【正文】 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(guò)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(chǎng)清理出來(lái)的豬糞，運(yùn)輸?shù)郊S池，并通過(guò)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(jiàn)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)施原種 豬場(chǎng)大型沼氣工程 設(shè)計(jì)方案 19 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(guò)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(guò)程分開(kāi)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(guò)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(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。 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(wèn)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(guò)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(mén)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(mén)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(guò)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，可原種 豬場(chǎng)大型沼氣工程 設(shè)計(jì)方案 16 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(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。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(guò)專用技術(shù)和設(shè)備將鍍鋅或搪瓷拼裝建造成。近年來(lái)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 沼氣工程 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(lái)料，為避免進(jìn)料分布不均勻問(wèn)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。 集中典型的 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(jiàn) 下表： 厭氧反應(yīng)器適用性能比較表 反應(yīng)器名稱 優(yōu)點(diǎn) 缺點(diǎn) 適用范圍 完全混合厭氧反應(yīng)器（ CSTR） 投資小、運(yùn)行管理簡(jiǎn)單 容積負(fù)荷率低，效率較低，出水水質(zhì)較差 適用于 SS含量很高的污泥處理 厭氧接觸反應(yīng)器 投資較省、運(yùn)行管理簡(jiǎn)單，容積負(fù)荷率較高，耐沖擊負(fù)荷能力強(qiáng) 停留時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)，出水水質(zhì)相對(duì)較差 適用于高濃度、高懸浮物的有機(jī)廢水 厭氧濾器（ AF） 處理效率高，耐負(fù)荷能力強(qiáng)，出水 水質(zhì)相對(duì)較好 投資較大，反應(yīng)器容易短路和堵塞 適用于 SS 含量較低的有機(jī)廢水 上流式厭氧污泥床 處理效率高，耐負(fù)荷 投資相對(duì)較大，對(duì)廢 適用于 SS 含量適低原種 豬場(chǎng)大型沼氣工程 設(shè)計(jì)方案 14 反應(yīng)器（ UASB） 能 力強(qiáng)，出水水質(zhì)相對(duì)較好 水 SS 含量要求嚴(yán)格 的有機(jī)廢水 膨脹顆粒污泥床反應(yīng)器（ EGSB） 處理效率較高，負(fù)荷能力強(qiáng)，出水水質(zhì)相對(duì)較好 投資相對(duì)較大，對(duì)廢水 SS 含量要求嚴(yán)格 適用于 SS 含量較少和濃度相對(duì)較低的有機(jī)廢水 升流式厭氧固體反應(yīng)器（ USR） 處理效率較高，投資較省、運(yùn)行管理簡(jiǎn)單，容積負(fù)荷率較高 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。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(guò)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(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行過(guò)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(wú)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(zhǎng)的微生物和固體滯留時(shí)間。使廢液中的有機(jī)固原種 豬場(chǎng)大型沼氣工程 設(shè)計(jì)方案 13 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(guò)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原種 豬場(chǎng)大型沼氣工程 設(shè)計(jì)方案 12 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(zhǎng)，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。 