大中型沼气工程设计初探
- 格式:pdf
- 大小:2.07 MB
- 文档页数:5
大型沼气工程建设项目初步设计总目录第一部分:设计方案第二部分:单项工程概算书第三部分:初步设计图纸第四部分:相关附件第一部分设计方案目录第一章总说明 (1)1.1项目名称 (1)1.2建设单位 (1)1.3建设目标 (1)1.4建设内容及规模 (1)1.5建设地址 (1)1.6建设期限 (1)1.7建设标准 (2)1.8建设单位基本情况 (2)1.9设计主导思想 (3)第二章总平面设计说明 (4)2.1设计依据 (4)2.2场区条件 (5)2.3平面布置原则 (6)2.4道路及绿化 (7)第三章工艺设计说明 (8)3.1工艺设计依据 (8)3.2工艺方案设计原则 (9)3.3工艺设计方案选择 (10)3.4工艺设计说明 (11)3.5工艺流程图 (12)3.6工艺流程说明 (12)3.7设计参数 (13)3.8“三沼利用”说明 (13)第四章工艺单元及配套设施设计 (17)4.1工艺单元设计 (17)4.2配套设施 (20)4.3仪器设备选购 (21)4.4附图 (21)第五章建筑及结构设计 (22)5.1建筑设计 (22)5.2结构设计 (22)第六章电气、防雷及通风设计 (25)6.1设计依据 (25)6.2设计范围 (25)6.3供电电源与供电负荷 (25)6.4控制与保护 (25)6.5照明 (26)6.6防雷与接地 (26)6.7通风 (26)第七章安全、节能、防震及消防 (27)7.1安全生产 (27)7.2节能 (27)7.3防震 (28)7.4防火消防 (29)第八章环境保护 (30)8.1设计依据 (30)8.2主要污染物 (30)8.3治理措施 (30)第九章投资总概算及效益分析 (31)9.1总体经济技术指标 (31)9.2概算编制依据 (31)9.3投资概算 (32)9.4效益分析 (34)第十章项目组织管理 (37)10.1建设期组织管理 (37)10.2项目建设进度 (38)10.3建成后运行管理 (38)相关附件目录 (48)第一章总说明1.1 项目名称实业有限公司大型沼气工程建设项目1.2建设单位实业有限公司1.3建设目标总体目标:对养殖场粪污进行综合处理和转化,改善环境;形成沼气及有机肥产品,创造新的经济增长点;建成集粪污处理与沼肥利用为一体的能源生态型工程项目。
天叶食品公司大中型沼气工程项目初步设计方案目录第一章总说明 (4)第一节概述 (4)第二节设计依据 (7)第三节建设目标及设计内容 (8)第四节设计指导思想及设计特点 (9)第五节总指标 (9)第六节投资规模及资金来源 (10)第七节效益评价 (10)第二章工艺技术方案及设备选型 (13)第三章平面规划设计说明 (34)第四章建筑与结构 (36)第一节主要单项工程的建筑设计 (36)第二节主要单项工程的结构设计 (40)第五章电气 (44)第六章给水、排水 (47)第七章消防 (49)第八章环境保护与安全生产 (52)第九章项目组织管理与运行 (57)第十章招标方案 (61)第十一章项目实施计划 (62)附件:附件1、《**省发展改革委**省农委关于下达2014年农村沼气项目中央预算内投资计划的通知》(皖发改投资【2014】371号);附件2、《**天叶食品有限公司大中型沼气工程项目可行性研究报告》批复。
第一章总说明第一节概述一、项目名称**天叶食品有限公司大中型沼气工程项目初步设计。
二、建设单位本项目建设单位为:**天叶食品有限公司。
