【文章內(nèi)容簡介】 氣輸送到農(nóng)戶使用。在農(nóng)田有肥季節(jié)，可直接用沼液（厭氧出水）灌溉周圍農(nóng)田，形成以沼氣工程為紐帶，將養(yǎng)殖業(yè)、種植業(yè)結(jié)合，良性循環(huán)，達到了畜禽養(yǎng)殖場廢棄物的無害化、資源化和減量化目標。通過生產(chǎn)可再生能源緩解農(nóng)村能源供應(yīng)緊張，使企業(yè)走向能源和環(huán)境協(xié)調(diào)和農(nóng)業(yè)循環(huán)經(jīng)濟的發(fā)展軌道，極大地促進了農(nóng)村經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。項目所有工序工藝流程順直通暢，管理用房、控制操作間、布置在UASB池的上風西北方向，與UASB池平行。污泥干化池布置在管理房與沼氣發(fā)電機房的西南側(cè)，避免污泥產(chǎn)生的臭氣影響操作人員。穩(wěn)定塘安排在上述建、構(gòu)筑物的東南側(cè)。為保證沼氣貯氣柜的消防消安全，貯氣柜布置在穩(wěn)定塘的中間，即可滿足消防安全要求，又可杜絕閑雜人員接近。是實現(xiàn)我國節(jié)能減排目標的需要。當前我國節(jié)能減排目標任務(wù)艱巨，而畜禽養(yǎng)殖污染又是我國重要的污染排放源，項目建設(shè)可達到為養(yǎng)殖場的污染物治理起到積極的示范作用，促進養(yǎng)殖場的污染治理和達標排放，為實現(xiàn)我國的節(jié)能減排目標作貢獻。是發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟，轉(zhuǎn)變增長方式的需要應(yīng)采用經(jīng)濟的辦法來節(jié)能減排。當前，應(yīng)以發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟為切入點，轉(zhuǎn)變增長方式和消費模式，促進結(jié)構(gòu)性節(jié)能。而循環(huán)經(jīng)濟不是簡單地追求減少物質(zhì)消耗，而是要提高資源效率，化有害為無害，化無用為有用，以收到一舉多得之效。項目通過污水的沼氣處理，使沼渣作為有機肥、沼液作為液體肥料利用，從而達到變廢為寶的目的。優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)，提高能源利用效率。當前受國際能力價格飛漲的影響，我國城鄉(xiāng)居民的燃料能源價格大幅上漲，已超過了部分居民的承受能力，特別是低收入的農(nóng)村居民，很多原來利用煤氣的又返回利用柴火和煤球，對當?shù)厣鷳B(tài)又造成新的沖擊。項目通過糞污轉(zhuǎn)化為沼氣，可為農(nóng)民居民提供廉價的燃料，使農(nóng)村能源結(jié)構(gòu)進一步得到優(yōu)化。保護生態(tài)環(huán)境，實現(xiàn)國民經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的需要。項目建設(shè)可使畜禽養(yǎng)殖場周邊環(huán)境得到凈化，使生態(tài)環(huán)境得到保護和恢復(fù)，促進農(nóng)村經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。建日處理180噸豬糞尿污水的大型沼氣工程，沼渣有機肥2520噸。第四章 工藝技術(shù)方案本項目的設(shè)計指導(dǎo)思想是：沼氣工程的設(shè)計應(yīng)該符合當?shù)乜傮w規(guī)劃，與當?shù)乜陀^實際緊密結(jié)合，能夠正確處理集中與分散、處理與利用、近期與遠期的關(guān)系。沼氣工程的設(shè)計應(yīng)在不斷總結(jié)生產(chǎn)實踐經(jīng)驗和吸收科研成果的基礎(chǔ)上，積極采用新技術(shù)、新工藝、新材料、新設(shè)備，以提高自動化水平、降低勞動強度、降低投資和運行費用。以減量化、無害化、資源化、綜合利用為原則。針對項目具體情況，制定適宜的技術(shù)方案和處理工藝流程。畜禽養(yǎng)殖場污染物的特性及其技術(shù)參數(shù)，以實際測定數(shù)據(jù)為準。