【文章內(nèi)容簡介】 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(jìn)行沼氣發(fā)酵處理。優(yōu)點是處理量大，產(chǎn)沼氣量多，便于管理，易啟動，運行費用低。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16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)酵工藝無可比擬的優(yōu)點，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)冬季正常運行的優(yōu)勢，推廣程度已經(jīng)大大超過其他結(jié)構(gòu)形式的沼氣工程。結(jié)構(gòu)特點：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：適合有機(jī)物原料：TS=8%12%；圖 52 一體化沼氣發(fā)酵外形裝置17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(shè)周期；冬季也能運行。（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，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)入下一個處理單元。（4）保溫與增溫厭氧消化反應(yīng)過程受溫度影響很大，如圖 54 所示。本項目厭氧處理單元設(shè)計為中溫，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(jìn)行強(qiáng)化保溫。圖 53 一體化沼氣發(fā)酵裝置構(gòu)造18b. 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(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，實現(xiàn)對罐體的增溫。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 溫度對厭氧中溫發(fā)酵產(chǎn)氣率的影響本工程采用一級厭氧工藝：（1）厭氧罐：設(shè)計體積：1500m 3設(shè)計尺寸：φ15m8m停留時間 HRT=24d結(jié) 構(gòu) 形 式：鋼結(jié)構(gòu)設(shè)置攪拌機(jī)一臺，可使池內(nèi)糞污溫和濃度均勻，防止分層和形成浮渣，緩沖池內(nèi)堿度，減少生物的抑制現(xiàn)象，從而提高有機(jī)物的分解速度和速率，功率 N=11kW。收集沼氣采用在厭氧罐頂加裝貯氣膜（一體化厭氧裝置） ，1 層內(nèi)膜，由特殊加工聚酯材質(zhì)制造，兩面皆涂覆聚氯乙烯，具有抵抗紫外線及各種微生物的能力，非常耐磨，切口為熔接縫合；1 層內(nèi)膜，由特殊加工聚酯材質(zhì)制造，兩面內(nèi)襯聚氯乙烯，兩面涂覆特殊塑化亮漆，容積 800m3。19增壓風(fēng)機(jī)一臺，N=1kW?；亓鞅靡慌_，用于厭氧罐的回流，進(jìn)行進(jìn)一步處理。Q=15m3/h， H=10m，N=3kW（2）保溫：中溫沼氣發(fā)酵，反應(yīng)器必須加熱。為了減少加熱費用，反應(yīng)器必須保溫。按此設(shè)計，綜合散熱系數(shù)約 ㎡K，在冬季，環(huán)境日平均溫度為8 ℃，反應(yīng)器散熱量合計約為：1410 4kJ/d (104kcal/d)厭氧反應(yīng)器外壁用擠塑板保溫，保溫層厚 100mm，外飾彩鋼板；室外地面管道用聚氨酯外敷白鐵皮保溫層，保溫層厚 30mm。（3）加熱量發(fā)電機(jī)的余熱量：在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下（0℃，） ，每立方米沼氣含熱量為 5500kcal，其中用于發(fā)電熱量為 860kcal/ =1290kcal，占總能量的 %；總能量 40%左右可以以余熱的形式回收，則可回收的余熱量為 5500=2200kcal；其余的能量以各種形式被損失掉。本工程可產(chǎn)生余熱量為：15002200=3300000kcal=3300000 =107kJ，每小時可提供熱量=10 7kJ/24=105 用于發(fā)酵罐增溫。熱量計算如下：根據(jù)當(dāng)?shù)厮{(lán)藻只在氣溫較高時爆發(fā)，混合液溫度取 25℃。假設(shè)糞水比熱容和清水相當(dāng)，上述物料需增溫至 35℃，效率按 70%計，則需要熱量為：（3525）1000247。=10 6 kJ若 24 小時連續(xù)增溫，則需要熱量為 106 kcal247。24=105 20kcal/h＜10 5kJ（發(fā)電機(jī)可提供的余熱）發(fā)電機(jī)余熱足夠該沼氣工程厭氧發(fā)酵增溫加熱需要。沼液處理工藝本工程設(shè)計半地下式 1 座沼液貯存池。