【文章內容簡介】 第三章 畜禽糞便的處理方法及資源化利用 畜禽糞便的處理方法分為生態(tài)型和環(huán)保型兩種。 （ 1）環(huán)保型是以污水達標排放為主要目標，在養(yǎng)豬場中 ，污水主要來源于夏季豬舍降溫（沖洗）水和特定豬舍的清潔用水，這些污水因水量不穩(wěn)定， COD濃度相對低且不穩(wěn)定，通常采用環(huán)保型處理模式。污水固液分離后進行厭氧處理，再進行 好氧處理達標排放，豬糞進行有機肥處理。能源環(huán)保型沼氣工程產生沼氣量少，污水達標排放，由于增加污水的深化處理從而投資多，無直接經濟效益，采用環(huán)保型模式的典型工藝是 UASB 工藝。 （ 2）生態(tài)型沼氣工程的主要目標是將豬場的糞污作為原料，進行資源化處理，其產品是作為能源的沼氣及后續(xù)產品和作為有機肥的沼渣、沼液。工程整體上帶來可觀的經濟效益，但條件是周邊土地有足夠的消納能力可以承載沼渣、沼液等有機肥料或具備沼渣、沼液肥的商品轉化能力。能源生態(tài)型沼氣工程的出發(fā)點是盡可能的利用廢物中的能量和營養(yǎng)，支持環(huán)境友好的循環(huán)經濟和 分散廢物的利用，結合我國的實際情況，能源生態(tài)型沼氣工程已經成為糞污處理的主流選擇。采用生態(tài)型模式的典型工藝是 CSTR、 HCF、 CSTR 等工藝。 能源生態(tài)型沼氣工程從經濟效益角度面看，由于實現(xiàn)了資源化利用將糞污中有機質變?yōu)檎託?，并作為能量回用，因此可獲得可觀的經濟效益；從國際政策支持角度面看，世界銀行、亞洲開發(fā)銀行、 CDM 組織都對能源生態(tài)型沼氣工程給予了大量資金援助，金額每年達 5 億元人民幣以上，國家發(fā)改委、農業(yè)部、環(huán)保總局和各地政府均對沼氣工程提供了大量政策支持和資金支持；從行業(yè)內專家角度面看，歐洲、美國、日 本的生物質能源專家近十幾年致力于生態(tài)型工程研究開發(fā)，國內專家、學者也在近幾年一直致力于引進、開發(fā)生態(tài)型沼氣工程技術。因此能源生態(tài)型沼氣工程是目前的發(fā)展方向和最佳選擇。 畜禽養(yǎng)殖廢物雖然污染環(huán)境，但同時它也是一種可利用的寶貴資源。 是一種肥料資源 畜禽糞便同許多工業(yè)污染源不同，其中含有豐富的肥源。除含有豐富的有機 物質外，還含有作物所需的大量元素如氮、磷、鉀等，施到農田后，對于提高土壤肥力、改善土壤結構，增強土壤持續(xù)生產能力具有重要的作用。 是一種燃料資源 將畜禽糞便及沖洗水一起進行厭氧發(fā)酵產生 沼氣，并利用沼氣做炊用或發(fā)電，不僅解決了畜禽養(yǎng)殖糞便污染問題，同時還使糞便變廢為寶，可成為一種清潔的能源。 是一種飼料資源 畜禽糞便中的粗蛋白含量幾乎比畜禽采食飼料中的粗蛋白含量高 50%，畜禽糞便中有 810%為氨基酸，共 17 種，此外，還含有粗脂肪、磷、鈣、鎂、鈉、鐵、銅、錳、鋅等多種營養(yǎng)物質 (見表 2)。 