【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 藝，以達(dá)到最佳的處理效果、獲取最大的經(jīng)濟(jì)效益。我國(guó)目前比較成熟、實(shí)用的沼氣工程生產(chǎn)工藝有兩大類(lèi)，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?！澳茉瓷鷳B(tài)型”處理利用工藝是指畜禽場(chǎng)污水經(jīng)厭氧無(wú)害化處理后不直接排入自然水體，而是作為農(nóng)作物的有機(jī)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(chǎng)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(dá)到國(guó)家或地方規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)。以下針對(duì)項(xiàng)目特點(diǎn)對(duì)可能采取的工藝進(jìn)行分析，分別說(shuō)明各種典型工藝適宜的條件、工藝特點(diǎn)、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?chē)凶銐虻霓r(nóng)田或市場(chǎng)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(nóng)業(yè)的紐帶。2）原則上畜禽場(chǎng)日污水排放量不大于日糞便排放量的3倍；3）項(xiàng)目建設(shè)點(diǎn)周邊環(huán)境容量大，排水要求不高的地區(qū)。工藝特點(diǎn)：1）畜禽場(chǎng)污水、糞便可全部進(jìn)入?yún)捬醭兀?）沼氣產(chǎn)量大、沼液產(chǎn)量相對(duì)較少；3）主體工程投資少、運(yùn)行費(fèi)用低；4）操作簡(jiǎn)單、管理方便。畜禽糞便、廢水在經(jīng)厭氧消化處理和沉淀或固液分離后，沼渣、沼液作為優(yōu)質(zhì)有機(jī)肥料，用于綠色食品種植生產(chǎn)，使糞便得到能源、肥料多層次的資源化利用，生態(tài)農(nóng)業(yè)得以持續(xù)發(fā)展，并最終達(dá)到區(qū)域內(nèi)畜禽場(chǎng)糞污的“零排放”。采用能源生態(tài)型的沼氣工程，項(xiàng)目建設(shè)目標(biāo)是盡可能的多生產(chǎn)沼氣，并通過(guò)對(duì)沼渣、沼液的綜合利用。這種工藝遵循了生態(tài)農(nóng)業(yè)原則，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益，可實(shí)現(xiàn)沼氣工程的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益雙豐收。工藝適宜條件：1）規(guī)?；B(yǎng)殖場(chǎng)，最小污水處理量為每天40T：2）項(xiàng)目建設(shè)點(diǎn)周邊排水要求高，污水需達(dá)標(biāo)排放。工藝特點(diǎn)：1）在工藝前期盡可能通過(guò)物理方法去除污水中的固形物，降低厭氧池工作負(fù)荷。2）舍內(nèi)清出的糞便以及固液分離的糞渣可制作有機(jī)肥或直接外賣(mài)；3）污水達(dá)標(biāo)排放，有效防止二次污染；4）沼氣產(chǎn)量較?。?）主體工程投資大、運(yùn)行費(fèi)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(xiàng)目建設(shè)目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)污水的達(dá)標(biāo)排放、固體糞便制作有機(jī)肥，并通過(guò)對(duì)沼氣的利用降低工程運(yùn)行費(fèi)用，此類(lèi)工程項(xiàng)目具有良好的社會(huì)效益。目前該工藝一般采用高效厭氧反應(yīng)池(UASB、EGSB)與先進(jìn)的好氧反應(yīng)池(SBR、MBR)相結(jié)合的典型工藝路線。根據(jù)奶牛場(chǎng)的基礎(chǔ)條件以及能源環(huán)保型與能源生態(tài)型工藝要求特點(diǎn)，本項(xiàng)目確定沼氣工程選擇能源生態(tài)型工藝技術(shù)方案。選擇能源生態(tài)型的生產(chǎn)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(chǎn)生的鮮糞13T/D，為本項(xiàng)目的實(shí)施提供了充足的原料。2）產(chǎn)生污水12T/D，采用能源生態(tài)型生產(chǎn)工藝，能完全利用其排出的污水，不需要針對(duì)污水再做處理。3）工程生產(chǎn)沼氣，沼氣主要由于發(fā)電，供奶牛場(chǎng)用電，因此不存在供電市場(chǎng)問(wèn)題；4）沼氣工程建設(shè)點(diǎn)周邊有牧草基地3萬(wàn)余畝，能夠完全消納工程生產(chǎn)的沼渣、沼液；5）有利于節(jié)約項(xiàng)目投資，降低運(yùn)行費(fèi)用，提高綜合經(jīng)濟(jì)效益。根據(jù)典型能源生態(tài)型處理利用工藝，結(jié)合XX市衛(wèi)城鎮(zhèn)萬(wàn)頭奶牛場(chǎng)基礎(chǔ)情況，本項(xiàng)目工藝流程見(jiàn)圖6—4。