【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 的基本情況和選址分析 企業(yè)條件分析 河南上佳農(nóng)業(yè)生態(tài)循環(huán)發(fā)展 有限公司 成立是在國(guó)家政策的鼓勵(lì)背景下，旨在采用科學(xué)與全面的處理方法對(duì)養(yǎng)殖場(chǎng)的廢棄物進(jìn)行有效的處理，為該地區(qū)養(yǎng)豬場(chǎng)廢棄物的處理樹(shù)立一個(gè)樣板 ，為解決“三農(nóng)”問(wèn)題探索一種模式，同時(shí)為企業(yè)帶來(lái)合理效益。 該公司位于河南省駐馬店市泌陽(yáng)縣高店鄉(xiāng)中管村委后李莊組。本項(xiàng)目占地 260 畝，豬舍 46 棟，豬舍建筑面積 28000 平方米。 配套果園 280畝，水面 120 畝。本項(xiàng)目集畜禽養(yǎng)殖、污水處理、特種養(yǎng)殖、水產(chǎn)養(yǎng)殖、果品種植、畜禽深加工為一體，采用循環(huán)經(jīng)濟(jì)模式，組成嚴(yán)密的生態(tài)循環(huán)系統(tǒng)。 河南上佳農(nóng)業(yè)生態(tài)循環(huán)發(fā)展有限公司 擁有一流的管理人才，優(yōu)秀的管理團(tuán)隊(duì)，先進(jìn)的管理理念，優(yōu)秀的技術(shù)人員，理性的項(xiàng)目規(guī)劃和詳盡的科學(xué)論證。 該公司養(yǎng)殖規(guī)模，年出欄商品豬 35000 頭，存欄能繁母豬 1600 頭，存欄商品豬 18000 頭。年生產(chǎn) 3 萬(wàn)只土雞、 200 噸土雞蛋、 150 噸特種水產(chǎn)品、 700 噸優(yōu)質(zhì)石榴、年屠宰 生豬 40 萬(wàn)頭，實(shí)現(xiàn)年總產(chǎn)值約 93000萬(wàn)元，利稅約 8700 萬(wàn)元，安排約 1800 人就業(yè)。 項(xiàng)目選址 本項(xiàng)目擬址在駐馬店市泌陽(yáng)縣高店鄉(xiāng)中管村。污染物綜合處理廠廠址位于良種豬繁育場(chǎng)址上。其鄉(xiāng)政府所在地距縣城 10 公里，西距駐馬 本資料來(lái) 自 店市 35 公里，泌陽(yáng)至高店的公路橫穿而過(guò)。交通便利，建設(shè)條件優(yōu)越。且方灣村以丘陵、壟崗為主，用電方便，水源可靠，水質(zhì)良好。選址可以節(jié)約用地，少占農(nóng)田，不沾耕地；遠(yuǎn)離居民區(qū)及主要交通線路，有足夠的衛(wèi)生防疫間距；夏季主導(dǎo)風(fēng)向位于居民區(qū)下風(fēng)向。 本資料來(lái) 自 第四章 項(xiàng)目建設(shè)目標(biāo) 建設(shè)原則 無(wú)害化、減量化、資源化是處理糞污的 主要原則，他們是指按照國(guó)家有關(guān)規(guī)定，對(duì)糞便收集、貯存、處理的方式。在歐洲和先進(jìn)國(guó)家，通常糞便的處理是采用特殊處理與污水治理相結(jié)合的方法。一是在距污水廠較近的糞便接收站，由抽糞車(chē)將糞便從化糞池中抽出，運(yùn)到接收站，僅采用粗固液分離和除砂設(shè)備，對(duì)糞便污水進(jìn)行初級(jí)處理，處理后的過(guò)濾液，直接排放到污水處理廠的污水總進(jìn)口處，然后進(jìn)入污水的深度處理，分離出的大塊固體物送填埋場(chǎng)填埋，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)糞便的無(wú)害處理。