(word)-唯琼生态农业公司粪类蓝藻大型沼气工程初步设计方案(51页)-工程设计

(word)-唯琼生态农业公司粪类蓝藻大型沼气工程初步设计方案(51页)-工程设计内容摘要：

2202020 设计指导思想及设计原则 （ 1）建设内容、建筑面积及投资控制以农业部批复要求为指导思想； （ 2）遵守国家及地方有关环保法律法规和技术政策； （ 3）贯彻执行经济、适用、安全、美观的建设方针，以生产设施为主，辅助和服务设施尽量配套为原则，节约投资，加快建设速度； （ 4）工艺方案上采用国内先进成熟的生产工艺及设备，选用性能优良，经济实用的设备，充分发挥其优势，满足设计要求，确保稳定运行； （ 5）在设计中贯彻节能的原则， 最大限度降低污水和污泥的处理成本和运转费用，实现资源化利用，争取获得最大的经济效益； （ 6）充分考虑工程操作、管理、维护的方便，降低劳动强度； （ 7）采取必要措施，尽量减少环境影响，避免二次污染，设计中注重外观设计和绿化美化，使站区与厂区总体环境协调统一； （ 8）合理降低工资造价和运行费用，提高工程效益，同时最大限度地提高系统的可靠性； （ 9）在厂区总体规划指导下，结合实际情况，尽量减少投资和占地。 第三章 项目建设地概述 自然条件 项目所在地为 项目所在地为 江苏省无锡市滨湖区胡埭镇刘闾路 1 号唯 琼果园 ， 无锡市位于北纬 31176。 7′ 至32176。 2′，东经119176。 33′ 至120176。 38′ ， 长江三角洲 江湖间走廊部分， 江苏省 东南部。 东邻苏州，距上海 128 公里；南濒太湖，与浙江省交界；西接常州，去南京 183 公里；北临长江，与泰州市所辖的靖江市隔江相望。 无锡市全市总面积为 平方公里 (市区 1659 平方公里，其中建成区面积 平方公里 )，其中山区和丘陵面积为 782 平方公里，占总面积的 %，水面面积为 1502 平方公里，占总面积的 %。 2020 年耕地面积为 2180535 亩。 无锡市位于 太湖 北端， 太湖风景区 的 鼋头渚 、 蠡湖 等重要景区在项目所在地 无锡市 该市区域。 无锡市属北亚热带湿润区， 亚热带季风气候 ，受季 风环流影响，形成的气候特点是：四季分明，气候温和，雨水充沛，日照充足，无霜期长。 气温， 1 月平均气温在 ℃ 左右； 7 月平均气温在 29℃左右。 全年无霜期 220 天左右。 无锡市区年平均降水量在 1048 毫米。 雨季较长，主要集中在夏季。 全年降水量大于蒸发量，属湿润地区。 无锡市区日照时数 小时。 常见的气象灾害有 台风 、暴风、连阴雨、干旱、 寒潮 、 冰雹 和大风等。 由于受太湖水体和宜南丘陵山区复杂地形等的影响，局部地区小气候条件多种多样，具有南北农业皆宜的特点，作物种类繁多。 建设单位基本情况 项目实施单位、无锡唯琼生态农业集团有限公司是集科研、生产、示范，产、供、销一体化的省级科技型农业龙头企业，公司注册资金1500 万元。 目前唯琼 集团直接经营高科技优质无公害果蔬园 2020 余亩，辅射区基地 6000 余亩，形成了公司加基地带农户的发展格局。 2020年唯琼农业园区被列入无锡市现代农业科技示范园项目建设以来、唯琼园区的发展步入了快车道。 2020 年列入无锡市政府现代都市农业重点工程。 目前总投资 亿人民币的唯琼生态休闲农庄正在建设中。 规划总面积 5350 余亩，其中山坡地、坡地 4150 余亩、半山坡 1200 亩。 2020 年投资 3059 万元建设投资了唯琼四季阳光生态园及其基础配套设施。 2020 年已建成了 1000m3 蓝藻粪类厌氧发酵塔、 400 m3 储气 罐、300 m3 沼液（渣）罐及 100kw 发电组机（包括配套设备）的太湖蓝藻沼气发电示范工程。 项目已按批准的规模、内容标准完成。 项目自点火试运行以来，日处理藻液能力达到 100 吨（含藻量 2%）以上，处理效果达到预期目标。 2020 年计划重点建设无锡市农业科技创新中心，计划投资 3880 余万元。 无锡唯琼生态农业集团有限公司一直以来与江苏省农科院、中国农业大学等院校保持着良好合作关系。 