處理工藝簡單合理，投資省，操作方便可靠、運行費用低。以沼氣技術(shù)為紐帶，將沼氣、養(yǎng)殖和種植技術(shù)進行優(yōu)化組合，做到能量多級利用、物質(zhì)良性循環(huán)，形成沒有污染可持續(xù)發(fā)展的農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)。 項目建設(shè)方案比選 沼氣工程工藝介紹大量工程實例和研究表明，國內(nèi)外豬場糞污處理利用主要模式有二種：生態(tài)模式和環(huán)保模式。（一）“生態(tài)模式”處理工藝要求周圍有足夠的農(nóng)田消納沼液、沼渣。工藝流程圖41 “生態(tài)模式”工藝流程圖工藝特點：（1）畜禽糞便污水可全部進入處理系統(tǒng)，進水TS濃度可高達10%。（2）厭氧消化器可采用全混合厭氧池、上流式厭氧污泥床等。（3）沼氣利用方式：炊用或發(fā)電。（4）沼液、沼渣進行綜合利用，建立以沼氣為紐帶的良性循環(huán)的生態(tài)系統(tǒng)，提高沼氣工程綜合效益。（二）“環(huán)保模式”處理工藝該技術(shù)適用于周邊沒有足夠土地面積和污水必須達標排放的各種規(guī)?；B(yǎng)殖場。工藝流程圖42 “環(huán)保模式”工藝流程圖工藝特點（1）養(yǎng)殖場必須實行嚴格清潔生產(chǎn)，干濕分離，畜禽糞便直接用于生產(chǎn)有機肥料，沖洗污水和尿進入處理系統(tǒng)，進水CODcr在5000 mg／L～12000mg／L，氨氮在400 mg／L～1500mg／L。（2）污水必須先進行預(yù)處理，強化固液分離、沉淀，嚴格控制SS濃度。（3）厭氧消化器可采用上流式厭氧污泥床反應(yīng)器（UASB）、厭氧顆粒污泥膨脹床（EGSB）反應(yīng)器、厭氧濾器等。厭氧出水COD在1000 mg／L左右。（4）好氧處理可采用序批式好氧活性污泥法（SBR）反應(yīng)器，接觸氧化法、氧化溝、穩(wěn)定塘等。（5）厭氧、好氧產(chǎn)生的污泥經(jīng)干化場濃縮脫水后可用于制作有機肥或作為菌種出售。（6）有機肥的生產(chǎn)應(yīng)優(yōu)先采用分隔倉式好氧生物堆肥工藝。 沼氣工程厭氧處理器介紹厭氧消化工藝是沼氣工程的核心，厭氧消化工藝選擇是否恰當直接影響沼氣工程的處理效果、沼氣產(chǎn)量、運行管理和基建投資。厭氧發(fā)酵是厭氧微生物一系列生命活動的結(jié)果，也就是微生物不斷地進行新陳代謝和生長繁殖的結(jié)果。保持厭氧細菌良好的生活條件，才有可能有較高的沼氣生產(chǎn)率或污水凈化效果。綜合起來有厭氧發(fā)酵的原料、厭氧消化活性污泥、消化器負荷、發(fā)酵溫度、pH值、碳氮比、有害物的控制及攪拌等。厭氧污水消化最重要的影響因素是溫度、活性污泥形態(tài)與濃度和污泥的水力狀況。一般化學(xué)反應(yīng)的速度常隨溫度的升高而加快，每當溫度升高10℃，化學(xué)反應(yīng)的速度可增加 2～3倍，沼氣發(fā)酵過程是在微生物體內(nèi)進行的生化反應(yīng)過程，在一定溫度范圍內(nèi)也基本符合這個規(guī)律。沼氣發(fā)酵可分為3個溫度范圍：50～ 65℃稱高溫發(fā)酵； 20～45℃稱中溫發(fā)酵；20℃以下稱低溫發(fā)酵。此外，隨自然溫度變化的發(fā)酵方式稱常溫發(fā)酵。由于禽畜養(yǎng)殖場沼氣工程的發(fā)酵原料以糞便為主，而糞便中懸浮物多，固形物濃度較高，可使用的厭氧消化工藝有：厭氧濾池厭氧濾池是在反應(yīng)器內(nèi)充填各種類型的固體填料，如卵石、爐渣、瓷環(huán)、塑料等來處理有機廢水。廢水向上流動通過反應(yīng)器的厭氧濾池稱為升流式厭氧濾池；當有機物的濃度和性質(zhì)適宜時采用的有機負荷可高達10～20kgCOD／（m3d）。另外還有下向流厭氧濾池。污水在流動過程中生長并保持與厭氧細菌的填料相接觸；因為細菌生長在填料上，不隨出水流失。在短的水力停留時間內(nèi)可取得長的污泥齡，平均細胞停留時間可以長達100天以上。厭氧濾池的缺點是載體相當昂貴，據(jù)估計載體的價格與構(gòu)筑物建筑價格相當。但如采用的填料不當，在污水中懸浮物較多的情況下，容易發(fā)生短路和堵塞，這是AF工藝不能迅速推廣的原因。