二是在遠(yuǎn)離污水廠的糞便接收站，在固液分離裝置的作用下，將分離出的液固混合物進(jìn)行深度無(wú)害化處理。分離出的大塊固體物送填 埋場(chǎng)填埋，脫水后的干物質(zhì)用以制造有機(jī)生物肥料。 建設(shè)目標(biāo)為設(shè)計(jì)厭氧發(fā)酵池二座，單座池容是 1000 立方米，日糞水處理量 147 噸（按濃度 6%設(shè)計(jì)）， 年產(chǎn)沼氣 萬(wàn)方，其中供戶(hù)306 戶(hù)，年總用氣 萬(wàn)方，剩余部分發(fā)電，年發(fā)電量 萬(wàn)度，年加工有機(jī)肥料約 噸，年產(chǎn) 沼液 噸。 本資料來(lái) 自 第五章 具體項(xiàng)目方案設(shè)計(jì) 國(guó)內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r 1） 歐洲沼氣工程技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀 歐洲的沼氣工程技術(shù)是世界上最先進(jìn)的沼氣工程技術(shù)之一，歐洲也是世界上 大中型沼氣廠最普及的地區(qū)。歐洲的沼氣廠從 20 世紀(jì) 70 年代開(kāi)始建設(shè)， 90 年代進(jìn)入快速發(fā)展期，到 2020 年以后歐洲的沼氣產(chǎn)業(yè)更是得到了迅猛發(fā)展。在 1997 年，歐洲僅有沼氣工廠 767 座， 2020 年發(fā)展到 4000 多座。以德國(guó)為例，德國(guó)在 1997 年擁有沼氣廠 500 座， 2020年發(fā)展到 1000 座，截至 2020 年，已經(jīng)突破 3500 座。歐洲的沼氣工程得到迅速發(fā)展的根本原因，在于歐洲各國(guó)對(duì)可再生能源的鼓勵(lì)政策（各國(guó)政府相繼制定了發(fā)電上網(wǎng)優(yōu)惠政策）、嚴(yán)格的環(huán)保法律和政府引導(dǎo)下的經(jīng)濟(jì)效益驅(qū)動(dòng)。 歐洲沼氣廠的主要盈利途徑是依靠沼氣 發(fā)電，其技術(shù)特點(diǎn)是低能耗、產(chǎn)氣率高和熱電聯(lián)產(chǎn)（ CHP）完善。目前大多數(shù)采用以高濃度有機(jī)廢棄物聯(lián)合消化為特點(diǎn)的 CSTR 工藝，并配備了熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)。這種全混式 CSTR 的工藝是先對(duì)各類(lèi)畜禽糞污及其它有機(jī)廢棄物進(jìn)行預(yù)處理，調(diào)整進(jìn)料 TS 濃度 6～ 12%范圍內(nèi)，泵入帶有機(jī)械攪拌的 CSTR 反應(yīng)器，其容積產(chǎn)氣率視原料和溫度不同，通常在 ～ 。沼氣經(jīng)熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)轉(zhuǎn)化為電能和熱能，產(chǎn)生的電能并網(wǎng)銷(xiāo)售，回收的熱能通常用于周邊農(nóng)場(chǎng)、村鎮(zhèn)供熱以及補(bǔ)償沼氣工程本身所需的熱消耗。由于CSTR 工藝產(chǎn)氣率高，費(fèi)效比顯著 ，熱電聯(lián)產(chǎn)產(chǎn)生的熱能通常大于原料 本資料來(lái) 自 加熱所需熱量，大大降低了沼氣生產(chǎn)成本。