設(shè)計體積：1000m 3設(shè)計尺寸：φ14m7m結(jié)構(gòu)形式：鋼砼沼液用途：農(nóng)莊所在地范圍內(nèi)有 5000 畝無公害種植基地，可以消化本沼氣工程產(chǎn)生的沼渣沼液優(yōu)質(zhì)有機(jī)肥。此外，沼液輸送管道將是封頂?shù)牟⑶遗c排水渠是分開的，以確保在雨季時沼液不滿溢，以免對周邊環(huán)境構(gòu)成二次污染。沼氣凈化與貯存工藝（1）沼氣凈化工藝厭氧發(fā)酵罐剛產(chǎn)出的沼氣是含飽和水蒸氣的混合氣體，除含有氣體燃料 CH4和 CO2外，還含有 H2S 和懸浮的顆粒狀雜質(zhì)。H 2S 不僅有毒，而且有很強(qiáng)的腐蝕性。過量的 H2S 和雜質(zhì)會危及發(fā)電機(jī)組的壽命，因此需進(jìn)行脫硫、氣水分離等凈化處理，其中沼氣的脫硫是其主要問題。對于藍(lán)藻廢水產(chǎn)生的沼氣，其中 H2S 氣體含量約為 1500 ppm，而沼氣發(fā)電機(jī)組要求沼氣中含 H2S 氣體含量不大于 300 ppm，沼氣的脫硫凈化處理是必須的。（2）沼氣貯存工藝本工程選擇產(chǎn)氣、貯氣一體化厭氧罐，沼氣在厭氧罐上部雙膜結(jié)構(gòu)的貯氣柜中貯存。21熱電聯(lián)供沼氣發(fā)電機(jī)配置沼氣利用有三種選擇：第一種是沼氣全部用于燃?xì)馐褂?；第二種是沼氣全部用于發(fā)電；第三種是沼氣部分用于發(fā)電部分用于燃?xì)?。本工程依?jù)前述分析，選擇沼氣全部發(fā)電。圖 52 沼氣利用效率由藍(lán)藻厭氧消化處理后所產(chǎn)生的沼氣是一種優(yōu)質(zhì)的生物氣體能源。在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下（0℃，） ，每立方米沼氣可產(chǎn)生熱量約為5500 Kcal（ MJ） ，理論上相當(dāng)于電量 kWh（1 kWh= MJ） 。目前，國產(chǎn)沼氣發(fā)電機(jī)對沼氣的利用效率為 80%（如圖 52 所示） 。而進(jìn)口的效率較高的沼氣發(fā)電機(jī)可把沼氣中總含能量的 35~40%左右的能量轉(zhuǎn)化成電能，40~48%左右可以以余熱的形式回收，總效率最高可達(dá) 80%以上。沼氣發(fā)電機(jī)組所發(fā)出的電力可以上網(wǎng)銷售。余熱回收換熱器回收22的余熱可以用于厭氧發(fā)酵罐的增溫、保溫。目前，國內(nèi)生產(chǎn)沼氣熱點聯(lián)產(chǎn)供機(jī)組的企業(yè)有濟(jì)柴、寶駒和勝動等。國外有 Caterpillar、DEUTZ、Jenbacher 等知名專業(yè)廠家，還有Tedom、Schnell、Electro Hagl 等廠家。考慮到成本及售后服務(wù)的便捷，本工程選用 300kW 國產(chǎn)發(fā)電機(jī)組。第六章 設(shè)備選型 設(shè)備選型原則設(shè)備性能先進(jìn)設(shè)備生產(chǎn)率與生產(chǎn)規(guī)模相匹配節(jié)能高效操作安全、穩(wěn)定可靠、維修方便環(huán)保、噪音小 所選設(shè)備型號序號 設(shè)備名稱 規(guī)格型號 單位 數(shù)量2 勻漿池攪拌機(jī) N=4kW 臺 15 一體化厭氧反應(yīng)器 罐體 φ158，氣柜 800 m3 座 17 厭氧進(jìn)料泵 Q=15m3/h，H=10m，N=4KW 臺 18 厭氧罐斜攪拌機(jī) 非標(biāo) N=11kW 臺 2厭氧回流泵 Q=15m3/h，H=10m，N=3kW10 脫硫系統(tǒng) 套 111 增壓風(fēng)機(jī) N=1KW 臺 212 干式阻火器 ZHQB 套 113 熱水循環(huán)泵 50HG2532 臺 223序號 設(shè)備名稱 規(guī)格型號 單位 數(shù)量14 脫水裝置 非標(biāo) 臺 115 凝水器 NS600 套 416 操作平臺 套 117 工藝管道及閥門 套 118 防腐及保溫工程 套 119 電氣與控制 套 120 沼氣發(fā)電機(jī)組 300kW 臺 121 余熱回收利用熱交換器 套 1第七章 建設(shè)設(shè)計說明 設(shè)計依據(jù) 《建筑內(nèi)部設(shè)計防火規(guī)范》GB5022295(2022 版) 《建筑設(shè)計防火規(guī)范》GBJ1687(2022 版) 《建筑物防震設(shè)計規(guī)范》GB500571994 《爆炸和火災(zāi)危險環(huán)境電力裝置設(shè)計規(guī)范》GB500581992 《工業(yè)與民用電力裝置接地設(shè)計規(guī)范》GBJ6583 《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》GB500112022 《98 系列建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計圖集》城鎮(zhèn)污水處理廠附屬建筑和