原種 豬場(chǎng)大型沼氣工程 設(shè)計(jì)方案 11 （ 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(guò)攪拌與池內(nèi)原有的厭氧活性污泥充分接觸后，通過(guò)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。 厭氧消化處理工 藝選擇 豬場(chǎng)廢水處理方法可簡(jiǎn)單地歸納為物理處理法、物理化學(xué)處理法、化學(xué)處理法和生物處理法，應(yīng)用最廣泛的是生物處理法，即主要通過(guò)微生物的生命代謝過(guò)程把污水中的有機(jī)物轉(zhuǎn)化為新的微生物細(xì)胞以及簡(jiǎn)單形式的無(wú)機(jī)物，從而達(dá)到去除有機(jī)物的目的。同時(shí)也用于工業(yè)生產(chǎn)中進(jìn)行固液分離和回收有用物質(zhì)，是一種優(yōu)良的過(guò)濾或回收懸浮物、漂浮物、沉淀物等固態(tài)或膠體物質(zhì)的無(wú)動(dòng)力設(shè)備。固態(tài)物質(zhì)被截留，過(guò)濾后的水從篩板縫隙中流出，同時(shí)在水力作用下，固態(tài)物質(zhì)被推到篩板下端排出，從而達(dá)到固液分離目的。 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。 因此在工藝上必須強(qiáng)化預(yù)處理。 (3)、廢水中的污染物主要以固態(tài)、溶解態(tài)存在的碳水化合物形式存在，使廢水表現(xiàn)出很高的 BOD5 、 CODcr 、 SS 和色度等，污染物可生物降解性好，此外廢水中含有大量的 N、 P 等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。種豬 場(chǎng)外排廢水的主要特征是： (1)、豬場(chǎng)污水排放時(shí)間主要集中在豬舍清洗時(shí)間段，其余時(shí)間段排水原種 豬場(chǎng)大型沼氣工程 設(shè)計(jì)方案 9 量較少 ,或污水排放 。 排放標(biāo)準(zhǔn) 出水水質(zhì)達(dá)處理后的水質(zhì)應(yīng)達(dá)到《畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》GB185962020 中表 5 標(biāo)準(zhǔn) ,具體標(biāo)準(zhǔn)值見(jiàn) 下表： 排放標(biāo)準(zhǔn) 單位 :mg/L 污染物 CODCr BOD5 SS 總磷 (以 P 計(jì) ) NH3N 濃度 ≤400 ≤150 ≤200 ≤8 ≤80 第五章 沼氣工程 工藝流程設(shè)計(jì) 廢水水質(zhì)特征分析 豬場(chǎng)廢水主要由尿液、殘余糞便、飼料殘余和沖洗水組成。污水總排放量為 800m3/d。廢 水水質(zhì)參考同類單位相關(guān)資料進(jìn)行設(shè)計(jì)。 第五章 設(shè)計(jì)參數(shù) 原種 豬場(chǎng)大型沼氣工程 設(shè)計(jì)方案 8 水質(zhì)狀況 該養(yǎng)豬場(chǎng)采用干清糞方式，由人工清掃豬舍收集糞便，再用斗車運(yùn)到集糞場(chǎng)堆放出售。 本設(shè)計(jì)范圍不包括場(chǎng)區(qū)所有道路鋪設(shè)、綠化等。 合理處理人工操作和自動(dòng)控制的關(guān)系，對(duì)不便人工操作，且人工成本較高的工藝，采用 自動(dòng)化技術(shù)，提高系統(tǒng)運(yùn)行管理水平。 兼顧環(huán)境效益、社會(huì)效益、經(jīng)濟(jì)效益，將治理污染與資源開(kāi)發(fā)有機(jī)結(jié)原種 豬場(chǎng)大型沼氣工程 設(shè)計(jì)方案 7 合起來(lái)，使豬場(chǎng)糞污治理工程產(chǎn)出大于投入，提高污水處理工程的綜合效益。畜禽糞污經(jīng)處理后，可以產(chǎn)出再生能源（沼氣）、有機(jī)肥具有較好的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。 第 三 章 設(shè)計(jì)依據(jù)及設(shè)計(jì)原則 原種 豬場(chǎng)大型沼氣工程 設(shè)計(jì)方案 6 設(shè)計(jì)依據(jù) （ 1）、 《中華人民共和國(guó)水污染防治法實(shí)施細(xì)則》（環(huán)發(fā) [1999]214 號(hào) )） （ 2）、 《污水處理設(shè)施環(huán)境保護(hù)監(jiān)督管理辦法》（ (88)國(guó)環(huán)水字第 187 號(hào)） （ 3）、 《畜禽養(yǎng)殖污染防治管理辦法》（國(guó)家環(huán)境保護(hù)總局， 2020 年 5 月 8日） （ 4）、 《規(guī)?；笄蒺B(yǎng)殖場(chǎng)沼氣工程設(shè)計(jì)規(guī)范》（ NY/T 12222020） （ 5）、 《大中型畜禽養(yǎng)殖場(chǎng)能源環(huán)境工程建設(shè)規(guī)劃》（農(nóng)業(yè)部， 1999） （ 6）、 《蓄禽養(yǎng)殖業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（ GB185962020） （ 7）、 《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（ GB 89781996） （ 8）、 《給水排水設(shè)計(jì)手冊(cè)》 （ 9）、 業(yè)主提供的有關(guān)基礎(chǔ)資料。利用厭氧消化技術(shù)處理畜禽養(yǎng)殖廢水，制取清潔能源 ——沼氣，在治理污染的同時(shí)變廢為寶，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。如不進(jìn)行有效處理和綜合利用而直接排放，不僅嚴(yán)重污染了水源、生態(tài)自然環(huán)境，對(duì)生產(chǎn)產(chǎn)生不利影響，也造成資源的極大浪費(fèi)；同時(shí)，污水中還含有大量的病原微生物將通過(guò)水體或通過(guò)水生動(dòng)植物進(jìn)行擴(kuò)散傳播，危害人畜健康。新增母豬 2400 頭，年繁殖原種豬 4336 頭，二元雜種母豬 11564 頭，商品豬 31680 頭規(guī)模 。一是原種 豬場(chǎng)大型沼氣工程 設(shè)計(jì)方案 5 以生物質(zhì)能轉(zhuǎn)化技術(shù)為核心，將養(yǎng)殖業(yè)糞污資源充分利用，并將有機(jī)質(zhì)轉(zhuǎn)化為能源（沼氣）；第二，保留污水中對(duì)植物生長(zhǎng)