【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 2202020 設(shè)計(jì)指導(dǎo)思想及設(shè)計(jì)原則 （ 1）建設(shè)內(nèi)容、建筑面積及投資控制以農(nóng)業(yè)部批復(fù)要求為指導(dǎo)思想； （ 2）遵守國(guó)家及地方有關(guān)環(huán)保法律法規(guī)和技術(shù)政策； （ 3）貫徹執(zhí)行經(jīng)濟(jì)、適用、安全、美觀的建設(shè)方針，以生產(chǎn)設(shè)施為主，輔助和服務(wù)設(shè)施盡量配套為原則，節(jié)約投資，加快建設(shè)速度； （ 4）工藝方案上采用國(guó)內(nèi)先進(jìn)成熟的生產(chǎn)工藝及設(shè)備，選用性能優(yōu)良，經(jīng)濟(jì)實(shí)用的設(shè)備，充分發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)，滿足設(shè)計(jì)要求，確保穩(wěn)定運(yùn)行； （ 5）在設(shè)計(jì)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(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用，實(shí)現(xiàn)資源化利用，爭(zhēng)取獲得最大的經(jīng)濟(jì)效益； （ 6）充分考慮工程操作、管理、維護(hù)的方便，降低勞動(dòng)強(qiáng)度； （ 7）采取必要措施，盡量減少環(huán)境影響，避免二次污染，設(shè)計(jì)中注重外觀設(shè)計(jì)和綠化美化，使站區(qū)與廠區(qū)總體環(huán)境協(xié)調(diào)統(tǒng)一； （ 8）合理降低工資造價(jià)和運(yùn)行費(fèi)用，提高工程效益，同時(shí)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(dǎo)下，結(jié)合實(shí)際情況，盡量減少投資和占地。 第三章 項(xiàng)目建設(shè)地概述 自然條件 項(xiàng)目所在地為 項(xiàng)目所在地為 江蘇省無(wú)錫市濱湖區(qū)胡埭鎮(zhèn)劉閭路 1 號(hào)唯 瓊果園 ， 無(wú)錫市位于北緯 31176。7′ 至32176。2′，東經(jīng)119176。33′ 至120176。38′ ， 長(zhǎng)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(zhǎng)江，與泰州市所轄的靖江市隔江相望。 無(wú)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(wú)錫市位于 太湖 北端， 太湖風(fēng)景區(qū) 的 黿頭渚 、 蠡湖 等重要景區(qū)在項(xiàng)目所在地 無(wú)錫市 該市區(qū)域。 無(wú)錫市屬北亞熱帶濕潤(rùn)區(qū)， 亞熱帶季風(fēng)氣候 ，受季 風(fēng)環(huán)流影響，形成的氣候特點(diǎn)是：四季分明，氣候溫和，雨水充沛，日照充足，無(wú)霜期長(zhǎng)。氣溫， 1 月平均氣溫在 ℃ 左右； 7 月平均氣溫在 29℃左右。全年無(wú)霜期 220 天左右。無(wú)錫市區(qū)年平均降水量在 1048 毫米。雨季較長(zhǎng)，主要集中在夏季。全年降水量大于蒸發(fā)量，屬濕潤(rùn)地區(qū)。無(wú)錫市區(qū)日照時(shí)數(shù) 小時(shí)。常見(jiàn)的氣象災(zāi)害有 臺(tái)風(fēng) 、暴風(fēng)、連陰雨、干旱、 寒潮 、 冰雹 和大風(fēng)等。由于受太湖水體和宜南丘陵山區(qū)復(fù)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(nóng)業(yè)皆宜的特點(diǎn)，作物種類(lèi)繁多。 建設(shè)單位基本情況 項(xiàng)目實(shí)施單位、無(wú)錫唯瓊生態(tài)農(nóng)業(yè)集團(tuán)有限公司是集科研、生產(chǎn)、示范，產(chǎn)、供、銷(xiāo)一體化的省級(jí)科技型農(nóng)業(yè)龍頭企業(yè)，公司注冊(cè)資金1500 萬(wàn)元。目前唯瓊 集團(tuán)直接經(jīng)營(yíng)高科技優(yōu)質(zhì)無(wú)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(nóng)戶的發(fā)展格局。 2020年唯瓊農(nóng)業(yè)園區(qū)被列入無(wú)錫市現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技示范園項(xiàng)目建設(shè)以來(lái)、唯瓊園區(qū)的發(fā)展步入了快車(chē)道。 