原种猪场大型沼气工程设计方案设计方案帮助大型养猪场沼气工程原种猪大型沼气大型种猪场大型沼气池

原种猪场大型沼气工程设计方案设计方案帮助大型养猪场沼气工程原种猪大型沼气大型种猪场大型沼气池内容摘要：

面采用较高的物料浓度，在保证有机负荷不变的情况下，降低水的含量，降低物料增温能耗，另一方面，在反应器池体外增设一层保温层，以降低反应器的热量散失。 为保证反应器的正常启动以及热源的稳定性，本系统中采用自厂区燃煤锅炉产生的热水作为热源。 沼气应用系统工艺选择 沼气净化工艺选择 厌氧反应器刚产出的沼气是含饱和水蒸气的混合气体，除含有气体燃料 CH4 和惰性气体 CO2 外，还含有 H2S 和悬浮的颗粒状杂质。 H2S不仅有毒，而且有很强的腐蚀性。 因此新生成的沼气不宜直接作燃料，还需进行气水分离、脱硫等净化处理，其中沼气的脱硫是其主要问题。 对于畜禽粪污产生的沼气，其中 H2S 气体含量约为 2020mg/m3，而沼气作为燃气要求沼气中含 H2S 气体含量小于 100 mL/m3，沼气的脱硫净化处理是必须的。 沼气脱硫主要有生物脱硫、化学脱硫两种方法。 生物脱硫法是利用无色硫细菌，如氧化硫硫杆菌、氧化亚铁硫杆菌原种 猪场大型沼气工程 设计方案 18 等，在微氧条件下将 H2S 氧化成单质硫。 这种脱硫方法已在德国沼 气脱硫中广泛使用，在国内某些工程已有采用，其优点是：不需要催化剂、不需处理化学污泥，产生很少生物污泥、耗能低、可回收单质硫、去除效率高。 这种脱硫的技术关键是如何根据 H2S 的浓度来控制脱硫塔中氧化还原反应过程。 化学脱硫是将沼气通过脱硫剂床层，沼气中的 H2S 与活性氧化铁接触，生成三硫化二铁，然后含有硫化物的脱硫剂与空气中的氧接触，当有水存在时，铁的硫化物又转化为氧化铁和单体硫。 这种脱硫再生过程可循环多次，直至氧化铁脱硫剂表面的大部分空隙被硫或其它杂质覆盖而失去活性为止。 再生后的氧化铁可继续脱除沼气中的 H2S。 上述均为放热反应，但是，再生反应比脱硫反应要缓慢。 为了使硫化铁充分再生为氧化铁，工程上往往将上述两个过程分开进行。 本工程拟采用生物脱硫的方法对沼气进行脱硫处理。 厌氧罐中输出的含饱和水蒸气的沼气经过生物脱硫塔、气水分离器和凝水器等专用设备净化处理后贮存在储气柜中。 沼气储存工艺选择 由于沼气产用速率之间的不平衡，所以必须设置储气柜进行调节。 沼气主要用于锅炉燃烧使用，储气柜的容积按日产量的 60%设计。 储气柜结构形式有多种，包括混凝土结构、压力容器、膜结构等，本工程选择钟罩 结构储气柜。 沼气输配工艺选择 沼气输配系统指从沼气储气柜至沼气使用前一系列沼气输配设施原种 猪场大型沼气工程 设计方案 19 的总称。 对于该大型沼气工程来说，主要指沼气由储气柜输送到沼气用户的输气管路和相关的阀门组成。 沼气输配管道在工程建设中占有相当重要的位置，因此，合理选择性能可靠、施工方便、经济耐用的管材，对安全供气和降低工程造价有着重要意义。 沼气输配过程中使用的主要管材是钢管和聚乙烯管。 相关的沼气输送管网需要根据当地具体情况进行设计。 沼肥利用工艺选择 沼肥有三个去向：第一个是在农耕施肥季节，沼肥输送（管道 、车辆）至果园、苗圃、农田等施肥用地，作为液态有机肥使用；第二个是在非农耕施肥季节，将沼肥输送至农田附近的大型储存池，以备施肥季节使用；第二个是将沼肥运至有机肥生产区，与常规农用肥料如尿素、复合肥等按一定营养比例配比混合后，加工成高肥效的商品肥出售。 