【正文】 功 率： 4 kW 數(shù) 量： 6 臺 沼液池 功 能：貯存沼液 容 積： 17,000 m3 結(jié) 構(gòu)：水工膜防滲 護坡 結(jié)構(gòu) 停留時間： 20 d 數(shù) 量： 1 座 氧化塘 功 能：利用好氧微生物對多余沼液進行凈化，滿足畜禽廢水排放標準 。 后發(fā)酵池 功 能：后續(xù)厭氧消化 ， 池 頂 上面加膜收集 產(chǎn)生的尾 氣 ，防止沼氣泄 漏 。 厭氧罐保溫方式 本設(shè)計發(fā)酵罐保溫采用 高密度擠塑板 保溫，總厚度為 6 cm，安裝于 罐體 外壁 ，可保證發(fā)酵罐內(nèi)溫度穩(wěn)定。 功 率： kW 數(shù) 量： 2 臺（每座罐 1 臺） 厭氧 回流泵（兼 排 砂 泵 ） 功 能： 循環(huán)回流厭氧罐料液，并 去除厭氧罐底部的 沉渣泥 砂 。 主要設(shè)備： 厭氧 罐 頂 攪拌器 功 能：對 物料 進行攪拌 ，加強 物料 與 微生物的充分接觸，提高產(chǎn)氣率 。 數(shù) 量： 2 座 尺 寸： Φ20 m 18m， 球冠頂總高度 20 m 總 容 積： 6,000 m3 2 座 有效液位： 17m 停留時間： 18 d 發(fā)酵溫度： 中溫 35℃ 裝置產(chǎn)氣率： m3/m3 功 率： kW 型 號： M04F4 數(shù) 量： 2 臺 ，與進料泵串聯(lián)安裝 進料泵 功 能：向厭氧消化反應(yīng)器 進料 。 容 積： 1000 m3 池 數(shù)： 1 座 構(gòu)造形 式： 地上 鋼砼結(jié)構(gòu) 主要設(shè)備： 勻漿池 攪拌機 功 能：將池內(nèi)糞與水充分攪拌 。 因此 ，必須 在沼氣發(fā)電站內(nèi)設(shè)置沼氣熱水鍋爐 ，保證原料增溫需要 （ 在原料溫度滿足要求時可停用 ） 。 根據(jù)當?shù)?冬季最冷月 氣溫情況， 混合 糞污溫度取 5℃ 。 （ 3） 熱能供需平衡計算 大豐市 海豐奶牛場沼氣發(fā)電工程 可研報告 杭州能源環(huán)境工程有限公司 地址：杭州市鳳起東路 118 號七層 電話 /傳真： (0571)86041861 Email: 24 物料增溫是中溫厭氧消 化的重要條件，為保證消化池在 35℃ 條件下正常運行，需要對物料進行升溫。h，則每天可發(fā)電總量為： 10800 2 = 21600 kW （ 1） 電能轉(zhuǎn)換計算 該系統(tǒng)每天產(chǎn)沼氣 10,800 m3。采用熱電聯(lián)供沼氣發(fā)電機組，進行熱電聯(lián)產(chǎn)。發(fā)電機組由發(fā)電機 主機、 余熱 回收裝置、消音設(shè)備、 軟化 水設(shè)備 等 部分 組成。 余熱可以用于厭氧發(fā)酵罐的增溫 及沼渣干燥 。 目前，國產(chǎn)沼氣發(fā)電機可把沼 氣中總含能量的 30%左右的能量轉(zhuǎn)化成電能， 40%左右可以以余熱的形式回收，對沼氣的 能源 利用效率為 70%。h（ 1 kW 由牛糞污水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。并配有超聲波測距儀，自動調(diào)節(jié)和控制沼氣的貯存量。貯氣柜設(shè)有防爆風機，防爆風機自動按要求調(diào)節(jié)氣體的輸送量至沼氣發(fā)電機，以保持貯氣柜內(nèi)氣壓的穩(wěn)定。 沼氣儲存工藝 本工程選擇 雙膜干式 貯氣柜 貯存沼氣 。這種脫硫方法已在歐洲 廣泛使用，在國內(nèi)某些工程已有采用，其優(yōu)點是：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、 H2S 去除率為 90%， 去除效率高。 本工程擬采用生物脫硫法對沼氣進行脫硫處理。過量的 H2S 和雜質(zhì)會危及發(fā)電機組的壽命，因此需進行脫硫等凈化處理。 沼氣凈化與貯存工藝 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和圖 64 溫度對厭氧中溫發(fā)酵產(chǎn)氣率的影響 大豐市 海豐奶牛場沼氣發(fā)電工程 可研報告 杭州能源環(huán)境工程有限公司 地址：杭州市鳳起東路 118 號七層 電話 /傳真： (0571)86041861 Email: 22 CO2外，還含有 H2S 和懸浮的顆粒狀雜質(zhì)。 