【文章內容簡介】 ) 工藝參數計算 項目依托渭源縣綠茵家禽養(yǎng)殖有限公司蛋雞場進行建設，正常年公司蛋雞存欄 萬只。 按照 蛋雞 產糞便 ?d~?d 計 算 ，養(yǎng)殖場每天 可 產生 雞糞 為， 此外收購秸稈 、豬糞 （其中 用于沼氣工程、 用于固體有機肥加工）。 進料濃度： 項目涉及畜禽糞污量 及 干物質見下表 表 21 沼氣發(fā)酵原料特性 名 稱 發(fā)酵原料 干物質含量 干物質量 (t/d) (%) (t/d) 公司養(yǎng)殖場雞糞（ 萬只） 25 收購豬糞干清糞 (2200只 ) 18 收購農作物干秸稈 90 初次加水量 回流沼液 40 合 計 100 8 8 厭氧發(fā)酵罐： 每天的進料量為 100 噸 ，厭氧消化水力滯留期 20 d，則反應器有效容積為 2020 m3，則選擇設計 mH m，容積為 1000m3的厭氧反應器 2 座。 沼氣產量： 每天可產沼氣 2100m3，收集儲存取值 600m3。 每降解 1kgTS 可產生沼氣約 ， TS 降解率為 75%，則每天可產沼氣約 2100m3。 沼渣、沼液產量 : 沼渣量：糞污經預處理階段和厭氧階段，干物質被降解 75%，同時經固液分離后所產沼液中含干物質的 5%，沼渣的含水量為 60%。 沼渣的日產量為： (175%)(15%)247。(160%)=沼渣的年產量為： 360=1700 t /a 分解的 TS 主要產生沼氣和水分，同時沼氣會帶走部分水分，沼氣的干密度約為 Kg/m179。，沼氣站日產沼氣 2100m3， 37℃ 時沼氣中的水含量為 kg 7 水 / kg 沼氣，每日沼氣帶走的水含量約為 。 沼液的日產量為： ； 沼液 回流 量為： 40t/d 沼液的年產量為： 52t/d360= 萬 t。 (4) 熱量平衡計算 熱量供需平衡計算如下： 物料增溫 : 物料增溫是中溫厭氧消化的重要條件，為保證消化池在 3335℃條件下正常運行，需要對物料進行升溫。按每天有 100 t 糞污水，通過太陽能集熱器將輸出熱水對 勻漿 池、進料池等物料進行增溫，來實現(xiàn)熱量的交換。 根據當地氣溫情況， 勻漿池 原始按照溫度 7℃ ，加熱后溫度設為 15℃ ，罐體內溫度加熱至 35℃ 。假設糞水比熱容和清水相當，則須向預熱池及罐體輸送熱量為： Q1=1001000(357)/=106Kcal 物料保溫： 巖棉的導熱系數： λ=，保溫層的厚度為 300mm，因為罐體直徑很大，可以近似看作平壁傳熱。由于鋼板傳熱性能良好，取鋼板外壁溫度近似水溫，設為 t2=35℃ ， 冬季保溫：按 渭源縣 冬季溫度最低極值為 t1=23℃ ，則根據傅立葉定律，平壁導熱通量： q1=Q/A=λ(t2t1)/σ={℃ [35(23)]℃ }247。=其余季節(jié)保溫：設 渭源縣 平均溫度進行取值為 t1=7℃ ，則根據傅立葉定律，平壁導熱通量： q2=Q/A=λ(t2t1)/σ={℃ [357)]℃ }247。=因此，全年罐體平壁導熱通量： q=(q11/4)+(q23/4)= W/m2 CSTR 厭氧罐體尺寸為 9m共 2 座，單個罐頂表面積 ，則 S=(+)2= m2 則每秒罐體散熱量為 qS= m2 W/m2= KJ/s 每天散熱： Q2=3600s24 h=106Kcal 室內供暖： 每天供暖 16 小時，室內供暖所需的總熱量為： 106 Kcal 管道熱損失： 按以往的工程經驗，管道熱損失為總熱量的 10%，計算如下： (++)106kcal=106Kcal 供熱平衡經過以上計算過程，系統(tǒng)每天運行所需熱量： (+++)106Kcal=106Kcal 項目通過槽式太陽能集熱系統(tǒng)進行供熱，完全可以滿足系統(tǒng)運行所需的熱量，因此本沼氣工程可以穩(wěn)定正常運行。 “三沼 ”利用設計 1) 沼氣的利用 本項目正常運行達產后，日產沼氣約 2100m3， 年產沼氣 萬 m3，其中農戶用氣 萬 m養(yǎng)殖及管理區(qū)冬季生產生活用氣 萬 m公司有機肥烘干用氣 萬 m3； 年產沼渣有機肥 萬 t，年產沼液有機肥 萬 m3。 2) 沼肥的利用 項目沼氣工程 年產沼渣 萬 t， 作為公司固體有機肥加工輔料，與豬糞、秸稈及發(fā)酵菌劑進行發(fā)酵，年可產沼渣有機肥 萬噸。 