工艺流程设计 见附图初设方案： 1工艺流程框图； 2分区定位图； 3平面布置图； 4工艺高程图。 工艺流程描述 预处理阶段描述 格栅集水池 猪舍冲洗水由污水汇集管网（或污水渠）经人工格栅汇集到集水池；提升泵按配比 时间安排将其提升至调节池和配料池。 集粪池 由猪场清理出来的猪粪，运输到集粪池，并通过集粪池由集水池内污水冲洗到进料池。 进料池 将由集粪池流过来的猪粪及污水进行调配，使物料达到原种 猪场大型沼气工程 设计方案 20 10％的干物质浓度，以供应高浓度厌氧反应器使用。 配料池内配有加温设施，实现冬季时的物料加温。 厌氧消化处理阶段描述 进料 搅拌 反应循环过程。 物料经提升泵提升进入厌氧反应器，进行厌氧消化处理。 本工程设计采取分 2 批轮流进料方式进行，进料时间根据猪场清粪方式安排，一般间隔不小于 6 小时，两组进料先 后进行，1 小时以内完成进料过程，进料结束后启动搅拌，搅拌 1 小时后停止。 厌氧罐按进料（ 1 小时） 搅拌（ 1 小时） 反应（ 4 小时） 搅拌（ 1小时） 反应（ 4 小时） …… 这个循环过程进行。 产沼 物料进入厌养反应器与厌养活性污泥混合接触，通过厌养微生物的吸附、吸收和生物降解作用，使有机污染物转化为 CH4 和 CO2为主的气体（沼气）。 厌氧反应器内设置一台搅拌机，使物料与厌养活性污泥充分混合。 厌氧罐罐体外部设增温管网系统以及保温层。 集气 厌氧反应器产生的沼气由集气室收集，经沼气 输送管路送入后续沼气净化处理单元。 排料 厌氧罐采用上部益流出水方式，出水自流进入沼肥储存池。 排渣 排渣系统定期排渣，保持反应器内污泥活性。 沼渣排放可以是每天一次，或者是数天一次，将根据实际情况确定。 沼气净化储存阶段描述 沼气净化系统 厌氧消化罐产出的沼气经集气室收集进入沼气净化系统。 沼气经过生物脱硫塔、气水分离器、凝水器等专用设备净化处理后贮存在湿式储气柜中。 原种 猪场大型沼气工程 设计方案 21 沼气储存柜 用于贮存净化后的沼气。 柜体结构钟罩式储气柜。 沼气输配系统 用于沼气的输送。 主要通过调压阀、 管路等完成沼气的输配。 沼气利用系统 沼气全部作为燃料使用。 沼肥处理阶段描述 厌氧反应器出水溢流进入沼肥储存池，然后运输车辆在农耕季节将沼肥运输至农田或蔬菜大棚使用，在非农耕季节，运输至储存池待农耕时节使用。 第六章 工艺参数设计 物料负荷 平均设计物料流量： Q 平＝ m3/d 预处理阶段工艺参数设计 格栅槽 （ 1）功能：用于安装格栅，拦截水中大的悬浮物质 （ 2）结构：地下钢砼结构 （ 3）尺寸： （ 4）池数： 1 池 人工格栅 （ 1）设备宽度： W0＝ 500mm （ 2）渠宽： W1＝ 500mm （ 3）有效栅隙： b＝ 10mm （ 4）格栅倾角： α＝ 60176。 （ 5）设备台数： 1 原种 猪场大型沼气工程 设计方案 22 集水池 （ 1）功能：储存补充水 （ 2）池体结构：地下钢砼结构 （ 3）尺寸： （ 4）有效容积： （ 5）池数： 1 池 集水池污水提升泵 （ 1）功能：将补充水从集水池提升至配比软化池 （ 2）流量： 20 m3/h （ 3）扬程： 7m （ 4）电机功率： （ 5）设备类型：潜污泵 （ 6）设备数量： 2 台（ 1 用 1 备） 集粪池 （ 1）功能：暂存由猪场输送来的猪粪 （ 2）池体结构：地下钢砼结构 （ 3）尺寸： （ 4）容积： （ 5）池数： 1 池 进料池 （ 1）功能：猪粪与来水充分搅拌混合后进料 （ 2）池体结构：地下钢砼结构 原种 猪场大型沼气工程 设计方案 23 （ 3）尺寸： （ 4）高度： （ 5）容积： m3 （ 6）池数： 1 池 配料池搅拌机 （ 1）功能：将配料池内粪与水搅拌、混合 （ 2） 功率： Kw （ 3）数量： 1 台 厌氧消化处理阶段工艺参数设计 厌氧消化罐 1 （ 1）功能：低浓度厌氧消化处理主体反应器 （ 2）尺寸： （ 3）有效水深： m （ 4）有效容积： 187m3 （ 5）停留时间： 20 d （ 6）发酵温度：常温 （ 7）材质结构：钢筋混凝土结构，外设保温层，圆台形保温顶结构 （ 8）数量： 1 座 厌氧反应器进料泵 （ 1）功能：将粪污从调节池提升至厌氧反应器 （ 2）流量： 10 m3/h （ 3）扬程： 15 m 原种 猪场大型沼气工程 设计方案 24 （ 4）电机功率： （ 5）设备类型：螺杆泵 （ 6）设备数量： 2 台（ 1 用 1 备） 沼气净化储存阶段工艺参数设计 沼气净化系统 功能：沼气净化。 设计参数和主要设备参数： （ 1）生物脱硫塔 脱硫效果：大于 90% 处理能力： 20m3/h 数量： 2 套 （ 2）气水分离器 型号： 非标 数量： 2 台（ 1 用 1 备） （ 3）水封 型号： 非标 数量： 1 台 （ 4）凝水器 型号： 非标 数量： 2 台 （ 5）干式阻火器 型号： 非标 数量： 1 台 原种 猪场大型沼气工程 设计方案 25 （ 6）沼气流量计 型号： 非标 数量： 1 台 沼气贮存系统 （ 1）钟罩储气柜 功能：贮存厌氧消化罐产生的沼气 构造形式：碳钢焊接结构 尺寸： 有效容积： m3 数量： 1 个 （ 2）储气柜水封 功能：贮存厌氧消化罐产生的沼气 构造形式：钢筋混凝土结构 尺寸： 有效容积： 数量： 1 个 沉淀池参数设计 沉淀池 （ 1）功能：沼液沉淀 （ 2）构造形式：钢筋混凝土结构 （ 3）尺寸： （ 4）有效容积： 原种 猪场大型沼气工程 设计方案 26 （ 5）池数： 1 池 第七章 其它设计 建筑与结构设计 设计原则 根据工艺流程的要求，在满足厂区内工艺要求、交通运输、环保、防火等前提下，使厂区建筑物、构筑物、道路、绿化有机地结合在一起。 注重环境保护，使 沼气工程 成为环境优美的示范项目。 工程地质情况 项目所在地的地质情况为杂地，要求项目所在地原土承载力不小于 8吨 / m2。 以钻探地质报告为准。 本 沼气工程项目的主要构筑物厌氧消化罐的体积较大，高度较高，对不均匀沉降极为敏感，在地基处理当中要选择合适的持力层。 当场地空间开阔时，基坑可以按一定坡度进行放坡开挖。 当构筑物距离很近且埋深不同时，可采用一些措施进行临时支护。 对深基坑，施工中还应考虑降水及护坡处理。 主要构（建）筑物结构设计 构筑物 主要构筑物名称、尺寸、结构形式等见下表。 表 71 主要构筑物尺寸表 序 号 构筑物名称 结构尺寸 （ mm） 规模 原种 猪场大型沼气工程 设计方案 27 （ m3） 数量 总规模 （ m3） 结构形式 1 格栅集水池 900*2080*2020 1 钢砼结构 2 集粪池 1300*2080*500 1 钢砼结构 3 进料池 2200*2200*2020 1 钢砼结构 4 厌氧反应器 Φ6000*8100 1 钢砼结构 5 厌氧反应器底板 φ8000*500 2 钢砼结构 6 沉淀池 1000*4380*2020 1 钢砼结构 7 泵房 3300*2800*2020。