沼液用途：沼液 經(jīng)管網(wǎng) 至 青貯玉米 飼料地、果園、苗圃等施肥用地，作為液態(tài)有機肥使用 。固液分離出水（沼液）溢流進入沼液儲池，固液分離機可以使沼渣含水率降至 70%以下 運送至有機肥 堆場 貯存，供農(nóng)田和飼料地使用 。 固液分離及沼渣處理工藝 厭氧發(fā)酵后的出 水中含有大量的固體物質(zhì)，必須進行固液分離。 增溫的熱源來自熱電聯(lián)供發(fā)電機組產(chǎn)生的余熱；在罐體內(nèi)設(shè)置加熱管，發(fā)電機余熱經(jīng)交換管交換熱量，實現(xiàn)對罐體的增溫。對厭氧消化罐采用高密度擠塑板等材料進行強化保溫。 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 。 大豐市 海豐奶牛場沼氣發(fā)電工程 可研報告 杭州能源環(huán)境工程有限公司 地址：杭州市鳳起東路 118 號七層 電話 /傳真： (0571)86041861 Email: 21 （ 4）保溫與增溫 厭氧消化反應(yīng)過程受溫度影響很大，如圖 64 所示。而且，還可以破除浮渣，防止結(jié)殼。因此，選擇完全混合厭氧反應(yīng)器（ CSTR）是較為合適的，有利于 節(jié)省 投資；較長的水力停留時間也有利于奶牛糞污的 充分 分解與消化，沼氣的產(chǎn)量也相對穩(wěn)定，同時，更有利于項目的順利實施與運行管理。一般適宜于以產(chǎn)沼氣為主，有使用液態(tài)有機肥（水肥）習(xí)慣的地區(qū)。其特點是：固體濃度高， TS 6~12%，可使畜禽糞便污水全部進行沼氣發(fā)酵處理。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。 （ 2）厭氧反應(yīng)器工藝 本工程采用 完全混合厭氧反應(yīng)器 。 厭氧消化工藝 厭氧消化工藝包括進料單元、厭氧消化單元 、沼氣貯存 等構(gòu)成。 預(yù)處理工藝 混合糞污 進入 勻漿水解池，在此進一步勻漿水解，去除泥 砂 等雜質(zhì)。 產(chǎn)生的沼氣經(jīng) 生物脫硫、脫水凈化 后 進入 熱電聯(lián)產(chǎn)的沼氣發(fā)電機組 ，產(chǎn)生的 電 能上網(wǎng)，發(fā)電機余熱回收利用，用于厭氧罐增溫和沼渣干燥。 圖 63 大豐市海豐奶牛場 沼氣工程工藝流程 二、 工藝流程說明 沼 氣 發(fā)電上網(wǎng) 混合糞污 勻漿 水解池 厭氧反應(yīng)器 CSTR 固液 分離機 固態(tài)有機肥 用作農(nóng)作物、果園、 飼料地等液態(tài)有機肥 生物脫硫 貯氣柜 發(fā)電機 余熱利用 后發(fā)酵池 沼液池 氧化塘 大豐市 海豐奶牛場沼氣發(fā)電工程 可研報告 杭州能源環(huán)境工程有限公司 地址：杭州市鳳起東路 118 號七層 電話 /傳真： (0571)86041861 Email: 20 發(fā)酵原料牛糞 、尿和沖洗水等 統(tǒng)一收集 ，然后進入勻漿水解池，經(jīng)過進一步水解和沉砂之后進入?yún)捬豕薨l(fā)酵。 沼液產(chǎn)量為 t/d，其中含水量為 579 t/d，含干物質(zhì)量為 t/d，含固率為 %。各處理單元水的消耗量和總水量平衡關(guān)系見表 6圖 62。沼渣含水率為70%左右，每天沼渣干物質(zhì)產(chǎn)量為 t/d，則沼渣產(chǎn)量為 t/d。物料（ TS）平衡計算見表 62。厭氧階段消耗量為 t，該部分 TS 消耗是生物質(zhì)能轉(zhuǎn)化、沼氣生產(chǎn)的主體。 按每 t 牛糞產(chǎn)氣 45 m3計，則每天產(chǎn) 沼 氣 量為： 240 t/d 45 m3/t = 10800 m3/d 牛糞、尿及沖洗污水混和后進入沼氣工程，見表 61。