2020 年列入無(wú)錫市政府現(xiàn)代都市農(nóng)業(yè)重點(diǎn)工程。目前總投資 億人民幣的唯瓊生態(tài)休閑農(nóng)莊正在建設(shè)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(wàn)元建設(shè)投資了唯瓊四季陽(yáng)光生態(tài)園及其基礎(chǔ)配套設(shè)施。 2020 年已建成了 1000m3 藍(lán)藻糞類(lèi)厭氧發(fā)酵塔、 400 m3 儲(chǔ)氣 罐、300 m3 沼液（渣）罐及 100kw 發(fā)電組機(jī)（包括配套設(shè)備）的太湖藍(lán)藻沼氣發(fā)電示范工程。項(xiàng)目已按批準(zhǔn)的規(guī)模、內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)完成。項(xiàng)目自點(diǎn)火試運(yùn)行以來(lái)，日處理藻液能力達(dá)到 100 噸（含藻量 2%）以上，處理效果達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。 2020 年計(jì)劃重點(diǎn)建設(shè)無(wú)錫市農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新中心，計(jì)劃投資 3880 余萬(wàn)元。 無(wú)錫唯瓊生態(tài)農(nóng)業(yè)集團(tuán)有限公司一直以來(lái)與江蘇省農(nóng)科院、中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)等院校保持著良好合作關(guān)系。 2020 年唯瓊集團(tuán)先后被中共無(wú)錫市委和市政府授于“工商資本投資農(nóng)業(yè)先進(jìn)典型”，被中共無(wú)錫市濱湖區(qū)黨委和政府授于農(nóng)業(yè)龍型企業(yè)標(biāo) 兵稱(chēng)號(hào)；唯瓊集團(tuán)董事長(zhǎng)陳達(dá)偉被評(píng)為“無(wú)錫市十大杰出青年”、“無(wú)錫市新長(zhǎng)征突擊手”，并獲“江蘇省無(wú)錫市濱湖區(qū)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才”的殊榮，并受到嘉獎(jiǎng)。 2020 年 4 月 , 被邀參展了由中央宣傳部、人事部、教育部、科學(xué)技術(shù)部聯(lián)合在北京舉辦的“中國(guó)留學(xué)人員回國(guó)創(chuàng)業(yè)成就展”。 2020 年 2 月被市委市政府評(píng)為“發(fā)展農(nóng)村經(jīng)濟(jì)”先進(jìn)人才， 2020年 4 月被江蘇省發(fā)展和改革委員會(huì)授予江蘇省農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化省級(jí)龍頭企業(yè)， 2020 年 5 月并獲“無(wú)錫市濱湖區(qū)科技貢獻(xiàn)獎(jiǎng)”， 2020 年 8 月被江蘇省發(fā)展和改革委員會(huì)授予江蘇省重點(diǎn)農(nóng)業(yè)龍頭企業(yè)。 2020 年 11 月獲“無(wú)錫市濱湖區(qū)反哺農(nóng)業(yè)先進(jìn)單位”。 2020 年 12 月唯瓊農(nóng)莊成為國(guó)家旅游局的“全國(guó)農(nóng)業(yè)旅游示范點(diǎn)”。 2020 年 2 月，被中共無(wú)錫市濱湖區(qū)委員會(huì)、濱湖區(qū)人民政府評(píng)為“ 2020— 2020 年度十大創(chuàng)業(yè)經(jīng)濟(jì)人物”及“ 2020— 2020 年度農(nóng)業(yè)龍型企業(yè)標(biāo)兵”，被中共無(wú)錫市委、無(wú)錫市人民政府評(píng)為無(wú)錫市社會(huì)主義現(xiàn)代化新農(nóng)村建設(shè)“十佳新型鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)”。2020 年 3 月榮獲濱湖區(qū)為農(nóng)服務(wù)標(biāo)兵榮譽(yù)稱(chēng)號(hào)。第四章 總體布局 總體設(shè)計(jì)指導(dǎo)思想 沼氣站平面布置應(yīng)遵循以下原則： 功能分區(qū)明確，構(gòu)筑物布置緊湊，節(jié)約用地，減少占地 面積。 流程力求簡(jiǎn)短、順暢，避免迂回重復(fù)。 建筑物應(yīng)盡可能布置在南北朝向。 站內(nèi)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(yùn)行、管理方便。 布局劃分 沼氣站根據(jù)其功能分為五個(gè)區(qū)： 預(yù)處理區(qū)。