【正文】 /固分離器，是一種簡單而有低值的反應(yīng)器，自動(dòng)形成較長的消化器微生物滯留期（MRT 約為 HRT的 45倍） ，特別適用于糞水（TS≥5%）處理。養(yǎng)殖場污水屬高濃度、高懸浮固體有機(jī)廢水。采用 UASB工藝進(jìn)行處理運(yùn)行不穩(wěn)，宜發(fā)生浮渣及堵塞現(xiàn)象。因此，本項(xiàng)目選用 USR工藝，并結(jié)合北方氣溫特點(diǎn)，增加發(fā)酵設(shè)備和輸氣管路的防寒保溫措施；利用發(fā)電余熱給物料升溫，對發(fā)酵料液實(shí)行沼氣反饋增溫的措施，以實(shí)現(xiàn)近中溫（2532℃）厭氧發(fā)酵，提高處理效果。 厭氧發(fā)酵工藝流程總體思路是以沼氣、沼渣、沼液綜合利用為主，沼氣供周圍用戶炊用和發(fā)電，沼液回收后用于圈舍清洗，沼渣干化后生產(chǎn)固態(tài)有機(jī)肥。根據(jù)上述分析，工藝流程如下圖?！　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　D 61 沼氣工程工藝流程示意圖工藝流程說明：豬場污水通過糞污收集系統(tǒng)后進(jìn)入預(yù)處理系統(tǒng)，該系統(tǒng)除進(jìn)行水質(zhì)、水量的調(diào)節(jié)外，尚進(jìn)行溫度、PH 值的調(diào)節(jié)，并進(jìn)行適當(dāng)?shù)乃馑峄?、去除粗大固體物以及無機(jī)的可沉固體等。首先自流進(jìn)入貯漿池，貯漿池定時(shí)定量地將糞污輸送到酸化池進(jìn)行水解酸化處理，降解部分懸浮有機(jī)糞水 貯漿池 酸化反應(yīng)池 調(diào)節(jié)計(jì)量池 厭氧發(fā)酵池 沼氣清液固液分離污泥凈化貯存作能源沼渣沼渣肥沼液回收利用物質(zhì)，提高糞污的可生化性能，然后經(jīng)過調(diào)節(jié)計(jì)量，用潛污泵和攪拌泵泵入?yún)捬醢l(fā)酵池。為確保實(shí)現(xiàn)中溫發(fā)酵，在調(diào)節(jié)計(jì)量池和發(fā)酵池內(nèi)設(shè)加熱系統(tǒng)（蒸汽直接加熱） 。糞污厭氧消化后，產(chǎn)生的沼氣經(jīng)脫硫、脫水、脫雜凈化后進(jìn)貯氣柜，供集中供氣和發(fā)電用。沼渣、沼液排入固液分離機(jī)房，經(jīng)固液分離后，濾渣作有機(jī)肥原料，清液進(jìn)入沉淀池，沉淀后流入貯液池，回收用作沖洗用水，余液夏季灌溉，冬季貯存。 主要工藝參數(shù)：發(fā)酵池有效容積 460m3，發(fā)酵溫度為 2532℃，TS 約 5%，容積有機(jī)負(fù)荷 d，滯留期 8d。 沼氣接種物的選用與厭氧化器的啟動(dòng)⑴選取菌種沼氣發(fā)酵過程是多種微生物共同作用的結(jié)果，應(yīng)注意接種物的產(chǎn)甲烷活性。在確定系統(tǒng)運(yùn)行溫度后，要選擇同類工程的消化液作接種物（厭氧菌群） 。處理同類糞水，接種同類污泥，以保持沼氣微生物生態(tài)環(huán)境的一致；沼氣發(fā)酵消化器排出的污泥和污水溝底正在發(fā)泡的活性污泥，都可作為選取接種物的對象。接種量約占發(fā)酵容積的 1／10，在此基礎(chǔ)上逐漸富集。⑵菌種的馴化富集菌種的馴化富集可在新建成的消化器內(nèi)進(jìn)行，也可在其它容器內(nèi)進(jìn)行。取來活性污泥，再加入適量的處理原料，數(shù)量小于菌種 10%份額。馴化富集過程是為沼氣微生物創(chuàng)造沼氣發(fā)酵所必要的生活條件，首要條件是適宜的溫度和 PH值，每次加入新料液的多少也是由馴化富集起來菌種液 PH值的高低所確定。