1、養豬場沼氣工程方案（2000頭）青島三色源環保科技工程有限公司2013 年 11 月第一章沼氣工程項目設計條件和工藝方案第一節工程規模生豬存欄量 2000 頭，設計日處理混合糞污 9t 的沼氣集中供氣工程，供斜里村 村民生活炊用。項目年產沼氣 70956n3。第二節 可利用資源量一、資源量因項目詳細資料不全，暫按以往項目經驗及理論數據進行計算，豬場運營時存 欄 2000 頭全部按照育成豬考慮。根據豬糞糞便排放量資料統計，育成豬豬排糞量為2 kg/d。則本項目每日糞便資源量為：存欄育成豬糞便：2000 頭X2 kg/頭d= 4 t/d豬糞 TS 為 18% 每天產糞便 TS 為：4 t/dX18

2、%= t/d因養豬場現有清糞模式不詳，暫按干清糞考慮設計?？紤]發酵濃度、溫度及停留時間影響，按每噸TS 豬糞產氣 270 m3計，則每天產沼氣量為：t/dX270 m3/t = m3二、處理后沼液、沼渣的去向糞污經厭氧消化可作為有機肥就地消納或外運。第三節沼渣產量估算物料全天輸入總量為 d，厭氧階段消耗量為 t/d，該部分 TS 消耗是生物質能轉 化、沼氣生產的主體。厭氧階段 TS 的輸出量為 d。物料（TS）平衡計算見表 1-1。表 1-1 物料（TS）平衡計算表工藝階段處理單元投入量（t/d ）降解系數TS 量（t/d ）厭氧階段厭氧反應器60%固液分離階段干化床30%儲存階段沼液沼渣按表

3、 1-1 計算結果，每天沼渣干物質產量為 t/d ,見圖 1-1 物料（TS）平衡圖沼氣 t/d () (2475mVd)t/ddt/dd勻漿池厭氧罐-干化床-沼渣糞污_d沼液池圖 1-1 物料（TS）平衡圖沼渣含水率 70 %左右，沼渣干物質產量為 t/d，則沼渣產量為 d 年產沼渣噸，年產沼液噸。第二章工藝流程設計第一節沼氣工程工藝選擇、沼氣工程工藝路線本沼氣工程工藝路線如圖 2-1 所示。二、工藝流程說明本沼氣工程項目實行雨污分流，避免雨水進入沼氣工程?；旌霞S污經厭氧發酵 后，產生的沼氣經凈化增壓后通過管道給村里農民戶用。鍋爐用于厭氧罐增溫；厭 氧發酵所產生的沼渣沼液作為有機肥就地消納或

4、外運。1、預處理工藝預處理環節由集污池和調配池組成。（1） 集污池收集養豬場污水。（2） 調配池將干清糞在調配池內調節到 8%濃度混合均勻后進入厭氧罐。2、厭氧消化工藝污水農民戶用圖 2-1 養豬場沼氣工程工藝流程果園等增壓風機脫硫脫水集污池豬糞固態有 w農作物、干化床厭氧消化工藝包括進料單元、厭氧消化單元、保溫單元等構成。（1）進料方式 調配池內糞污由進料泵向厭氧消化單元進料。（2）厭氧反應器工藝本沼氣工程厭氧反應器采用完全混合厭氧反應器。完全混合厭氧反應器（CSTR 適用于畜禽糞污發酵工藝。它在沼氣發酵罐內采 用攪拌和加溫技術，這是沼氣發酵工藝中的一項重要技術突破。攪拌和加熱，使沼 氣發酵

5、速率大大提高， 完全混合式厭氧反應器也被稱為高速沼氣發酵罐。 其特點是： 固體濃度高，可使畜禽糞便污水全部進行沼氣發酵處理。優點是處理量大，產沼氣 量多，便于管理，易啟動，運行費用低。一般適宜于以產沼氣為主，有使用液態有 機肥條件的地區。由于這種工藝適宜處理含懸浮物高的畜禽糞污和有機廢棄物，具 有其他高效沼氣發酵工藝無可比擬的優點，現在被歐洲等沼氣工程發達地區廣泛采 用。本工程發酵溫度選擇中溫發酵 33-35C。本工程厭氧消化罐擬采用電泳拼裝結構的產氣貯氣一體化厭氧消化罐。（3）厭氧消化罐與貯氣柜結構形式本工程采用產氣、 貯氣一體化結構厭氧罐。新型、 高效、實用的一體化沼氣工 程由于其可靠性、