主要包括水解勻漿池、預(yù)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(jī)房。 管理辦公區(qū)。 沼氣站布置 沼氣站布置見(jiàn)總平面布置 圖。 第五章 工藝設(shè)計(jì) 工藝參數(shù)設(shè)計(jì) 擴(kuò)建新增日處理能力糞類(lèi)藻泥 50 噸 (含量 15～ 20%)，生產(chǎn)沼氣、電、沼渣（液）有機(jī)肥。 本工程設(shè)計(jì)規(guī)模日處理 藻泥 50 噸 ， 進(jìn)料藻泥濃度為 TS12%，即總進(jìn)料量為 噸。 混合 藻泥 COD=40000mg/L 左右 。 每日最大產(chǎn)氣量 =4085%=1000m3/d 厭氧發(fā)酵罐 1500 m3+800m3氣柜 ， 厭氧總停留時(shí)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(wú)錫唯瓊生態(tài)農(nóng)業(yè)集團(tuán)公司糞類(lèi)藍(lán)藻大型 沼氣工程工藝流程 工藝設(shè)施（構(gòu)筑物）設(shè)計(jì)說(shuō)明 打撈清除湖面藍(lán)藻是緩解藍(lán)藻“水花”爆發(fā)、降低太湖水富營(yíng)養(yǎng)程度最為直接、有效的方法，而打撈集中的太湖藍(lán)藻后續(xù)處理、利用更是TS=12%藻泥 發(fā)電上網(wǎng) 勻漿集水池 厭氧貯氣反應(yīng)器 沼液貯存池 農(nóng)作物、果園、飼料地優(yōu)質(zhì)有機(jī)肥 沼氣凈化 余熱利用 發(fā)電機(jī) 綜合治理無(wú)錫水環(huán)境的重要環(huán)節(jié)。 太湖藍(lán)藻在濃度高時(shí)便于打撈，打撈后的藍(lán)藻由于含水量較大難以燃燒，因此用藍(lán)藻發(fā)酵產(chǎn)沼氣是解決藍(lán)藻難以處置的一種較理想的方法。 打撈的藍(lán)藻在經(jīng)過(guò)絮凝劑濃縮后，TS=12%通過(guò)提升進(jìn)入?yún)捬醢l(fā)酵罐。 藻泥 經(jīng)預(yù)處理和厭氧發(fā)酵后，產(chǎn)生的沼氣經(jīng)凈化后通過(guò)熱電聯(lián)產(chǎn)的沼氣發(fā)電機(jī)組用 來(lái)發(fā)電；沼氣發(fā)電機(jī)組所產(chǎn)生的余熱用于厭氧進(jìn)料的增溫和保溫；厭氧發(fā)酵所產(chǎn)生的沼液和沼渣用于農(nóng)作物、果園、飼料地和無(wú)公害蔬菜基地的有機(jī)肥料。 （ 1）預(yù)處理階段的藻毒素一級(jí)降解和人畜糞類(lèi)酸化：打撈上岸的藍(lán)藻進(jìn)入預(yù)處理池，預(yù)處理池內(nèi)表層藍(lán)藻溫度可以達(dá)到 40 度以上，高溫下藻細(xì)胞壁被破壞，毒素釋放并得到一定程度降解，進(jìn)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(jìn)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(jí)降解：酸化階段藍(lán)藻的蛋白質(zhì)等有機(jī)物轉(zhuǎn)化為有機(jī)酸，有機(jī)酸 在厭氧微生物作用下轉(zhuǎn)化為沼氣、二氧化碳等。藻毒素在好氧微生物、酶等作用下進(jìn)行了二級(jí)降解，此時(shí)藻毒素含量接近自來(lái)水標(biāo)準(zhǔn)（ 1μ g/L），符合肥料標(biāo)準(zhǔn)。 （ 3）為了加速藍(lán)藻處理速度，在已有處理技術(shù)基礎(chǔ)上，采用縮短前處理周期的快速酸化、細(xì)胞壁快速破壁技術(shù)；厭氧階段果膠酶、纖維素酶和木聚糖酶等高效復(fù)合酶解技術(shù)；秸稈浮床等載體富集甲烷細(xì)菌的微生物與底物接觸最大化的干發(fā)酵耦合技術(shù)。 （ 4）處理產(chǎn)物的利用：沼氣作為燃料和發(fā)電；沼液沼渣經(jīng)安全性試驗(yàn)以后，制定其技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，作為肥料利用。 （ 5）將上述技術(shù)進(jìn)行集成，形 成無(wú)害化及資源化利用技術(shù)體系。 預(yù)處理工藝 打撈的藍(lán)藻通過(guò)絮凝后 TS=12%，進(jìn)入處理系統(tǒng)。在集水勻漿池進(jìn)行調(diào)節(jié)水質(zhì)和水量。 用提升泵將上述經(jīng)過(guò)預(yù)處理的 藻泥 污水泵入?yún)捬豕迌?nèi)。 集水 勻漿池 設(shè)計(jì)總?cè)莘e： 100m3 設(shè) 計(jì) 尺 寸： φ6m4m HRT: 38h 結(jié) 構(gòu) 形 式：鋼砼 設(shè)置提升泵一臺(tái)，用于向厭氧罐進(jìn)料， Q=15m3/h， H=10m，N=4kW。 設(shè)置攪拌機(jī)一臺(tái)， N=4kW。 