**天叶食品有限公司位于永丰镇工业园区,由**市供销社与**天叶肥料有限公司共同出资创建,公司成立于2007年4月,注册资金2000万元。
是集畜禽规模养殖(畜禽养殖专业合作社)、畜禽屠宰加工、冷冻制品及熟食加工储存、冷链物流配送、终端市场销售于一体的**省供销系统龙头企业及**省农业产业化龙头企业。
现公司拥有员工186人,2012年实现产值5030万元,创利润372万元。
公司占地60000平方米,建有的生产车间10000平米,年屠宰1000万只活禽(鸡、鸭)自动化宰杀生产线及熟食加工生产线两条,年生产“上泊湖”牌系列鸡、鸭产品800多万只。
新型排管式冷藏库(0~-18℃)40000立方米、速冻库(-36℃)800立方米和与之相配套的农副产品批发市场,其主要经营范围:代存、代贮、代购及配送(批发)畜、禽等主副产品,果蔬产品、水产品及副食产品等八大类1000多种农副产品,年吞吐储存农副产品20 多万吨。
大型沼气工程初步设计方案一、项目背景随着我国的工业化和城市化进程不断加快,工农业废弃物的处理和利用成为了一个迫切的问题。
废弃物的无害化处理和资源化利用已经成为国家的发展战略,其中沼气工程是废弃物处理和能源开发的重要方式之一。
大型沼气工程的建设不仅可以解决农村和城市废弃物的处理问题,还可以为当地居民提供清洁能源,推动我国能源结构的优化和提高农村的生活水平。
二、项目概况1. 项目名称:大型沼气工程设计方案2. 项目地点:中国某省某市3. 项目规模:设计年处理X吨工农废弃物4. 项目投资:预计总投资X亿元5. 项目建设期:预计X年6. 项目运营期:预计X年三、项目建设内容1. 原料准备:收集农村和城市的工农废弃物,比如农业秸秆、农作物残渣、家禽粪便、城市垃圾等,进行初步处理后送入发酵罐。
2. 沼气发酵:利用发酵罐对工农废弃物进行发酵,产生沼气和有机肥。
沼气主要包含甲烷、二氧化碳等成分,可作为替代煤气和液化石油气的优质清洁能源。
3. 污水处理:对工农废弃物发酵后的废水进行处理,去除污染物,然后进行循环利用或排放。
4. 污泥处理:沼气工程产生的有机污泥通过脱水和干化处理后,作为有机肥料销售或农田施用。
5. 沼气利用:利用生产出的沼气进行发电、工业燃料、餐饮烹饪、取暖、生活照明等各项用途。
四、建设原则1. 经济可行性:项目建设应具备一定的经济效益,预计达到一定的投资收益率和资金回收期。
2. 社会效益:项目建设需充分考虑对当地环境、经济和社会的影响,尽可能减少对环境的破坏并提高当地居民的生活水平。
3. 可持续发展:项目建设应遵循可持续发展的原则,保护生态环境和资源,推动循环经济和绿色发展。
五、项目优势1. 资源丰富:中国有着丰富的工农废弃物资源,是沼气工程发展的有利条件。
2. 市场需求:随着我国环境保护和清洁能源政策的不断完善和实施,沼气作为一种清洁能源的需求也在不断增加。
3. 政策支持:我国政府对于工农废弃物处理和沼气能源利用给予了一定的政策支持。
农业工程学现代农业科技2021年第11期大中型沼气工程运行及参数分析以新余市南英沼气站CSRT工艺为例徐怀志万里平龚贵金陈芬(江西正合生态农业有限公司,江西新余338000)摘要本文以新余市渝水区南英沼气站CSRT工艺为例,介绍了大中型沼气工程的运行情况,并对系统参数进行了分析。
结果表明,运行最适温度为32~33益,原料的总固体浓度为6%~10%,需要监测罐体pH值及氨氮情况,以确保系统的正常运行。
本研究可以为沼气工程稳定运行提供相关参数和参考。
