【導(dǎo)讀】欽州市欽南新宇豬場(chǎng)大型沼氣工程。廣西華藍(lán)設(shè)計(jì)（集團(tuán)）有限公司i

　　

【正文】 0 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(chǎng)濃縮脫水后可用于制作有機(jī)肥或作為菌種出售。 （ 6）有機(jī)肥的生產(chǎn)應(yīng)優(yōu)先采用分隔倉式好氧生物堆肥工藝。 欽州市欽南新宇豬場(chǎng) 大型 沼氣工程 廣西 華藍(lán)設(shè)計(jì)（集團(tuán)）有限公司 25 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(dāng)直接影響沼氣工程的處理效果、沼氣產(chǎn)量、運(yùn)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(dòng)的結(jié)果，也就是微生物不斷地進(jìn)行新陳代謝和生長繁殖的結(jié)果。保持厭氧細(xì)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(fù)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(dāng)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(jìn)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(gè)規(guī)律。沼氣發(fā)酵可分為 3 個(gè)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(chǎng)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(jī)廢水。廢水向上流動(dòng)通過反應(yīng)器的厭氧濾池稱為升流式厭氧濾池； 當(dāng)有機(jī)物的濃度和性質(zhì)適宜時(shí)采用的有機(jī)負(fù)荷可高達(dá) 10～ 20kgCOD／（ m3d ）。另外還有下向流厭氧濾池。污水在流動(dòng)過程中生長并保持與厭氧細(xì)菌的填料相接觸；因?yàn)榧?xì)菌生長在填料欽州市欽南新宇豬場(chǎng) 大型 沼氣工程 廣西 華藍(lán)設(shè)計(jì)（集團(tuán)）有限公司 26 上，不隨出水流失。在短的水力停留時(shí)間內(nèi)可取得長的污泥齡，平均細(xì)胞停留時(shí)間可以長達(dá) 100 天以上。厭氧濾池的缺點(diǎn)是載體相當(dāng)昂貴，據(jù)估計(jì)載體的價(jià)格與構(gòu)筑物建筑價(jià)格相當(dāng)。但如采用的填料不當(dāng)，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(dòng)、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(jìn)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(shí)際上是（改進(jìn)的） UASB 反應(yīng)器，其運(yùn)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(jìn)水與污泥顆粒的充分接觸。 EGSB 反應(yīng)器的特點(diǎn)是顆粒污泥床通過采用高的上升流速（與小于 l～２ m／ h 的 UASB 反應(yīng)器相比），即 6～ 12m／ h。運(yùn)行在膨脹狀態(tài)。 EGSB 的概念特別適于低溫和相對(duì)低濃度污水，當(dāng)沼氣產(chǎn)率低、混合強(qiáng)度低時(shí)，在此條件下較高的進(jìn)水動(dòng)能和顆粒污泥床的膨脹高度將欽州市欽南新宇豬場(chǎng) 大型 沼氣工程 廣西 華藍(lán)設(shè)計(jì)（集團(tuán)）有限公司 27 獲得比 “通常的 ”UASB反應(yīng)器好的運(yùn)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(jī)物的去除。 進(jìn)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(jìn)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(fù)荷：中溫為 2～ 3kgCOD/（ m3． d），高溫為 4～ 5kgCOD/（ m3． d）。 全混合消化池的特點(diǎn)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(gè)池內(nèi)實(shí)現(xiàn)，結(jié)構(gòu)較簡單。但缺乏持留或補(bǔ)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(xì)胞：對(duì)無攪拌的消化器，還存在料液的分層現(xiàn)象嚴(yán)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(diǎn)。 統(tǒng)計(jì)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(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，便于放大，運(yùn)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％。 欽州市欽南新宇豬場(chǎng) 大型 沼氣工程 廣西 華藍(lán)設(shè)計(jì)（集團(tuán)）有限公司 28 表 41 各種厭氧處理工藝的優(yōu)、缺點(diǎn) 工藝類型 優(yōu)點(diǎn) 缺點(diǎn) 厭氧塘 便宜，實(shí)際不需要維護(hù) 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(fù)荷，需要較大池容 厭氧濾池 運(yùn)轉(zhuǎn)簡單，適應(yīng)高或低濃度COD 不適于廢水 SS 含量高時(shí)，有堵塞危險(xiǎn) UASB 工藝 運(yùn)轉(zhuǎn)簡單，適應(yīng)高或低濃度COD 解決運(yùn)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(shí)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 (55?)，容積產(chǎn)氣率可達(dá) ～ ()(相當(dāng)于容積負(fù)荷 7～ 10 kg TS/( )；中溫 (35?C)，容積產(chǎn)氣率可達(dá) ～ m3/() (相當(dāng)于容積負(fù)荷 4～ 7 kg TS/( ))；近中溫 (20～ 30?C)，容積產(chǎn)氣率可達(dá) ～ m3/() (相當(dāng)于容積負(fù)荷 2～ 4 kg TS/( ))；常溫 (9～ 13?C)，容積產(chǎn)氣率可達(dá) ～ m3/()(相當(dāng)于容積負(fù)荷～ kg TS/( ))。