【文章內(nèi)容簡介】 ”問題探索一種模式，同時(shí)為企業(yè)帶來合理效益。 該公司位于河南省駐馬店市 XX 縣 XXXX 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 XX 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 萬頭，實(shí)現(xiàn)年總產(chǎn)值約 93000萬元，利稅約 8700 萬元，安排約 1800 人就業(yè)。 項(xiàng)目選址 本項(xiàng)目擬址在駐馬店市 XX 縣 XXXX 村。污染物綜合處理廠廠址位于良種豬繁育場址上。其鄉(xiāng)政府所在地距縣城 10 公里，西距駐馬店市沼氣工程建設(shè)項(xiàng)目可行性研究報(bào)告 35 公里， XX 至高店的公路橫穿而過。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。 沼氣工程建設(shè)項(xiàng)目可行性研究報(bào)告 第四章 項(xiàng)目建設(shè)目標(biāo) 建設(shè)原則 無害化、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填埋，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)糞便的無害處理。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)行深度無害化處理。分離出的大塊固體物送填埋場填埋，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 萬方，其中供戶306 戶，年總用氣 萬方，剩余部分發(fā)電，年發(fā)電量 萬度，年加工有機(jī)肥料約 噸，年產(chǎn) 沼液 噸。 沼氣工程建設(shè)項(xiàng)目可行性研究報(bào)告 第五章 具體項(xiàng)目方案設(shè)計(jì) 國內(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 年代開始建設(shè)， 90 年代進(jìn)入快速發(fā)展期，到 2021 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， 2021 年發(fā)展到 4000 多座。以德國為例，德國在 1997 年擁有沼氣廠 500 座， 2021年發(fā)展到 1000 座，截至 2021 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，在于歐洲各國對(duì)可再生能源的鼓勵(lì)政策（各國政府相繼制定了發(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)銷售，回收的熱能通常用于周邊 農(nóng)場、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沼氣工程建設(shè)項(xiàng)目可行性研究報(bào)告 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） 我國沼氣工程技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀 我國于 1979 年召開了全國沼氣工作會(huì)議， 1980 年成立了沼氣工程協(xié)會(huì)，大中型畜禽養(yǎng)殖場沼氣工程技術(shù)在近幾年得到快速發(fā)展。到 2021年底，全國已建成養(yǎng)殖場沼氣工程 3500 處。經(jīng)過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)殖場的污水處理，其原理是先對(duì)養(yǎng)殖場污水進(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 國外常用的 CSTR 工藝同國內(nèi)常用的 USR 工藝、 UASB工藝和 HCF工藝列表比較如下： 沼氣工程建設(shè)項(xiàng)目可行性研究報(bào)告 表 51 沼氣工程工藝比較表 序號(hào) 類別 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 全國各地 中部、南部 全國各地 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～ 2021m3 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)過以上對(duì)比分析可以看出 幾種工藝各有所長， HCF 工藝適合各類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 工藝作為國內(nèi)較成熟的工藝，尤其適用于中部和南部養(yǎng)豬場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沼氣工程建設(shè)項(xiàng)目可行性研究報(bào)告 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)器有較長的 SRT 和MRT（微生物滯留時(shí)間）。通過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，在長期穩(wěn)定運(yùn)行過程中，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。 沼氣工程建設(shè)項(xiàng)目可行性研究報(bào)告 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TS=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： 沼氣工程建設(shè)項(xiàng)目可行性研究報(bào)告 工藝流程說明： 豬場糞污收集后按 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)過提升泵提升進(jìn)入 USR 反應(yīng)器，利用太陽能和鍋爐來保證發(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 太陽能 鍋爐 沼液回流 圖 51 USR 厭氧發(fā)酵工藝流程示意圖 豬場糞水 沼氣工程建設(shè)項(xiàng)目可行性研究報(bào)告 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 2021m3 ；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。 貯氣柜鐘罩為鋼結(jié)構(gòu)。 （ 5）沼液貯池 沼液貯池采用磚混結(jié)構(gòu)，尺寸為 20 15