【正文】 METHANE PROJECT DESIGN OF A LARGE PIG FARM 學(xué)院（部）： 地球與環(huán)境 專業(yè)班級： 環(huán)境工程 071 學(xué)生姓名： 吳亞平 指導(dǎo)教師： 龍良平 2020 年 月 日 安徽理工大學(xué)畢業(yè)論文 規(guī)模化養(yǎng)豬場沼氣工程設(shè)計 摘要 針對目前我國規(guī)?；笄蒺B(yǎng)殖場的糞污、污水的數(shù)量和特征，分析總結(jié)了規(guī)?；B(yǎng)豬場糞污處理的現(xiàn)狀和存在的問題，從處理工藝設(shè)計、設(shè)備選型和運行管理等方面給出了對策和建議。并針對養(yǎng)豬場廢水量、水質(zhì)特點和對資源充分利用的要求，設(shè)計了一套方案。本設(shè)計采用糞水預(yù)處理 +USR 厭氧消化 +產(chǎn)品綜合利用的工藝進行處理。經(jīng)處理后，CODCr， BOD5， SS都得到有效的去除和轉(zhuǎn)化，其中 CODCr 的去除率為 60%， BOD5 的去除率為 65%， SS的去除率為 70%。通過厭氧發(fā)酵將糞污資源最大化的利用，沼氣轉(zhuǎn)化為電能，沼肥為良好的有機肥料，糞污全部資源化，無污染、零排放。 關(guān)鍵詞：養(yǎng)豬場糞水，高濃度廢水處理，養(yǎng)殖業(yè)廢棄物，厭氧消化，沼氣工程 安徽理工大學(xué)畢業(yè)論文 METHANE PROJECT DESIGN OF A LARGE PIG FARM ABSTRACT 安徽理工大學(xué)畢業(yè)論文 緒論 20 世紀(jì) 90 年 代中期，規(guī)?；笄輬鑫廴締栴}日益受到關(guān)注，特別是近年來，隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展的人民生活水平的提高，我國的畜牧養(yǎng)殖業(yè)得到了迅猛發(fā)展，牛、豬、羊和家禽等的存欄量一直呈現(xiàn)上升趨勢。 2020 年，全國生豬出欄 75913 萬頭，羊出欄34586 萬只，肉牛出欄 5265 萬頭，奶牛存欄 1267 萬頭，豬、牛、羊三大家禽畜存（出）欄總量約 億頭（只），雞蛋、肉雞存（出）欄量 億只。 2020 年 ， 畜禽糞便資源的實物量為 億噸。畜禽養(yǎng)殖場糞污排放 COD 已超過工業(yè)廢水和生活污水的總和。 我國的大中型 沼氣工程 工藝技術(shù)已日趨成熟，配套設(shè)備接近國際水平。在 沼氣工程的成套技術(shù)方面，可根據(jù)豬糞、雞糞、牛糞等原料的差異，進行包括預(yù)處理、厭氧、沼氣輸配、制肥、消化液后處理的全部設(shè)計；在發(fā)酵工藝方面，已開展了生物厭氧發(fā)酵機理研究、不同糞便高效能發(fā)酵工藝的制定等；在配套設(shè)備方面，我國已研制成功了純?nèi)徽託獍l(fā)電機組，工業(yè)化制罐、自動控制、脫硫脫水、固液分離等裝置已基本形成系列化產(chǎn)品。除此之外，根據(jù)我國的經(jīng)濟 實力和具體國情，研制出兩套以 USB 消化器和塞流式消化器為主的 “能源生態(tài)型 ”和以高效厭氧消化器（ UASB、 EGSB）與好氧處理（ SBR、MBR、水生植物塘）相結(jié)合為主的 “能源環(huán)保型 ”典型廢水處理工藝。 根據(jù)全國農(nóng)村可再生能源統(tǒng)計，截至 2020 年底，在各種規(guī)?；笄蒺B(yǎng)殖場已推廣建設(shè)規(guī)?；B(yǎng)殖場沼氣工程 3556 處，年處理農(nóng)業(yè)廢棄物 萬噸，年產(chǎn)商品肥料 萬噸，商品飼料 萬噸，生產(chǎn) 沼氣 萬米 3，利用沼氣發(fā)電 萬千瓦時，供氣 萬戶。