升流式厭氧污泥床反應(yīng)器（UASB）待處理的廢水被引入UASB反應(yīng)器的底部，向上流過由絮狀或顆粒狀污泥組成的污泥床。隨著污水與污泥相接觸而發(fā)生厭氧反應(yīng)，產(chǎn)生沼氣（主要是甲烷和二氧化碳）引起污泥床擾動、在污泥床產(chǎn)生的氣體中有一部分附著在污泥顆粒上，自由氣體和附著在污泥顆粒上的氣體上升至反應(yīng)器的頂部。污泥顆粒上升撞擊到脫氣擋板的底部，這引起附著的氣泡釋放；脫氣的污泥顆粒沉淀回到污泥層的表面。自由氣體和從污泥顆粒釋放的氣體被收集在反應(yīng)器頂部的集氣室內(nèi)。液體中包含一些剩余的固體物和生物顆粒進入到沉淀室內(nèi)，剩余固體和生物顆粒從液體中分離并通過反射極落回到污泥層的上面。厭氧顆粒污泥膨脹床（EGSB）反應(yīng)器EGSB反應(yīng)器實際上是（改進的）UASB反應(yīng)器，其運行在高的上升流速下使顆粒污泥處于懸浮狀態(tài)，從而保持了進水與污泥顆粒的充分接觸。EGSB反應(yīng)器的特點是顆粒污泥床通過采用高的上升流速（與小于l～２m／h的UASB反應(yīng)器相比），即6～12m／h。運行在膨脹狀態(tài)。EGSB的概念特別適于低溫和相對低濃度污水，當沼氣產(chǎn)率低、混合強度低時，在此條件下較高的進水動能和顆粒污泥床的膨脹高度將獲得比“通常的”UASB反應(yīng)器好的運行結(jié)果。EGSB反應(yīng)器由于采用高的上升流速因而不適于顆粒有機物的去除。進水懸浮固體“流過”顆粒污泥床并隨出水離開反應(yīng)器，膠體物質(zhì)被污泥絮體吸附而部分去除。全混合厭氧消化池 全混合消化池又稱傳統(tǒng)或常規(guī)消化池，廢水定期或連續(xù)進入池中．經(jīng)消化的污泥和廢水分別由消化池底和上部排出，所產(chǎn)的沼氣從頂部排出。全混合消化池一般的負荷：中溫為 2～3kgCOD/（m3．d），高溫為 4～5kgCOD/（m3．d）。 全混合消化池的特點是：可以直接處理懸浮固體含量較高或顆粒較大的料液。厭氧消化反應(yīng)與固液分離在同一個池內(nèi)實現(xiàn)，結(jié)構(gòu)較簡單。但缺乏持留或補充厭氧活性污泥的特殊裝置，消化器中難以保持大量的微生物細胞：對無攪拌的消化器，還存在料液的分層現(xiàn)象嚴重，微生物不能與料液均勻接觸，溫度也不均勻，消化效率低等缺點。統(tǒng)計資料表明，在各種反應(yīng)器中 UASB工藝被最為廣泛地應(yīng)用在生產(chǎn)性的裝置上，并且一般非常成功；其最大的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，便于放大，運行管理簡單。而流化床（包括膨脹床）和厭氧濾床加起來占 15％，這兩者和接觸工藝一樣是另一類重要的處理構(gòu)筑物。EGSB雖然是近年來剛剛開發(fā)的工藝，但是其應(yīng)用速度非常快，目前已占6％。表41各種厭氧處理工藝的優(yōu)、缺點工藝類型優(yōu)點缺點厭氧塘便宜，實際不需要維護需要大量土地，氣味問題，不產(chǎn)氣厭氧消化池可適應(yīng)高SS濃度低負荷，需要較大池容厭氧濾池運轉(zhuǎn)簡單，適應(yīng)高或低濃度COD不適于廢水SS含量高時，有堵塞危險UASB工藝運轉(zhuǎn)簡單，適應(yīng)高或低濃度COD 解決運轉(zhuǎn)問題需要技巧，不適于廢水具有高SS的情況大量工程實踐和研究表明，由于畜禽養(yǎng)殖糞便污水含有高濃度的懸浮物和NH3—N，采用幾種厭氧消化工藝，其效率差別不大，而與溫度的關(guān)系更大：高溫(55176。)，～()(相當于容積負荷 7～10 kg TS/( )；中溫(35176。C)，～ m3/() (相當于容積負荷4～7 kg TS/( ))；近中溫(20～30176。C)，～ m3/() (相當于容積負荷2～4 kg TS/( ))；常溫(9～13176。C)，～ m3/()(～ kg TS/( ))。適用于畜禽場的厭氧裝置主要有：全混合消化池、厭氧接觸反應(yīng)器、上流式厭氧污泥床反應(yīng)器，厭氧生物濾池、厭氧膨脹床及二步厭氧消化器和復(fù)合反應(yīng)器等。