关键词大中型沼气工程;运行参数;CSRT工艺;产气量;发电量中图分类号S216.4文献标识码A文章编号1007-5739(2021)11-0176-03DOI:10.3969/j.issn.1007-5739.2021.11.076开放科学(资源服务)标识码(OSID冤:Operation and Parameters Analysis of Large and Medium-sized Biogas Projects:Taking the CSRT Process of Nanying Biogas Station in Xinyu City as an ExampleXU Huaizhi WAN Liping GONG Guijin CHEN Fen(Jiangxi Zhenghe Ecological Agriculture Co.,Ltd.,Xinyu Jiangxi338000)Abstract Taking the CSRT process of Nanying Biogas Station in Yushui District of Xinyu City as an example,the operation of large and medium-sized biogas projects was introduced,and the parameters were analyzed in this paper.The results showed that the optimal operating temperature was32-33益,the total solid concentration of raw materials was6%-10%.The pH value and ammonia nitrogen of the tank should be monitored to ensure the normal operation of the system.This study provides relevant parameters and reference for the stable operation of biogas project.Keywords large and medium-sized biogas project;operating parameter;CSRT process;gas yield;generating capacity江西省作为我国重要的畜禽生产基地和主要供港生猪产地,其畜牧业产值约占农业总产值的25%,生猪养殖占比最大[1]o据统计,江西省每年粪污排放总量约1.27亿t,其中生猪粪污占65%,约0.83亿t,粪污治理形势严峻[2]o2016年以来,随着我国畜禽粪污治理推进政策的不断深入,以大中型沼气工程为核心的畜禽粪污集中治理模式应用日趋广泛[3]o我国大型沼气工程多采用CSTR工艺,其发酵原料总固体浓度为6%左右豊大中型沼气工程是农业废弃物资源化利用的重要方式,也是国家大力提倡的方式目o大中型沼气工程的正常运行是农业废弃物资源化的关键。
大中型沼气工程设计初探摘要:规模化养殖是中国农村经济的优势产业,规模化养殖在实现集约经济优势的同时,也带了严重的环境污染,沼气工程是养殖场废弃物治理最主要的解决办法。
本文主要研究了大中型沼气工程的重要性,提出了更加规范的设计思路和设计方案,希望可以为今后的设计带来借鉴。
关键词:大中型沼气工程;设计;规范化一、发展农村大中型沼气工程的重要性1.畜牧业发展对环境压力越来越大我国畜牧业得到了快速发展,目前,牛、猪、羊和禽等主要品种存栏量不断增加,极大地促进了农村经济的快速增长。
但是,畜禽业快速发展所带来的大量畜禽粪便却没有得到有效处理,按现有饲养规模,很多省每年粪便产量超过亿吨,已成为农村最大的污染源之一。
