【文章內(nèi)容簡介】 案設(shè)計 工藝設(shè)計原則1）沼氣工程的工藝技術(shù)方案設(shè)計應(yīng)以減量化、無害化、資源化為目標，綜合考慮各種因素后選擇工藝路線；2）沼氣工程的工藝技術(shù)方案設(shè)計應(yīng)做好前期工作，實地考察和收集必要的資料。要符合市總體規(guī)劃，與X現(xiàn)代牧場有限公司奶牛養(yǎng)殖基地客觀實際緊密結(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；3）沼氣工程的工藝技術(shù)方案設(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，積極采用經(jīng)過鑒定的新技術(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，減少投資和運行費用；4）沼氣工程的工藝技術(shù)方案設(shè)計應(yīng)考慮沼氣的有效利用，充分利用公司周圍飼料基地和農(nóng)田消納沼渣、沼液；5）沼氣工程的工藝技術(shù)方案設(shè)計，除了執(zhí)行能源環(huán)境行業(yè)標準外，還應(yīng)符合國家及地方現(xiàn)行的相關(guān)標準、規(guī)范的規(guī)定。生產(chǎn)工藝的確定是沼氣工程建設(shè)的關(guān)鍵。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。因此，必須結(jié)合當?shù)赜媚芎蚗現(xiàn)代牧場有限公司奶牛養(yǎng)殖區(qū)糞污特征，綜合考慮糞便資源、配套土地和能源需求等因素，慎重選擇適宜的生產(chǎn)工藝，以達到最佳的處理效果和經(jīng)濟效益。目前比較成熟、適用的生產(chǎn)工藝有兩大類，一類是以綜合利用為主的“能源生態(tài)型”處理利用工藝，另一類是以污水達標排放為主的“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污水經(jīng)厭氧無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。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(nóng)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(nóng)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(shè)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?yún)捬跸鳎?)沼氣、沼液產(chǎn)量大；3)主體工程投資少、運行費用低；4)操作簡單、管理方便。 工藝說明采用能源生態(tài)型的沼氣能源環(huán)境工程，項目建設(shè)目標是盡可能的多生產(chǎn)沼氣，并通過對沼渣、沼液的綜合利用實現(xiàn)沼氣能源環(huán)境工程的社會效益和經(jīng)濟效益雙豐收。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)有機肥料，用于綠色食品生產(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，并最終達到區(qū)域內(nèi)畜禽場糞污的“零排放”。這種工藝遵循了生態(tài)農(nóng)業(yè)原則，具有良好的經(jīng)濟效益和環(huán)境效益。留民營、高碑店等沼氣工程均采用此工藝。 工藝流程典型能源生態(tài)型工藝流程為：畜禽場清出的鮮糞通過刮板機或絞龍直接進入?yún)捬跸?；畜禽舍的沖洗水匯集到計量池，直接泵入消化器的前部，在反應(yīng)器內(nèi)攪拌裝置作用下,配制成高濃度的發(fā)酵液（TS濃度在3~%左右）。厭氧消化器產(chǎn)生的沼氣經(jīng)凈化后貯存到貯氣柜，供發(fā)電或炊用。沼渣、沼液由厭氧消化器自動溢流入貯液池內(nèi)。貯液池內(nèi)上清液直接用泵抽出用作蔬菜、大田作物有機肥；將泵從貯液池底抽出較濃的沼液打入壓濾機進行固液分離。分離出的沼渣直接出售或添加多種生物和NPK圖61能源生態(tài)型生產(chǎn)工藝流程圖等添加劑，制成復(fù)合肥料；沼濾液作蔬菜和果樹等作物的葉面肥。為保證厭氧消化器的發(fā)酵溫度，需采用鍋爐等熱源對其加熱。其生產(chǎn)工藝流程如上圖61所示。 工藝要求和特點工藝適宜條件：1)規(guī)?；B(yǎng)殖場，最小污水處理量為每天50t；2)項目建設(shè)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，降低厭氧消化器工作負荷。2)牛舍內(nèi)清出的糞便以及固液分離機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(chǎn)量小；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)保型的沼氣能源環(huán)境工程，項目建設(shè)目標是實現(xiàn)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(yīng)池(UASB)與先進的好氧反應(yīng)池(SBR)相結(jié)合的典型工藝路線。 工藝流程畜禽舍污水經(jīng)管道引入集水池，經(jīng)污水泵提升至固液分離機；分離出的污水自流入沉淀池，進一步去除水中的雜物；沉淀后污水經(jīng)酸化調(diào)節(jié)池后進入UASB厭氧消化器；經(jīng)厭氧消化后污水自流入調(diào)節(jié)池，根據(jù)SBR池的要求，泵入 SBR池。