【正文】 濃度有機廢水。中糧家佳康（張北）有限公司年出欄生豬20萬頭。表61 豬糞、尿及污水計算項 目排放量（t/d）TS含量TS量（t/d）含水量（t/d）豬糞 2405%12228豬尿375%3372沖洗水8585混合糞污700 %15685二、處理后沼液、沼渣的量物料（TS）平衡及沼渣產(chǎn)量計算物料（TS）全天輸入總量為15t，包括泥砂、礦物質(zhì)以及少量糞渣，該部分消耗將作為堆肥外運利用。另外部分進入沼液池中。表62 物料（TS）平衡計算表工藝階段處理單元投入量（t/d）消耗系數(shù)消耗量（t/d）預處理階段勻漿池15%厭氧階段厭氧罐%暫存階段沼液儲存單元15/d預處理厭氧罐沼液池 t/d沼液池圖61 物料（TS）平衡圖水量平衡及沼液產(chǎn)量計算 表63 水量平衡計算表處理單元項目數(shù)量（t/d）含固率沉砂、勻漿干物質(zhì)15%清除干物質(zhì)水量83清除干物質(zhì)耗水量豬糞含水量240尿及沖洗水量375輸出水量698厭氧反應厭氧反應消耗量1%厭氧反應輸出量697無固液分離固液分離輸入水量0固液分離輸出水量0沼液儲存沼液含水量697%預處理 t/d厭氧罐沼液池沼液池697t/d2 t/d697 t/d697 t/d t/d698t/d700 t/d圖62 水量平衡圖表64 水量、物料（TS）總平衡關系項目水量（t/d）干物質(zhì)（t/d）合計處理單元輸入量68515700單元輸出量預處理單元19厭氧過程683 沼液儲存輸出量合計一、沼氣工程工藝流程本沼氣工程工藝流程如圖63所示。本工程擬采用全混合式混凝土結構環(huán)套環(huán)型厭氧發(fā)酵罐。厭氧發(fā)酵后的發(fā)酵液送入沼液儲存池，儲存180天之后，由泵在施肥期內(nèi)（一個月），沼液送到附近的農(nóng)場，草場和果園、飼料地和無公害蔬菜基地的有機肥料，在非用肥季節(jié)，沼液進入沼液存儲池進行存儲。 厭氧消化工藝厭氧消化工藝包括進料單元、厭氧消化單元、沼氣貯存等構成。 （2）厭氧反應器工藝本工程采用完全混合厭氧反應器。它在沼氣發(fā)酵罐內(nèi)采用攪拌和加溫技術，這是沼氣發(fā)酵工藝中的一項重要技術突破。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。一般適宜于以產(chǎn)沼氣為主，有使用液態(tài)有機肥（水肥）習慣的地區(qū)。因此，選擇完全混合厭氧反應器（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。使進料均勻分布并充分與厭氧微生物接觸，并使厭氧罐內(nèi)料液溫度均勻，有利于提高產(chǎn)氣率。反應器底部設出料系統(tǒng)，由中心離心泵間歇泵入二段厭氧發(fā)酵罐，內(nèi)環(huán)發(fā)酵罐。而且，還可以破除浮渣，防止結殼。本項目厭氧處理單元設計為中溫，其最佳溫度范圍為3840℃。a. 保溫系統(tǒng)整體保溫包括管道、閥門保溫；厭氧消化罐體的保溫。b. 增溫增溫主要是在預處理勻漿水解池和厭氧罐內(nèi)同時進行。發(fā)電機余熱給厭氧消化罐進行增溫后，熱交換后的水再回到發(fā)電機系統(tǒng)。 沼氣凈化與貯存工藝厭氧發(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CO2外，還含有H2S和懸浮的顆粒狀雜質(zhì)。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。本工程擬采用生物脫硫法對沼氣進行脫硫處理和化學法進行精處理生物脫硫法是利用無色硫細菌，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)硫或亞硫酸。脫硫效率穩(wěn)定，比化學脫硫法成本降低70%。 本工程選擇雙膜干式貯氣柜貯存沼氣。貯氣柜設有防爆風機，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。