特别是那些专业养殖村和规模养殖企业,每逢夏天粪水四溢,蚊蝇肆虐,臭气熏天,让人难以驻足。
2.畜禽粪便污染严重威胁人们的生存环境畜禽粪便中含有许多致病毒素、病菌、寄生虫等。
特别是那些染疾畜禽的粪便致病性、传染性更强,如不经严格处理,很可能造成二次污染和疫病流行,严重时还将导致人畜共患疾病的疫情发生,严重威胁人畜健康和农村公共卫生安全。
同时,大量粪便还对周边及地下水源造成很大污染。
据对大型养殖场环境检测表明,排放物中,化学耗氧量超标50~60倍,固体悬污物超标12~20倍。
目前,因畜禽粪便的随意排放,造成很多地区主要河流污染指标已远远超过国家环保规定的标准。
粪便的有毒、有害成分极易渗透到地下,污染地下水,使人畜饮水达不到规定的卫生标准。
一旦地下水源受到污染,极难恢复治理,对人畜健康安全将构成持久性的危害。
3.发展农村大中型沼气工程是解决粪便污染的有效途径农村大中型沼气工程可处理养殖业排放的污染物,发达国家集约化畜禽养殖场普遍采用大中型沼气工程进行粪便无害化处理,国内大中型沼气工程近年来发展迅速,已建有上千处。
大中型沼气工程还可提供大量的清洁燃料,为增加能源供应、改善能源结构、保护大气环境发挥积极作用。
同时,还能够使粪便转变为高效有机肥料,使资源得到充分利用,一举多得。
沼气工程初步设计方案沼气工程初步设计方案一、前言随着能源的紧缺和环境污染的日益严重,沼气工程作为一种新能源迅速发展起来。
沼气工程的开发,不仅有效地利用了农业、农村和城市的有机废弃物,同时从根本上解决了农民的生活用燃料问题,农村环境保护等贵州省政府对发展沼气有较为明确的规划和政策支持,为此我在此提供一份沼气工程初步设计方案,以期能为相关部门提供有效的指导和帮助。
二、设计背景1、需要解决的问题目前,农民生产生活中废弃物的处理是一个棘手的问题。
尤其是农村有机废弃物的处理,一方面会严重影响当地环境,另一方面也浪费了一个可再生资源。
同时,农村家庭用燃料也面临着压力,煤炭价格上涨,木柴等燃料储备量状况不佳,造成了农村燃料紧缺的问题。
针对这些问题,开发沼气工程可以有效地解决这些问题。
2、可行性分析发展沼气工程是一项可行的方案。
首先,农村常年有机废弃物产生量大,而这些废弃物本身就是沼气原料,这本身就成为了沼气工程的经济来源。
其次,发展沼气工程可以为农民提供可再生能源,完全替代传统的燃料,同时还能将农村生活废弃物化为宝贵的能源资源,同时还能极大地减少环境污染,提高整个社会的可持续发展水平。
三、设计方案沼气工程初步设计方案应该包括以下主要内容:1、选址沼气工程选址应该优先考虑产生有机废物的地方,如畜牧养殖场、农村生活污水处理等。
选址应该尽量远离学校、居民小区及水源、重要交通干道等敏感区域,以防有害气体泄露和对周围环境的影响,同时还要考虑方便供应和运输的因素。
2、设备选择常用的沼气设备有两种:塑料膜发酵池与钢筋水泥发酵池,两种发酵池各有优缺点,应根据沼气工程的规模、环境和经济状况等因素选用合适的设备。
3、工艺流程选择沼气发酵主要包括原料处理、破碎和沼气发酵三个步骤。
在选定适当设备的同时,考虑不同类型的沼气工程所应用的工艺流程也是必要的。
4、工程投资估算根据选址、设备和工艺流程等因素,进行沼气工程的投资估算,包括土地租赁费用、设备购买费、材料费、人工费、维护费等。
·113·交 流 探 讨农业开发与装备 2017年第6期摘要:山西省盛产煤炭,一直以来都是我国的煤炭资源大省,煤炭产业在全省的经济生产总值中占有相当重的比重。