為進一步達到節(jié)能和有效去除氨氮的目的，一般設(shè)置穩(wěn)定塘，以確保水質(zhì)達標排放。沉淀池、UASB池和SBR池的污泥排入干化場，經(jīng)干化后和畜舍清出的鮮糞經(jīng)好氧發(fā)酵后可作為優(yōu)質(zhì)有機肥料使用。 圖62環(huán)保型生產(chǎn)工藝流程圖UASB池在進行厭氧生物反應(yīng)過程中產(chǎn)生的沼氣經(jīng)過凈化送入貯氣柜供發(fā)電或炊用。其生產(chǎn)工藝流程如圖62所示 工藝選擇根據(jù)X現(xiàn)代牧場有限公司的提供的基礎(chǔ)資料，其基礎(chǔ)情況如下所示：1)年存欄奶牛10000頭；2)每天排放的污水量約450m3，主要為尿液和沖洗擠奶廳污水；3)每天收集的鮮糞量為350t左右；4)與牧場相臨的飼料草基地10萬畝。根據(jù)X現(xiàn)代牧場有限公司的基礎(chǔ)資料以及能源環(huán)保型與能源生態(tài)型工藝要求和特點，確定X現(xiàn)代牧場有限公司大型沼氣能源環(huán)境工程選擇能源生態(tài)型工藝技術(shù)方案。選擇能源生態(tài)型工藝的原因在于：1)年存欄奶牛10000頭，為沼氣工程提供糞便350t/d，牧場糞便為工程提供了穩(wěn)定發(fā)酵原料；2)在調(diào)節(jié)發(fā)酵原料濃度時，能夠完全利用其450m3的污水，不需要針對污水再作處理；3)牧場周圍的10萬飼料草基地，可完全消納工程生產(chǎn)的沼渣、沼液，并通過減少購買有機肥產(chǎn)生良好的經(jīng)濟效益；4)選擇能源生態(tài)型工藝，投資少、運行費用低、管理操作簡單。通過該項目的建設(shè)，將X現(xiàn)代牧場有限公司和周圍的飼料草基地有機的結(jié)合起來，建立良性的生態(tài)循環(huán)系統(tǒng)，保障了X現(xiàn)代牧場有限公司經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展。 工藝設(shè)計根據(jù)典型能源生態(tài)型處理利用工藝，結(jié)合X現(xiàn)代牧場有限公司基礎(chǔ)情況，X現(xiàn)代牧場有限公司大型沼氣能源環(huán)境工程工藝流程圖見圖63。牧場污水通過排水溝自流匯集到酸化池，酸化池的水通過泵打入攪拌池與牛糞混合，因地區(qū)氣溫較低，進入攪拌池的牛糞必須考慮保溫措施，擬采用大棚將牛糞罩住，防止牛糞結(jié)凍。攪拌池前設(shè)置兩道格柵，以清除污水中的長草和粗纖維；再進入加溫計量池進行加溫（冬季），設(shè)提升泵定時定量地按照工藝要求將污水輸送到USR反應(yīng)器；USR反應(yīng)器內(nèi)上清液通過水壓排入沼液池；經(jīng)發(fā)酵后的牛糞排入沼渣池，通過污泥泵將沼渣抽至脫水機進行固液分離，分離的沼渣(含水率75%左右)作為基肥施用于飼料草基地；分離的沼液流入沼液池，通過管道將液體有機肥料直接施用于飼料草基地；厭氧消化器產(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)電機發(fā)電。 糞尿及沖洗廢水 牛 糞 電力輸出 酸化池 泵 攪拌池 長草和粗纖維泵余熱發(fā)電機 加溫計量池 泵 貯氣柜 沼氣凈化系統(tǒng) USR反應(yīng)器 沼渣池 上清液 泵 沼氣加熱鍋爐 脫水機 生產(chǎn)有機肥 沼 液 池 農(nóng)業(yè)基地圖例： 污水管路 污泥管路 沼氣管路圖63工藝流程圖 工藝設(shè)計說明1） 酸化池沖洗廢水及尿液通過牧場的集水井泵入酸化池，在此停留一段時間進行酸化。廢水泵入攪拌池與牛糞混合。2） 攪拌池在糞污進入處理設(shè)施之前設(shè)置攪拌池，糞污的排放具有一定的時間性，為了使糞與污水充分混合，糞中的大部分可溶性有機物進入廢水中。所以在糞污的處理過程中，必須將糞污引入攪拌池內(nèi)進行攪拌，以保證后續(xù)處理構(gòu)筑物進水水質(zhì)、水量的均勻。同時，由于牛糞中含有大量的長草等粗纖維，在經(jīng)過攪拌后將這些長草從糞污中分離出來，保證泵的正常運行。牛糞中含有的少量砂礫會沉積在攪拌池內(nèi)，運行一段時間后需要對攪拌池進行清理。3） 加溫計量池糞污稀釋廢水引入計量池由水泵均勻提升至USR反應(yīng)器，同時起到計量的作用。為了保證厭氧系統(tǒng)的溫度在35℃左右，池內(nèi)設(shè)有加熱系統(tǒng)利用發(fā)電機余熱給糞污加溫，冬季時可利用沼氣加熱鍋爐為糞污加溫。4） USR反應(yīng)器USR反應(yīng)器是該糞污處理工程的主體構(gòu)筑物。運行的基本原理是：糞污中的有機污染物在厭氧條件下經(jīng)微生物降解，轉(zhuǎn)化成甲烷、二氧化碳等，所產(chǎn)氣體（沼氣）含甲烷大于60%，同時降低了污染物的含量。反應(yīng)器主要完成消化反應(yīng)、污泥濃縮和出水澄清的功能。反應(yīng)器采用升流式的進料方式，高濃度的污泥沉積在反應(yīng)器底部，在進料時置換出含固量少的上清液，提高了固體停留時間。該反應(yīng)器高出一般傳統(tǒng)的厭氧消化池23倍，減小了后續(xù)處理段的進水負荷，從而降低工程造價。USR反應(yīng)器有以下特點：①處理能力強，有機負荷高。處理效果高于同類處理工藝的23倍。②運行管理簡便，裝置沒有泵等復(fù)雜的電器需要人工操作，節(jié)省了人力，減少了動力消耗，同時具有投資少等優(yōu)點。③對各種沖擊有較強的穩(wěn)定性和恢復(fù)能力。④無填料堵塞問題，運行穩(wěn)定。5）沼渣池從USR反應(yīng)器排出的沼渣進入沼渣池，這部分沼渣通過脫水形成含水率低的污泥，這部分污泥可以作為有機肥