表 2—2 沼液成分表 名稱 有機質 (%) 氨基酸 (%) 全氮 (%) 全磷 (%) 全鉀 (%) 沼液 1~3 ~ 項 目沼氣工程所產沼液用于液態(tài)有機肥加工，經過調配及二次發(fā)酵后，年可產液體有機肥 萬 m179。，依據作物生長期施肥制度及灌溉制度，通過水肥 8 一體化灌溉系統(tǒng)按照 1:5 比例進行稀釋施用，可完全消納項目所產生的沼液有機肥。 工藝設計應急預案 針對項目運營中的問題，必須考慮各種突發(fā)事故的應急措施，主要措施如下： 1) 臨時停電 沖洗廢水暫存于站外集污池，當集污池達到最大水位時溢流至站外沼液儲池。站區(qū)配套 10kw 柴油發(fā)電機在停電時啟動，以保證沼氣工程的穩(wěn)定性。 2) 設備檢修或更換 主要設備均設置 2 臺， 1 用 1 備 ，當 1 臺故障或檢修時，保證系統(tǒng)正常運行。 3) 來料過多時 在養(yǎng)殖場的原料儲存區(qū)暫時存放；當沖洗廢水來料過多時，為保障厭氧發(fā)酵的效果，多余 糞便 作為肥料外運施用，多余沖洗廢水排至沼液儲池。 4) 脫硫劑更換時 脫硫罐設 2 座，平時 2 座同時運行，但每座都能滿足整個系統(tǒng)的脫硫要求。1 臺出現(xiàn)故障時，另 1 臺可以獨立運行。 建設方案 工程建設內容 本項目工程建設內容包括預處理系統(tǒng)、凈化間、沼液池、綜合業(yè)務用房 、有機肥加工工程 及沼氣站公用工程組成。 表 2—3 主要建、構筑物一覽表 序號 建設內容 建 筑形式 外形尺寸 規(guī)模 (數量 ) 單位 備注 預處理系統(tǒng) 1) 勻漿池 鋼筋混凝土 3m m179。 1 座 2) 格柵渠 鋼筋混凝土 3m m179。 1 座 3) 進料池 鋼筋混凝土 1m3m m179。 1 座 4) 溢流池 鋼筋混凝土 2m20m m179。 1 座 5) 清液池 鋼筋混凝土 2m20m m179。 1 座 6) 預處理間 鋼結構 8m20m， m178。 7) 罐體基礎 鋼筋混凝土 D=，H= m179。 2 座 ， 1000m179。/座 凈化間 1) 凈化間 鋼結構 4m6m，高 m178。 1 間 沼氣儲氣間 1) 儲氣袋放置槽 6m12m 梯形 m179。 2 座 2) 儲氣間 鋼結構 15m18m，高 6m ㎡ 沼液池 1) 沼液池 防滲膜 20m30m3m m179。 綜合業(yè)務用房 1) 控制室 砌體結構 6m6m ㎡ 2) 值班室 砌體結構 3m3m ㎡ 3) 辦公室 砌體結構 6m6m ㎡ 4) 工具間 砌體結構 3m3m ㎡ 有機肥加工工程 1) 原料堆放場 ㎡ 2) 輔助原料堆放場 ㎡ 3) 原料加工廠 ㎡ 4) 發(fā)酵車間 簡易 輕鋼結構 300 ㎡ 5) 有機肥生產及包裝車間 簡易輕鋼結構 400 ㎡ 6） 沼液管線 200 m 其他 1) 消防、給排水 100 m 2) 道路、廠區(qū)硬化 500 ㎡ 3) 綠化 400 ㎡ 4) 大門 1 座 5) 圍墻 100 m 設計依據及原則 9 1) 工程地質條件 項目單位未提供地質勘查報告，本項目地質情況參考場地附近 場地的《巖土工程勘察報告》。 在進行施 工圖設計時，項目單位應委托有資質的單位對場地進行詳細地質勘查后方可進行施工圖設計及施工。 2) 建筑設計依據 (1)《建筑設計防火規(guī)范》 (GB500162020)； (2)《建筑物防雷設計規(guī)范》 (GB500572020)； (3)《建筑地基處理技術規(guī)范》 (JGJ792020)； (4)《建筑抗震設計規(guī)范》 (GB500112020)； (5)《工程建設標準強制性條文 房屋建筑部分》 (2020 年版 )； (6)《建筑地基基礎設計規(guī)范》 (GB500072020)。 3) 結構設計依據 (1)《建筑結構荷載 規(guī)范》 (GB500092020)； (2)《砌體結構設計規(guī)范》 (GB500032020)； (3)《混凝土結構設計規(guī)范》 (GB500102020)； (4)《構筑物抗震設計規(guī)范》 (GB501912020)； (5)《鋼結構設計規(guī)范》 (GB500172020)； (6)《給排水工程構筑物結構設計規(guī)范》 (GB500692020)； (7) 場址地質情況及項目單位所提供基本情況。 