6、安全性、低成本和適應北方冬季正常運行的優勢，推廣程度已經 大大超過其他結構形式的沼氣工程。結構特點：一體化沼氣發酵裝置下部為發酵部分，罐內安裝側攪拌器，罐壁上安裝增溫管，利用鍋爐增溫厭氧罐。罐體上部為雙膜式柔性貯氣柜，用于收集、貯存和輸送沼氣。其中外膜保護并 維持貯氣柜的結構，內膜收集并貯存沼氣。通過支撐鼓風機的充氣，調整并維持內 外膜之間夾層中的空氣壓力，并將內膜內的沼氣送入輸氣管道，供村民使用。主要優勢：（1）適合高濃度糞草混合發酵原料： TS 8%-12%(2)安全可靠：低壓產氣，低壓貯氣，防止沼氣泄漏。(3)低成本：減少分體式氣柜，厭氧罐和貯氣裝置造價降低15%(4)占地面積小：減小裝

7、置規模，節省占地面積 30%(5)工期短：建設周期縮短 50%(6)寒冷地區冬季也能正常運行。圖 1 :一體化沼氣發酵外形裝置(4)厭氧罐配置厭氧反應器內設置一臺側攪拌器，使進料均勻分布于罐體底部并充分與厭氧微 生物接觸。并使厭氧罐內料液溫度均勻，有利于提高產氣率。反應器上部設出料系統，溢流進入下一個處理單元。(5)保溫與增溫厭氧消化反應過程受溫度影響很大，如圖2-2 所示。本項目厭氧處理單元設計為中溫，其最佳溫度范圍為 35-38 C。為了保證厭氧反應在冬季仍可正常運行，必 須對系統實施增溫和整體保溫措施。a. 保溫系統整體保溫包括管道、 閥門保溫；厭氧消化罐體的保 溫。對厭氧消化罐采用聚苯

8、乙烯材料進行強化保溫。b. 增溫對厭氧系統的增溫主要是 通過對厭氧罐的增溫來實現圖2-2溫度對厭氧中溫發酵產氣率的影響增溫的熱源來自鍋爐燃燒；在厭氧罐外設置增溫盤管對罐體進行增溫 3、沼液、沼渣儲存工藝圖 2: 體化沼氣發酵裝置溫度對厭氧中溫發酵產氣率的影響曲線圖ROOL木謳pLns?箜*玄滬厭氧出料經厭氧出料池沉淀后，沼渣通過干化床自然干化，上清液貯存在沼液 池中，沼液、沼渣可作為有機肥就地消納或外運。第二節 沼氣凈化與貯存工藝一、沼氣凈化工藝 厭氧罐輸出的沼氣經過凝水器、脫硫塔等專用設備凈化處理后，降低沼氣中的相對濕度，并去除部分 HS,利于后續供氣。二、沼氣儲存工藝本工程選擇產氣貯氣一體

9、化的厭氧消化罐，消化罐上部空間可實現沼氣的貯 存。沼氣經凈化后用于村莊集中供氣。第三章 工藝單元設計與設備選型第一節 預處理、集污池功 能：收集養豬場污水容積： 30m3備 注：不新建，利用豬場原有人工格柵數 量： 1 套材 質：碳鋼防腐、調配池功 能：將糞便、豬尿和沖洗水等均勻混合，尺 寸：3mx容 積：調配攪拌機功 能：使池內糞污混合均勻功 率：數 量： 1 臺第二節 厭氧消化及后處理部分、進料泵功 能：向厭氧消化反應器進料；進料泵類型：潛水渣漿泵流量： 15 m3/h揚程： 20m功率： 3 kW數量： 2 臺（1 用 1 備）、厭氧消化貯氣一體罐功 能：厭氧消化反應器、頂部貯氣；數量：

