1、豬場沼氣工程方案(2000年)青島三色園環(huán)保技術(shù)工程有限公司。2013年11月第一章沼氣工程設計條件和工藝方案第一節(jié)項目規(guī)模現(xiàn)有活豬2000頭，謝利村設計了一個沼氣集中供氣項目，每天處理9t混合糞肥用于烹飪。該項目沼氣年產(chǎn)量為70956萬立方米第二節(jié)可用資源一.資源量由于項目細節(jié)不完整，計算暫時基于以前的項目經(jīng)驗和理論數(shù)據(jù)。養(yǎng)豬場運營期間庫存的2000頭豬都被視為種豬。根據(jù)豬糞排放統(tǒng)計，養(yǎng)殖豬的排泄物排放量為2公斤/天，本項目日糞便資源如下：人工飼養(yǎng)豬的糞便：20002公斤/日=4噸/日豬糞總硫為18%，每天產(chǎn)生的糞便總硫為4 t/d18%=0.72 t/d由于豬場現(xiàn)有的排糞方式未知，本設計暫

2、考慮干排糞?？紤]發(fā)酵濃度、溫度和停留時間的影響，基于每噸TS豬糞270 m3，每天的沼氣產(chǎn)量如下：0.72 t/d 270 m3/t=194.4 m32.處理過的沼液和沼渣的去向糞肥的厭氧消化可用作本地消化或向外運輸?shù)挠袡C肥料。第三節(jié)沼渣產(chǎn)量估算全天物料總輸入量為0.72噸/日，厭氧階段的消耗量為0.432噸/日，是生物質(zhì)能轉(zhuǎn)化和沼氣生產(chǎn)的主體。厭氧階段總產(chǎn)氣量為0.288噸/日，物料平衡計算見表1-1。表1-1物料平衡計算表加工階段處理部件輸入(t/d)退化系數(shù)總噸數(shù)厭氧階段厭氧反應器0.7260%0.432固液分離階段干燥床0.28830%0.0864存儲階段沼液8.28沼渣0.288根據(jù)

3、表1-1的計算結(jié)果，沼渣干物質(zhì)產(chǎn)量為0.0864 t/d，如圖1-1物料平衡圖所示。沼氣0.432噸/日(194.4立方米)(2475立方米/日)0.72 t/d0.288 t/d0.0864t/d0.72t/d化糞池均化罐干燥床沼渣0.2t/d糞便污染沼液池圖1-1物料平衡圖沼渣含水量約為70%，干物質(zhì)產(chǎn)量為0.0864 t/d，沼渣產(chǎn)量為0.288 t/d。沼渣年產(chǎn)量105.12噸，沼液年產(chǎn)量3022.2噸。第二章工藝流程設計第一節(jié)沼氣工程工藝的選擇一、沼氣工程工藝路線本沼氣工程的工藝路線如圖2-1所示。農(nóng)民的家庭使用脫水輔助鼓風機脫硫鍋爐鍋爐加熱浮在表面的沼液儲罐厭氧排放罐一體化厭氧反應

4、器分配池污水收集罐污水沼渣豬糞干燥床固體有機肥莊稼、果園等圖2-1豬場沼氣工程工藝流程二。工藝流程描述本沼氣工程實施雨水和污水分流，防止雨水進入沼氣工程?；旌戏柿辖?jīng)過厭氧發(fā)酵后，產(chǎn)生的沼氣經(jīng)過凈化和加壓，然后通過管道供應給村里的農(nóng)民。鍋爐用于加熱厭氧池。厭氧發(fā)酵產(chǎn)生的沼渣和沼液用作有機肥，在當?shù)匚栈蜻\往國外。1.預處理過程預處理工藝由污水收集池和混合池組成。(1)污水收集池收集豬場污水。(2)部署池進入?yún)捬醭厍?，將混合池中的干糞肥濃度調(diào)節(jié)至8%，并混合均勻。2.厭氧消化過程厭氧消化工藝包括進料單元、厭氧消化單元、保溫單元等。(1)進料模式混合罐中的糞肥由進料泵送入?yún)捬跸瘑卧?2)厭氧反應

5、器工藝沼氣工程厭氧反應器采用完全混合厭氧反應器。完全混合厭氧反應器(CSTR)適用于畜禽糞便發(fā)酵過程。沼氣發(fā)酵罐采用攪拌加熱技術(shù)，是沼氣發(fā)酵過程中的一項重要技術(shù)突破。攪拌和加熱大大提高了甲烷發(fā)酵速率。完全混合的厭氧反應器也被稱為高速甲烷發(fā)酵罐。本發(fā)明的特征在于固體濃度為本項目厭氧消化池采用電泳組裝結(jié)構(gòu)的一體化厭氧消化池進行產(chǎn)氣和儲氣。(3)厭氧消化池和儲氣池的結(jié)構(gòu)本工程采用厭氧池，集產(chǎn)氣和儲氣于一體。由于其可靠性、安全性、低成本和適應北方冬季正常運行的優(yōu)點，新型、高效、實用的一體化沼氣工程在推廣方面大大超過了其他形式的沼氣工程。結(jié)構(gòu)特征：一體式沼氣發(fā)酵裝置的下部為發(fā)酵部分，罐內(nèi)設有側(cè)攪拌器，罐