根據(jù)農(nóng)業(yè)部 2020 年 3 月發(fā)布的《全國農(nóng)村沼氣建設(shè)規(guī)劃》（ 2020~2020 年），預(yù)計從 2020~2020 年，在現(xiàn)有規(guī)?；B(yǎng)殖場中新建大中型 沼氣工程4000 處。這些工程的設(shè)計、建造和運行都為進一步規(guī)模化推廣大中型沼氣工程奠定了基礎(chǔ)。如廣東省板嶺種豬場沼氣工程自 2020 年投入使用以來，一直正常運行，年處理糞污約 17 萬噸，年產(chǎn)沼氣約 29 萬米，除用于職工食堂炊事用氣外，發(fā)電 43 萬千瓦時，取得了較好的環(huán) 境效益和一不定期的經(jīng)濟效益。北京市巨山農(nóng)場沼氣工程自 2020 年投入使用以來，也一直正常運行，日處理奶牛糞污 14t，日產(chǎn)沼氣 210m179。，沼渣 1t，沼液13t。所產(chǎn)生的沼氣用作巨山農(nóng)場炊事燃料、溫室加溫及溫室蔬菜的二氧化碳施肥，沼渣、沼液用于綠色食品基地及一墻之隔的 1200 畝無公害果園菜地。本項目確保了特供農(nóng)副產(chǎn)口質(zhì)量的安全，確保了北京市香山環(huán)境保護區(qū)農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境不受污染。這些在不同地區(qū)、不同自然條件下并成功運行的沼氣工程，從實踐上驗證了在我國開展大中型沼氣工程的技術(shù)可行性。 安徽理工大學(xué)畢業(yè)論文 1 設(shè)計概述 項目概況 對某養(yǎng)豬場的糞污利用沼氣工程進行綜合處理。該規(guī)?；B(yǎng)豬場成立于 2020 年 1月，位于安徽省東南部某市農(nóng)場內(nèi)，主要經(jīng)營種豬、商品育肥豬。該養(yǎng)殖場項目占地 200 畝總投資 1000 萬元。項目報批、基建工程已經(jīng)全面完成，各項配套設(shè)施已逐步完善，于2020 年 6月全面投產(chǎn)，年出欄種豬、商品育肥豬 1萬余頭。該養(yǎng)豬場為規(guī)?；瘶?biāo)準(zhǔn)萬頭養(yǎng)豬場，豬場每天產(chǎn)生糞便約 13 t，產(chǎn)生廢水約 40 t。 表 11 豬糞污水特性 設(shè)計內(nèi)容 設(shè)計內(nèi)容為養(yǎng)豬場糞污綜合處理，工藝的選擇與設(shè)計，各處理單元的設(shè)計，包括：建設(shè)豬糞污水的預(yù)前處理單元，生產(chǎn)沼氣的厭氧發(fā)酵消化反應(yīng)器單元、沼氣凈化系統(tǒng)、沼氣發(fā)電系統(tǒng)單元等的設(shè)計與建設(shè)。 設(shè)計項目的意義 應(yīng)用沼氣技術(shù)對該養(yǎng)豬場的糞便進行資源化開發(fā)和多層次利用，既制取了優(yōu)質(zhì)氣體燃料，又可開發(fā)再生飼料和優(yōu)質(zhì)有機肥料，同時治理了污染，凈化了環(huán)境。通過沼氣這個紐帶，把養(yǎng)豬場生產(chǎn)中的食物鏈與生物 加工鏈有機的結(jié)合起來，多層次循環(huán)利用有機物資源，把養(yǎng)殖業(yè)、種植業(yè)和加工業(yè)各項生產(chǎn)中的能量轉(zhuǎn)換和物質(zhì)循環(huán)有機地結(jié)合起來，提高了能源和資源的利用。使畜禽與飼料、燃料與糞便、作物與肥料在微生物作用下，形成協(xié)調(diào)、轉(zhuǎn)化、再生、增值的良性循環(huán)，從而建立起以沼氣為紐帶的良性生態(tài)循環(huán)。 