 1.547 = 45°(135°)弯头光滑=0.358 =变径短管DN125》DN80缓变8 75(1-」),12h局部八2g1 =入口底阀(边缘作园且匀滑)=0.202 = 90°等径光滑弯头=1.103 =刀阀(不利状态半开启)=2.06刀阀摩阻系数与其开启程度有关4 = 45°( 135°)弯头光滑=0.352、2 _ 0.785 0.082” 一 0.785 0.1252 故 8 = 0.5 (1-0.41 )= 0.295 〜0.3 则'=0.2 + 1.1 + 2.06 + 0.35 + 2.06 + 1.54 + 0.35 + 0.3 = 7.96设计水泵扬程 H=17mk 0.16m + 0.13m = 17.29m 最终设计选泵参数 Q > 7 l/s (25m 3/h )② 潜水无堵塞切割污泥泵H 》20m 配套电机功率 N > 4Kw 50Hz, 380V1) 流量设计: 设计取Q p 二90h2) 扬程设计:以不利状态之水头损失和液位几何高差为依据加以计算: a )液位最大几何高差=6m b )水头损失卄 1 取d =150mm=0.15m n = 0.012 (—= 80)=0.0366 , S p = 0.785 X 0.15 =0.177mh局部2v -7.967.962g0.5722 9.81=7.96 X 0.0166 = 0.13m0.082 0.1252二 0.41 d —h1.000 0.948 0.8560.740 0.6090.466 0.3150.1590.00 0.07 0.26 0.81 2.06 5.52 17.0 97.82.6发酵罐(加料有效体积 必=450用)水力、环搅拌干式无堵塞污泥泵管子入口:——―r =r _______ 二 1)边缘尖锐匕=0.5 ,2) 边缘作圆,匀滑©= 0.2 , 3) 边缘入口极匀滑 =0.05Q v =S p0.036 0.01772.03则h 沿程=0.0366 26 2.0312 3 * 5 ------- X -------------------0.15 2 9.81 = 0.0366 40 0.21 三 0.31m h局部八2g7=变径环状短管则' =0.2 + 0.2 + 0.1 + 1.1 + 1.54 + 0.35 + 0.28 = 3.772.032 4.121 h 局部-3.773.770.79m2 9.8119.62若刀阀不全启的不利状态 a = 3.77 + 2.06 = 5.83 , h 局部二1.22m, 设计水泵扬程 H = 6m^ 0.31m + 0.79m = 7.1m max 值:H = 6n + 0.31m + 1.22m=7.53m 最终设计选泵参数:Q> 90rrVh (36 l/sec ), H > 7.1m (7.53m )配套电机功率N=4Kw 380V 50Hz2.6脱硫、脱水设备计算与设计设计日最大产气量540m /d (考虑户用炉灶需脱硫处理) 脱硫罐。
尺寸按下式计算:VAT () 67858.4D 2式中:H —装脱硫剂的高度(m D —脱硫罐直径(mT —沼气与脱硫剂接触时间,取 T = 120秒(2min 分钟) V —沼气发酵罐有效容积(m )A—发酵料液容积产气率(m3,)/ m dVg 日产气量=540riVd取 H=2D贝U H=V- A- T/67858.4D 2=2.38/ D 2 H =2.38 X 4/H 26= 45°光滑弯头(环向) 0.35DN150 - DN100 二 0.5(1 -0.102 0.152)=0.( 1-0.44 ) = 0.28目 录H =2.12 m脱硫罐几何尺寸取:D=2.12/2=1.06m 2.7竖管式沼气搅拌装置(1)设计参数:(猪粪物料)① 物料浓度:TS %= 8%,进料 COD-25000〜55000mg/l ② 料液相对密度 5 =1.027 -1.05 %3取平均值 wp -1.03t m 3(1030kg m 3) ③ 沼气相对密度:1 22j0.9445J1.293(2)结构特点:参照一般设计、水封套管插入液面以下 深度应》250mm 气搅拌管出口至罐底悬距为 200mm 本设计特点是:水封套管、导气搅拌管、生物挂膜支撑架三者结合,合为 一体,结构简单:参照气搅拌规范,相关参数: ① 每分钟每米池径的循环气量为Q = 0.093m3M/min m② 喷速》7〜8m/s池径D=7.64,液位高h = 12.2m ,镀锌沼气搅拌管 d=25m ( 1 吋)其循环气量19.5m 3/h单管理论喷速 V = 10.1m/sec压气机选型:AAT5-F 防腐、抗暴,功率 N= 7.5Kw ,压气量 250 l/min ,承压 0.8KPa 。