并配有超聲波測距儀，自動調(diào)節(jié)和控制沼氣的貯存量。由豬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。h（1 kW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%。本工程擬選用100 kW、200kw國產(chǎn)發(fā)電機組各1臺。圖65 沼氣利用效率本工程設計糞污量為700 m3/d，%，經(jīng)中溫厭氧消化可日產(chǎn)沼氣8400m3，采用熱電聯(lián)供沼氣發(fā)電機組，進行熱電聯(lián)產(chǎn)。（1）電能轉(zhuǎn)換計算該系統(tǒng)每天產(chǎn)沼氣8400m3，死豬無害化處理和職工炊廚燃料日耗沼氣400 m3，夏秋兩季厭氧發(fā)酵自身增溫2400m3，其余尚有5600m3用于發(fā)電，發(fā)電機裝機容量300kw（100+200），日發(fā)電8960kW其余2400m179。h。h，則每天可發(fā)電總量為：夏秋季：5600 = 8960 kWh/d（2）熱能轉(zhuǎn)換計算發(fā)電機組每天可利用熱能總量為：560041%/38%=（夏秋季） 240041%/38%=（春冬季）（3）熱能供需平衡計算物料增溫是中溫厭氧消化的重要條件，為保證消化池在38℃條件下正常運行，需要對物料進行升溫。根據(jù)當?shù)囟咀罾湓職鉁厍闆r，混合糞污溫度取10℃。容 積：700 m3池 數(shù)：2座構造形式：地上鋼砼結構主要設備：勻漿池攪拌機 功 能：將池內(nèi)糞與水充分攪拌。 進料泵類型：離心泵 流 量：3 m3/min 運行時間：14分鐘外環(huán)厭氧罐到內(nèi)環(huán)厭氧罐中心泵及負責輸送內(nèi)環(huán)物料到沼液池 功 能：負責物料輸送 功 率：22kW 型 號： UTS ZPS4000 E SS 數(shù) 量：2臺， 功 能：向厭氧消化反應器進料。數(shù) 量：2座尺 寸：Φ10 m 20m總 容 積：1500 m32座停留時間：2d發(fā)酵溫度：中溫38℃裝置產(chǎn)氣率： m3/m3主要設備（每座發(fā)酵罐）：厭氧罐頂外環(huán)攪拌機功 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。功 率：數(shù) 量：2臺厭氧罐操作服務平臺（內(nèi)外環(huán)） 功 能：維護攪拌機，觀察勻漿池工作狀態(tài)，產(chǎn)氣，安全閥等 功 率：0 數(shù) 量：5座厭氧罐增溫方式增溫熱源：利用沼氣發(fā)電機組余熱并采用增溫盤管增溫厭氧罐至38℃。厭氧罐保溫方式本設計發(fā)酵罐保溫采用高密度擠塑板保溫，總厚度為10 cm，安裝于罐體外壁，可保證發(fā)酵罐內(nèi)溫度穩(wěn)定。 沼液池功 能：貯存沼液 容 積：50000 m3*3結 構：水工膜防滲護坡結構停留時間：180數(shù) 量：3座 沼氣脫硫脫水凈化、貯存 沼氣凈化系統(tǒng)功 能：沼氣凈化設計參數(shù)和主要設備參數(shù)：（1）生物脫硫裝置脫硫效率：70%處理能力：300 m3/h數(shù) 量：1臺功 率：2 kW （2）冷卻除水器型 號：HZNC50功 率： kW數(shù) 量：1套（3）干式阻火器型 號：ZHQB數(shù) 量：2套（4）沼氣流量計型 號：HGF3000數(shù) 量：1臺（5）沼氣成分監(jiān)測儀功 能：在線監(jiān)測沼氣中的CHH2S、O2含量型 號：BIOGAS 905數(shù) 量：1臺 沼氣貯存系統(tǒng)雙膜干式貯氣柜功 能：貯存凈化后的沼氣容 積：1,000 m3尺 寸： m m結 構：如圖71和圖72所示。外層膜充氣為球體形狀。內(nèi)外膜和底膜均采用德國進口膜，由HF熔接工序熔接而成，材料經(jīng)表面特殊處理加高強度聚酯纖維和丙烯酸脂涂層。