d ＝ t/d 合計牛尿量： 240 t/d 按照每頭泌乳牛每天擠奶時的沖洗水為 30 kg 計算，則整個奶牛養(yǎng)殖場沖洗污水量為： 5575 頭 30 kg/頭 d ＝ t/d 合計糞便量： 240 t/d 牛尿量： 成年奶牛尿量 ： 6969 頭 30 kg/頭 則本項目： 糞便量： 成年奶牛糞便量 ： 6969 頭 30 kg/頭 d ，產(chǎn)尿 10 kg/頭 d ，產(chǎn)尿 30 kg/頭 大豐市 海豐奶牛場沼氣發(fā)電工程 可研報告 杭州能源環(huán)境工程有限公司 地址：杭州市鳳起東路 118 號七層 電話 /傳真： (0571)86041861 Email: 16 沼 氣 工程 工藝 設(shè)計 工程規(guī)模設(shè)計 大豐市 海豐奶牛場（一期）飼養(yǎng)規(guī)模為 10,000 頭奶牛，其中成年奶?？倲?shù)為6969 頭（泌乳牛 5575 頭），后備乳?？倲?shù)為 3031 頭。 種植、養(yǎng)殖、加工的協(xié)調(diào)發(fā)展 通過種植、養(yǎng)殖、加工業(yè)的有效結(jié)合，實現(xiàn)廢棄物的回收利用，每年可消化掉場區(qū)所產(chǎn)生的所有 牛糞和 高濃度有機廢水 。循環(huán)經(jīng)濟倡導(dǎo)的是一種物質(zhì)不斷循環(huán)再生利用的經(jīng)濟發(fā)展模式，即：“資源 產(chǎn)品 消費 再生資源” ,在生產(chǎn)和消費 中，追求資源和能源利用效率的最大化和廢物產(chǎn)量的最小化，從而根本 解 決 長期以 來環(huán)境與發(fā)展之間的尖銳沖突。 通過對 沼 氣的有效利用，減少溫室氣體排放，積極應(yīng)對氣候變化。 實現(xiàn)場區(qū)內(nèi)污染零排放 通過建設(shè)該項目，可使場區(qū)內(nèi)實現(xiàn)清潔生產(chǎn)和糞污治理的開 發(fā)利用，并可實現(xiàn)場區(qū)內(nèi)污染零排放的目標。 大豐市 海豐奶牛場沼氣發(fā)電工程 可研報告 杭州能源環(huán)境工程有限公司 地址：杭州市鳳起東路 118 號七層 電話 /傳真： (0571)86041861 Email: 15 第 6 章 工藝技術(shù)方案分析 項目的指導(dǎo)原則 以 “ 整體、協(xié)調(diào)、循環(huán)、再生 ” 為 總的指導(dǎo)思想 ， 按照“減量化、無害化、資源化、生態(tài)化”的原則，建設(shè) 沼 氣發(fā)電 示范項目典型。 廠址選擇 根據(jù)項目選址原則，項目所在地農(nóng)村經(jīng)濟、種植業(yè)、畜牧業(yè)等發(fā)展現(xiàn)狀，結(jié)合項目建設(shè)單位的實際情況，項目建設(shè)地點選擇在海豐 奶牛 場內(nèi)。西邊有沿海高速公路貫通南北，距上海約 250 公里路程。國家重點工程大豐港位于江蘇沿海海岸線中部，是填補江蘇沿海港口空白帶的 中心戰(zhàn)略大港。海岸線 112 公里，沿海灘涂面積 10 萬公頃，是亞洲最大的一片灘涂濕地，被聯(lián)合國列入世界重要濕地目錄。大豐市先后榮獲“江蘇省文明城市”、“江蘇省衛(wèi)生城市”、“江蘇省社會治安安全市”和“全 國城市環(huán)境綜合整治優(yōu)秀城市”等 30 多個國家級和省級先進縣（市）稱號。冬季凍土深度，據(jù)統(tǒng)計歷年來凍土最大值 31cm（ 1963 年 1 月28 日）近二十年來最大凍土深度為 14cm（ 1999 年 12 月 23 日）。江蘇省大豐市地處亞熱帶與暖濕帶的過渡 地帶，四季分明，氣溫適中，雨量充沛，年平均氣溫 ℃ ，無霜期213 天，常年降水量 毫米，日照 小時。其主要選址原則包括： （ 1） 符合國家政策和生態(tài)能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃； （ 2） 滿足項目對 發(fā)酵 原料、供熱 供 電的供應(yīng)需求； （ 3） 交通方便，運輸條件優(yōu)越； （ 4） 充分利用地形地貌，地質(zhì)條件符合要求； （ 5） 滿足養(yǎng)殖 場 的防疫要求，并遠離水源； （ 6） 基礎(chǔ)條件適合與沼氣工