在歐洲，沼氣廠產(chǎn)生的沼液沼渣，一般不經(jīng)固液分離直接用于農(nóng)田施肥。 2） 我國(guó)沼氣工程技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀 我國(guó)于 1979 年召開(kāi)了全國(guó)沼氣工作會(huì)議， 1980 年成立了沼氣工程協(xié)會(huì)，大中型畜禽養(yǎng)殖場(chǎng)沼氣工程技術(shù)在近幾年得到快速發(fā)展。到 2020年底，全國(guó)已建成養(yǎng)殖場(chǎng)沼氣工程 3500 處。經(jīng)過(guò)二十多年的大中型沼氣工程嘗試和探索，證明比較成功的技術(shù)有 UASB、 USR 和 HCF 等工藝，應(yīng)用較多的是 USR 工藝，小部分采用 HCF 和 UASB 工藝。 USR 工藝采用上流式污泥 床原理，無(wú)內(nèi)部機(jī)械攪拌，產(chǎn)氣率在中溫條件下，視原料不同在 ～ ； UASB 工藝是上世紀(jì) 70 年代開(kāi)發(fā)的一種適用于低 SS 工業(yè)有機(jī)廢水的厭氧處理工藝，并被應(yīng)用于畜禽養(yǎng)殖場(chǎng)的污水處理，其原理是先對(duì)養(yǎng)殖場(chǎng)污水進(jìn)行固液分離，污水進(jìn)入 UASB 反應(yīng)器進(jìn)行厭氧反應(yīng)，產(chǎn)生沼氣，出水往往需進(jìn)一步好氧處理達(dá)標(biāo)排放，是一種以環(huán)保治理為主，生產(chǎn)能源為輔的能源環(huán)保型沼氣工程工藝； HCF 工藝是一種全混式工藝， 80 年代從歐洲引進(jìn)，其原理是將糞污按照 TS 濃度 8～ 12%調(diào)配，直接進(jìn)入帶攪拌器的 HCF 反應(yīng)器進(jìn)行厭氧反應(yīng)，產(chǎn)氣率 在中溫條件下視原料不同在 ～ ，產(chǎn)生的沼渣沼液直接用于農(nóng)田施肥，也是典型的能源生態(tài)型沼氣工程工藝。 3） 幾種主流沼氣工程工藝比較 國(guó)外常用的 CSTR 工藝同國(guó)內(nèi)常用的 USR 工藝、 UASB工藝和 HCF工藝列表比較如下： 本資料來(lái) 自 表 51 沼氣工程工藝比較表 序號(hào) 類(lèi)別 CSTR UASB HCF USR 1 原料范圍 所有畜禽原料 高 COD 污水 畜禽污水 所有畜禽 原料 豬糞、雞糞 2 原料 TS濃度 6～ 12% 1% 8～ 12% 3～ 6% 3 應(yīng)用區(qū)域 全國(guó)各地 中部、南部 全國(guó)各地 中部、南部 4 水力停留時(shí) 間 15～ 30 天 1～ 5天 10～ 30 天 8～ 15 天 5 單位能耗 高 高 低 中等 6 單池容積 500～ 4000m3 200～ 5000m3 100～ 300m3 200～ 2020m3 7 操作難度 高 高 低 中等 8 產(chǎn)氣率 ～ m3/m3 —— ～ m3/m3 ～ m3/m3 9 經(jīng)濟(jì)效益 較佳 較低或負(fù)效 益 中等 較佳 經(jīng)過(guò)以上對(duì)比分析可以看出幾種工藝各有所長(zhǎng)， HCF 工藝適合各類(lèi)小型糞污處理沼氣工程，有較廣闊的應(yīng)用空間； UASB 工藝適用于養(yǎng)豬場(chǎng)的污水處理能源環(huán)保型沼氣工程，應(yīng)用范圍較窄；應(yīng)用范圍廣、適應(yīng)性強(qiáng)，效益高的工藝是 CSTR 工藝，有很大的發(fā)展?jié)摿Γ?USR 工藝作為國(guó)內(nèi)較成熟的工藝，尤其適用于中部和南部養(yǎng)豬場(chǎng)糞污處理和集中供氣沼氣工程，并且其應(yīng)用范圍廣、效益好、收益高，具有很大的發(fā)展?jié)摿Α? 