表 1 豬、牛糞便的營養(yǎng)成分（占干物質百分比） /% 種類 干物質 粗蛋白 粗纖維 鈣 磷 灰分 總消化成分 豬糞 90 19 17 17 45 干牛糞 95 17 38 9 45 鮮牛糞 20 16 37 11 46 第四章 沼氣及發(fā)酵副產物的用途 厭氧產生的沼氣的用途 作為燃料和用于照明：用于居民的炊事、取暖、照明，養(yǎng)殖場的鍋爐加熱； 發(fā)電：本身是提供清潔能源，而且由于其產生大量電能和熱能，又為沼氣的綜合利用找到了廣泛的應用前景； 其它用途：沼氣防蛀、儲備糧食、水果保鮮等。在糧庫底部設沼氣擴散器，維持一定的沼氣通入量并經常換氣，可起到很好的防蟲蛀作用；采用箱式、柜式薄膜罩式等方法，可將沼氣用于水果的保鮮。 發(fā)酵 余物利用 沼渣： 沼渣作為厭氧發(fā)酵后的副產物，可以進行充分的綜合利用。沼渣重點營養(yǎng)成分見表 3 表 2 沼氣池沼渣營養(yǎng)成分 項目 有機質 全氮（ N） 全磷（ P） 全鉀（ K2O） 農村沼氣池沼渣 320500 城鎮(zhèn)沼氣池沼渣 95142 沼液： 沼液中含有多種對豬生長有利的物質，如氨基酸、鋅、鐵、銅，以及維生素 C、 B2 等，是一種非常優(yōu)質的飼料添加劑。沼液中含有多種生物活性物質，如氨基酸、微量元素 、植物生長剌激素、 b族維生素、某些抗生素等。其中有機酸中的丁酸和植物激素中的赤霉素、吲哚乙酸以及維生素 b12 對病菌有明顯的抑制作用。沼液中的氨和銨鹽，某些抗生素對作物的蟲害有著直接作用。沼液經過充分發(fā)酵，其中富含有多種作物所需的營養(yǎng)物質（氮、磷、鉀），因而極宜作根外施肥，其效果比化肥好，作物生長季節(jié)都能進行，特別是當農作物以及果樹等進入花期、孕穗期、灌漿期、果實膨大期，噴施效果明顯，對水稻、蔬菜、瓜類、果樹等有增產 作用，沼液既可單施，也可與化肥，農藥、生長劑等混合施。葉面噴施沼液，可調節(jié)作物生長代謝，補充營 養(yǎng)，促進生長平衡，增強光合作用能力，尤其是施用于果樹，有利于花芽分化，保花保果，果實增重快，光澤變好，成熟一致，品質好，商品果率提高等優(yōu)點。 第五章 項目要求 本項目目標：建設成能源生態(tài)型工程， 實現(xiàn)資源的最大化利用。以往養(yǎng)殖場糞水不經處理，亂堆亂放，糞便資源利用率基本為“零”。通過建立此項目，一是能夠將厭氧沼液水肥資源全部利用到養(yǎng)殖場農業(yè)生產中去：二是能夠將開發(fā)的有機肥產品直接應用于農田，為開發(fā)安全食品和綠色食品生產儲備肥源。資源利用率由原來的“零”利用達 到 90%以上。 將豬場產生的豬糞便稀釋處理后采用厭氧工藝，所產生的生物質燃料 —— 沼氣，大部分用于村民炊用，少部分供給豬場物料加熱和生活用。為我區(qū)農村生活用能開辟新的途徑，并用厭氧發(fā)酵工藝凈化豬場糞污，生產出優(yōu)質高效的有機肥用于農業(yè)生產，提高農作物產量；產生的沼肥經固液分離后，沼渣作為有機肥，沼液直接用于農田灌溉。 第六章 設計依據、原則及范圍 編制依據 《規(guī)?；笄蒺B(yǎng)殖場沼氣工程設計規(guī)范》 NY/T 12222020 《畜牧養(yǎng)殖及畜產品加工項目可行性研究報告編制大綱》 《畜牧業(yè)發(fā)展行動計劃》農業(yè)部 《工程環(huán)境影響評價報告》 《農業(yè)基本建設項目管理辦法》 《畜禽養(yǎng)殖業(yè)能源環(huán)保站運行維護及其安全技術規(guī)程》（農業(yè)部） 《畜禽養(yǎng)殖業(yè)能源環(huán)保站設計規(guī)范》（農業(yè)部） 