圖71 雙膜干式貯氣柜外觀圖72 雙膜干式貯氣柜結構原理圖配套設備有：防爆風機1臺，用于提供貯氣柜壓力；安全水封1座；進/出水管和冷凝水排水管（混凝土施工時預埋）超聲波測距儀1臺，安裝于外膜頂內(nèi)側(cè)，用于測量內(nèi)膜高度以判斷當前貯氣量；視鏡1個，安裝于外膜上，觀察貯氣柜內(nèi)部。可有效防止沼氣泄漏。每立方米沼氣發(fā)電能力：尺 寸：Φ5 m 9 m容 積：150 m3結 構：鋼結構數(shù) 量：1座主要設備：熱水循環(huán)泵（勻漿水解池）功 能：熱水循環(huán)型 號：流 量：50 m3/h揚 程： m功 率：3 kW數(shù) 量：1臺熱水循環(huán)泵（厭氧罐）功 能：用于熱水循環(huán)，給厭氧罐增溫。額定熱功率：9105 kcal/h最大消耗沼氣量： 95m3/h數(shù) 量：1套配套功率： kW 附屬設施 泵房功 能：放置進料中心泵等。面 積：60 m2結 構：磚混結構數(shù) 量：1間 熱水循環(huán)泵房功 能：放置熱水循環(huán)泵等。面 積：54 m2結 構：磚混結構數(shù) 量：1間 沼氣發(fā)電機房與變壓器間功 能：放置沼氣發(fā)電機組。面 積：150 m2結 構：磚混結構數(shù) 量：1間第8章 建筑、結構、電氣與節(jié)能減排1．根據(jù)工藝流程的要求，在滿足站內(nèi)工藝要求、交通運輸、環(huán)保、防火等前提下，使建筑物、構筑物、道路、綠化有機地結合在一起。 工程地質(zhì)情況本沼氣生態(tài)工程項目的主要構筑物厭氧發(fā)酵罐的體積較大，對不均勻沉降極為敏感，在地基處理當中要選擇合適的持力層。最終以鉆探地質(zhì)報告為準。當構筑物距離很近且埋深不同時，可采用一些措施進行臨時支護。 主要構（建）筑物結構設計（1）構筑物a. 勻漿水解池（容積700 m32座）鋼砼結構b. 環(huán)套環(huán)厭氧罐（容積7000 m3 2座）半地下鋼砼結構d. 沼液池（40000 m33座）水工膜防滲護坡結構所有構筑物的抗?jié)B問題，均以混凝土本身的密實性來滿足抗?jié)B要求。宜采用普通硅酸鹽水泥，骨料應選擇良好級配，嚴格控制水泥用量。建議在混凝土中加入適量的添加劑，用以補償混凝土的收縮變形，提高混凝土的密實度及抗?jié)B能力。 m2。 電氣設計 設計依據(jù)（1）《低壓配電設計規(guī)范》 GB5005495（2）《室外排水設計規(guī)范》 GBJ1487 （3）《建筑物防雷設計規(guī)范》 GB5005794 2001版（4）《建筑設計防火規(guī)范》 GBJ1687 2001版 設計范圍本沼氣工程電氣設計包括用電設備供電及控制設計和厭氧發(fā)酵罐防雷設計等。 負荷計算沼氣站所有用電設備電壓等級均為380/220V，運行功率為101kW，主要用電設備總裝機容量及計算負荷如表81所示表81 沼氣站用電負荷計算表項目設備名稱裝機功率常開功率間歇工作功率運行功率數(shù)量單機功率裝機功率數(shù)量功率數(shù)量預計每日工作時間折合運行功率勻漿攪拌機23728進料中心泵2224428輸送中心泵2224428厭氧罐攪拌機101852666厭氧回流泵21522生物脫硫系統(tǒng)11313113貯氣柜風機11沼氣成分監(jiān)測儀11熱水循環(huán)泵13313熱水循環(huán)泵215215冷卻除水器11合計 供電系統(tǒng)（1）電氣系統(tǒng)低壓電源接自場內(nèi)總配電箱，單路供電。（3）設備選擇戶內(nèi)電纜采用電纜溝敷設，電纜采用聚氯乙烯護套電纜。 保護方式（1）繼電保護低壓進線總開關設過負荷長延時、短路速斷保護、低壓用電設備及饋線設短路及過載保護。同時各單體金屬管道均應作為等電位聯(lián)結。 啟動方式全部用電設備均采用直接啟動和星三角啟動。 控制及儀表 控制系統(tǒng)全場控制均采用在管理房內(nèi)現(xiàn)場控制柜上現(xiàn)場控制