升流式固體反應(yīng)器（ USR）是一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，適用于高懸浮固體原料的反應(yīng)器。原料從底部進(jìn)入消化器內(nèi)，消化器內(nèi)不需要安置三相分離器，不需要污泥回流，也不需要完全混合式消化器那樣的攪拌裝置。未消化的生物質(zhì)固體顆粒和沼氣發(fā)酵微生物，靠被動(dòng)沉降滯留 于消化器內(nèi)，上清液從消化器上部排出，這樣就可以得到比 HRT 高的多的 SRT 本資料來(lái) 自 和 MRT，從而提高了固體有機(jī)物的分解率和消化器的效率。 升流式厭氧固體反應(yīng)器 (USR)將含高有機(jī)固體含量＞ 5%廢液由池底配水系統(tǒng)進(jìn)入，均勻的分布在反應(yīng)器的底部，然后向上升流通過(guò)含有高濃度厭氧微生物的固體床，使廢液中的有機(jī)固體與厭氧微生物充分接觸反應(yīng)，有機(jī)固體被液化發(fā)酵和厭氧分解，約有 80%左右的有機(jī)物被轉(zhuǎn)化成沼氣。而產(chǎn)生的沼氣隨水流上升具有攪拌混合作用，促進(jìn)了固體與微生物的接觸。由于重力作用固體床區(qū)有自然沉淀作用，比重較大的固體物（包括 微生物，未降解的固體和無(wú)機(jī)固體等）被累積在固體床下部，使反應(yīng)器內(nèi)保持較高的固體量和生物量，可使反應(yīng)器有較長(zhǎng)的 SRT 和MRT（微生物滯留時(shí)間）。通過(guò)固體床的水流從池頂?shù)某鏊缌鞒龀赝?。在出水池前設(shè)置擋渣板，可減少 SS 的流失，在反應(yīng)器液面會(huì)形成一層浮渣層，在長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行過(guò)程中，浮渣層的厚度達(dá)到一定厚度后趨于動(dòng)態(tài)平衡。不斷有固體被沼氣攜帶到浮渣層同時(shí)也有經(jīng)脫氣的固體返回到固體床區(qū)。由于沼氣要透過(guò)浮渣層進(jìn)入到反應(yīng)器頂部的集氣室，對(duì)浮渣層產(chǎn)生一定的“破碎”作用。對(duì)于生產(chǎn)性反應(yīng)器由于浮渣層面積較大，浮渣層不會(huì)引起堵塞 。集氣室中的沼氣經(jīng)導(dǎo)管引出池外進(jìn)入沼氣柜。池底設(shè)排泥管可把多余的污泥和下沉在池底的惰性物質(zhì)定期排除。 據(jù)國(guó)外研究，利用中溫 USR，在 TS 濃度平均為 12%海藻的沼氣發(fā)酵時(shí)，其負(fù)荷范圍 VS 從 ～ 。使原料得到快速消化。未消化的生物質(zhì)固體顆粒和沼氣發(fā)酵微生物靠自然沉降滯留于消化器內(nèi)，上清液從消化器上部溢出，這樣可以得到比水力滯留期高很多的固體滯留期和微生物滯留期，從而提高了固體有機(jī)物的分解率和消化器的效率。 本資料來(lái) 自 首都師范大學(xué)利用 USR 進(jìn)行了雞糞沼氣發(fā)酵研究，其進(jìn)料濃度為T(mén)S=5％～ 6％， COD=42～ 55g/l，懸浮固體為 45～ 55g/l，在 35℃條件下，USR 的負(fù)荷可達(dá) 10kgCOD/m3 d，產(chǎn)氣率 d， CH4 含量 60％左右， COD 去除率 85％左右， SS 去除率為 ％。