通過對該養(yǎng)殖場中的廢棄物進行減量化、資源化、無害化處理利用，達到開發(fā)能源、 原料名稱 pH COD (mg/L) BOD5 (mg/L) SS (mg/L) 豬糞水 ~ 11000~26000 7000~13000 10000~60000 安徽理工大學(xué)畢業(yè)論文 回收資源、治理污染、凈化環(huán)境之目的，并結(jié)合養(yǎng)殖場周圍實際情況排放，從而實現(xiàn)生態(tài)養(yǎng)殖場可持續(xù)、健康和協(xié)調(diào)發(fā)展。 設(shè)計原則 在養(yǎng)殖場總體規(guī)劃和沼氣工程的可行性方 案指導(dǎo)下，依據(jù)保護和改善環(huán)境、防止和減少污染，改善農(nóng)村周邊生態(tài)環(huán)境和本著環(huán)境效益、社會效益、經(jīng)濟效益兼顧的原則，在設(shè)計中能源開發(fā)與資源的回收利用有機的結(jié)合起來，使沼氣工程產(chǎn)出大于投入，提高建設(shè)項目的社會效益、環(huán)境效益和經(jīng)濟效益。同時，必須做到以下幾個方面： 資源化 變廢為寶。糞尿收集后全部用于厭氧消化，產(chǎn)生的沼液首先固液分離，其中分離出的固體直接作為有機肥利用或銷售，分離出的液體利用管道與灌溉水混合，調(diào)配成肥水一同流入田間灌溉，也可通過壓力泵為無公害農(nóng)作物作噴霧施肥。厭氧發(fā)酵產(chǎn)生的優(yōu)質(zhì)、清潔的能源 —— 沼 氣，用于發(fā)電或生產(chǎn)生活燃氣，解決熱能問題。 減量化 從源頭抓起，對養(yǎng)殖場進行必要的改造，做到干濕分離、雨污分離、實施干清糞、少沖棚或不沖棚的工藝，使糞污總量控制在最低限度。 無害化 糞污經(jīng)厭氧發(fā)酵后，出水中有害細菌指標(biāo)達到衛(wèi)生防疫要求，無臭味，并滿足農(nóng)田灌溉或噴施。 生態(tài)化 通過對糞污的治理，控制場區(qū)及周邊水體污染，改善空氣質(zhì)量。沼氣通過厭氧發(fā)酵后所產(chǎn)生的沼液作為液態(tài)有機肥料進行農(nóng)田施肥，可改善生產(chǎn)基地土壤生態(tài)環(huán)境。實施無公害生產(chǎn)發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)，促進土壤生態(tài)系統(tǒng)能量有效轉(zhuǎn)化，全面提高生態(tài)環(huán)境質(zhì)量。 設(shè)計依據(jù) 《中華人民共和國水污染防治法實施細則》（環(huán)發(fā) [1999]214 號 )） 《污水處理設(shè)施環(huán)境保護監(jiān)督管理辦法》（ (88)國環(huán)水字第 187 號） 《畜禽養(yǎng)殖污染防治管理辦法》（國家環(huán)境保護總局， 2020 年 5 月發(fā)布） 《規(guī)?；笄蒺B(yǎng)殖場沼氣工程設(shè)計規(guī)范》（ NY/T 12222020） 《大中型畜禽養(yǎng)殖場能源環(huán)境工程建設(shè)規(guī)劃》（農(nóng)業(yè)部， 1999） 《蓄禽養(yǎng)殖業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（ GB185962020） 《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（ GB 89781996） 《給水排水設(shè)計手冊》 安徽理工大學(xué)畢業(yè)論文 《建設(shè)項目經(jīng)濟評價方法與參數(shù)》（第二版） 《中華人民共和國可再生能源法》 2020 年 2 月 1《中華人民共和國畜牧法》 2020 年 7 月 1其有關(guān)基礎(chǔ)資料