厭氧消化工藝 厭氧消化工藝包括進(jìn)料單元、厭氧消化單元、保溫增溫單元等構(gòu)成。 （ 1）進(jìn)料方式 藻泥污水 由提升 泵向厭氧消化單元分批進(jìn)料。進(jìn)料方式可有多種選擇，可以采取連續(xù)進(jìn)料，也可采取間歇進(jìn)料方式。本工程采取分批間歇進(jìn)料。 （ 2）厭氧反應(yīng)器工藝 本工程采用完全混合厭氧反應(yīng)器。完全混合厭氧反應(yīng)器（ CSTR）適用于 太湖藍(lán)藻的 發(fā)酵工藝。它在沼氣發(fā)酵罐內(nèi)采用攪拌和加溫技術(shù)，這是沼氣發(fā)酵工藝中的一項(xiàng)重要技術(shù)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(yīng)器也被稱(chēng)為高速沼氣發(fā)酵罐。其特點(diǎn)是：固體濃度高， TS 8~12%，可使 藻泥和糞污 水全部進(jìn)行沼氣發(fā)酵處理。優(yōu)點(diǎn)是處理量大，產(chǎn)沼氣量多，便于管理，易啟動(dòng)，運(yùn)行費(fèi)用低。一般適宜于以產(chǎn)沼氣為主，有使用液態(tài)有機(jī)肥（水肥）習(xí)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(jī)廢棄物，具有其他高效沼氣發(fā)酵工藝無(wú)可比擬的優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)在歐洲等沼氣工程發(fā)達(dá)地區(qū)廣泛采用。 本工程 采用產(chǎn)氣、貯氣一體化結(jié)構(gòu)厭氧罐，是目前歐洲推廣應(yīng)用最多的一種新型、高效、實(shí)用的工藝。由于其可靠性、安全性、低成本和適應(yīng)寒冷地區(qū)冬季正常運(yùn)行的優(yōu)勢(shì)，推廣程度已經(jīng)大大超過(guò)其他結(jié)構(gòu)形式的沼氣工程。 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)： 一體化沼氣發(fā)酵裝置下部為發(fā)酵部分，罐內(nèi)安裝側(cè)攪拌器或斜攪拌器，罐壁上安裝增溫管，利用發(fā)電機(jī)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(hù)并維持貯氣柜的結(jié)構(gòu)，內(nèi)膜收集并貯存沼氣。通過(guò)支撐鼓風(fēng)機(jī)的充氣，調(diào)整并維持內(nèi)外膜之間夾層中的空氣壓力，并將內(nèi)膜內(nèi)的沼氣送入輸氣管道，供發(fā)電機(jī)使用。 主要優(yōu)勢(shì)： 適合 有機(jī)物原料 ： TS=8%12%； 安全可靠：低壓產(chǎn)氣，低壓貯氣，有效防止沼氣泄漏； 成本低：無(wú)需分體式氣柜，可降低工程造價(jià)； 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(shè)周期； 冬季也能運(yùn)行。 圖 53 一體化沼氣發(fā)酵裝置構(gòu)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(yīng)器內(nèi)設(shè) 置斜攪拌器及破殼攪拌器各一臺(tái)，使進(jìn)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(nèi)料液溫度均勻，有利于提高產(chǎn)氣率。 罐底設(shè)排渣系統(tǒng)，定期將罐底污泥排出。 反應(yīng)器上部設(shè) 出料 系統(tǒng)， 自流 進(jìn)入下一個(gè)處理單元。 （ 4）保溫與增溫 厭氧消化反應(yīng)過(guò)程受溫度影響很大，如圖 54 所示。本項(xiàng)目厭氧處理單元設(shè)計(jì)為中溫，其最佳溫度范圍為 35~38℃ 。 為了保證厭氧反應(yīng)在冬季仍可正常運(yùn)行，必須對(duì)系統(tǒng)實(shí)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(mén)保溫；厭氧消化罐體的保溫。 對(duì)厭氧消化罐采用擠塑板進(jìn)行強(qiáng)化保 溫。 b. 增溫 增溫包括厭氧消化罐增溫。 增溫的熱源來(lái)自熱電聯(lián)供發(fā)電機(jī)組產(chǎn)生的余熱；在厭氧罐罐體與保溫層之間設(shè)置余熱交換管，發(fā)電機(jī)余熱經(jīng)交換管交換熱量，實(shí)現(xiàn)對(duì)罐體的增溫。發(fā)電機(jī)余熱給厭氧消化罐進(jìn)行增溫后，熱交換后的水再回到發(fā)電機(jī)系統(tǒng)。 圖 54 溫度對(duì)厭氧中溫發(fā)酵產(chǎn)氣率的影響 本工程采用 一級(jí) 厭氧工藝： （ 1） 厭氧罐 ： 設(shè)計(jì)體積： 1500m3 設(shè)計(jì)尺寸： φ15m8m 停留時(shí)間 HRT=24d