據(jù)計(jì)算當(dāng) HRT 為5 天時(shí) SRT 為 25 天。 留民營(yíng)雞糞污水中溫沼氣發(fā)酵工程、房山區(qū)琉璃河豬糞廢水沼氣發(fā)酵工程、房山區(qū)南韓繼和平谷縣南獨(dú)樂(lè)河豬糞廢水沼氣工程的厭氧消化器均采用 USR 工藝，運(yùn)行穩(wěn)定，效果較好。 從國(guó)內(nèi)外的研究情況看， USR 在處理高 SS 廢物時(shí)具有較高實(shí)用價(jià)值，許多高 SS 廢水如酒精與 消化器的活性污泥接觸。使原料得到快速消化。未消化的生物質(zhì)固體顆粒和沼氣發(fā)酵微生物靠自然沉降滯留于消化器內(nèi)上清液從消化器上部溢出，這樣可以得到比水力滯留期高得多的固體滯留期，從而提高了固體有機(jī)物的分解率和消化器的效率。 工藝流程圖 綜上所述，本工程采用 USR 工藝，具體工藝圖如下： 本資料來(lái) 自 工藝流程說(shuō)明： 豬場(chǎng)糞污收集后按一定的濃度配比進(jìn)入調(diào)節(jié)池，該池設(shè)置有攪拌機(jī)，使之充分混合，以防止糞污沉積，攪拌到 一定濃度的糞污，經(jīng)過(guò)提升泵提升進(jìn)入 USR 反應(yīng)器，利用太陽(yáng)能和鍋爐來(lái)保證發(fā)酵溫度，在反應(yīng)器中，利用厭氧微生物新陳代謝作用，將大部分有機(jī)物去除，同時(shí)產(chǎn)生大量沼氣、沼渣、沼液，其中沼液、沼渣通過(guò)重力自流進(jìn)入沼液貯池，作為有機(jī)肥料使用，反應(yīng)器產(chǎn)生的沼氣經(jīng)脫水器脫水后進(jìn)入脫硫器內(nèi)脫出硫化氫，防止后續(xù)單元被腐蝕，脫水脫硫后的干燥的沼氣進(jìn)入貯氣柜，調(diào)節(jié)壓力后經(jīng)阻火器（防止回火）然后發(fā)電使用。 各個(gè)處理構(gòu)筑物設(shè)計(jì) ： （ 1）格柵集水井 調(diào)節(jié)池 格柵集水井 USR 反應(yīng)器 沼液貯池 有機(jī)肥 脫水器 脫硫器 貯氣柜 阻火器 發(fā)電和供戶(hù) 太陽(yáng)能 鍋爐 沼液回流 圖 51 USR 厭氧發(fā)酵工藝流程示意圖 豬場(chǎng)糞水 本資料來(lái) 自 采用磚混結(jié)構(gòu)，地下式； 格柵集水池容積 90 m3 有效水深 ，超高 ； （ 2）調(diào)節(jié)池 采用磚混結(jié)構(gòu)； 數(shù)量： 1 座，地下式； 有效容積 100m3,有效水深 ，超高 ； 設(shè)計(jì)尺寸： 8 5 。 （ 3） USR 厭氧反應(yīng)器 采用圓形鋼結(jié)構(gòu)， 2 座并聯(lián)運(yùn)行，單池容積 1000m3，總?cè)莘e 2020m3 ；外設(shè) 保溫層；厭氧反應(yīng)器夏季常溫消化，冬季適當(dāng)量；用沼氣發(fā)電余熱升溫；水封罐 2 個(gè)，采用鋼結(jié)構(gòu)。 （ 4）貯氣柜 豬糞水經(jīng)厭氧反應(yīng)后產(chǎn)生的沼氣出部分自用于食堂等外，主要用于發(fā)電，除自用外，還供給附近村莊居民用電 ,為保證沼氣設(shè)備的連續(xù)運(yùn)行，所以必須建貯氣柜。 貯氣柜設(shè)計(jì)容積為 600m3,尺寸為 D12 6m