4) 設計原則 建、構筑物本著經濟合理、滿足功能、安全適用、美觀大方等原則進行布置和設計，力求建、構筑物色彩明快，風格簡約 ，整個建筑協(xié)調一致，體現(xiàn)生態(tài)能源的規(guī)模和潮流。 設計方案 1) 預處理系統(tǒng) 污水在進入 厭氧發(fā)酵罐 前須通過 前處理池 進行處理，前處理池由勻漿池、格柵渠、進料池組成。 (1) 勻漿池 建設 勻漿池 1 座 179。，用于將接收料液含水率、 PH 值等按照工藝所需，添加一定量物料或藥液以使料液達到目標值。調配池 外形尺寸為：，容積 179。池體由鋼筋混凝土澆筑，內部作防水處理，抗?jié)B等級 P6。池壁為 250mm 厚 C30 鋼筋混凝土澆筑，池底為 250mm 厚 C30鋼筋混凝澆筑，墊層采 用 100mm 厚 C15 混凝土澆筑。池蓋采用 120mm 厚 C30鋼筋混凝土澆筑。池內配套加熱管道，池蓋設檢修口及進料口，采用鋼蓋板。 (2) 格柵渠 建設格柵渠 1 座 179。，料液進入進料池前通過格柵渠再次進行固液分離，池內配套機械格柵，糞污經過格柵池，去除物料中的固體，自流進入進料池。格柵池外形尺寸為： 3m，容積 179。池體標高略高于兩側調配池及進料池，兩側各設溢水口 1 個。池體鋼筋混凝土澆筑，內部作防水處理，抗?jié)B等級 P6。池壁為 250mm 厚 C30 混凝土澆筑，池底為 250mm 厚 C30 混凝土澆筑，池蓋采用 120mm 厚 C30 鋼筋混凝土澆筑。 (3) 進料池 建設 進料池 1 座 179。，進料池為厭氧發(fā)酵罐前儲存設施， 外形尺寸為：1m3m，有效容積 179。池體鋼筋混凝土澆筑，內部作防水處理，抗?jié)B等級 P6。池壁為 250mm 厚 C30 鋼筋混凝土澆筑，池底為 250mm 厚 C30 鋼筋混凝澆筑，墊層采用 100mm厚 C15混凝土澆筑，池底設泵坑。池蓋采用 200mm厚 C30 鋼筋混凝土澆筑。 (4) 溢流池、清液池 10 建設沼液溢流池、清液池各 1 座，外形尺寸：長 寬 高＝ 20m2m，容積 60m179。，池壁及池底 250 厚 C30 鋼筋混凝土澆筑，池底 100 厚 C15 混凝土墊層。池體內部作防水處理，抗?jié)B等級 P6。 (5) 預處理車間 新建 預處理車間 1 棟，外形尺寸為 20m8m，總建筑面積 160m178。采用輕鋼結構，檐高 ，室內外高差 。設計使用年限 25 年，耐火等級為二級。結構安全等級二級，建筑物類別為丙類，抗震設防烈度為 7 度。 采用雙坡屋面，排水采用無組織排水。 屋面采用方鋼屋架、方鋼檁條上鋪單層彩鋼板屋面。四周墻體采用夾芯彩鋼板維護； 室內 地面采用混凝土地面；門采用卷簾門，窗采用普通鋼窗；室外設 混凝土防滑破道，散水為細石混凝土散水。 主體結構采用 DN108mm 鋼立柱支撐，三角形方鋼屋架連接。鋼材料選用強度等級為 Q345B 鋼焊接，根據抗震性能要求，伸長率不小于 20%。鋼構件采用涂層法進行防腐蝕處理，所有鋼構件噴砂噴丸除銹后防銹漆涂刷，漆膜總厚度不小于 150μm：鋼筋：直徑 ≤10， HPB300 級； 12≤直徑 ≤18， HRB335 級；直徑 18， HRB400 級；型鋼、鋼板等： Q235B 級； 柱下采用混凝土獨立基礎，基礎設計等級為丙級。 (6) 厭氧發(fā)酵罐基礎 建設厭氧發(fā)酵罐基礎 2 座，采用鋼筋混凝土澆筑。外 形尺寸為： D=，H=，由鋼筋混凝土底座及發(fā)酵罐中心立柱兩部分組成。發(fā)酵罐基礎底座為。罐體采用不銹鋼鋼板制作。 2) 凈化間 新建 預處理車間 1 棟，外形尺寸為 4m6m，總建筑面積 24m178。采用輕鋼結構，檐高 ，室內外高差 。設計使用年限 25 年，耐火等級為二級。結構安全等級二級，建筑物類別為丙類，抗震設防烈度為 7 度。 采用雙坡屋面，排水采用無組織排水。 屋面采用方鋼屋架、方鋼檁條上鋪單層彩鋼板屋面。墻體標高 以下采用 240mm 厚磚墻，內墻面水泥砂漿抹面， 以上 100mm 厚夾芯彩鋼板維護； 室內 地面采用混凝