10、1 座尺 寸：X+X貯氣袋容 積：248吊+ 93 m3貯氣袋停留時間： 25d發酵溫度：近中溫 33-35C裝置產氣率：m3/m3d結構形式：電泳拼裝鋼結構。罐頂部為德國進口材料雙膜貯氣袋。厭氧罐有排 渣口、超壓保護器和負壓保護裝置， 以及檢修人孔及除砂系統， 溫 度監測等設施。厭氧側攪拌器功 能：對發酵液進行攪拌，加強發酵液與微生物的充分接觸，提高產氣率；功 率：數 量： 1 臺氣柜鼓風機功 能：用于支撐頂部貯氣袋功 率：數 量： 1 臺厭氧罐增溫方式增溫熱源：鍋爐增溫方式：采用增溫盤管對厭氧罐進行增溫。厭氧罐保溫方式本設計發酵罐保溫采用巖棉保溫， 錯縫安裝于厭氧罐外部， 可保證發酵罐內溫

11、度穩定。保溫層最外部用彩鋼板覆蓋。三、厭氧出料池功 能：厭氧出料進行沉淀分離尺寸：3mriX 3m容 積： 21m3數 量： 1 座四、干化床功 能：對厭氧出料池沉淀的沼渣進行自然干化容 積： 10 m3數 量： 1 座五、沼液貯池功 能：貯存經固液分離后的沼液容 積： 400 m3； 停留時間： 40 d池 數： 1 座構造形式：擬利用現有池子改造或利用HDPE 膜敷設防滲水池第三節 沼氣脫硫凈化與集中供氣、沼氣凈化系統功 能：沼氣凈化設計參數和主要設備參數：（1）凝水器型 號： NS-300數 量： 1 臺2)干式阻火器型 號： ZHQ 數 量： 1 臺3)沼氣流量計型號： JLQD數量：

12、1 臺4)脫硫塔型號： TL-600數量：2 臺5)增壓風機流量：3/min壓力：功率：數 量： 1 臺第四節 附屬設施附屬設施包括綜合管理房、凈化間、鍋爐房等，擬采用輕鋼結構第四章 建筑、結構與電氣設計第一節 設計原則1根據工藝流程的要求，在滿足站內工藝要求、交通運輸、環保、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。2注重環境保護，使養殖場豬糞處理沼氣生態工程成為環境優美的示范項目。第二節 建筑與結構設計一、工程地質情況本沼氣生態工程項目的主要構筑物厭氧發酵罐的體積較大，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（150 kPa）。同時避免不均勻沉降及其它不

13、利因素。最終以鉆探地質報告為準。當場地空間開闊時，基坑可以按一定坡度進行放坡開挖。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。對于深基坑，施工中還應考慮降水及 護坡處理。二、主要構（建）筑物結構設計（ 1 ）構筑物主要構筑物：包括集污池、調配池等。a.集污池地下鋼砼結構b. 調配池地下鋼砼結構c.厭氧罐基礎地下鋼砼結構d. 厭氧出料池基礎地下鋼砼結構所有構筑物的抗滲問題，均以混凝土本身的密實性來滿足抗滲要求。根據構筑物的重要性及水力梯度來確定其抗滲標號，混凝土強度等級一般不小于C25,抗滲 等級不小于 S6,水灰比不大于。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

14、用量。為提高混凝土的抗滲能力， 滿足工藝使用要求， 盡量減少伸縮縫。 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 實度及抗滲能力。（2）建筑物主要建筑物包括：綜合管理房、凈化間、鍋爐房等。a. 凈化間功 能：放置進料泵等。面 積： 24 m2結 構：輕鋼結構數 量： 1 間構造形式：地上b. 鍋爐房功 能：放置鍋爐面 積： 16 m2結 構：輕鋼結構數 量： 1 座構造形式：地上c. 綜合管理房功 能：電氣控制、辦公室面 積： 16 m2結 構：輕鋼結構數 量： 1 間 構造形式：地上、抗震設計遵照國家“建筑抗震設計規范” （GBJ11-89）及“構筑物抗震設計規