⑶厭氧反應(yīng)器的啟動(dòng)厭氧反應(yīng)器的啟動(dòng)一般需要較長時(shí)間，若能取得大量活性污泥作為接種物，在啟動(dòng)開始時(shí)投入消化器內(nèi)，可以縮短啟動(dòng)期。在啟動(dòng)運(yùn)行時(shí)，裝備監(jiān)測設(shè)施，控制好發(fā)酵料液的溫度和 PH值在最佳范圍之內(nèi)。監(jiān)測排出液的 COD、BOD 等含量、去除率及消化器的消化負(fù)荷。啟動(dòng)運(yùn)行階段 COD去除率要適當(dāng)放寬，以滿足最佳 PH值要求。待大部分原料被分解去除時(shí)，即產(chǎn)氣高峰過后，再進(jìn)行連續(xù)投料或半連續(xù)投料運(yùn)行，直至消化器內(nèi)的料液向外溢流，這為該系統(tǒng)起動(dòng)的第一階段。此后，逐漸縮短每次進(jìn)料間隔，逐漸增加每次進(jìn)料量，直至通過實(shí)踐得出每天的最大進(jìn)料量，并能滿足消化器正常運(yùn)行。 加熱工藝選擇在冬季，利用發(fā)電余熱對調(diào)節(jié)計(jì)量池（容積 25m3）和厭氧發(fā)酵池加熱進(jìn)行料液升溫，保證沼氣工程的正常運(yùn)營。①發(fā)酵池料液的耗熱量計(jì)算Qmax=ΣF1K1(TDTA)式中：F1池體總散熱面積，m 2；取 360m2TD消化溫度，℃；取 28℃。TA池外介質(zhì)溫度，℃；取22℃。K1池蓋、池壁和池底的總傳熱系數(shù) W/(m2h℃)；取 。 為修正系數(shù)經(jīng)計(jì)算厭氧發(fā)酵罐池和酸化升溫池的耗熱量：Qmax=8640W/h②冬季加熱酸化池料液熱量計(jì)算Qmax=Q1000(TDTs)4180/86400式中：Q一次投入糞污量，m 3/d；取 25m3TD消化溫度，℃；取 28℃Ts入池糞污原有溫度，℃；取 5℃Qmax=27818W/h③總耗熱量及需加熱設(shè)備冬季正常運(yùn)行總耗熱量為每小時(shí) 。加熱方式采用熱水交換間接加熱，養(yǎng)殖場現(xiàn)有 1t/h常壓鍋爐四臺(tái)，現(xiàn)有供熱面積 2400m2。項(xiàng)目建成后，新增供熱面積 212m2，剩余供熱能力可滿足項(xiàng)目加溫需要?？衫霉粳F(xiàn)有采暖熱水進(jìn)行加熱。 固液分離技術(shù)比較采用厭氧發(fā)酵工藝的養(yǎng)殖場糞污處理系統(tǒng)，固液分離因在工藝流程中的排序不同，可分為前固液分離和后固液分離兩種方式。前固液分離是將固液分離安排在厭氧發(fā)酵工藝之前，采用此工藝可將難分解的物質(zhì)提前分離出來，可降低整個(gè)液體中的 BOD、COD、SS 含量，以及后續(xù)糞水處理單元的負(fù)荷，從而對降低整個(gè)糞污處理系統(tǒng)的投資和運(yùn)行費(fèi)用。缺點(diǎn)是由于參與厭氧反應(yīng)的固體物質(zhì)被分離出去，從而降低了沼氣的產(chǎn)出量，且先分離出的固體物質(zhì)有臭氣產(chǎn)生，易招蚊蠅。后固液分離是將固液分離安排在厭氧發(fā)酵工藝之后，采用此工藝可彌補(bǔ)前固液分離產(chǎn)氣不足和易招蚊蠅的缺點(diǎn)，但所需反應(yīng)池體積大，建設(shè)投資較高。本項(xiàng)目沼氣需求量大，且環(huán)境保護(hù)要求高，建議采用后固液分離技術(shù)。 主要裝置及設(shè)備選擇 厭氧發(fā)酵罐方案 材料比選選型厭氧發(fā)酵罐是沼氣工程中的一個(gè)重要組成部分，目前制作方式主要有三種形式。⑴厭氧發(fā)酵罐采用鋼筋混凝土制作，通常為半地下式，其優(yōu)點(diǎn)是制作工藝簡單，投資少；缺點(diǎn)是標(biāo)準(zhǔn)化程度不高，制作費(fèi)時(shí)、費(fèi)力。