【文章內容簡介】 2202020 設計指導思想及設計原則 （ 1）建設內容、建筑面積及投資控制以農業(yè)部批復要求為指導思想； （ 2）遵守國家及地方有關環(huán)保法律法規(guī)和技術政策； （ 3）貫徹執(zhí)行經濟、適用、安全、美觀的建設方針，以生產設施為主，輔助和服務設施盡量配套為原則，節(jié)約投資，加快建設速度； （ 4）工藝方案上采用國內先進成熟的生產工藝及設備，選用性能優(yōu)良，經濟實用的設備，充分發(fā)揮其優(yōu)勢，滿足設計要求，確保穩(wěn)定運行； （ 5）在設計中貫徹節(jié)能的原則， 最大限度降低污水和污泥的處理成本和運轉費用，實現(xiàn)資源化利用，爭取獲得最大的經濟效益； （ 6）充分考慮工程操作、管理、維護的方便，降低勞動強度； （ 7）采取必要措施，盡量減少環(huán)境影響，避免二次污染，設計中注重外觀設計和綠化美化，使站區(qū)與廠區(qū)總體環(huán)境協(xié)調統(tǒng)一； （ 8）合理降低工資造價和運行費用，提高工程效益，同時最大限度地提高系統(tǒng)的可靠性； （ 9）在廠區(qū)總體規(guī)劃指導下，結合實際情況，盡量減少投資和占地。 第三章 項目建設地概述 自然條件 項目所在地為 項目所在地為 江蘇省無錫市濱湖區(qū)胡埭鎮(zhèn)劉閭路 1 號唯 瓊果園 ， 無錫市位于北緯 31176。7′ 至32176。2′，東經119176。33′ 至120176。38′ ， 長江三角洲 江湖間走廊部分， 江蘇省 東南部。東鄰蘇州，距上海 128 公里；南瀕太湖，與浙江省交界；西接常州，去南京 183 公里；北臨長江，與泰州市所轄的靖江市隔江相望。 無錫市全市總面積為 平方公里 (市區(qū) 1659 平方公里，其中建成區(qū)面積 平方公里 )，其中山區(qū)和丘陵面積為 782 平方公里，占總面積的 %，水面面積為 1502 平方公里，占總面積的 %。 2020 年耕地面積為 2180535 畝。 無錫市位于 太湖 北端， 太湖風景區(qū) 的 黿頭渚 、 蠡湖 等重要景區(qū)在項目所在地 無錫市 該市區(qū)域。 無錫市屬北亞熱帶濕潤區(qū)， 亞熱帶季風氣候 ，受季 風環(huán)流影響，形成的氣候特點是：四季分明，氣候溫和，雨水充沛，日照充足，無霜期長。氣溫， 1 月平均氣溫在 ℃ 左右； 7 月平均氣溫在 29℃左右。全年無霜期 220 天左右。無錫市區(qū)年平均降水量在 1048 毫米。雨季較長，主要集中在夏季。全年降水量大于蒸發(fā)量，屬濕潤地區(qū)。無錫市區(qū)日照時數 小時。常見的氣象災害有 臺風 、暴風、連陰雨、干旱、 寒潮 、 冰雹 和大風等。由于受太湖水體和宜南丘陵山區(qū)復雜地形等的影響，局部地區(qū)小氣候條件多種多樣，具有南北農業(yè)皆宜的特點，作物種類繁多。 建設單位基本情況 項目實施單位、無錫唯瓊生態(tài)農業(yè)集團有限公司是集科研、生產、示范，產、供、銷一體化的省級科技型農業(yè)龍頭企業(yè)，公司注冊資金1500 萬元。目前唯瓊 集團直接經營高科技優(yōu)質無公害果蔬園 2020 余畝，輔射區(qū)基地 6000 余畝，形成了公司加基地帶農戶的發(fā)展格局。 2020年唯瓊農業(yè)園區(qū)被列入無錫市現(xiàn)代農業(yè)科技示范園項目建設以來、唯瓊園區(qū)的發(fā)展步入了快車道。 