15、范”（GB50191-93 的有關規定。第三節電氣設計一、設計依據（1） 低壓配電設計規范 GB50054-95（2） 室外排水設計規范 GBJ14-87（3） 建筑物防雷設計規范 GB50057-94 2001 版（4） 建筑設計防火規范 GBJ16-87 2001 版二、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酵罐防雷設計等。三、供電電源沼氣站供電電源接自該養殖基地內總電源配電箱。四、負荷計算沼氣站所有用電設備電壓等級均為 380/220V，總裝機容量為，運行功率為，主要用電設備總裝機容量及計算負荷如表 4-1 所示：表 4-1 沼氣站用電負荷計算表項目數量裝機功單機功

16、率率裝機功率常開數量干功率功率數量間歇工作功預計每日工作j 率折合全日功率運行功率備用功率潛污泵23611333勻漿攪拌機111厭氧罐攪拌器1142222支撐風機1110熱水循環泵231699表 4-1 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備用功率數量單機功率裝機功率數量功率數量預計每日工作時間折合全日功率其他33合計五、供電系統(1)電氣系統低壓電源接自場內總配電箱，單路供電。低壓供電系統采用單母線分段運行。(2)控制方式所有工藝設備均在管理房內控制箱控制、現場控制，控制箱上設“手動-停-自動”控制轉換開關。(3)設備選擇戶內電纜采用電纜溝敷設，電纜采用聚氯乙

17、烯護套電纜。戶外電纜采用直埋敷設、橋架明敷或電纜溝，電纜采用鎧裝電纜。六、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。(2)接地保護接地系統均利用建筑物基礎采用共用接地系統，其接地電阻應小于 4 歐姆， 低壓饋線距離超過 50 m 時，設重復接地裝置，其接地電阻不大于 10 歐姆。同時 各單體金屬管道均應作為等電位聯結。（3）防雷保護 厭氧消化罐需按三類防雷建筑設防，采用共用接地系統接地電阻小于4歐姆七、啟動方式全部用電設備均采用直接啟動。八、計量方式 在配電間場內總配電箱上設有電度表。第四節 控制及儀表一、控制系統 全場控制均采用

18、在管理房內現場控制柜上現場控制的方式。二、儀表 厭氧消化罐上設溫度計。沼氣流量計 1 臺，顯示各個時間段的沼氣產量。第五節 機械設備設計機械設備設計及選型設計原則如下：1、各設備的選型力求經濟合理滿足工藝的要求，并配合土建構筑物形式的要 求。2、配套電機和就地控制箱防護等級不低于 IP55 。第六節 總圖設計、平面布置原則沼氣站平面布置應遵循以下原則：1、功能分區明確，構筑物布置緊湊，節約用地，減少占地面積2、流程力求簡短、順暢，避免迂回重復。3、建筑物應盡可能布置在南北朝向。4、站內內綠化面積不小于 35%，總平面布置滿足消防的要求5、交通順暢，使運行、管理方便。二、建筑單體設計 站內建筑物

19、應本著符合工藝要求為主的原則確定，在滿足功能要求的情況下，各建筑力求美觀。三、道路站內車行道路大部分設計為 4.0 m 寬，道路系統能滿足防火及運輸要求，車 行道采用混凝土路面。四、綠化 大面積綠化并配有適當綠籬，綠化面積達到并超過規范標準。五、建筑物裝修標準 建筑物裝修按與周圍環境相協調為唯一目標。六、建筑防火 整個站內建筑物防火均嚴格按照國家標準建筑設計防火規范（GBJ16-87）進行設計。站內建筑物均為二級耐火等級，相互之間的防火間距應符合防火規范。各建筑物單體設計也均按照國家標準建筑設計防火規范進行設計。七、高程設計 沼氣站內地面標高以原始地面高度為相對標高計。八、給水 沼氣站內生產、