⑵厭氧發(fā)酵罐采用全鋼結(jié)構(gòu)，通常為地上式，其優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)化、自動(dòng)化和成套化程度較高，操作簡單，安裝簡捷；缺點(diǎn)是投資較高，在北方寒冷地區(qū)保溫費(fèi)用較高。⑶引進(jìn)了國外的新材料和新工藝（雙折邊咬口技術(shù)和拼裝制罐技術(shù)）來設(shè)計(jì)和建造，通常為地上式。優(yōu)點(diǎn)是現(xiàn)場拼裝（或卷制）方式，工程施工周期短且耐腐蝕、技術(shù)先進(jìn)、性能好。缺點(diǎn)是投資高。項(xiàng)目結(jié)合*北疆地區(qū)的特殊氣候條件以及項(xiàng)目農(nóng)場的資金實(shí)力和技術(shù)條件，建議厭氧發(fā)酵罐采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，半地下式。 池型比選目前，厭氧發(fā)酵罐采用單池設(shè)計(jì)時(shí)基本選用圓形結(jié)構(gòu)，具有反應(yīng)器受力情況好，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)，在同樣截面積下周長最小，建造費(fèi)用低，保溫效果好。缺點(diǎn)為施工難度較矩形復(fù)雜。在北疆嚴(yán)寒地區(qū)，項(xiàng)目厭氧發(fā)酵罐采用圓形結(jié)構(gòu)，可大幅減少保溫所需材料和加溫時(shí)能量損耗。因此，本項(xiàng)目厭氧發(fā)酵罐推薦采用圓形池。 汽水分離器選型方案比較從發(fā)酵裝置出來的沼氣含有飽和水蒸汽，需分離除去，目前主要有 3種方法可將其分離。⑴冷分離法；⑵溶劑吸收法；⑶固體物理吸收法。因溶劑吸收法投資較低，操作方便，工藝成熟穩(wěn)定，本項(xiàng)目選擇溶劑吸收法分離飽和水蒸汽。 沼氣脫硫設(shè)備選型目前沼氣脫硫分為干法和濕法兩種。⑴干法脫硫：適用于日處理較小，含硫量較低的燃?xì)鈨艋８煞摿蚓哂泄に嚭唵?、成熟可靠、造價(jià)低等特點(diǎn)，并能達(dá)到較高的凈化程度。但其設(shè)備笨重，更換脫硫劑勞動(dòng)強(qiáng)度大，污染環(huán)境以及廢脫硫劑難以利用等問題。 ⑵濕法脫硫：適用于處理燃?xì)饬看?，含硫量高的氣體凈化工程。它是一種應(yīng)用再生循環(huán)液體，并能生產(chǎn)純元素硫的脫硫方法，其工藝成熟，操作簡單。缺點(diǎn)是系統(tǒng)一次投資較多，成本較高。 本項(xiàng)目選擇干法脫硫。 沼氣柜設(shè)備選型方案比較本項(xiàng)目選用低壓沼氣貯氣柜，出口壓力控制在 ，低壓貯氣裝置屬于容積式，分為濕式、干式兩種。本項(xiàng)目采用低壓濕式貯氣柜，主要由水槽、鐘罩、塔節(jié)以及升降導(dǎo)向裝置所組成，鐘罩和塔節(jié)、內(nèi)側(cè)塔節(jié)與外側(cè)塔節(jié)之間利用水封將柜內(nèi)沼氣與大氣隔絕。其優(yōu)點(diǎn)是操作簡單，實(shí)用。貯氣柜總?cè)莘e為 500 m3，布置在氣源附近，以利于統(tǒng)一管理。 沼氣輸送管道選型方案比較 管道在工程建設(shè)中占有相當(dāng)重要的位置，合理選擇管材對安全可靠供氣和降低工程造價(jià)至關(guān)重要，目前常用管材有鋼管、聚乙烯管。⑴鋼管鋼管是燃?xì)廨斉涔こ淌褂玫闹饕懿?，用鋼管作為燃?xì)夤艿缽?qiáng)度大、嚴(yán)密性好、焊接加工方便；但耐腐蝕性較差，接口處易變形。