大型沼气工程建设项目初步设计方案

大型沼气工程建设项目初步设计方案内容摘要：

外运施肥 堆积发酵 沼液肥利用 酸化调节 好氧池 实业有限公司 大型沼气 工程建设项目 初步设计 xxxx 农牧工程设计有限公司 13 沼液存储池中，用泵提升至沼肥车运 到周边农田及山林灌溉施肥。 发酵所得沼气主要用来供户使用，其余的用于食堂使用及猪舍保温。 拱形折流式沼气池产生的沼气先储存在湿式气柜，使用时经过气水分离器、脱硫塔等一系列净化处理，最后 输 送至居民供气系统。 设计参数 鲜粪： 吨 /d； 污 水 量 ： 42 吨 /d； 污水 TS 浓度： %； 池容产气量 ： d ； 原料产气率： 3/kgTS； 池容率： 90%； 发酵温度： 12－ 25℃ ； 厌氧池物料滞留期： 15d； 储气柜容积：日产气量的 48%； 年产 沼渣量： 吨； 1 年产沼液量： 13450 吨。 “三沼利用 ”说明 在发酵池内通过产乙酸菌和甲烷菌进行厌氧发酵，产生的沼气、沼渣及沼液如果直接排放，都会对周围的环境产生一定的污染。 而厌氧反应器处理直接达到排放要求也存在一定的难度。 对厌氧反应器处理后所产生的沼气和沼渣以及沼液进行综合利用可以变废为宝，最大限度地处理工程的经济、社会和环境效益。 实业有限公司 大型沼气 工程建设项目 初步设计 xxxx 农牧工程设计有限公司 14 沼气利用方案 沼气是一种优质的生物气体能源。 在标准状态下（ 0 ℃ ， ），每方沼气可产生热量约为 5500Kcal（ ）。 沼气可用于集中供气、食堂使用等。 沼气供户 沼气是一种高效且清洁的可再生能源，可减轻农村妇女的家务劳动强度，告别烟熏火燎，提高生活质量，享受现代文明。 该项目与 长山晏乡新居村朱家巷自然 村 98 户居民签订了沼气供户协议，既能为当地居民创造方便、清洁的生活条件，又能为建设单位带来经济效益。 按照每个五口之家平均日需沼气量为 计，则 80 户居民日需沼气量为 144m3。 根据所签协议，本项目所产沼气应首先满足这 80 户居民日常用气。 沼气 站运行自 用 及 食堂使用 本项目产生沼气 除沼气站运行用气外 优 先选择为村民供气，剩余沼气用作养殖场食堂炊事使用以及冬天猪舍保温。 沼气应急燃烧 沼气的主要成分为 5065%的甲烷与 3050%的二氧化碳，同时还含有水蒸气、硫化物、氮化物等上百种成分。 尽管沼气是一种使用方便的清洁能源，但使用不当也会造成一定的安全隐患和污染问题。 空气中如含有 %（按体积计）的沼气时，就会形成爆炸性的混合气体。 当空气中甲烷的含量达到 25％ 30％时，人会头痛、头晕、乏力、注意力不集中、呼吸和心跳加速，若不及 时远离，可致窒息死亡。 若空气中甲烷含量超过 4550%以上时就会因严重缺氧而出现呼吸困难、心动过速、昏迷以致窒息而实业有限公司 大型沼气 工程建设项目 初步设计 xxxx 农牧工程设计有限公司 15 死亡。 另外，甲烷是一种不可忽视的温室气体，以单位分子数（也就是同体积）而言，甲烷的温室效应比二氧化碳大 25倍。 当沼气产量过剩或者沼气利用设备出现故障需要维修时，沼气不能直接排放到空气中，因此需要设置沼气应急燃烧装置以避免大气污染及爆炸危险。 沼液及沼渣 经过发酵，养殖粪污中的大部分寄生虫卵、病毒和细菌被杀灭，而氮、磷、钾等常量元素，钙、铁、铜、锌、锰、钼等微量元素及氨基酸、生长素、 赤霉素、纤维生素酶、单糖、不饱和脂肪酸等植物生长所需的营养元素则保留在沼液沼渣中，使之成为一种养分齐全，缓速兼备，肥劲稳长的优质有机肥，是无公害农产品，绿色食品的最佳用肥。 （ 1）果树施用沼肥方案 果树施用沼肥要根据不同品种、树龄采取不同方法，幼树施用沼肥要结合扩穴，以树冠滴水为直径向外呈环形开沟，沟内施肥。 以后每年施肥要错位开穴，并且每年向外扩展，以增加根系吸收范围，充分发挥肥效。 挂果树施用沼肥，要按辐射状开沟，并轮换错位；开沟不宜太深，不要损伤根系，施肥后覆土。 