【導(dǎo)讀】快速推進(jìn)畜禽糞便資源綜合利用！隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民生活水平的提高，全國(guó)各地的畜禽養(yǎng)殖業(yè)得到了迅猛的發(fā)展。減少溫室氣體的排放量，從而實(shí)現(xiàn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)性發(fā)展。消費(fèi)中一直占有重要地位，養(yǎng)豬業(yè)在畜禽養(yǎng)殖中占有很大的比重。費(fèi)占肉食品比例均大于60%。2020年中國(guó)肉豬存欄萬頭，出欄萬頭，豬肉。產(chǎn)量萬噸，居世界第一位，肉類人均占有量達(dá)kg/人，其中豬肉kg/人，超過世界豬肉人均的kg/人。致更大量的糞便廢棄物，因此豬場(chǎng)糞污水的治理成為畜禽污染治理的關(guān)鍵。模化、區(qū)域化和產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程呈現(xiàn)出加快發(fā)展的趨勢(shì)。2020年生豬規(guī)?；_(dá)飼養(yǎng)水平達(dá)到。適度規(guī)模以上的標(biāo)準(zhǔn)化養(yǎng)殖場(chǎng)的產(chǎn)品比例分別提高10個(gè)百分點(diǎn)。大再生產(chǎn)和安全生產(chǎn)也將產(chǎn)生限制。路，在正常生態(tài)環(huán)境條件下組織畜牧生產(chǎn)，使之成為綠色生態(tài)型養(yǎng)豬場(chǎng)。區(qū)養(yǎng)豬場(chǎng)廢棄物的處理樹立一個(gè)樣板。長(zhǎng)，導(dǎo)致了許多自然資源的短缺與枯竭，并釀成了災(zāi)難性環(huán)境污染后果。與此不同，循環(huán)經(jīng)

　　

【正文】 滲處理就可以滿足工程需要，使用壽命長(zhǎng)，可達(dá) 50 年，后期維護(hù)和運(yùn)行管理費(fèi)用較低。 搪瓷拼裝制罐技術(shù) 拼裝制罐技術(shù)使用軟性搪瓷或其他防腐預(yù)制鋼板，以快速低耗的現(xiàn)場(chǎng)拼裝使之成型，預(yù)制鋼板采用栓接方式拼裝，栓接處加特制密封材料防漏。此種預(yù)制鋼板形成 的保護(hù)層不僅能阻止罐體腐蝕，而且具有抗酸堿的功能。拼裝罐具有技術(shù)先進(jìn)、性能優(yōu)良、耐腐蝕性好、維修便利、外觀美觀，可拆遷等特點(diǎn)，其使用壽命達(dá) 30 年。 利浦制罐技術(shù) 利浦制罐技術(shù)利用金屬塑性加工中的加工硬化原理和薄殼結(jié)構(gòu)原理，通過專用技術(shù)和設(shè)備， 將一定規(guī)格的鋼板，應(yīng)用 “螺旋、雙折邊、咬合 “工藝來建造圓型的 LIPP 池、罐。由于是機(jī)械化、自動(dòng)化制作和采用薄鋼板作為建筑材料， LIPP 技術(shù)具有施工周期短，造價(jià)較低，質(zhì)量好等優(yōu)點(diǎn)。 結(jié)合本工程特點(diǎn)，主體厭氧反應(yīng)器選擇鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，以方便使用和運(yùn)行管理。 厭氧反應(yīng)器配置選擇 高濃度厭氧反應(yīng)器內(nèi)設(shè)置一臺(tái)攪拌器，使進(jìn)料均勻分布于罐體底部并充分與厭氧微生物接觸。