⑵聚乙烯管 聚乙烯管的優(yōu)點(diǎn)主要在于：①電絕緣性好，不易受電化學(xué)腐蝕，使用壽命可達(dá) 1520年，與鋼管壽命相近；②密度小，重量輕，只有鋼的1/4，運(yùn)輸、加工、安裝均很方便，不需除銹、防腐，連接方法簡單可靠，管道維護(hù)簡便；③管道內(nèi)壁光滑，抗磨性能強(qiáng)，沿程阻力較小，避免了燃?xì)庵须s質(zhì)的沉積，提高管道的輸送能力；④具有優(yōu)良的撓曲性，抗震能力強(qiáng)，在緊急事故時(shí)可夾扁搶修，施工遇有障礙時(shí)可靈活調(diào)整；⑤價(jià)格低。因此，本項(xiàng)目沼氣輸送管道選擇聚乙烯管。 沼氣生產(chǎn)設(shè)備選型主要有豬糞輸送設(shè)備、泵、管道、沼氣凈化等設(shè)備。詳見下表 61。項(xiàng)目主要設(shè)備表表 61 序號 儀器設(shè)備名稱 規(guī)格型號 單位 數(shù)量 備注1 污水泵 Q=25M3/h,H=10m 臺(tái) 2 　2 泥漿泵 Q=10M3/h，H=10m 臺(tái) 2 　3 循環(huán)泵 WQ10101 臺(tái) 24 沼氣凈化設(shè)備 　 套 2 脫硫、脫水、脫雜5 電器控制系統(tǒng) 　 套 16 固液分離機(jī) 　 套 17 沼氣輸配系統(tǒng) 　 套 1 管道、阻火器、凝水器等8 沼液管道系統(tǒng) 　 套 1 管道等9 厭氧溢流器 套 210 厭氧布水器 套 4合計(jì) 187 建設(shè)內(nèi)容 建筑工程⑴貯漿池：鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，地下池，有效容積50m 3，池底呈坡形，尺寸為4m5m。⑵酸化池: 酸化池共 2個(gè)，為半地下式。池體為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，單體有效容積 50m3，尺寸為 4m5m。⑶調(diào)節(jié)計(jì)量池:鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)地下池，有效容積 25m3，尺寸為3m4m，池深 。池外敷設(shè)保溫層，內(nèi)設(shè)加溫裝置。⑷厭氧反應(yīng)器：1座，采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，在池外設(shè)置保溫層，池內(nèi)設(shè)有均勻進(jìn)料機(jī)構(gòu)，內(nèi)設(shè)加溫裝置。單體總?cè)莘e460m 3，池外形尺寸，高度8m，為地上池。⑸污泥沉淀池: 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)地下池，容積5m 3，尺寸為2m，池深1m。⑹儲(chǔ)液池：池容100m 3，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，半地下式。尺寸為8m5m。⑺固液分離機(jī)房：建筑面積120m 2，平面尺寸15m8 m，層高4m。結(jié)構(gòu)形式：磚混結(jié)構(gòu)，門：普通木門，窗：塑鋼窗，地面：100厚混凝土墊層隨打隨抹光，內(nèi)外墻水泥砂漿抹光，刷白色涂料。⑻冬季沼液存放池：池容2800m 3，半地下式，池外形尺寸為40m35m，有效水深2m，修筑堤壩和進(jìn)行防鹽堿、防滲處理（塑膜防滲） 。⑼沼氣凈化室（含泵房、配電室）：建筑面積 72m2，平面尺寸 12m6 m，層高 ；結(jié)構(gòu)形式：磚混結(jié)構(gòu)，門：普通木門，窗戶：塑鋼窗，地面：100 厚混凝土墊層隨打隨抹光，內(nèi)外墻水泥砂漿抹光，刷白色涂料。