圖6—4奶牛場(chǎng)大型沼氣工程工藝流程圖奶牛場(chǎng)污水通過(guò)排水溝自流匯集到集水池，集水池前設(shè)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(yáng)能計(jì)量池，計(jì)量池容積可貯存一次進(jìn)水量，當(dāng)計(jì)量池污水不能滿足發(fā)酵液調(diào)節(jié)濃度時(shí)，可采用生活污水或者自來(lái)水補(bǔ)充；計(jì)量池內(nèi)設(shè)以潛污泵，定時(shí)地按照工藝要求將污水輸送到臥式沼氣池。同時(shí)人工清出的牛場(chǎng)鮮糞通過(guò)裝卸車(chē)運(yùn)至進(jìn)料車(chē)間，經(jīng)上料系統(tǒng)投入臥式沼氣池內(nèi)；為保持沼氣池的溫度保持在28～32℃范圍內(nèi)，在臥式沼氣池內(nèi)設(shè)置溫度傳感器，可通過(guò)傳感器的溫度變化控制注入的蒸汽量。臥式沼氣池內(nèi)沼液入固液分離機(jī)，進(jìn)行固液分離，分別利用；底部高濃度沼液定期排入干化場(chǎng)進(jìn)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(chǎn)生的沼氣經(jīng)脫硫、脫水等設(shè)備凈化后貯存于貯氣柜，供沼氣發(fā)電機(jī)組發(fā)電。1）格柵污水通過(guò)溝管由場(chǎng)區(qū)自流進(jìn)入計(jì)量池之前，先經(jīng)過(guò)格柵。設(shè)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(shè)施的堵塞情況的發(fā)生，保證后續(xù)處理設(shè)施的正常運(yùn)行。2）集水池奶牛場(chǎng)污水主要來(lái)源于擠奶廳排奶的廢水。由于受擠奶時(shí)間和沖洗周期的影響，污水單位時(shí)間內(nèi)的排放量變化比較大。因此必須設(shè)置集水池保證后續(xù)工藝的要求。3）計(jì)量加熱池由于畜禽污水單位時(shí)間內(nèi)的排放量變化比較大，且污水量不能滿足調(diào)節(jié)發(fā)酵料液濃度，因此需要補(bǔ)充生活污水。因此必須設(shè)置計(jì)量池保證后續(xù)工藝定時(shí)、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(shè)施，微生物的繁殖，有機(jī)物的分解轉(zhuǎn)化，沼氣的生成，以及污染物的降解都是在厭氧消化期內(nèi)進(jìn)行。因此，選擇一個(gè)高效的厭氧池是沼氣工程的重點(diǎn)。以沼氣生產(chǎn)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(zhǎng)的污泥齡；◇保持污水進(jìn)入沼氣池和污泥之間的充分接觸； ◇可回收沼氣，是一種產(chǎn)能工藝；.◇進(jìn)料干物質(zhì)濃度高，池的容積相對(duì)比較小；◇可以應(yīng)用于各畜禽場(chǎng)的有機(jī)污水處理；◇沼液產(chǎn)量小。厭氧池根據(jù)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(lèi)型。目前，在沼氣工程中技術(shù)先進(jìn)、可靠的厭氧池主要有：◇全混合池，全混合池可進(jìn)入高懸浮物固體含量原料，池內(nèi)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(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(yīng)用；◇EASB通過(guò)回流獲得較高的上升流速，使厭氧顆粒污泥在池內(nèi)呈懸浮狀態(tài)，從而保證進(jìn)水與顆粒污泥的充分接觸。由于EGSB采用高上升流速運(yùn)行，運(yùn)行條件和控制技術(shù)要求高；◇USR采用一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，適用于高懸浮物固體原料的池，通過(guò)底部進(jìn)料，上部出料產(chǎn)生的被動(dòng)沉降保留池內(nèi)的發(fā)酵微生物和固體顆粒，并達(dá)到HRT比SRT和MRT較長(zhǎng)的時(shí)間，從而提高固體有機(jī)物的分解率和效率；◇UASB是目前在有機(jī)廢水處理中最常用的一種厭氧反應(yīng)器。依靠池內(nèi)顆粒(或絮狀)污泥的良好沉降性能結(jié)合布料系統(tǒng)和三相分離器，使池內(nèi)氣、液和固相有效分離。該反應(yīng)器滯留期短、具有抗沖擊負(fù)荷的能力。厭氧池的選擇根據(jù)上述厭氧池的特征該工程分別采用在推流式厭氧池基礎(chǔ)上研制的“塞流、攪拌、高濃度三結(jié)合的沼氣發(fā)酵工藝及其臥式攪拌沼氣裝置”(發(fā)明專(zhuān)利號(hào)：ZL921093470)作為生產(chǎn)沼氣的厭氧池，選擇“塞流、攪拌、高濃度三結(jié)合厭氧池”作為生產(chǎn)沼氣厭氧池的原因在于：◇該池具有傳統(tǒng)塞流式厭氧池結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、能耗低、穩(wěn)定性好的特點(diǎn)；◇該工程的原料是牛糞，具有質(zhì)輕、濃度高、本身含有較多的甲烷菌，不易酸化等特點(diǎn)，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(shè)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(jìn)入的廢水、鮮糞和厭氧污泥的充分接觸；◇厭氧池的直接進(jìn)料，避免了鮮糞前處理的投資和運(yùn)行費(fèi)用，并有效控制了蒸汽換熱過(guò)程的熱損耗；◇根據(jù)牧草地灌溉需要，可將1030％沼液利用,可有效降低建設(shè)沼液貯存設(shè)施的投資。