2020 年列入無錫市政府現(xiàn)代都市農業(yè)重點工程。目前總投資 億人民幣的唯瓊生態(tài)休閑農莊正在建設中。規(guī)劃總面積 5350 余畝，其中山坡地、坡地 4150 余畝、半山坡 1200 畝。2020 年投資 3059 萬元建設投資了唯瓊四季陽光生態(tài)園及其基礎配套設施。 2020 年已建成了 1000m3 藍藻糞類厭氧發(fā)酵塔、 400 m3 儲氣 罐、300 m3 沼液（渣）罐及 100kw 發(fā)電組機（包括配套設備）的太湖藍藻沼氣發(fā)電示范工程。項目已按批準的規(guī)模、內容標準完成。項目自點火試運行以來，日處理藻液能力達到 100 噸（含藻量 2%）以上，處理效果達到預期目標。 2020 年計劃重點建設無錫市農業(yè)科技創(chuàng)新中心，計劃投資 3880 余萬元。 無錫唯瓊生態(tài)農業(yè)集團有限公司一直以來與江蘇省農科院、中國農業(yè)大學等院校保持著良好合作關系。 2020 年唯瓊集團先后被中共無錫市委和市政府授于“工商資本投資農業(yè)先進典型”，被中共無錫市濱湖區(qū)黨委和政府授于農業(yè)龍型企業(yè)標 兵稱號；唯瓊集團董事長陳達偉被評為“無錫市十大杰出青年”、“無錫市新長征突擊手”，并獲“江蘇省無錫市濱湖區(qū)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才”的殊榮，并受到嘉獎。 2020 年 4 月 , 被邀參展了由中央宣傳部、人事部、教育部、科學技術部聯(lián)合在北京舉辦的“中國留學人員回國創(chuàng)業(yè)成就展”。 2020 年 2 月被市委市政府評為“發(fā)展農村經濟”先進人才， 2020年 4 月被江蘇省發(fā)展和改革委員會授予江蘇省農業(yè)產業(yè)化省級龍頭企業(yè)， 2020 年 5 月并獲“無錫市濱湖區(qū)科技貢獻獎”， 2020 年 8 月被江蘇省發(fā)展和改革委員會授予江蘇省重點農業(yè)龍頭企業(yè)。 2020 年 11 月獲“無錫市濱湖區(qū)反哺農業(yè)先進單位”。 2020 年 12 月唯瓊農莊成為國家旅游局的“全國農業(yè)旅游示范點”。 2020 年 2 月，被中共無錫市濱湖區(qū)委員會、濱湖區(qū)人民政府評為“ 2020— 2020 年度十大創(chuàng)業(yè)經濟人物”及“ 2020— 2020 年度農業(yè)龍型企業(yè)標兵”，被中共無錫市委、無錫市人民政府評為無錫市社會主義現(xiàn)代化新農村建設“十佳新型鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)”。2020 年 3 月榮獲濱湖區(qū)為農服務標兵榮譽稱號。第四章 總體布局 總體設計指導思想 沼氣站平面布置應遵循以下原則： 功能分區(qū)明確，構筑物布置緊湊，節(jié)約用地，減少占地 面積。 流程力求簡短、順暢，避免迂回重復。 建筑物應盡可能布置在南北朝向。 站內綠化面積不小于 35%，總平面布置滿足消防的要求。 交通順暢，使運行、管理方便。 布局劃分 沼氣站根據其功能分為五個區(qū)： 預處理區(qū)。主要包括水解勻漿池、預處理間等。 厭氧發(fā)酵區(qū)。主要包括一體化厭氧發(fā)酵罐，該部分是沼氣站的核心。 沼液、沼渣后處理區(qū)。主要包括沼液暫存池和沼液池等。 