但是,煤炭资源属于非再生资源,并且煤炭资源的大量使用也对环境状况造成一定的影响。
江西省对于可再生资源如秸秆、农产品加工废料等的利用程度过低,这些资源被闲置不仅造成了环境污染问题,而且给农业 经济带来一定程度的损失。
随着我国国民经济的不断提高,政府日益加大对农村沼气建设点的投资力度,建立了许多大中型沼气工程,并且不断完善相关技术和工艺,沼气作为新能源越来越被大众所接受。
关键词:沼气工程;持续发展;节能减排1 改善农业生态环境,促进农村经济的可持续发展近几年来,随着人们生活水平的提高,农业生产结构也发生了调整,越来越多的大型畜禽养殖业不断兴起,畜禽类养殖方式也从散养转变为集约化和规模化。
然而对于畜禽类排泄物的处理方式还比较原始,导致效率低,粪便类有机物不能得到彻底处理,破坏了农村生态环境,给农村经济的发展产生不利影响。
因此,建立养殖场快速处理排泄物的相关设施是刻不容缓的大事。
沼气工程的建设,不仅可以有效解决畜禽类排泄物造成的农业环境污染问题,而且它生产处的沼气、沼泽以及沼渣都属于可再生资源。
这样利用沼气工程对畜禽类养殖场进行排污处理,不仅可以有限防治农业污染,而且还能生产新型能源和有机化肥,实现农村经济的可持续发展。
1.1 对土壤环境的作用畜禽类粪便必须要经过及时、彻底的处理才能被排放到环境中,否则会对土壤和水域造成污染。
在土壤中施加经过厌氧菌发酵产生的沼肥,不仅可以有效去除土壤中携带的治病菌和害虫,而且还可以优化土壤成分,提高土壤中的有机质含量,更利于农作物的生长。
1.2 对农作物品质的作用农药和化肥对土壤的伤害作用是不可逆的,因此有必要使用沼肥来取代部分农药和化肥。
这样可以提高土壤的地力作用,增加土壤的有机质含量。
而且,沼肥的使用,可以显著增强农作物的抗虫害、抗病能力,提高农作物的产量和质量,有利于发展绿色食品产业,带动农村经济的发展。
沼气工程初步设计方案1. 项目背景沼气工程是一种利用有机废弃物产生沼气的综合利用项目。
随着人们节能减排意识的增强,沼气工程得到了越来越多的关注。
本项目选址于农村地区,利用农作物秸秆、畜禽粪便等有机废弃物,通过发酵过程产生沼气,为当地提供清洁能源。
2. 项目规划本项目拟选址于某农村地区,总占地面积约100亩。
项目整体规划分为沼气发酵区、沼气收集区、沼气利用区三大部分。
其中,沼气发酵区占地约60亩,沼气收集区占地约20亩,沼气利用区占地约10亩。
3. 设备配置3.1 沼气发酵区在沼气发酵区内,将建造多个沼气发酵池,用于储存并进行沼气的发酵产生。
每个沼气发酵池采用地埋式设计,采用玻璃钢材质,具有良好的密封性和耐腐蚀性。
同时,每个发酵池内安装搅拌装置,用于将有机废弃物充分混合,促进发酵过程。
3.2 沼气收集区在沼气发酵池发酵产生的沼气将通过管道系统输送至沼气收集区。
在这个区域内,将设置沼气储气罐和沼气净化设备。
沼气储气罐采用地下式设计,能够储存大量沼气,并保持其压力稳定。
沼气净化设备则采用干式净化方式,能够将沼气中的杂质和硫化氢等有害成分去除,保障沼气质量。
3.3 沼气利用区沼气利用区将安装沼气发电设备和沼气供暖设备。
沼气发电设备选用高效率发电机,能够将沼气转化为电能,为周边村庄提供清洁电力。
沼气供暖设备则通过管道输送沼气,为当地居民和农业生产场所提供清洁暖气供暖。
4. 运营管理沼气工程的运营管理将由专业团队负责。
每个专业团队成员将接受相关培训,熟悉设备操作和维护保养,确保设备安全稳定运行。
同时,定期进行沼气发酵池的清理和污泥处理,确保沼气的持续产生和质量稳定。
5. 环保措施沼气工程在建设和运营过程中将严格遵守环保法规,注重对环境的保护。
