【文章內容簡介】 藝，以達到最佳的處理效果、獲取最大的經濟效益。我國目前比較成熟、實用的沼氣工程生產工藝有兩大類，一種是“能源生態(tài)型”處理利用工藝，另一種是“能源環(huán)保型”處理利用工藝。“能源生態(tài)型”處理利用工藝是指畜禽場污水經厭氧無害化處理后不直接排入自然水體，而是作為農作物的有機肥料的處理利用工藝?！澳茉喘h(huán)保型”處理利用工藝指的是畜禽場的畜禽污水處理后直接排入自然水體或以回用為最終目的的處理工藝，該工藝要求最終出水達到國家或地方規(guī)定的排放標準。以下針對項目特點對可能采取的工藝進行分析，分別說明各種典型工藝適宜的條件、工藝特點、工藝流程等特征。工藝適宜的條件：1）養(yǎng)殖業(yè)和種植業(yè)的合理配置，即周圍有足夠的農田或市場能夠消納厭氧發(fā)酵后的沼液、沼渣，使沼氣工程成為能源生態(tài)農業(yè)的紐帶。2）原則上畜禽場日污水排放量不大于日糞便排放量的3倍；3）項目建設點周邊環(huán)境容量大，排水要求不高的地區(qū)。工藝特點：1）畜禽場污水、糞便可全部進入厭氧池；2）沼氣產量大、沼液產量相對較少；3）主體工程投資少、運行費用低；4）操作簡單、管理方便。畜禽糞便、廢水在經厭氧消化處理和沉淀或固液分離后，沼渣、沼液作為優(yōu)質有機肥料，用于綠色食品種植生產，使糞便得到能源、肥料多層次的資源化利用，生態(tài)農業(yè)得以持續(xù)發(fā)展，并最終達到區(qū)域內畜禽場糞污的“零排放”。采用能源生態(tài)型的沼氣工程，項目建設目標是盡可能的多生產沼氣，并通過對沼渣、沼液的綜合利用。這種工藝遵循了生態(tài)農業(yè)原則，具有良好的經濟效益和環(huán)境效益，可實現沼氣工程的社會效益和經濟效益雙豐收。工藝適宜條件：1）規(guī)?；B(yǎng)殖場，最小污水處理量為每天40T：2）項目建設點周邊排水要求高，污水需達標排放。工藝特點：1）在工藝前期盡可能通過物理方法去除污水中的固形物，降低厭氧池工作負荷。2）舍內清出的糞便以及固液分離的糞渣可制作有機肥或直接外賣；3）污水達標排放，有效防止二次污染；4）沼氣產量較小；5）主體工程投資大、運行費用高；6）操作與管理水平要求較高。采用能源環(huán)保型的沼氣工程，項目建設目標是實現污水的達標排放、固體糞便制作有機肥，并通過對沼氣的利用降低工程運行費用，此類工程項目具有良好的社會效益。目前該工藝一般采用高效厭氧反應池(UASB、EGSB)與先進的好氧反應池(SBR、MBR)相結合的典型工藝路線。根據奶牛場的基礎條件以及能源環(huán)保型與能源生態(tài)型工藝要求特點，本項目確定沼氣工程選擇能源生態(tài)型工藝技術方案。選擇能源生態(tài)型的生產工藝的理由：1）某奶牛養(yǎng)殖小區(qū)，存欄奶牛近600頭，養(yǎng)殖產生的鮮糞13T/D，為本項目的實施提供了充足的原料。2）產生污水12T/D，采用能源生態(tài)型生產工藝，能完全利用其排出的污水，不需要針對污水再做處理。3）工程生產沼氣，沼氣主要由于發(fā)電，供奶牛場用電，因此不存在供電市場問題；4）沼氣工程建設點周邊有牧草基地3萬余畝，能夠完全消納工程生產的沼渣、沼液；5）有利于節(jié)約項目投資，降低運行費用，提高綜合經濟效益。根據典型能源生態(tài)型處理利用工藝，結合XX市衛(wèi)城鎮(zhèn)萬頭奶牛場基礎情況，本項目工藝流程見圖6—4。圖6—4奶牛場大型沼氣工程工藝流程圖奶牛場污水通過排水溝自流匯集到集水池，集水池前設置兩道格柵，以清除污水中較大的雜物；集污池污水泵入太陽能計量池，計量池容積可貯存一次進水量，當計量池污水不能滿足發(fā)酵液調節(jié)濃度時，可采用生活污水或者自來水補充；計量池內設以潛污泵，定時地按照工藝要求將污水輸送到臥式沼氣池。