实践证明，果树长期用沼肥根部施肥，树势茂盛 ，叶色浓绿，病虫害明显减少，抽梢整齐，幼果脱落较少，果实味道纯正，产量比施化肥或普通有机肥明显提高。 沼渣一般作为果树基肥施用，沼液一般用作果树追肥施用。 据报道，果树一年要追好四次肥，即花前肥、花后肥、果实膨大和花芽分化肥、秋梢停止生长肥。 以每亩果树平均每年施用一次沼渣基肥 ，施用四次沼液追肥，平均每次 ，每亩果树平均每年消耗 10吨沼液肥。 （ 2）农田施用沼肥方案 沼渣沼液肥可为农田作物提供优质速效有机肥。 实践证明，连年施用沼肥，可有效增加土壤中的有机质，提高农作物抗病能力 ，提高产量和质量。 根据当实业有限公司 大型沼气 工程建设项目 初步设计 xxxx 农牧工程设计有限公司 16 地农业种植习惯，按每年种植两季作物，每季一次基肥（ ）、两次追肥（共约 5吨沼液）计，每亩农田每年可消纳 5吨沼渣， 10吨沼液。 实业有限公司周边有 1500 余亩农田， 1200 余亩山林、 60 余亩苗圃等，每年可消纳沼渣约 万吨，沼液约 万吨。 本项目工程实际年产沼渣肥 1022吨，沼液肥 万吨，因此该项目的沼渣沼液基本可由当地消纳，不存在市场问题。 同时，项目配有沼肥运输车，可以通过沼肥车将部分沼肥运输至乡里其他村庄的农作物施肥。 实业有限公司 大型沼气 工程建设项目 初步设计 xxxx 农牧工程设计有限公司 17 第四章 工艺单元及配套设施设计 工艺单元设计 本工程为新建工程，沼气站总占地面积约为 1250m2。 按使用功能分区，可划分为粪污预处理区、厌氧发酵区和 ―三沼 ‖处理区三大部分。 本次工程设计的主要内容包括：固液分离床、 酸化调节池 、 计量池、 拱形折流式沼气池、湿式储气柜、 沉淀 池、 好氧池、氧化塘、 沼气净化系统、沼气利用系统、沼气工房等。 预处理单元 根据猪场的合理规划，实行雨污分流，避免雨水进入沼气工程。 粪污预处理单元包括固液分离床及酸化 调节 池。 根据拱形折流式沼气池日需处理粪污量，确定固液分离床的容积。 污水 进入固液分离床 去除污水中的稻 草及其它大颗粒杂物， 过滤悬浮物。 粪污经固液分离床后进入酸化池，污水在酸化池进行水解酸化 调节 后自流至地埋拱形折流式沼气池内进行常温厌氧发酵。 固液分离床 设计尺寸： 5（ h）；总容积： 15m3；数量： 1 座；结构：地上砖混，防腐防渗处理。 酸化 池 设计尺寸： 7 m（ h）；总容积： 60m3；数量： 1 座；结构：地下砖混，防腐防渗处理。 消化处理单元 拱形折流式沼气池 2 座 ， 采用地埋式常温发酵工艺，并在隔墙过水洞设有软性填料。 总容积为 350 m32 座＝ 700 m3。 实业有限公司 大型沼气 工程建设项目 初步设计 xxxx 农牧工程设计有限公司 18 结构：地埋式钢砼结构，防腐防渗处理；水力停留时间： 15d；发酵温度：常温。 沼渣、沼液储存单元 拱形折流式沼气池厌氧发酵产生沼渣、沼液进入 沉淀 池，沼液溢流至 沼液暂存池后进入生物氧化塘。 沉淀池 设计尺寸： m（ h）；总容积： 120m3；数量： 1座；结构：地下砖混。 好氧池 设计尺寸： 7 m（ h）；总容积： 80m3；数量： 1座；结构：地下砖混。 生物氧化塘 数量： 1座；总 面 积： 1000m2；结构：防渗 砼 结构。 沼气净化单元 由于发 酵产生出来的沼气中含有水分和 H2S，直接进入沼气利用设备会腐蚀设备，所以必须经过处理。 沼气净化系统主要包括气水分离器、脱硫净化塔、阻火器、站内凝水器、沼气流量计、沼气增压系统等 主要设备 （ 1） 气水分离器 沼气管道最靠近厌氧发酵池的位置，沼气温降值最大，产生的冷凝水最多，因此在此处设置一台气水分离器。 （ 2） 脱硫净化塔 沼气利用系统中必须设置脱硫装置，使沼气中的 H2S含量低于 %，本项目选用 2台干式脱硫塔。 