6、壁上設有加溫管，用鍋爐對厭氧罐進行加溫。罐體上部為雙膜柔性儲氣柜，用于收集、儲存和運輸甲烷。外膜保護和維持儲氣罐的結(jié)構(gòu)，內(nèi)膜收集和儲存甲烷。通過支持鼓風機的充氣來調(diào)節(jié)和維持內(nèi)膜和外膜之間夾層中的氣壓，并將內(nèi)膜中的沼氣送至輸氣管道供村民使用。主要優(yōu)勢：(1)適合高濃度糞草混合發(fā)酵的原料：TS 8%-12%(2)安全可靠：低壓產(chǎn)氣和低壓儲氣，防止甲烷泄漏。(3)低成本：將分體式氣柜、厭氧池和儲氣裝置的成本降低15%(4)占地面積小：縮小設備尺寸，節(jié)省占地面積30%(5)工期短：工期縮短50%(6)在寒冷地區(qū)冬季也能正常運行。圖1:集成式沼氣發(fā)酵剖面裝置(4)厭氧池配置厭氧反應器內(nèi)設有側(cè)攪拌器，使飼

7、料均勻分布在罐體底部，與厭氧微生物充分接觸。厭氧池內(nèi)料液溫度均勻，有利于提高產(chǎn)氣率。反應器上部設有出料系統(tǒng)，溢流進入下一個處理單元。圖2:一體化沼氣發(fā)酵裝置(5)保溫升溫厭氧消化過程受溫度影響很大，如圖2-2所示。本項目厭氧處理單元設計為中溫，其最佳溫度范圍為35-38。為了保證冬季厭氧反應的正常運行，有必要對系統(tǒng)實施加溫和整體保溫措施。圖2-2溫度對厭氧中溫發(fā)酵產(chǎn)氣率的影響A.隔離系統(tǒng)的整體絕緣包括管道和閥門的絕緣。厭氧消化池的保溫。厭氧消化池用聚苯乙烯材料加固和隔熱。B.加溫厭氧系統(tǒng)的加熱主要通過加熱厭氧池來實現(xiàn)。熱源來自鍋爐燃燒。厭氧池外設有加熱盤管對池進行加熱。3、沼液、沼渣儲存技術(shù)厭

8、氧排放物在厭氧排放罐中沉淀后，沼渣通過干燥床自然干燥，上清液儲存在沼液罐中，沼液和沼渣可作為有機肥就地吸收或外運。第二節(jié)沼氣凈化和儲存技術(shù)一、沼氣凈化工藝厭氧池輸出的沼氣經(jīng)冷凝器、脫硫塔等專用設備凈化后，沼氣中的相對濕度降低，部分H2S被去除，有利于后續(xù)供氣。二。沼氣儲存技術(shù)本項目選擇產(chǎn)儲一體的厭氧消化池，消化池上部空間可實現(xiàn)沼氣儲存。沼氣經(jīng)過凈化，用于農(nóng)村集中供氣。第三章工藝裝置設計和設備選擇第一節(jié)預處理一、污水收集池功能：收集豬場污水體積：30m3注：不需要新的結(jié)構(gòu)；將使用原來的養(yǎng)豬場。人造格柵數(shù)量：1套材質(zhì)：碳鋼防腐二。分配池功能：將糞便、豬尿、沖洗水等混合均勻。尺寸：3m 2.5m體積

9、：17.6立方米混合混合器能量：將糞肥和污水均勻地混合在水箱中工作速率：1.5千瓦數(shù)量：1套第二節(jié)厭氧消化和后處理I .進料泵能量：供給厭氧消化反應器；結(jié)構(gòu)形式：電泳組裝鋼結(jié)構(gòu)。罐的頂部是一個由德國進口材料制成的雙膜儲氣袋。厭氧池有排渣口、過壓保護器和負壓保護裝置，以及檢修人孔和除砂系統(tǒng)、溫度監(jiān)測等設施。厭氧攪拌器功能：攪拌發(fā)酵液，加強發(fā)酵液與微生物的充分接觸，提高發(fā)酵液的質(zhì)量。產(chǎn)氣率；工作速率：5.5千瓦數(shù)量：1套空氣柜鼓風機能量：用于支撐頂部安全氣囊工作速率：0.11千瓦數(shù)量：1套厭氧池的加熱方式熱源：鍋爐加熱模式：厭氧池由加熱盤管加熱。厭氧池保溫方式本設計采用巖棉作為發(fā)酵罐的保溫材料，在