低濃度靠沼氣產(chǎn)氣過程以及進(jìn)料過程并增加物料內(nèi)循環(huán)泵實(shí)現(xiàn)物料的攪拌。 罐底設(shè)排渣系統(tǒng)，定期將罐底惰性污泥排出。排出的污泥進(jìn)入沼肥儲(chǔ)存池，然后運(yùn)送到下一個(gè)處理單元。 反應(yīng)器上部設(shè)排水系統(tǒng)。排水采用堰槽出水方式，溢流進(jìn)入下一個(gè)處理單元。 保溫與增溫選擇 厭氧消化反應(yīng)過程受溫度影響很大，本項(xiàng)目厭氧處理單元設(shè)計(jì)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(yùn)行，必 須對(duì)系統(tǒng)實(shí)施整體保溫措施，同時(shí)還需對(duì)厭氧消化罐進(jìn)水進(jìn)行增溫處理。 保溫 系統(tǒng)整體保溫包括管道、閥門保溫；配料池、厭氧消化罐以及儲(chǔ)氣柜的保溫。 對(duì)于各種管路能地埋的則地埋，地上管路采用北方地區(qū)常規(guī)保溫方式實(shí)現(xiàn)；對(duì)厭氧消化罐、沼氣儲(chǔ)氣柜，采用聚苯乙烯和聚氨酯等材料進(jìn)行強(qiáng)化保溫。另外，在厭氧反應(yīng)器旁邊設(shè)置一個(gè)沼氣凈化間，盡可能地將管路、閥門設(shè)置在該房間內(nèi)，起到保溫作用。 增溫 增溫能耗主要分為兩部分，一部分為把參與反應(yīng)物料的溫度由常溫提升到反應(yīng)溫度，這一過程主要在進(jìn)料池中進(jìn)行，另一部分是保證 USR 反應(yīng)器在相對(duì)穩(wěn)定的溫度下運(yùn)行，補(bǔ)償其運(yùn)行過程中散失到環(huán)境中的能量。為降低反應(yīng)過程中的能耗，在本設(shè)計(jì)中一方面采用較高的物料濃度，在保證有機(jī)負(fù)荷不變的情況下，降低水的含量，降低物料增溫能耗，另一方面，在反應(yīng)器池體外增設(shè)一層保溫層，以降低反應(yīng)器的熱量散失。 為保證反應(yīng)器的正常啟動(dòng)以及熱源的穩(wěn)定性，本系統(tǒng)中采用自廠區(qū)燃煤鍋爐產(chǎn)生的熱水作為熱源。 沼氣應(yīng)用系統(tǒng)工藝選擇 沼氣凈化工藝選擇 厭氧反應(yīng)器剛產(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 和惰性氣體CO2 外，還含有 H2S 和懸浮的顆 粒狀雜質(zhì)。 H2S 不僅有毒，而且有很強(qiáng)的腐蝕性。因此新生成的沼氣不宜直接作燃料，還需進(jìn)行氣水分離、脫硫等凈化處理，其中沼氣的脫硫是其主要問題。 對(duì)于畜禽糞污產(chǎn)生的沼氣，其中 H2S 氣體含量約為 2020mg/m3，而沼氣作為燃?xì)庖笳託庵泻?H2S 氣體含量小于 100 mL/m3，沼氣的脫硫凈化處理是必須的。 沼氣脫硫主要有生物脫硫、化學(xué)脫硫兩種方法。 生物脫硫法是利用無色硫細(xì)菌，如氧化硫硫桿菌、氧化亞鐵硫桿菌等，在微氧條件下將 H2S氧化成單質(zhì)硫。這種脫硫方法已在德國(guó)沼氣脫硫中廣泛使用，在國(guó)內(nèi)某些工程已有采用 ，其優(yōu)點(diǎn)是：不需要催化劑、不需處理化學(xué)污泥，產(chǎn)生很少生物污泥、耗能低、可回收單質(zhì)硫、去除效率高。這種脫硫的技術(shù)關(guān)鍵是如何根據(jù) H2S 的濃度來控制脫硫塔中氧化還原反應(yīng)過程。 