实业有限公司 大型沼气 工程建设项目 初步设计 xxxx 农牧工程设计有限公司 19 （ 3） 阻火器 本项目共选用 1台 管道型 干式 阻火器。 （ 4） 沼气流量计 本项目共选用 1台 LWGQ50型沼气流量计。 （ 5） 变频增压系统 本项目共选用 1台 2BH13007AH16型变频增压系统。 配套构筑物：沼气净化间 尺寸： 512（ h）；数量： 1 座；结构形式：地上砖混。 沼气贮存单元 由于产气量和用气量经常不平衡，及受用气设备的影响，所以必须设置贮气柜进行调节，本项目设计为低压湿式贮气柜 ，设计压力为 6kpa。 （ 1）沼气贮存系统包括：贮气浮罩、水封池等。 （ 2）贮气柜容积确定： 本项目沼气作为供户及养殖场自身使用，根据《规模化畜禽养殖场沼气工程设计规范》的规定以及项目 可研批复要求，确定贮气浮罩容积为 90m3，为日产气的 48%。 贮气浮罩 设计尺寸： Φ6（ h）；储气容积： 90m3；数量： 1 座；结构：钢丝网及混凝土。 水封池 设计尺寸： Φ7（ h）；容积： 123m3；数量： 1 座；结构：半地上式砖混。 （ 3）贮气柜布置在气源附近。 （ 4）贮气柜设有防止过量充气和抽气的安全装置。 放空管管口处布置阻火器。 （ 5）贮气柜水封池设置进水管和溢流管。 实业有限公司 大型沼气 工程建设项目 初步设计 xxxx 农牧工程设计有限公司 20 沼气供户单元 站外沼气输送管道选用聚乙烯管埋地敷设，管沟埋挖深在 以下。 输气主管网要以最小阻力选定，保证 每家每户有足够的压力用气。 根据经验，从沼气站到输气主网管要保持 5000Pa 的压力，由主管网到农户灶前压力为1600Pa，输配管网最低点和接头处设置集水装置，及时排除管网冷凝水，可以保证供气压力的稳定和输配气管路的畅通。 环状管网的交接处要设置凝水井。 主要设备包括双眼沼气灶、 IC 卡表、室内管道、阀门、燃气泄露报警装置等。 项目配有 IC 卡表及双眼沼气灶 80 套，站外输气主管网约 2200 米。 配套设施 站外道路 站外道路就近接入养殖场道路。 站外供电 站外供电就近由市政供电网路接入，设 计单位提供站区总用电负荷参数，由业主单位向当地供电局审批规划接入。 给排水设计 设计依据 （ 1）《建筑给水排水设计规范》 （ GB500152020） （ 2）《住宅设计规范》 （ GB500962020) （ 3《室外给水设计规范》 （ GB500132020) （ 4）《室外排水设计规范》 （ GB500142020) （ 5）《建筑灭火器配置设计规范》 （ GB501402020) 设计范围 建设区域内总体给排水，沼气净化系统、预处理系统以及各单体生产给排水及消防。 消防给水排水 实业有限公司 大型沼气 工程建设项目 初步设计 xxxx 农牧工程设计有限公司 21 不设室内消防栓，设有必要的足够数量的干粉或泡沫灭火器。 厂内有完整的污水管网，消防水可以就近排入。 场区给水 站区生产、生活、消防用水由厂内自 备水井作为水源，通过给水管网供给。 消防给水管同生产、生活给水管共用。 根据《建筑设计防火规范》 GB500162020的要求，站内设室外消防给水系统。 考虑同一时间内发生一次火灾，一次灭火用水量为 15L/S，火灾延续时间按 3 小时计。 给水主管经水表井后引入各用水点。 由于厂区占地较少，且用水量较小，给水按枝状管网设计，站区共设室外地上式消火栓 1 处。 仪器设备选购 仪器设备选型原则： 充分利用现有设备、设施，发挥整合效果、提高综合配套能力，填平补缺的原则； 设备性能优良、技术先进、安全可靠、经济适用的 原则； 功率与生产规模相适应，并预留一定负荷的原则。 新增仪器设备选购清单见第二部分主要设备及材料表。 附图 详见第四部分图纸部分。 实业有限公司 大型沼气 工程建设项目 初步设计 xxxx 农牧工程设计有限公司 22 第五章 建筑及结构设计 建筑设计 主要规范 《建筑设计防火规范》 （ GBJ500162020）。