在设备选型上,将优先选择能耗低、排放少的设备,并配备相关的废弃物处理设备。
同时,对于沼气废水和污泥将采取科学合理的处理方式,确保不对周边环境造成污染。
6. 经济效益沼气工程不仅使有机废弃物得到了资源化利用,还为当地提供了清洁能源。
大中型沼气工程设计初探雷震宇1,2 李布青2* 周婷婷21.安徽大学生命科学学院;2.安徽省农业科学院农业工程所摘 要:介绍了大中型沼气工程发展概况,工艺流程。
阐述了根据养殖场具体情况,因地制宜选 择合适的沼气工程建设方案,处理模式、反应器池型和池容大小的设计。
关键词:养殖场;沼气工程;工艺;流程 1 国内沼气工程发展概况 20世纪80年代以来,我国规模化的养殖场逐年增加,畜禽粪便污染日趋严重;与此同时,我国农村用能短缺,大中型沼气工程迎来了一个快速发展期。
中央投资不断增加,2003~2008年,中央累计投资国债资金105亿元,2008年底和2009年初,国家又紧急下拨拉动内需资金30亿元和50亿元,大大加快了沼气工程的建设步伐。
中央不但在资金给予大力支持,在政策也给予了大力倾斜,极大地促进了我国大中型沼气工程的发展。
与欧美国家相比,我国的农村沼气建设起步较晚,但由于政策和资金的倾斜使其发展速度较快。
据农业部统计数据显示:截至2008年底,我国畜禽养殖场沼气工程达39510处,总池容451.476万立方米,年产沼气约5.2亿立方米。
其中:大型沼气工程2761处,年产沼气约2.7亿立方米;中型沼气工程12864处,年产沼气约1.8亿立方米;小型沼气工程23885处,年产沼气7096万立方米。
作为我国农村沼气管理部门,农业部在我国沼气工程的发展中起了关键作用。
近年来,配套党中央和国务院的各项政策,农业部制定和出台了大量的政策法规,并发布了《畜禽养殖场沼气工程设计规范》等多项标准和规范。
这些政策法规为沼气工程搭建了政策框架,为我国沼气工程的全面发展起到了保驾护航的作用。
截至2008年底,全国户用沼气池达到了2800多万口,大中型沼气设施达到了8000多处,沼气年利用量达到了约120亿立方米。
近年来,农业部以科学发展观为指导,以普及农村沼气、促进秸秆综合利用为目标,以技术创新和机制创新为动力,积极推进秸秆沼气试点工作。
2009年又在全国12个省对不同原料、不同工艺、不同规模的秸秆沼气技术进行试点。
通过验证工艺和设备的的可靠性、可行性及适用性,从中筛选出了几种可供推广的主推工艺,因户制宜、因村制宜、因场制宜,为大规模推广秸秆沼气提供技术支持和管理经验。
2 大型沼气工程的工艺流程 2.1 工艺构成 养殖场大中型沼气工程一般由以下7个部份组成。
① 原料收集;② 粪污的前处理系统;③ 厌氧消化系统;④ 好氧消化系统;⑤ 沼气处理系统;⑥ 沼渣生产固体有机肥系统;⑦ 沼液无害化处理及商品化液体肥料加工系统,见图1。
图1 养殖场粪污处理工艺流程框图 2.2 工艺流程简简述2.2.1 原料收集。
充足稳定的原料供应是在厌氧消化过程中产生沼气的基础;不少沼气工程因原料来源的变化被迫停止运转或报废。
原料的收集方式又直接影响原料的质量,如一个猪场采用自动化冲洗其污水T S浓度一般只有1.5%~3.5%,若采用粪板刮出,则原料浓度可达5%~6%,如手工清运浓度可达20%左右。
因此,在畜禽场或工厂设计时就应当根据当地条件合理安排废物的收集方式和集中地点,以便就近进行沼气发酵处理。
收集到的原料一般要进入调节池储存,因为原料收集时间往往比较集中,消化器的进料常需在一天均匀分配。
所以调节池的大小一般要能储存24小时废物量。
在温暖季节,调节池常可兼有酸化作用,这对提高原料可消化性和加速厌氧消化都有好处。