（一）工藝流程圖以減量化、無害化、資源化為基本原則，根據(jù)豬場的經(jīng)營理念和當?shù)卣畬Νh(huán)境保護與生態(tài)建設(shè)工作的要求，在整個工藝流程中遵循以生態(tài)環(huán)保為目標的治理與綜合利用原則，建設(shè)成為變廢為寶，資源綜合利用的系統(tǒng)工程。治理糞便污染，有效削減污染總量。根據(jù)當?shù)氐臍夂蛱卣骱拓i場豬場的飼養(yǎng)特點，實行以干清糞為主，對豬舍的沖洗，采用節(jié)水清潔工藝，把用水量減少到最低限度，以減少治理經(jīng)費。采用先進的糞污處理工藝。所有糞便經(jīng)過發(fā)酵，殺滅有害細菌，制成有機肥。污水必須先經(jīng)過封閉式的厭氧消化，除去污水中70%左右的COD，殺死或滅活96%以上的病毒菌，基本達到無菌、無味運行。消除蚊蠅集生地，切斷寄生蟲的生長源，細菌指標達到衛(wèi)生防疫要求。處理工藝先進可靠，運行維護方便。適度投資規(guī)模，運行費用低。工藝選擇是大型沼氣工程建設(shè)的關(guān)鍵。處理工藝是否合理直接關(guān)系到工程的處理效果、運轉(zhuǎn)穩(wěn)定性、投資、運轉(zhuǎn)成本和管理操作水平等。因此，必須結(jié)合實際情況，綜合考慮各方面因素，慎重選擇適宜的處理工藝，以達到最佳的處理效果和經(jīng)濟效益。項目點所在地周邊為林地、旱作地，需大量的水源；出水達到《畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染物排放標準》后，可供上述林地、旱作地作水源用，故選擇生態(tài)模式處理工藝是適合本項目的。工藝流程如下：輸送到農(nóng)戶脫水脫硫仔豬保溫貯氣柜 沼氣：1回流回流 穩(wěn)定塘、貯液池豬舍格柵調(diào)節(jié)酸化池UASB池 糞污水 泵提升 出水 排泥 沼液肥養(yǎng)魚旱作種植污泥干化場 圖43 生產(chǎn)工藝流程圖本工藝主要分為四個部分，第一部分是糞污前處理，包括格柵池、調(diào)節(jié)池及水解酸化池；第二部分是厭氧消化及兼氧消化，包括UASB池及氧化塘；第三部分是沼氣利用，包括脫水脫硫器、貯氣柜、沼氣發(fā)電及仔豬保溫；第四部分是沼肥綜合利用，包括污泥干化場、果園、蔬菜基地及魚塘。格柵：主要作用是除去水中尺寸較大的漂浮物，排除對后序處理設(shè)備可能帶來的不利影響。能通過格柵的物料進入酸化計量池，格擋下來的大塊物料排至污泥干化池堆漚處理。調(diào)節(jié)酸化池：調(diào)節(jié)水質(zhì)水量，同時該池可消除部分進料沖擊負荷。利用沼氣發(fā)電的余熱對池內(nèi)廢水進行增溫，物料在池內(nèi)進行酸化水解，水解酸化的作用在將非溶解性的聚合物轉(zhuǎn)化為簡單的溶解性單體或二聚體，以利厭氧微生物利用。經(jīng)機械攪拌均質(zhì)后，用泵提升進入UASB池。UASB池：該池是本工藝的核心裝置，適合處理本項目含高SS濃度的豬糞尿廢液?？紤]到進水有機負荷過大，為了避免可能出現(xiàn)過酸情況，部分回流水同調(diào)節(jié)酸化池出水混合后進入UASB反應(yīng)器，保證UASB反應(yīng)器進水COD濃度在30005000mg/L之間，可以有較高的去除效果。其構(gòu)造特點是池內(nèi)不設(shè)三相分離器及攪拌裝置，廢水由池底配水系統(tǒng)進入，均勻地分布在反應(yīng)器底部，然后向上升流通過含有高濃度厭氧微生物的固體床，使廢液中的有機固體與厭氧微生物充分接觸反應(yīng)，有機固體被消化及分解轉(zhuǎn)化成沼氣。所產(chǎn)生的沼氣隨水流上升具有攪拌混合作用，促進有機固體與厭氧微生物的接觸。在重力的作用下，比重較大的厭氧微生物及未降解的固體被累積在反應(yīng)器下部，使反應(yīng)器內(nèi)保持較高的固體量及生物量，延長反應(yīng)器的SRT（污泥滯留時間）及MRT（微生物滯留時間）。通過固體床的水流從池頂?shù)囊缌餮咭绯?，剩余污泥定期排出至污泥干化場制固體有機肥料。UASB反應(yīng)器出水1：1回流至UASB入口，從而稀釋進水有機物濃度，增加進水堿度，降低污染負荷，避免厭氧反應(yīng)器出現(xiàn)過酸情況。穩(wěn)定塘：厭氧消化后的廢水一半回流后剩余一半，進入穩(wěn)定塘進行兼氧消化，進一步降低厭氧出