20、生活、消防用水接自給水管網。九、排水 生產、生活污水經污水管道收集后排入集水池一并處理。 站內雨水經雨水管道收集后排出場外。十、運輸 沼氣站配備運糞車及沼液輸送車。第五章 消防、勞動生產保護與人員編制一、消防1、沼氣站內按照建筑設計防火規范（GBJ16-87）2001 進行設計。 2、站內道路滿足消防車行駛要求。3、所有建筑物均按二級耐火等級設計，建筑材料均采用非燃燒體材料。4、在管理房內按要求配置干粉滅火器和砂箱。5、站內嚴禁煙火、在厭氧發酵罐處應張貼“嚴禁煙火”標志。二、勞動保護和安全生產1、在沼氣站運轉以前應對操作人員進行培訓，制定必要的安全操作規程和管理制 度，使其牢記安全規程，將不安

21、全因素消滅在萌芽狀態。2、各處理構筑物的平臺走道或臨空天橋均應設置保護欄桿，欄桿高度和強度應符 合國家勞動保護規定。3、所有電氣設備的安裝和防護必須滿足電氣設備有關安全規定。三、沼氣站建設與環境保護1、綠化隔離 沼氣站由圍墻和綠化帶將站區與外界相對分離，有效地減少氣味對周圍外部環 境的影響。2、污水 站內生活與生產污水均通過污水管道系統收集并接入集水池統一進入處理系 統。四、沼氣站對外部環境的影響1、對人體健康的影響由于污染物得到大大降解， 有利于職工和周圍農民的健康。 使用沼渣作為肥料， 發展綠色食品，有利于消費者的身體健康。2、對大氣環境的影響 使用沼氣作為能源，一方面，由于畜禽糞便得到一

22、定程度的處理，可大大減輕 空氣中的惡臭；另一方面，可減少向大氣中排放甲烷、二氧化碳，為減少溫室氣體 的排放做出貢獻。3、對水環境的影響 項目的實施，將使畜禽場排放的糞便和污水進行治理，使污水中的各種污染物 降低到一定的范圍內，大大改善水環境的質量。五、人員編制沼氣站運行操作管理人員編制為 1 人。第六章 工程投資估算第一節 編制說明本工程項目經濟分析是按照原國家計劃委員會、建設部建設項目經濟評價方 法與參數及給水排水建設項目經濟評價細則的要求，結合企業的實際情況進 行分析。一、估算范圍本項目設計規模為存欄 2000 頭的養豬場的糞便共 4t/d 。本工程估算范圍為沼 氣工程項目，內容包括：土建

23、投資、設備投資、電氣、安裝調試投資。不包括工程 界區外的管網投資、生活用水進場管網以及綠化投資。二、估算原則估算編制依據類似項目的初步設計圖紙和有關規定的資料進行編制編制原則為主要建（構）筑物按圖紙計算工程量，套用相應定額和取費標準；次要建 （構）筑物按指標或類似工程資料進行編制第二節投資估算、土建投資估算表6-1土建投資估算表序號建（構）筑物名稱結構尺寸（m規模（mW）數量單價（元）合價（萬元）結構形式1調配池X1700地下鋼砼2厭氧罐基礎X11500地上鋼砼3厭氧出料池X211700地上鋼砼4干化床101300磚混5鍋爐房161800輕鋼6綜合管理房161800輕鋼7凈化間2418008管

24、道、設備基礎9合計、主要工藝設施投資估算 表 6-2 主要工藝設施投資估算表序號建（構）筑物名稱尺寸（m規模（m5）數量合價（萬元）備注1一體化厭氧反應器罐體X2481厭氧罐體含加熱盤管2一體化厭氧反應器氣柜X931含配套壓條、保護器等3側攪拌機14罐體保溫15合計三、設備投資估算表 6-3 設備投資估算表序號設備名稱規格型號功率（kW）單位數量單價（力兀）金額（萬兀）備注1潛水渣漿泵3臺22調配池攪拌機JBJ-400臺13凝水器非標臺14沼氣流量計JLQD臺1序號設備名稱規格型號功率（kW單位數量單價（力兀）金額（萬兀）備注5干式阻火器ZHQ套16熱水循環泵40HG臺27工藝管道及閥門套18管道油漆、防腐、保溫套19電氣及自控套110小計11安裝 （15%12合價四、工程直接投資估算表 6-4 工程直接費用計算表序號項目名稱價格（萬兀）備注1土建投資估算2主要工藝設施投資