若调节池内原料滞留期过长,会因好氧呼吸作用或沼气发酵的进行而损失沼气产量[1]。
2.2.2 粪污的前处理系统。
养殖场粪污预处理的主要目的是进行固液分离。
畜禽粪污中对环境构成威胁物质的80%以上存于猪粪之中,固液分离可降低液体中的BOD、COD及SS的含量,降低后续粪水处理单元的负荷。
固液分离后,固体废渣用于制肥,液体进入后续处理单元。
养殖场粪污前处理系统包括格栅、集水池、固液分离、调节/水解池。
固液分离可采用沉淀池、水力筛网或固液分离机。
养殖场废水处理系统应前端设置调节池,以避免水量冲击负荷对后续废水处理工艺的影响,其有效容积为设计流量的80~100%。
2.2.3 厌氧消化系统 厌氧消化器是大中型沼气工程的核心设备。
微生物的繁殖、有机物的分解转化、沼气的生成都是在消化器里进行的,因此,消化器的结构和运行情况是一个沼气工程设计的重点。
首先要根据发酵原料或处理污水的性质以及发酵条件选择适宜的工艺类型和消化器结构。
目前,应用较多的工艺类型及消化器的结构有常规型消化器,如在农村大量使用的家用水压式沼气池和酒厂使用的隧道式沼气池。
第二类为污泥滞留型消化器,使用较多的有连续搅拌反应器CSTR、适用于处理可溶性废水的UASB、适用于处理高悬浮固体的USR。
另外,内循环厌氧消化器 (IC)是目前效率较高的工艺类型,主要用于处理中低浓度、SS含量低、pH偏中性的污水。
第三类为附着膜型消化器,目前使用的主要是填料过滤器,适用于可溶性有机废水处理,有启动快、运行容易的优点。
2.2.4 好氧处理系统。
厌氧处理系统对COD有良好的处理效果,但对N、P的去除率却很低。
在排放标准要求严格的养猪场,就需要采用好氧生物处理工艺以使出水达标排放。
好氧处理方法主要有活性污泥法和生物膜法两大类。
已在畜禽粪便污水处理中使用的好氧工艺有完全混合活性污泥法、序批活性污泥法(SBR法)、氧化沟工艺、曝气生物滤池、接触氧化工艺等。
近年来获得成功应用的好氧工艺主要有SBR法。
2.2.5 沼气处理系统。
沼气发酵时会有水分蒸发进入沼气,由于微生物对蛋白质的分解或硫酸盐的还原作用也会有一定量硫化氢(H2S)气体生成并进入沼气。
水的冷凝会造成管路堵塞,有时气体流量计中也充满了水。
H2S是一种腐蚀性很强的气体,它可引起管道及仪表的快速腐蚀。
沼气首先被收集起来脱硫净化后经输气系统输送到沼气柜,再从沼气柜经配气系统送到用户,沼气柜一般按平均日产气量的25~40%计算。
在输气管道的适当地点设水封罐,以便调整和稳定压力,在消化池、贮气柜、压缩机、锅炉房等构筑物之间起隔绝作用;水封罐也可兼做排除冷凝水之用。
沼气中硫化氢的体积含量一般占0.005~0.01%。
2.2.6 沼渣生产固体有机肥料系统。
沼渣含有较全面的养分和丰富的有机物,是优质有机肥料,可以做基肥,也可以做追肥。
沼渣养鱼比直接用人畜粪便养鱼具有更好的增产效果。
堆肥工艺的设计规模除了要考虑固体粪便排放总量、沼渣量外,尚需要与养殖场当地农作物的种植情况和养分需求结合起来,以利于实现农牧结合、种养平衡。
各养殖场可根据自身的条件选择不同的堆肥方式,在根据堆肥规模确定相应的设备;在养殖场附近建有机肥料厂,可考虑将养殖场粪便及废渣作为肥料厂的原料,以避免重复建设,也减轻养殖场处理固体粪便的投资[2]。
2.2.7 沼液无害化处理及商品化液体肥料加工系统。
沼液肥用可使土壤疏松,增强土壤保水保肥能力;沼液浸种具有催芽、刺激生长和抗病作用。
另外,沼液还可作为无土栽培的营养液,适合植物的营养要求,同时原料来源广,成本低。