實(shí)踐證明，它與目前的厭氧池相比，具有投資省、耗能低、產(chǎn)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(diǎn)。每日糞便處理量為13T，干物質(zhì)濃度控制在10％，沼氣發(fā)酵溫度為35177。2℃、設(shè)計(jì)發(fā)酵原料滯留時(shí)間(HRT)為20天，故厭氧池的有效容積為： V=13220=520m3。5）固液分離機(jī)為滿足沼渣作為基肥運(yùn)輸和施用，沼渣的含水率越低越好；沼液作為液體有機(jī)肥，一般采用污水泵、管道等進(jìn)行輸送，因此懸浮物的濃度越低越好。設(shè)置分離機(jī)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(jī)分離出的沼液和調(diào)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(chǎn)的沼液全部施用于果園和菜地，因此設(shè)置一定容積貯液池來(lái)調(diào)整用肥的周期性。根據(jù)牧草基地用肥特征，貯存池貯液期設(shè)定在60天，采用地面池，高于地面，可根據(jù)需要采用自流或噴灌。7）附屬設(shè)施根據(jù)工藝要求，附屬設(shè)施有進(jìn)料車(chē)間、干化車(chē)間、發(fā)電機(jī)房、辦公室等。鮮牛糞的干物質(zhì)濃度(TS％)一般為18％，故每天沼氣產(chǎn)量為：Qmax=13100018%在穩(wěn)定的工作運(yùn)行狀況下，每天可產(chǎn)沼氣450 m3左右，沼氣經(jīng)氣水分離器、脫硫凈化塔凈化處理后進(jìn)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(jīng)處理后沼氣可供奶牛場(chǎng)擠奶廳用氣或通過(guò)50kw沼氣發(fā)電機(jī)組發(fā)電，直接為奶牛場(chǎng)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(jīng)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(jīng)厭氧發(fā)酵后的沼肥可全部回收利用，用以補(bǔ)充牧草種植基地等用肥。綜合利用的主要設(shè)施包括管道輸送設(shè)施和液肥噴灌設(shè)施等。為了使液肥用于農(nóng)田噴灌，一般田間地下設(shè)置Φ100至Φ 150的水泥壓力管，每50m左右設(shè)施噴灌消火栓一組，配200m左右消防水帶和消火噴槍?zhuān)糜谝悍实氖┯?。第七?項(xiàng)目建設(shè)目標(biāo)項(xiàng)目建設(shè)沼氣池容積500 m3，日生產(chǎn)沼氣約450 m3。日處理奶牛小區(qū)糞便13噸、污水12噸。項(xiàng)目生產(chǎn)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(jī)肥需要的補(bǔ)充，充分發(fā)揮了沼渣、沼液產(chǎn)品優(yōu)質(zhì)有機(jī)肥的作用，有效避免了沼渣、沼液的二次污染問(wèn)題。該項(xiàng)目以沼氣為核心，通過(guò)利用奶牛養(yǎng)殖小區(qū)污水和糞便生產(chǎn)沼氣和有機(jī)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(xiàng)目將環(huán)境保護(hù)和養(yǎng)殖業(yè)、種植業(yè)有機(jī)結(jié)合起來(lái)，達(dá)到畜禽養(yǎng)殖業(yè)廢棄物的無(wú)害化、資源化、減量化的目標(biāo)；通過(guò)生產(chǎn)可再生能源緩解農(nóng)村能源供需矛盾，降低不可再生能源的消耗；使項(xiàng)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(jìn)了農(nóng)村經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。第八章 項(xiàng)目建設(shè)內(nèi)容本項(xiàng)目建設(shè)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(jìn)料車(chē)間75 m鍋爐房35 m發(fā)電機(jī)房40 m貯氣柜池250 m3，以及相應(yīng)的配套室外工程；（1）《建筑設(shè)計(jì)規(guī)范》（2）《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》（3）建筑及各專(zhuān)業(yè)提供的設(shè)計(jì)條件。土建工程范圍：臥式沼氣池，貯液池，主集水池，進(jìn)料車(chē)間、鍋爐房、發(fā)電機(jī)房、貯氣柜池，干化場(chǎng)，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。