同時人工清出的牛場鮮糞通過裝卸車運至進料車間，經上料系統(tǒng)投入臥式沼氣池內；為保持沼氣池的溫度保持在28～32℃范圍內，在臥式沼氣池內設置溫度傳感器，可通過傳感器的溫度變化控制注入的蒸汽量。臥式沼氣池內沼液入固液分離機，進行固液分離，分別利用；底部高濃度沼液定期排入干化場進行固液分離。分離出的沼渣直接作為基肥施用于牧草基地；分離的沼液流入貯液池，直接施用于周邊牧草基地；臥式沼氣池產生的沼氣經脫硫、脫水等設備凈化后貯存于貯氣柜，供沼氣發(fā)電機組發(fā)電。1）格柵污水通過溝管由場區(qū)自流進入計量池之前，先經過格柵。設置格柵主要是去除污水中較大的懸浮物，減少管道、污水泵等設施的堵塞情況的發(fā)生，保證后續(xù)處理設施的正常運行。2）集水池奶牛場污水主要來源于擠奶廳排奶的廢水。由于受擠奶時間和沖洗周期的影響，污水單位時間內的排放量變化比較大。因此必須設置集水池保證后續(xù)工藝的要求。3）計量加熱池由于畜禽污水單位時間內的排放量變化比較大，且污水量不能滿足調節(jié)發(fā)酵料液濃度，因此需要補充生活污水。因此必須設置計量池保證后續(xù)工藝定時、定量的要求。4）臥式沼氣池高效厭氧池厭氧池是大型沼氣工程的核心設施，微生物的繁殖，有機物的分解轉化，沼氣的生成，以及污染物的降解都是在厭氧消化期內進行。因此，選擇一個高效的厭氧池是沼氣工程的重點。以沼氣生產為目的的能源生態(tài)型沼氣工程中高效厭氧池必須滿足的原則是：◇能夠保持大量的厭氧活性污泥和足夠長的污泥齡；◇保持污水進入沼氣池和污泥之間的充分接觸； ◇可回收沼氣，是一種產能工藝；.◇進料干物質濃度高，池的容積相對比較小；◇可以應用于各畜禽場的有機污水處理；◇沼液產量小。厭氧池根據HRT、SRT、MRT、分為常規(guī)厭氧池、污泥滯留型池和附著膜型池三種類型。目前，在沼氣工程中技術先進、可靠的厭氧池主要有：◇全混合池，全混合池可進入高懸浮物固體含量原料，池內物料、溫度分布均勻，但池需要的體積大，要有足夠的攪拌，能耗高；◇塞流式池結構簡單、能耗低、穩(wěn)定性好，適用于高SS廢棄物的處理，特別是在牛糞厭氧消化上廣泛應用；◇EASB通過回流獲得較高的上升流速，使厭氧顆粒污泥在池內呈懸浮狀態(tài)，從而保證進水與顆粒污泥的充分接觸。由于EGSB采用高上升流速運行，運行條件和控制技術要求高；◇USR采用一種結構簡單，適用于高懸浮物固體原料的池，通過底部進料，上部出料產生的被動沉降保留池內的發(fā)酵微生物和固體顆粒，并達到HRT比SRT和MRT較長的時間，從而提高固體有機物的分解率和效率；◇UASB是目前在有機廢水處理中最常用的一種厭氧反應器。依靠池內顆粒(或絮狀)污泥的良好沉降性能結合布料系統(tǒng)和三相分離器，使池內氣、液和固相有效分離。該反應器滯留期短、具有抗沖擊負荷的能力。厭氧池的選擇根據上述厭氧池的特征該工程分別采用在推流式厭氧池基礎上研制的“塞流、攪拌、高濃度三結合的沼氣發(fā)酵工藝及其臥式攪拌沼氣裝置”(發(fā)明專利號：ZL921093470)作為生產沼氣的厭氧池，選擇“塞流、攪拌、高濃度三結合厭氧池”作為生產沼氣厭氧池的原因在于：◇該池具有傳統(tǒng)塞流式厭氧池結構簡單、能耗低、穩(wěn)定性好的特點；◇該工程的原料是牛糞，具有質輕、濃度高、本身含有較多的甲烷菌，不易酸化等特點，采用塞流式厭氧池在高濃度下可有效控制原料的沉淀和分層；◇該厭氧池設置的隔板能夠有效防止活性污泥的流失，保持足夠的厭氧活性污泥，保證厭氧消化所需的泥齡；◇該厭氧池采用的上拔式葉片，保證了進入的廢水、鮮糞和厭氧污泥的充分接觸；◇厭氧池的直接進料，避免了鮮糞前處理的投資和運行費用，并有效控制了蒸汽換熱過程的熱損耗；◇根據牧草地灌溉需要，可將1030％沼液利用,可有效降低建設沼液貯存設施的投資。