沼液用作添加剂喂猪效果好,因为沼液中含有多种常量和微量元素;沼液喂鱼不但可提高成鱼产量,降低成本,而且发病率也大大减少。
沼液首先通过肥用、饲用两种途径消纳,在不能完全消纳的情况下,在考虑通过好氧工艺进一步处理后达标排放。
3 沼气发酵反应器的设计 目前成功应用于畜禽废水处理的厌氧工艺有厌氧接触工艺、升流式厌氧污泥床反应器(UASB)、厌氧滤池、厌氧流化床反应器等。
厌氧消化工艺是沼气工程的枢纽,是实现沼气、沼液、沼渣“三沼”效益的前提。
3.1 厌氧消化工艺比较表1 沼气工程工艺比较序号类别CSTR UASB USR QIC1原料范围畜禽场粪污畜禽场污水猪场粪污水畜禽场粪污2原料TS浓度6%~8%< 2%3%-5%2%~8%3应用区域全国各地中部、南部中部、南部全国各地4水力停留时间15-25天2-5天7-15天10-20天5单位能耗高中等中等低6单池容积300-1000m3100-1000m3100-600m3100-1000m3 7操作难度高中等中等低8产气率≥0.8 m3/m3≥0.3 m3/m3≥0.7 m3/m3≥0.8 m3/m3 9经济效益较佳低较低佳 注:均为单一畜禽粪污原料(中温发酵) 经过以上对比分析可以看出几种工艺各有所长,必须“因地制宜”采用。
CSTR工艺适合各类粪污处理沼气工程。
其特征是原料液要预处理、液泵进料、进料TS浓度为6~8%(采用螺杆泵才能达到8%)。
因我国使用单一的畜禽粪,故产气率在中温条件下,一般为0.8~1.0m3/m3;沼渣沼液一般不经固液分离直接用于农田施肥。
其缺点是原料要进行预处理,工程投资偏高;能耗偏大,能量输出率偏低,如进行热电联产(CHP), 能量输出率可大幅度提高。
UASB工艺是20世纪70年代开发的一种适用于低SS工业有机废水的厌氧处理工艺,并被应用于畜禽养殖场的污水处理。
其原理是先对养殖场污水进行固液分离,污水进入UASB反应器进行厌氧反应,产生沼气,出水需进一步好氧处理达标排放,是一种以环保治理为主,生产能源为辅的能源环保型沼气工程工艺。
USR工艺采用上流式污泥床原理,其特征是原料预处理,液泵进料,进料TS浓度3~5%,采用下进料上出料方式,没有机械搅拌;产气率在中温条件下,一般为0.7m3/m3左右。
USR是一种简单而又低值的反应器,主要适用于原料浓度较低的南方猪场粪污处理;在北方寒冷地区运行经济效益不佳。
QIC厌氧反应是目前效能最高的厌氧反应器。
该反应器是集UASB反应器和流化反应器的优点于一身,利用反应器内所产沼气的提升力实现发酵料液内循环的一种新型反应器。
适用于各种养殖场粪污处理的“能源生态型”沼气工程,具有节能降耗、投资较低、操作简单、运行费用低。
3.2 厌氧反应器池型选择 厌氧系统的设计规模完全取决于畜禽养殖场粪污的排放量。
养殖场粪污的排放量可参照类似规模、相同清粪工艺、相同管理水平的养殖场来确定。
工艺设计时可根据反应器的容积负荷进行池容确定,再根据反应器的工艺原理和实际运行经验确定反应器的最低高度和池型(圆形、矩形)。
圆形结构的反应器受力情况较好,具有结构较稳定的优点,同时,在同样的截面积下,圆形反应器的周长比正方形少12%。
所以,圆形池子的建造费用至少比具有相同截面积的矩形反应器低12%以上,因此采用单池或规模较小时往往采用圆形反应器。
而大池容的反应器经常建成矩形或方形的,如UASB反应器、厌氧滤池和折流式反应器等。
从节省材料上考虑,当建立两个或两个以上反应器时,矩形反应器可以采用共建壁。
所以,当建造多个矩形反应器时有其优越性。
对于采用公共壁的矩形反应器,池型的长宽比对造价也有较大的影响。