《生態(tài)農業(yè)中廢棄物的處理與再生利用》（化學工業(yè)出版社） 《沼氣實用技術》（周孟津） 《畜牧業(yè)“十五”計劃和 2020 年遠景目標規(guī)劃》農業(yè)部 《沼氣工程技術規(guī)范 第 1 部分：工藝設計》 NY/T 《沼氣工程技術規(guī)范 第 2 部分：供氣設計》 NY/T 《沼氣工程技術規(guī)范 第 3 部分： 施工及驗收》 NY/T 《沼氣工程技術規(guī)范 第 4 部分：運行管理》 NY/T 《沼氣工程技術規(guī)范 第 5 部分：質量評價》 NY/T 《規(guī)?；笄蒺B(yǎng)殖場沼氣工程運行、維護及其安全技術規(guī)程》 NY/T 12212020 編制原則 按照養(yǎng)殖場總體規(guī)劃及畜牧業(yè)專業(yè)規(guī)劃制定的指導思想。 執(zhí)行國家關于環(huán)境保護的政策，符合國家的有關法規(guī)規(guī)范及標準。 采用先進、成熟的技術和設備，保證工程質量，使運行穩(wěn)定，管理方便靈活，盡可能實現(xiàn)自動控制， 減輕日常工作強度，提高管理水平。 妥善處理和處置生產過程中產生的沼渣、沼液、廢水防止二次污染。 降低能耗和成本，減少工程總投資，充分發(fā)揮項目的社會、經濟和環(huán)境效益。 合理布局，精心布置，減少占地，提高土地利用率。 設計范圍 設計范圍包括： 發(fā)酵原料預處理部分、沼氣發(fā)酵部分、沼氣凈化、沼氣儲存、沼氣輸送利用及沼液儲存和沼渣沼液固液分離部分。 主要規(guī)范和標準 《畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染物排放標準》（ GB185962020） 《室外排水設計規(guī)范》 《污水綜合排放標準》 《給水排水工程結構設計 規(guī)范》 《鋼結構設計規(guī)范》 《工業(yè)鍋爐設計規(guī)范》 《工業(yè)企業(yè)采暖、通風及空氣調節(jié)設計規(guī)范》 《工業(yè)與民用供配電系統(tǒng)設計規(guī)范》 《低壓配電裝置及線路設計規(guī)范》 《爆炸和火災危險環(huán)境電力裝置設計規(guī)范》 《電力裝置的繼電保護和自動裝置設計規(guī)范》 《規(guī)?；笄蒺B(yǎng)殖場沼氣工程設計規(guī)范》 NY/T 12222020 《沼氣工程技術規(guī)范 第 1 部分：工藝設計》 NY/T 《沼氣工程技術規(guī)范 第 2 部分：供氣設計》 NY/T 《沼氣工程技術規(guī)范 第 3 部分：施工及驗收》 NY/T 《沼氣工程技術規(guī)范 第 4 部分：運行管理》 NY/T 《沼氣工程技術規(guī)范 第 5 部分：質量評價》 NY/T 《規(guī)模化畜禽養(yǎng)殖場沼氣工程運行、維護及其安全技術規(guī)程》 NY/T 12212020 第七章 工藝技術分析 污染物質分析 由于飼養(yǎng)的豬、牛、羊、禽等各種動物的食物構成不同和消化系統(tǒng)的不同，各種糞污有很大的差別，具體特征有： 1）牛羊屬于粗放型畜種，其食物以青飼料為主，加上牛羊的消化食物的程度不如豬徹底，因此在其糞便中粗纖維物質 含量比豬糞便要多； 