⑽沼氣貯氣柜：1 個(gè)，單體鐘罩容積為 500m3，貯氣柜為濕式貯氣柜，水池為鋼筋混凝土，鐘罩為鋼結(jié)構(gòu)。⑾集水井：鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，外形尺寸為 ，井深 。共 2個(gè)。⑿沼渣肥堆場：可臨時(shí)作為有機(jī)肥原料的周轉(zhuǎn)場地，面積 200m2，采用 C15混凝土，面層厚 10cm，下鋪 30cm戈壁墊層。⒀值班室：建筑面積20m 2，平面尺寸4m5m，層高3m；結(jié)構(gòu)采用磚混結(jié)構(gòu)，門為普通木門，窗戶為塑鋼窗，地面為100厚混凝土墊層隨打隨抹光，內(nèi)外墻水泥砂漿抹光，刷白色涂料。 總體布局 總平面布置原則沼氣工程既有燃?xì)夥阑鸬奶厥庑?，又有環(huán)境保護(hù)和能源回收利用的專業(yè)性，在工程總體規(guī)劃布局時(shí)，遵循以下原則： ⑴沼氣站布局及建筑單體必須符合《建筑防火設(shè)計(jì)規(guī)范》 （GBJ1687）的要求。 ⑵根據(jù)場地的周邊關(guān)系及建設(shè)條件，合理綜合布置各線路，力求安全、經(jīng)濟(jì)、合理?？偲矫嬷饕O(shè)計(jì)指標(biāo)表表 71序 號 項(xiàng) 目 單 位 指 標(biāo)1 生產(chǎn)區(qū)占地面積 m2 32402 生產(chǎn)區(qū)建筑占地面積 m2 6643 綠化面積 m2 9234 生產(chǎn)區(qū)建筑系數(shù) % 5 生產(chǎn)區(qū)場地利用系數(shù) % 6 綠化率 % 總平面布置沼氣站根據(jù)工藝流程分為糞污處理發(fā)酵系統(tǒng)、沼氣存貯凈化系統(tǒng)兩塊區(qū)域，其中污水處理發(fā)酵系統(tǒng)布置在東側(cè)，從南到北分別設(shè)有貯漿池、酸化池、計(jì)量調(diào)節(jié)泵房、發(fā)酵池、污泥沉淀池、貯液池；沼氣存貯凈化系統(tǒng)在南側(cè)，分別設(shè)有固液分離車間、沼氣凈化室、貯氣柜、值班室、沼渣堆場?？偲矫鎴D見附圖。本項(xiàng)目總占地面積 3240m2，總平面主要設(shè)計(jì)指標(biāo)見表 71。 豎向設(shè)計(jì)按照工藝及相關(guān)專業(yè)對高程設(shè)置的要求，站區(qū)豎向設(shè)計(jì)充分利用現(xiàn)有地形特征，以達(dá)到減少土方、降低費(fèi)用的目的。站區(qū)場地較為平坦，在設(shè)計(jì)時(shí)建議整個(gè)站區(qū)設(shè)計(jì)坡度由南向北傾斜，坡度不小于 %。道路設(shè)計(jì)高程基本低于設(shè)計(jì)地面高程 ，以保證各建筑物周圍排水的通暢，使雨雪水能順利排出。同時(shí)，充分考慮到養(yǎng)殖場排水管道的出口標(biāo)高及最終出路來確定構(gòu)筑物的高程設(shè)計(jì)。廠內(nèi)建筑物的177。 高出室外地面 。 廠區(qū)交通及綠化沼氣站區(qū)在養(yǎng)豬場北側(cè)，北側(cè)設(shè)一出入口，供人流和貨運(yùn)進(jìn)出，可與現(xiàn)有道路連接，交通運(yùn)輸通暢。道 路 兩 側(cè) 及 建 筑 物 之 間 種 植 低 矮 灌 木 ， 并 在 其 他 空 地 點(diǎn) 綴 觀 賞 性 較 強(qiáng) 的樹 種 ， 以 形 成 高 低 、 前 后 錯(cuò) 落 有 致 的 綠 化 處 理 效 果 。 綠 化 率 要 求 達(dá) 到 25%以 上 。 公用輔助工程 給排水工程⑴給水工程沼氣站用水主要包括生產(chǎn)、生