【正文】 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 % 。 （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。 沼氣利用系統(tǒng) 沼氣全部作為燃料使用。 沼氣輸配系統(tǒng) 用于沼氣的輸送。 沼氣儲(chǔ)存柜 用于貯存凈化后的沼氣。 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)。 排渣 排渣系統(tǒng)定期排渣，保持反應(yīng)器內(nèi)污泥活性。 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。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。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。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。 集糞池 由 豬 場清理 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。 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。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。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)。 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。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。再生后的氧化鐵可繼續(xù)脫除沼氣中的 H2S。 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。這種脫硫方法已在德國沼氣脫硫中廣泛使用，在國內(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。 沼氣脫硫主要有生物脫硫、化學(xué)脫硫兩種方法。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。 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)。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。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。 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。 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℃ 。 反應(yīng)器上部設(shè)排水系統(tǒng)。 罐底設(shè)排渣系統(tǒng)，定期將罐底惰性污泥排出。 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。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)。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。 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。這些技術(shù)應(yīng)用金屬朔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)備將鍍鋅或搪瓷拼裝建造成。近年來為了縮短施工周期，節(jié)省建筑材料，提高反應(yīng)池的施工質(zhì)量，建設(shè)美觀大方的能環(huán)工程處理裝置，也多有采用新材料、新技術(shù)建造的厭氧反應(yīng)器。 本設(shè)計(jì)方案選擇 USRPM 為厭氧處理工藝。厭氧罐頂部在出水溢流渠前設(shè)置擋渣板，可以減少罐內(nèi)內(nèi)懸浮固體物質(zhì)的流失，提高了固體滯留期（ SRT）。我們定義該方式為 USRPM。對(duì)于高含固率來料，為避免進(jìn)料分布不均 勻問題，必須強(qiáng)化其進(jìn)料的局部混合性。對(duì)于本項(xiàng)目而言，由于需將全部 豬 糞和部分沖洗水一起混合均勻后進(jìn)入?yún)捬豕捱M(jìn)行厭氧發(fā)酵處理，其廢水中含固量很高，因此，選擇升流式厭氧固體反應(yīng)器（ USR）是較為合適的。 對(duì)進(jìn)料均布性要求高，當(dāng)含固率達(dá)到一定程度時(shí)，必須采取強(qiáng)化措施。 幾種典型的厭氧反應(yīng)器適用性能比較 幾種典型的厭氧反應(yīng)器適用性能比 較見表 51。集氣室中的沼氣經(jīng)導(dǎo)管引出池外進(jìn)入沼氣貯柜。由于沼氣要透過浮渣層進(jìn)入到反應(yīng)器頂部的集氣室，對(duì)浮渣層產(chǎn)生一定的 “破碎 ”作用。在出水溢流渠前設(shè)置擋渣板，可減少池內(nèi) SS 的流失，在反應(yīng)器液面會(huì)形成一層浮渣層，在長期穩(wěn)定運(yùn)行過程中，浮渣層達(dá)到一定厚度后趨于動(dòng)態(tài)平衡。由于重力作用固體床區(qū)有自然沉淀作用，比重較大的固體物（包括微生物、未降解的固體和無機(jī)固體等）被累積在固體床下部，使反應(yīng)器內(nèi)保持較高的固體量和生物量，可使反應(yīng)器有較長的微生物和固體滯留時(shí)間。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)固體被液化發(fā)酵和厭氧分解，約有60%左右的有機(jī)物被轉(zhuǎn)化為沼氣。 （ 6）升流式厭氧固體反應(yīng)器（ USR） 升流式厭氧固體反應(yīng)器是一種新型的專用以處理固體物含量較大的反應(yīng)器，其構(gòu)造特點(diǎn)是反應(yīng)器內(nèi)不設(shè)三相分離器和其它構(gòu)件。為了提高上升速度， EGSB 反應(yīng)器采用較大的高度與直徑比和很大的回流比。但是對(duì)于 SS 含量很高的污水，由于三相分離器泥、氣、水分離能力的限制，不可避免地造成出水中含泥量很高，整個(gè)系統(tǒng)的投資費(fèi)用也較大。液體中包含一些剩余的固體物和生物 顆粒進(jìn)入到三相分離器的沉淀區(qū)內(nèi)，剩余固體物和生物顆粒從液體中分離并通過三相分離器的錐板間隙回到污泥層。污泥顆粒上升撞擊到三相分離器擋板的下部，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。隨著污水與污泥相接觸而發(fā)生厭氧反應(yīng)，產(chǎn)生沼氣引起污泥床的擾動(dòng)。厭氧濾器的缺點(diǎn)是填料載體價(jià)格較貴，反應(yīng)器建造費(fèi)用較高，此外，當(dāng)污水中 SS含量較高時(shí) ，容易發(fā)生短路和堵塞。厭氧濾床可分為上流式厭氧濾床和下流式厭氧濾床二種。 （ 3）厭氧濾器（ AF） 厭氧濾器是采用填充材料作為微生物載體的一種高速厭氧反應(yīng)器，厭氧菌在填充材料上附著生長，形成生物膜。這樣的工藝既保證污泥不會(huì)流失，又可提高厭氧消化池內(nèi)的污泥濃度，從而提高了反應(yīng)器的有機(jī)負(fù)荷率和處理效率，與普通厭氧消化池相比，可大大縮 短水力停留時(shí)間。 （ 2）厭氧接觸工藝反應(yīng)器 厭氧接觸工藝反應(yīng)器是完全混合式的，是在連續(xù)攪拌完全混合式厭氧消化反應(yīng)器（ CSTR）的基礎(chǔ)上進(jìn)行了改進(jìn)的一種較高效率的厭氧反應(yīng)器。有機(jī)污染物進(jìn)入池內(nèi)，經(jīng)過攪拌與池內(nèi)原有的厭氧活性污泥充分接觸后，通過厭氧微生物的吸附、吸收和生物降解，使廢水中的有機(jī)污染物轉(zhuǎn)化為沼氣。本工程設(shè)計(jì)采取分 2 批輪流進(jìn)料方式。進(jìn) 料方式有若干種選擇，可以采用均勻進(jìn)料，也可采用分批進(jìn)料方式。 進(jìn)料方式選擇 進(jìn)料池內(nèi)物料由提升泵向厭氧消化單元進(jìn)料。我們選擇批次配比方式，每天 24 小時(shí)內(nèi)分 2 批完成配比操作，每次 1 小時(shí)進(jìn)行。 進(jìn)料池 進(jìn)料池 的功能是將 豬 糞配比為含固率在 10%左右的混合液。集水池水由提升泵泵入進(jìn)料池。 格柵 格柵的作用是去除廢水中的大粒徑固體物質(zhì)，如懸浮物、漂浮物、纖維物質(zhì)和固體顆粒物質(zhì)，以保證后續(xù)處理單元和水泵的正常運(yùn)行。這條工藝路線不僅能獲得較大的生 物質(zhì)能轉(zhuǎn)化資源，同時(shí)，實(shí)現(xiàn)了糞污減量化、無害化處理。 第五章 能環(huán)工程工藝流程設(shè)計(jì) 處理工藝選擇 預(yù)處理工藝選擇 預(yù)處理包括格柵、集水池、集糞池、配料池、等處理單元。 本工程 污水匯集管線、自來水管線、電線電纜均由業(yè)主送至項(xiàng)目界區(qū)內(nèi)。 設(shè)計(jì)范圍