適用于畜禽場(chǎng)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。 工藝技術(shù)流程 （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(chǎng) 的經(jīng)營理念和當(dāng)?shù)卣畬?duì)環(huán)境保護(hù)與生態(tài)建設(shè)工作的要求，在整個(gè)工藝流程中遵循以生態(tài)環(huán)保為目標(biāo)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。 欽州市欽南新宇豬場(chǎng) 大型 沼氣工程 廣西 華藍(lán)設(shè)計(jì)（集團(tuán)）有限公司 29 治理糞便污染，有效削減污染總量。根據(jù)當(dāng)?shù)氐臍夂蛱卣骱?豬場(chǎng) 豬場(chǎng)的飼養(yǎng)特點(diǎn)，實(shí)行以干清糞為主，對(duì)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(fèi)。 采用先進(jìn)的糞污處理工藝。所有糞便經(jīng)過發(fā)酵，殺滅有害 細(xì)菌，制成有機(jī)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(dá)到無菌、無味運(yùn)行。消除蚊蠅集生地，切斷寄生蟲的生長源，細(xì)菌指標(biāo)達(dá)到衛(wèi)生防疫要求。 處理工藝先進(jìn)可靠，運(yùn)行維護(hù)方便。 適度投資規(guī)模，運(yùn)行費(fèi)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(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定性、投資、運(yùn)轉(zhuǎn)成本和管理操作水平等。因此，必須結(jié)合實(shí)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(dá)到最佳的處理效果和經(jīng)濟(jì)效益。 項(xiàng)目點(diǎn)所在地 周邊為林地 、旱作地，需大量的水源； 出水達(dá)到《畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》 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(xiàng)目的。 工藝流程如下 ： 欽州市欽南新宇豬場(chǎng) 大型 沼氣工程 廣西 華藍(lán)設(shè)計(jì)（集團(tuán)）有限公司 30 沼氣 糞污水 泵提升 出水 排泥 沼液肥 圖 43 生產(chǎn)工藝流程圖 工藝 流程說明 本工藝主要分為四個(gè)部分，第一部分是糞污前處理，包括格柵池、 格 柵 調(diào)節(jié) 酸化 池 U A S B 池 穩(wěn)定塘 、貯液池 脫 水 脫 硫 貯 氣 柜 輸送到農(nóng)戶 豬 舍 旱作種植 養(yǎng) 魚 污泥干化場(chǎng) 仔豬保溫 出水 ： 1回流 回流 欽州市欽南新宇豬場(chǎng) 大型 沼氣工程 廣西 華藍(lán)設(shè)計(jì)（集團(tuán)）有限公司 31 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(chǎng)、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(duì)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(jìn)入酸化計(jì)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(shí)該池可消除部分進(jìn)料沖擊負(fù)荷。 利用沼氣發(fā)電的余熱對(duì)池內(nèi)廢水進(jìn)行增溫，物料在池內(nèi)進(jìn)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(jī)械攪拌均質(zhì)后，用泵提升進(jìn)入 UASB 池。 UASB 池：該池是本工藝的核心裝置，適合處理本項(xiàng)目含高 SS濃度的豬糞尿廢液。 考慮到進(jìn)水有機(jī)負(fù)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(jìn)入 UASB 反應(yīng)器，保證 UASB 反應(yīng)器進(jìn)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(diǎn)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(jìn)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(jī)固體與厭氧微生物充分接觸反應(yīng)，有機(jī)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(jìn)有機(jī)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)器下欽州市欽南新宇豬場(chǎng) 大型 沼氣工程 廣西 華藍(lán)設(shè)計(jì)（集團(tuán)）有限公司 32 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(shí)間）及 MRT（微生物滯留時(shí)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?chǎng)制固體有機(jī)肥料。 UASB反應(yīng)器出水 1： 1 回流至 UASB 入口，從而稀釋進(jìn)水有機(jī)物濃度，增加進(jìn)水堿度，降低污染負(fù)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(jìn)入 穩(wěn)定塘進(jìn)行兼氧消化， 進(jìn)一步降低厭氧出水的污染負(fù)荷。穩(wěn)定 塘的另一個(gè)作用是作貯液池，在雨季及用沼液肥的淡季，貯存不能及時(shí)消納的沼液，防止環(huán)保事故的發(fā)生。 脫水、脫硫：需對(duì)沼氣 中的水份及二氧化硫進(jìn)行脫除。采用活性氧化鋁及氧化鐵對(duì)沼氣中的水分及二氧化硫進(jìn)行脫除。 貯氣柜：沼氣經(jīng)過脫水、脫硫塔除去氣體中的水蒸氣和二氧化硫，進(jìn)入貯氣柜貯存?zhèn)溆谩? 沼氣池容積 450m3，每天進(jìn)污水 180 m3，常溫發(fā)酵， COD 去除率80%以上，滯留期 2 天。各單元處理效果見表 42。 欽州市欽南新宇豬場(chǎng) 大型 沼氣工程 廣西 華藍(lán)設(shè)計(jì)（集團(tuán)）有限公司 33 表 42 豬場(chǎng)污水處理各工藝單元處理參數(shù) 序號(hào) 項(xiàng)目 格柵 調(diào)節(jié)酸化池 UASB 穩(wěn)定塘 灌溉 1 水量 (T/d) 180 180 450 （出水 1： 1 回流） 180 2 滯留期（ d） 0 42 3 進(jìn)水 COD 濃度 (mg/L