沼氣凈化貯存及利用區(qū)。該部分包括沼氣凈化、沼氣發(fā)電機房。 管理辦公區(qū)。 沼氣站布置 沼氣站布置見總平面布置 圖。 第五章 工藝設計 工藝參數設計 擴建新增日處理能力糞類藻泥 50 噸 (含量 15～ 20%)，生產沼氣、電、沼渣（液）有機肥。 本工程設計規(guī)模日處理 藻泥 50 噸 ， 進料藻泥濃度為 TS12%，即總進料量為 噸。 混合 藻泥 COD=40000mg/L 左右 。 每日最大產氣量 =4085%=1000m3/d 厭氧發(fā)酵罐 1500 m3+800m3氣柜 ， 厭氧總停留時間 HRT= 24 天。 工藝流程 本沼氣工程工藝路線如圖 51 所示。 圖 51 無錫唯瓊生態(tài)農業(yè)集團公司糞類藍藻大型 沼氣工程工藝流程 工藝設施（構筑物）設計說明 打撈清除湖面藍藻是緩解藍藻“水花”爆發(fā)、降低太湖水富營養(yǎng)程度最為直接、有效的方法，而打撈集中的太湖藍藻后續(xù)處理、利用更是TS=12%藻泥 發(fā)電上網 勻漿集水池 厭氧貯氣反應器 沼液貯存池 農作物、果園、飼料地優(yōu)質有機肥 沼氣凈化 余熱利用 發(fā)電機 綜合治理無錫水環(huán)境的重要環(huán)節(jié)。 太湖藍藻在濃度高時便于打撈，打撈后的藍藻由于含水量較大難以燃燒，因此用藍藻發(fā)酵產沼氣是解決藍藻難以處置的一種較理想的方法。 打撈的藍藻在經過絮凝劑濃縮后，TS=12%通過提升進入厭氧發(fā)酵罐。 藻泥 經預處理和厭氧發(fā)酵后，產生的沼氣經凈化后通過熱電聯(lián)產的沼氣發(fā)電機組用 來發(fā)電；沼氣發(fā)電機組所產生的余熱用于厭氧進料的增溫和保溫；厭氧發(fā)酵所產生的沼液和沼渣用于農作物、果園、飼料地和無公害蔬菜基地的有機肥料。 （ 1）預處理階段的藻毒素一級降解和人畜糞類酸化：打撈上岸的藍藻進入預處理池，預處理池內表層藍藻溫度可以達到 40 度以上，高溫下藻細胞壁被破壞，毒素釋放并得到一定程度降解，進入酸化階段（ pH值 以下）部分藻毒素被降解，在好氧微生物作用下藻毒素進一步降解（藻毒素含量 20μ g/L 左右）。 （ 2）厭氧發(fā)酵階段的藻毒素二級降解：酸化階段藍藻的蛋白質等有機物轉化為有機酸，有機酸 在厭氧微生物作用下轉化為沼氣、二氧化碳等。藻毒素在好氧微生物、酶等作用下進行了二級降解，此時藻毒素含量接近自來水標準（ 1μ g/L），符合肥料標準。 （ 3）為了加速藍藻處理速度，在已有處理技術基礎上，采用縮短前處理周期的快速酸化、細胞壁快速破壁技術；厭氧階段果膠酶、纖維素酶和木聚糖酶等高效復合酶解技術；秸稈浮床等載體富集甲烷細菌的微生物與底物接觸最大化的干發(fā)酵耦合技術。 （ 4）處理產物的利用：沼氣作為燃料和發(fā)電；沼液沼渣經安全性試驗以后，制定其技術標準，作為肥料利用。 （ 5）將上述技術進行集成，形 成無害化及資源化利用技術體系。 預處理工藝 打撈的藍藻通過絮凝后 TS=12%，進入處理系統(tǒng)。在集水勻漿池進行調節(jié)水質和水量。 用提升泵將上述經過預處理的 藻泥 污水泵入厭氧罐內。 集水 勻漿池 設計總容積： 100m3 設 計 尺 寸： φ6m4m HRT: 38h 結 構 形 式：鋼砼 設置提升泵一臺，用于向厭氧罐進料， Q=15m3/h， H=10m，N=4kW。 設置攪拌機一臺， N=4kW。 厭氧消化工藝 厭氧消化工藝包括進料單元、厭氧消化單元、保溫增溫單元等構成。 （ 1）進料方式 藻泥污水 由提升 泵向厭氧消化單元分批進料。進料方式可有多種選擇，可以采取連續(xù)進料，也可采取間歇進料方式。本工程采取分批間歇進料。 （ 2）厭氧反應器工藝 本工程采用完全混合厭氧反應器。完全混合厭氧反應器（ CSTR）適用于 太湖藍藻的 發(fā)酵工藝。它在沼氣發(fā)酵罐內采用攪拌和加溫技術，這是沼氣發(fā)酵工藝中的一項重要技術突破。攪拌和加熱，使沼氣發(fā)酵速率大大提高，完全混合式厭氧反應器也被稱為高速沼氣發(fā)酵罐。其特點是：固體濃度高， TS 8~12%，可使 藻泥和糞污 水全部進行沼氣發(fā)酵處理。優(yōu)點是處理量大，產沼氣量多，便于管理，易啟動，運行費用低。一般適宜于以產沼氣為主，有使用液態(tài)有機肥（水肥）習慣的地區(qū)。由于這種工藝適宜處理含懸浮物高的 藻泥 糞污和有機廢棄物，具有其他高效沼氣發(fā)酵工藝無可比擬的優(yōu)點，現(xiàn)在歐洲等沼氣工程發(fā)達地區(qū)廣泛采用。 本工程 采用產氣、貯氣一體化結構厭氧罐，是目前歐洲推廣應用最多的一種新型、高效、實用的工藝。由于其可靠性、安全性、低成本和適應寒冷地區(qū)冬季正常運行的優(yōu)勢，推廣程度已經大大超過其他結構形式的沼氣工程。 結構特點： 一體化沼氣發(fā)酵裝置下部為發(fā)酵部分，罐內安裝側攪拌器或斜攪拌器，罐壁上安裝增溫管，利用發(fā)電機余熱增溫。 罐體上部 為雙膜式柔性貯氣柜，用于收集、貯存和輸送沼氣。其中外膜保護并維持貯氣柜的結構，內膜收集并貯存沼氣。通過支撐鼓風機的充氣，調整并維持內外膜之間夾層中的空氣壓力，并將內膜內的沼氣送入輸氣管道，供發(fā)電機使用。 主要優(yōu)勢： 適合 有機物原料 ： TS=8%12%； 安全可靠：低壓產氣，低壓貯氣，有效防止沼氣泄漏； 成本低：無需分體式氣柜，可降低工程造價； 占地面積?。簻p小裝置規(guī)模，可節(jié)省占地面積； 工期短：采用模塊化組裝施工，可縮短建設周期； 冬季也能運行。 圖 53 一體化沼氣發(fā)酵裝置構造 圖 52 一體化沼氣發(fā)酵外形裝置 （ 3）厭氧罐配置 厭氧反應器內設 置斜攪拌器及破殼攪拌器各一臺，使進料均勻分布并破除浮渣，使原料充分與厭氧微生物接觸。并使厭氧罐內料液溫度均勻，有利于提高產氣率。 罐底設排渣系統(tǒng)，定期將罐底污泥排出。 反應器上部設 出料 系統(tǒng)， 自流 進入下一個處理單元。 （ 4）保溫與增溫 厭氧消化反應過程受溫度影響很大，如圖 54 所示。本項目厭氧處理單元設計為中溫，其最佳溫度范圍為 35~38℃ 。 為了保證厭氧反應在冬季仍可正常運行，必須對系統(tǒng)實施增溫和整體保溫措施 。 a. 保溫 系統(tǒng)整體保溫包括管道、閥門保溫；厭氧消化罐體的保溫。 對厭氧消化罐采用擠塑板進行強化保 溫。 b. 增溫 增溫包括厭氧消化罐增溫。 增溫的熱源來自熱電聯(lián)供發(fā)電機組產生的余熱；在厭氧罐罐體與保溫層之間設置余熱交換管，發(fā)電機余熱經交換管交換熱量，實現(xiàn)對罐體的增溫。發(fā)電機余熱給厭氧消化罐進行增溫后，熱交換后的水再回到發(fā)電機系統(tǒng)。 圖 54 溫度對厭氧中溫發(fā)酵產氣率的影響 本工程采用 一級 厭氧工藝： （ 1） 厭氧罐 ： 設計體積： 1500m3 設計尺寸： φ15m8m 停留時間 HRT=24d