2）由于飼料成分差異，牛羊糞便中的 N、 P 的含量要比豬的低的多； 3）畜禽糞便對應的每公斤 TS產氣率不同，牛羊糞約為 ，豬糞約為 ； 4）污水中有機物污染物分子量大小是微生物消化分解難易程度的關鍵，由于污水中有機污染物分子量大小的比例不同，要取得同樣消化降解速率，牛羊糞便污水的滯留期要比豬糞便污水長； 5）牛糞質輕，長草纖維較多，糞便中含有較多的產甲烷菌，不易消化； 6）雞由于腸道短，消化能力低，一般只能吸收所喂飼料的 30%，其余由糞便排出體外，故雞糞中含有多種營養(yǎng)成分。 工藝選擇 本工程采用“能源生態(tài)型”，原料采用養(yǎng)豬場清理出的糞便；厭氧消化系統(tǒng)主要采用適應糞便污水特點，運行與效果穩(wěn)定的沼氣池形式 —— 完全混合厭氧消化器 CSTR。發(fā)酵產生的沼氣大部分用于附近居民炊用，少部分用于場區(qū)物料加熱和日常生活。產生的沼渣沼液經固液分離后，沼渣做有機肥，沼液儲存作為農田的液體有機肥使用。 第八章 工藝設計 工藝流程設計 設計基本參數(shù) 1) 糞便量：每天消耗生豬糞便為 10t/d，豬糞便含固量 18%， TS 為 ； 2) 沼氣產生量： ，則沼氣產量為 540m3/d； 3) 總糞污量：稀釋到固含量 6%，則總糞污量為 30m3/d。 4) 稀釋用水量： 20m3/d，稀釋用水使用部分沼液及豬場廢水稀釋； 5) 沼渣量：按 TS 量的 35%，則產生的沼渣為 ； 沼氣 蒸汽 預處理池 提升泵 CSTR反應器 氣水分離器 脫硫塔 輸氣管道 加熱系統(tǒng) 炊用 沼氣增壓裝置 沼液回流泵 沉淀池 豬糞糞污 蒸汽 固液分離器 沼液 沼液儲存池 沼渣 沼渣晾曬場 有機肥 均化池 場區(qū)自用 儲氣膜 6) 沼液量：沼液產生量 ，產生的沼液作為有機肥出售 ,也可根據情況部分作為稀釋用水回用 ,但用量不超過沼液產生量的 50%。 工藝流程敘述 由于豬糞便固含量為 18%，而糞污發(fā)酵提升需要將糞便加水稀釋至固含量 6%，所以糞便首先泡進入沉淀池中加水 攪拌稀釋后，進行自然沉淀去除糞便中的泥沙等大顆粒的無機物后進入預處理池進行加溫后提升至 CSTR 反應器進行厭氧處理，發(fā)酵產生的沼氣經水封器、氣水分離器、脫硫塔處理后，通過氣體流量計計量后、通過沼氣加壓裝置加壓后，送至村民炊用。 厭氧發(fā)酵罐產生的沼渣沼液排入均化池，經過固液分離機進行固液分離，分離出的沼渣在晾曬場晾曬后，作為有機肥出售，固液分離機分離出的沼液儲存在沼液池中，部分沼液回流至沉淀池作為稀釋水用于稀釋豬糞便，多余的沼液用于農田灌溉或施肥。沼肥是一種優(yōu)質、高效的無公害有機肥料，是人畜糞便等生物質經沼氣池 厭氧發(fā)酵的產物，它含有豐富的有機物質、腐殖酸、微量營養(yǎng)元素、多種氨基酸、酶類和有益微生物，極宜作根外施肥，其效果比化肥好。 工藝單元設計參數(shù) 處理單元 預處理單元包括進料斗、沉淀池、預處理池。 1）進料斗 設計尺寸為（ **1m (h))； 數(shù) 量： 1座 結 構：磚混結構 2）沉淀池 設計尺寸為（ 4**2m（ h），有效水深 ； 有效容積： 數(shù) 量： 1座 停留時間： 結 構：地下式鋼混 3）計量加熱池 設計尺寸為（￠ *3m（ h），有效水深 ； 有效容積： 21m3 數(shù) 量：