2020 年唯琼集团先后被中共无锡市委和市政府授于“工商资本投资农业先进典型”，被中共无锡市滨湖区党委和政府授于农业龙型企业标 兵称号；唯琼集团董事长陈达伟被评为“无锡市十大杰出青年”、“无锡市新长征突击手”，并获“江苏省无锡市滨湖区创新创业人才”的殊荣，并受到嘉奖。 2020 年 4 月 , 被邀参展了由中央宣传部、人事部、教育部、科学技术部联合在北京举办的“中国留学人员回国创业成就展”。 2020 年 2 月被市委市政府评为“发展农村经济”先进人才， 2020年 4 月被江苏省发展和改革委员会授予江苏省农业产业化省级龙头企业， 2020 年 5 月并获“无锡市滨湖区科技贡献奖”， 2020 年 8 月被江苏省发展和改革委员会授予江苏省重点农业龙头企业。 2020 年 11 月获“无锡市滨湖区反哺农业先进单位”。 2020 年 12 月唯琼农庄成为国家旅游局的“全国农业旅游示范点”。 2020 年 2 月，被中共无锡市滨湖区委员会、滨湖区人民政府评为“ 2020— 2020 年度十大创业经济人物”及“ 2020— 2020 年度农业龙型企业标兵”，被中共无锡市委、无锡市人民政府评为无锡市社会主义现代化新农村建设“十佳新型乡镇企业”。 2020 年 3 月荣获滨湖区为农服务标兵荣誉称号。 第四章 总体布局 总体设计指导思想 沼气站平面布置应遵循以下原则： 功能分区明确，构筑物布置紧凑，节约用地，减少占地 面积。 流程力求简短、顺畅，避免迂回重复。 建筑物应尽可能布置在南北朝向。 站内绿化面积不小于 35%，总平面布置满足消防的要求。 交通顺畅，使运行、管理方便。 布局划分 沼气站根据其功能分为五个区： 预处理区。 主要包括水解匀浆池、预处理间等。 厌氧发酵区。 主要包括一体化厌氧发酵罐，该部分是沼气站的核心。 沼液、沼渣后处理区。 主要包括沼液暂存池和沼液池等。 沼气净化贮存及利用区。 该部分包括沼气净化、沼气发电机房。 管理办公区。 沼气站布置 沼气站布置见总平面布置 图。 第五章 工艺设计 工艺参数设计 扩建新增日处理能力粪类藻泥 50 吨 (含量 15～ 20%)，生产沼气、电、沼渣（液）有机肥。 本工程设计规模日处理 藻泥 50 吨 ， 进料藻泥浓度为 TS12%，即总进料量为 吨。 混合 藻泥 COD=40000mg/L 左右。 每日最大产气量 =4085%=1000m3/d 厌氧发酵罐 1500 m3+800m3气柜 ， 厌氧总停留时间 HRT= 24 天。 工艺流程 本沼气工程工艺路线如图 51 所示。 图 51 无锡唯琼生态农业集团公司粪类蓝藻大型 沼气工程工艺流程 工艺设施（构筑物）设计说明 打捞清除湖面蓝藻是缓解蓝藻“水花”爆发、降低太湖水富营养程度最为直接、有效的方法，而打捞集中的太湖蓝藻后续处理、利用更是TS=12%藻泥 发电上网 匀浆集水池 厌氧贮气反应器 沼液贮存池 农作物、果园、饲料地优质有机肥 沼气净化 余热利用 发电机 综合治理无锡水环境的重要环节。 太湖蓝藻在浓度高时便于打捞，打捞后的蓝藻由于含水量较大难以燃烧，因此用蓝藻发酵产沼气是解决蓝藻难以处置的一种较理想的方法。 打捞的蓝藻在经过絮凝剂浓缩后，TS=12%通过提升进入厌氧发酵罐。 藻泥 经预处理和厌氧发酵后，产生的沼气经净化后通过热电联产的沼气发电机组用 来发电；沼气发电机组所产生的余热用于厌氧进料的增温和保温；厌氧发酵所产生的沼液和沼渣用于农作物、果园、饲料地和无公害蔬菜基地的有机肥料。 （ 1）预处理阶段的藻毒素一级降解和人畜粪类酸化：打捞上岸的蓝藻进入预处理池，预处理池内表层蓝藻温度可以达到 40 度以上，高温下藻细胞壁被破坏，毒素释放并得到一定程度降解，进入酸化阶段（ pH值 以下）部分藻毒素被降解，在好氧微生物作用下藻毒素进一步降解（藻毒素含量 20μ g/L 左右）。 （ 2）厌氧发酵阶段的藻毒素二级降解：酸化阶段蓝藻的蛋白质等有机物转化为有机酸，有机酸 在厌氧微生物作用下转化为沼气、二氧化碳等。 藻毒素在好氧微生物、酶等作用下进行了二级降解，此时藻毒素含量接近自来水标准（ 1μ g/L），符合肥料标准。 （ 3）为了加速蓝藻处理速度，在已有处理技术基础上，采用缩短前处理周期的快速酸化、细胞壁快速破壁技术；厌氧阶段果胶酶、纤维素酶和木聚糖酶等高效复合酶解技术；秸秆浮床等载体富集甲烷细菌的微生物与底物接触最大化的干发酵耦合技术。 （ 4）处理产物的利用：沼气作为燃料和发电；沼液沼渣经安全性试验以后，制定其技术标准，作为肥料利用。 （ 5）将上述技术进行集成，形 成无害化及资源化利用技术体系。 预处理工艺 打捞的蓝藻通过絮凝后 TS=12%，进入处理系统。 在集水匀浆池进行调节水质和水量。 用提升泵将上述经过预处理的 藻泥 污水泵入厌氧罐内。 集水 匀浆池 设计总容积： 100m3 设 计 尺 寸： φ6m4m HRT: 38h 结 构 形 式：钢砼 设置提升泵一台，用于向厌氧罐进料， Q=15m3/h， H=10m，N=4kW。 设置搅拌机一台， N=4kW。 厌氧消化工艺 厌氧消化工艺包括进料单元、厌氧消化单元、保温增温单元等构成。 （ 1）进料方式 藻泥污水 由提升 泵向厌氧消化单元分批进料。 进料方式可有多种选择，可以采取连续进料，也可采取间歇进料方式。 本工程采取分批间歇进料。 （ 2）厌氧反应器工艺 本工程采用完全混合厌氧反应器。 完全混合厌氧反应器（ CSTR）适用于 太湖蓝藻的 发酵工艺。 它在沼气发酵罐内采用搅拌和加温技术，这是沼气发酵工艺中的一项重要技术突破。 搅拌和加热，使沼气发酵速率大大提高，完全混合式厌氧反应器也被称为高速沼气发酵罐。 其特点是：固体浓度高， TS 8~12%，可使 藻泥和粪污 水全部进行沼气发酵处理。 优点是处理量大，产沼气量多，便于管理，易启动，运行费用低。 一般适宜于以产沼气为主，有使用液态有机肥（水肥）习惯的地区。 由于这种工艺适宜处理含悬浮物高的 藻泥 粪污和有机废弃物，具有其他高效沼气发酵工艺无可比拟的优点，现在欧洲等沼气工程发达地区广泛采用。 本工程 采用产气、贮气一体化结构厌氧罐，是目前欧洲推广应用最多的一种新型、高效、实用的工艺。 由于其可靠性、安全性、低成本和适应寒冷地区冬季正常运行的优势，推广程度已经大大超过其他结构形式的沼气工程。 结构特点： 一体化沼气发酵装置下部为发酵部分，罐内安装侧搅拌器或斜搅拌器，罐壁上安装增温管，利用发电机余热增温。 罐体上部 为双膜式柔性贮气柜，用于收集、贮存和输送沼气。 其中外膜保护并维持贮气柜的结构，内膜收集并贮存沼气。 通过支撑鼓风机的充气，调整并维持内外膜之间夹层中的空气压力，并将内膜内的沼气送入输气管道，供发电机使用。 主要优势： 适合 有机物原料 ： TS=8%12%； 安全可靠：低压产气，低压贮气，有效防止沼气泄漏； 成本低：无需分体式气柜，可降低工程造价； 占地面积小：减小装置规模，可节省占地面积； 工期短：采用模块化组装施工，可缩短建设周期； 冬季也能运行。 图 53 一体化沼气发酵装置构造 图 52 一体化沼气发酵外形装置 （ 3）厌氧罐配置 厌氧反应器内设 置斜搅拌器及破壳搅拌器各一台，使进料均匀分布并破除浮渣，使原料充分与厌氧微生物接触。 并使厌氧罐内料液温度均匀，有利于提高产气率。 罐底设排渣系统，定期将罐底污泥排出。 反应器上部设 出料 系统， 自流 进入下一个处理单元。 （ 4）保温与增温 厌氧消化反应过程受温度影响很大，如图 54 所示。 本项目厌氧处理单元设计为中温，其最佳温度范围为 35~38℃。 为了保证厌氧反应在冬季仍可正常运行，必须对系统实施增温和整体保温措施。 a. 保温 系统整体保温包括管道、阀门保温；厌氧消化罐体的保温。 对厌氧消化罐采用挤塑板进行强化保 温。 b. 增温 增温包括厌氧消化罐增温。 增温的热源来自热电联供发电机组产生的余热；在厌氧罐罐体与保温层之间设置余热交换管，发电机余热经交换管交换热量，实现对罐体的增温。 发电机余热给厌氧消化罐进行增温后，热交换后的水再回到发电机系统。 图 54 温度对厌氧中温发酵产气率的影响 本工程采用 一级 厌氧工艺： （ 1） 厌氧罐 ： 设计体积： 1500m3 设计尺寸： φ15m8m 停留时间 HRT=24d。