10、厭氧罐外安裝交錯接頭，保證發(fā)酵罐內(nèi)溫度穩(wěn)定。絕緣層的最外層覆蓋著彩色鋼板。3.厭氧排放池能量：用于沉淀分離的厭氧排放英尺英寸：3米體積：21m3數(shù)量：1四、干燥床能量：自然干燥厭氧排放池中沉積的沼渣體積：10立方米數(shù)量：1V.沼液儲存池能量：固液分離后儲存沼液體積：400m3。停留時間：40天池數(shù)：1結(jié)構(gòu)形式：計劃對現(xiàn)有水池進行改造，或在不透水的水池上鋪設高密度聚乙烯薄膜。第三節(jié)沼氣脫硫凈化和集中供氣一、沼氣凈化系統(tǒng)能源：沼氣凈化設計參數(shù)和主要設備參數(shù)：(1)冷凝器型號：NS-300數(shù)量：1套(2)干式阻火器型號：ZHQ數(shù)量：1套(3)沼氣流量計型號：JLQD數(shù)量：1套(4)脫硫塔型號：TL-

11、600數(shù)量：2套(5)增壓風機流速：1.02米/分鐘壓力：9.8千帕工作速率：0.75kw數(shù)量：1套第四節(jié)附屬設施附屬設施包括綜合管理室、凈化室、鍋爐房等。建議采用輕鋼結(jié)構(gòu)。第四章建筑、結(jié)構(gòu)和電氣設計第一節(jié)設計原則1.根據(jù)工藝流程要求，在滿足車站、交通、環(huán)保、防火等工藝要求的前提下，將建筑、構(gòu)筑物、道路和綠化有機結(jié)合。2.注重環(huán)境保護，把豬場沼氣生態(tài)工程建設成為環(huán)境優(yōu)美的示范工程。第二節(jié)建筑與結(jié)構(gòu)設計一、工程地質(zhì)厭氧發(fā)酵罐是本沼氣生態(tài)工程的主體結(jié)構(gòu)，體積大，對不均勻沉降極為敏感。在地基處理中，應選擇合適的持力層(150千帕)。同時避免不均勻沉降和其他不利因素。最后，以鉆井地質(zhì)報告為準。當現(xiàn)場空

12、間開闊時，基坑可以開挖成一定的坡度。當結(jié)構(gòu)緊密且埋深不同時，可采取一些臨時支護措施。對于深基坑，施工時還應考慮降水和護坡。二、主體結(jié)構(gòu)(建筑)建筑結(jié)構(gòu)設計(1)結(jié)構(gòu)主要結(jié)構(gòu)：包括污水收集池、分配池等。A.污水收集池地下鋼混凝土結(jié)構(gòu)B.部署池地下鋼混凝土結(jié)構(gòu)C.厭氧池基礎地下鋼混凝土結(jié)構(gòu)D.厭氧排放池基礎地下鋼混凝土結(jié)構(gòu)混凝土本身的密實度滿足了所有結(jié)構(gòu)的抗?jié)B性。根據(jù)結(jié)構(gòu)的重要性和水力梯度來確定其抗?jié)B等級，混凝土強度等級一般不小于C25，抗?jié)B等級不小于S6，水灰比不大于0.55。應采用普通硅酸鹽水泥，骨料應級配良好，水泥用量應嚴格控制。為了提高混凝土的抗?jié)B性，滿足工藝要求，盡量減少伸縮縫。建議在混

13、凝土中加入適當?shù)奶砑觿?，以補償混凝土的收縮變形，提高混凝土的密實性和抗?jié)B性。(2)建筑主要建筑包括：綜合治理室、凈化室、鍋爐房等。A.絕對無塵室功能：放置給水泵等。表面積：24平方米結(jié)構(gòu)：輕鋼結(jié)構(gòu)數(shù)量：1個房間結(jié)構(gòu)形式：abo根據(jù)國家建筑抗震設計規(guī)范(GBJ11-89)和結(jié)構(gòu)抗震設計規(guī)范(GB50191-93)。第三節(jié)電氣設計一、設計基礎(1) 低壓配電設計規(guī)范 GB50054-95(2) 室外排水設計規(guī)范 GBJ14-87(3) 建筑物防雷設計規(guī)范 GB50057-94 2001版(4) 建筑設計防火規(guī)范 GBJ16-87 2001版二。設計范圍本沼氣工程的電氣設計包括電氣設備的供電和控制設計以及厭氧發(fā)酵罐的防雷設計。三。電源沼氣站的電源連接到養(yǎng)殖基地的主配電箱。四.負載計算沼氣池內(nèi)所有電氣設備的電壓等級為380/220伏，總裝機容量為19.11千瓦，運行功率為39.6千瓦，主要電氣設備的總裝機容量和計算負荷見表4-1。表4-1沼氣站用電負荷計算項目設備名稱裝機功率常開電源間歇操作功率奔跑力量儲備電力量單機功率安裝力量量力量量預計每日工作時間等效全天功率潛水排污泵23611333均質(zhì)混合器11.51.5111.51