實踐證明，它與目前的厭氧池相比，具有投資省、耗能低、產氣率高、操作方便和有利于綜合利用(沼液排量少、濃度高)等特點。每日糞便處理量為13T，干物質濃度控制在10％，沼氣發(fā)酵溫度為35177。2℃、設計發(fā)酵原料滯留時間(HRT)為20天，故厭氧池的有效容積為： V=13220=520m3。5）固液分離機為滿足沼渣作為基肥運輸和施用，沼渣的含水率越低越好；沼液作為液體有機肥，一般采用污水泵、管道等進行輸送，因此懸浮物的濃度越低越好。設置分離機可將混合液中懸浮物沼渣提取，降低了沼渣的含水率和沼液中的懸浮物含量。6）貯液池貯液池的主要功能是貯存分離機分離出的沼液和調節(jié)池的上清液。為滿足果園和菜地等作物灌溉、施肥的周期性，保證每天生產的沼液全部施用于果園和菜地，因此設置一定容積貯液池來調整用肥的周期性。根據牧草基地用肥特征，貯存池貯液期設定在60天，采用地面池，高于地面，可根據需要采用自流或噴灌。7）附屬設施根據工藝要求，附屬設施有進料車間、干化車間、發(fā)電機房、辦公室等。鮮牛糞的干物質濃度(TS％)一般為18％，故每天沼氣產量為：Qmax=13100018%在穩(wěn)定的工作運行狀況下，每天可產沼氣450 m3左右，沼氣經氣水分離器、脫硫凈化塔凈化處理后進入250m3貯氣柜。沼氣作為清潔高效能源，熱值為22000kJ／m3，每年電量=450365=。經處理后沼氣可供奶牛場擠奶廳用氣或通過50kw沼氣發(fā)電機組發(fā)電，直接為奶牛場提供電能。、沼液的利用臥式沼氣池每天添加的發(fā)酵原料為25噸，其平均TS=10%，經厭氧發(fā)酵后,排放的沼渣(液)仍為25噸，但其TS%%左右，按上述固液分離的工藝，其懸浮物的平均去除率為60%左右，因此每日沼渣的排放量Q1=25T/d(10%%)60%247。75%=；每日沼液排放量Q2=25T/。經厭氧發(fā)酵后的沼肥可全部回收利用，用以補充牧草種植基地等用肥。綜合利用的主要設施包括管道輸送設施和液肥噴灌設施等。為了使液肥用于農田噴灌，一般田間地下設置Φ100至Φ 150的水泥壓力管，每50m左右設施噴灌消火栓一組，配200m左右消防水帶和消火噴槍，用于液肥的施用。第七章 項目建設目標項目建設沼氣池容積500 m3，日生產沼氣約450 m3。日處理奶牛小區(qū)糞便13噸、污水12噸。項目生產的沼渣、沼液可用于奶牛養(yǎng)殖小區(qū)周邊牧草種植基地有機肥需要的補充，充分發(fā)揮了沼渣、沼液產品優(yōu)質有機肥的作用，有效避免了沼渣、沼液的二次污染問題。該項目以沼氣為核心，通過利用奶牛養(yǎng)殖小區(qū)污水和糞便生產沼氣和有機肥，并利用沼氣了電，沼渣、沼液用于牧草種植基地牧草種植。該項目將環(huán)境保護和養(yǎng)殖業(yè)、種植業(yè)有機結合起來，達到畜禽養(yǎng)殖業(yè)廢棄物的無害化、資源化、減量化的目標；通過生產可再生能源緩解農村能源供需矛盾，降低不可再生能源的消耗；使項目區(qū)走上能源生態(tài)可持續(xù)發(fā)展的良性循環(huán)軌道，極大的促進了農村經濟的可持續(xù)發(fā)展。第八章 項目建設內容本項目建設用地5畝，新建臥式沼氣池500 m3，貯液池2000 m3，主集水池50 m3，新建進料車間75 m鍋爐房35 m發(fā)電機房40 m貯氣柜池250 m3，以及相應的配套室外工程；（1）《建筑設計規(guī)范》（2）《建筑設計防火規(guī)范》（3）建筑及各專業(yè)提供的設計條件。土建工程范圍：臥式沼氣池，貯液池，主集水池，進料車間、鍋爐房、發(fā)電機房、貯氣柜池，干化場，工藝地下管道溝、電線電纜溝的挖填、防雷接地系統(tǒng)接地土建等。