化學(xué)脫硫是將沼氣通過脫硫劑床層，沼氣中的 H2S 與活性氧化鐵接觸，生成三硫化二鐵，然后含有硫化物的脫硫劑與空氣中的氧接觸，當(dāng)有水存在時(shí)，鐵的硫化物又轉(zhuǎn)化為氧化鐵和單體硫。這種脫硫再生過程可循環(huán)多次，直至氧化鐵脫硫劑表面的大部分空隙被硫或其它雜 質(zhì)覆蓋而失去活性為止。再生后的氧化鐵可繼續(xù)脫除沼氣中的 H2S。上述均為放熱反應(yīng)，但是，再生反應(yīng)比脫 硫反應(yīng)要緩慢。為了使硫化鐵充分再生為氧化鐵，工程上往往將上述兩個(gè)過程分開進(jìn)行。 本工程擬采用生物脫硫的方法對(duì)沼氣進(jìn)行脫硫處理。 厭氧罐中輸出的含飽和水蒸氣的沼氣經(jīng)過生物脫硫塔、氣水分離器和凝水器等專用設(shè)備凈化處理后貯存在儲(chǔ)氣柜中。 沼氣儲(chǔ)存工藝選擇 由于沼氣產(chǎn)用速率之間的不平衡，所以必須設(shè)置儲(chǔ)氣柜進(jìn)行調(diào)節(jié)。沼氣主要用于鍋爐燃燒使用，儲(chǔ)氣柜的容積按日 產(chǎn)量 的 60%設(shè)計(jì)。儲(chǔ)氣柜結(jié)構(gòu)形式有多種，包括混凝土結(jié)構(gòu)、壓力容器、膜結(jié)構(gòu)等，本工程選擇鐘罩結(jié)構(gòu)儲(chǔ)氣柜。 沼氣輸配工藝選擇 沼氣輸配系統(tǒng)指從沼氣儲(chǔ)氣柜至沼氣使用前一系列沼氣輸配設(shè)施的總稱。對(duì)于該大型沼氣工程來說，主要指沼氣由儲(chǔ)氣柜輸送到沼氣用戶的輸氣管路和相關(guān)的閥門組成。沼氣輸配管道在工程建設(shè)中占有相當(dāng)重要的位置，因此，合理選擇性能可靠、施工方便、經(jīng)濟(jì)耐用的管材，對(duì)安全供氣和降低工程造價(jià)有著重要意義。沼氣輸配過程中使用的主要管材是鋼管和聚乙烯管。相關(guān)的沼氣輸送管網(wǎng)需要根據(jù)當(dāng)?shù)鼐唧w情況進(jìn)行設(shè)計(jì)。 沼肥利用工藝選擇 沼肥有三個(gè)去向：第一個(gè)是在農(nóng)耕施肥季節(jié)，沼肥輸送（管道、車輛）至果園、苗圃、農(nóng)田等施肥用地，作為液態(tài)有機(jī)肥 使用；第二個(gè)是在非農(nóng)耕施肥季節(jié)，將沼肥輸送至農(nóng)田附近的大型儲(chǔ)存池，以備施肥季節(jié)使用；第二個(gè)是將沼肥運(yùn)至有機(jī)肥生產(chǎn)區(qū)，與常規(guī)農(nóng)用肥料如尿素、復(fù)合肥等按一定營(yíng)養(yǎng)比例配比混合后，加工成高肥效的商品肥出售。 工藝流程設(shè)計(jì) 見附圖初設(shè)方案： 1工藝流程框圖； 2分區(qū)定位圖； 3平面布置圖； 4工藝高程圖。 工藝流程描述 預(yù)處理階段描述 格柵集水池 豬 舍沖洗水由污水匯集管網(wǎng)（或污水渠）經(jīng)人工格柵匯集到集水池；提升泵按配比時(shí)間安排將其提升至調(diào)節(jié)池和配料池。 集糞池 由 豬 場(chǎng)清理 出來的 豬 糞，運(yùn)輸?shù)郊S池，并通過集糞池由集水池內(nèi)污水沖洗到進(jìn)料池。 進(jìn)料池 將由集糞池流過來的 豬 糞及污水進(jìn)行調(diào)配，使物料達(dá)到 10％的 干物質(zhì) 濃度，以供應(yīng)高濃度厭氧反應(yīng)器使用。配料池內(nèi)配有加溫設(shè)施，實(shí)現(xiàn)冬季時(shí)的物料加溫。 厭氧消化處理階段描述 進(jìn)料 攪拌 反應(yīng)循環(huán)過程。物料經(jīng)提升泵提升進(jìn)入?yún)捬醴磻?yīng)器，進(jìn)行厭氧消化處理。本工程設(shè)計(jì)采取分 2批輪流進(jìn)料方式進(jìn)行，進(jìn)料時(shí)間根據(jù) 豬 場(chǎng)清糞方式安排，一般間隔不小于6 小時(shí)，兩組進(jìn)料先后進(jìn)行， 1 小時(shí)以內(nèi)完成進(jìn)料過程，進(jìn)料結(jié)束后啟動(dòng)攪拌，攪拌 1小時(shí)后停止 。厭氧罐按進(jìn)料（ 1 小時(shí)） 攪拌（ 1 小時(shí)） 反應(yīng)（ 4 小時(shí)） 攪拌（ 1 小時(shí)）反應(yīng)（ 4 小時(shí)） …… 這個(gè)循環(huán)過程進(jìn)行。 產(chǎn)沼 物料進(jìn)入?yún)掟B(yǎng)反應(yīng)器與厭養(yǎng)活性污泥混合接觸，通過厭養(yǎng)微生物的吸附、吸收和生物降解作用，使有機(jī)污染物轉(zhuǎn)化為 CH4 和 CO2 為主的氣體（沼氣）。厭氧反應(yīng)器內(nèi)設(shè)置一臺(tái)攪拌機(jī)，使物料與厭養(yǎng)活性污泥充分混合。厭氧罐罐體外部設(shè)增溫管網(wǎng)系統(tǒng)以及保溫層。 集氣 厭氧反應(yīng)器產(chǎn)生的沼氣由集氣室收集，經(jīng)沼氣輸送管路送入后續(xù)沼氣凈化處理單元。 排料 厭氧罐采用上部益流出水方式，出水自 流進(jìn)入沼肥儲(chǔ)存池。 排渣 排渣系統(tǒng)定期排渣，保持反應(yīng)器內(nèi)污泥活性。沼渣排放可以是每天一次，或者是數(shù)天一次，將根據(jù)實(shí)際情況確定。 沼氣凈化儲(chǔ)存階段描述 沼氣凈化系統(tǒng) 厭氧消化罐產(chǎn)出的沼氣經(jīng)集氣室收集進(jìn)入沼氣凈化系統(tǒng)。沼氣經(jīng)過生物脫硫塔、氣水分離器、凝水器等專用設(shè)備凈化處理后貯存在濕式儲(chǔ)氣柜中。 沼氣儲(chǔ)存柜 用于貯存凈化后的沼氣。柜體結(jié)構(gòu)鐘罩式儲(chǔ)氣柜。 沼氣輸配系統(tǒng) 用于沼氣的輸送。主要通過調(diào)壓閥、管路等完成沼氣的輸配。 沼氣利用系統(tǒng) 沼氣全部作為燃料使用。 沼肥處理階段描述 厭氧反應(yīng)器出水溢流進(jìn)入沼肥儲(chǔ)存池，然后運(yùn)輸車輛在農(nóng)耕季節(jié)將沼肥運(yùn)輸至農(nóng)田或蔬菜大棚使用，在非農(nóng)耕季節(jié)，運(yùn)輸至儲(chǔ)存池待農(nóng)耕時(shí)節(jié)使用。 （一）沼氣的基本特性參數(shù) 沼氣是一種混合的可燃性氣體，其主要成分是甲烷（ CH4）、二氧化碳（ CO2）、還有少量的氫（ H2）、一氧化 碳（ CO）、硫化氫（ H2S）等。其性質(zhì)由組成它的氣體性質(zhì)及相對(duì)含量而決定，其中 以甲烷和二氧化碳對(duì)沼氣 性質(zhì)影響最大。如以沼氣中的甲烷體積占 60%，二氧化碳體積占 39%為例，甲烷重量百分比為 %、二氧化碳重量百分比為 % ；沼氣的容量為 公斤 /標(biāo)米 3 ；沼氣的比重為 ；沼氣的熱值為 21528 千焦 /標(biāo)米 3（ 5142 千卡 /標(biāo)米 3） ； 沼氣燃燒的理論空氣量 標(biāo)米 3 ； 沼氣的燃燒范圍： 上限 % ， 下限 % 。