1、GB12801GB18596GB50028GB50052GB50057GB50058規范GBJ14GBJ16GBJ65范CJJ31設備設計標準CJJ55CJJ64NY/T667-20033術語和定義規模化畜禽養殖場沼氣工程設計規范1范圍本標準規定了規模化畜禽養殖場沼氣工程的設計范圍、原則以及主要參數選取等。本標準適用于新建、改建和擴建的規模化畜禽養殖場沼氣工程（參見NY/T667-2003）的設計。畜禽養殖區沼氣工程的設計可參照執行。2規范性引用文件下列文件中的條款通過本標準的引用而成為本標準的條款。凡是注日期的引用文件，其隨后所有的修改單（不包括勘誤的內容）或修訂版均不適用于本標準,然而，鼓

2、勵根據本標準達成協議的各方研究是否可使用這些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本適用于本標準。生產過程安全衛生要求總則畜禽養殖業污染物排放標準城鎮燃氣設計規范供配電系統設計規范建筑物防雷設計規范爆炸和火災危險環境電力裝置設計室外排水設計規范建筑設計防火規范工業與民用電力裝置接地設計規城鎮污水處理廠附屬建筑和附屬污水穩定塘設計規范城市糞便處理廠設計規范沼氣工程規模分類GB18596-2001NY/T667-2003中確立的以及下列術語和定義適用于本標準3.1 沼氣工程biogasplant以規模化畜禽養殖場糞便污水的厭氧消化為主要技術環節，集污水處理、沼氣生產、資源化利用為一體的系

3、統工程。3.2 "能源生態型”處理利用工藝Processof“energyecological”disposingandusing畜禽養殖場污水經厭氧消化處理后作為農田水肥利用的處理利用工藝。3.3 "能源環保型”處理利用工藝Processof“energyenvironment”disposingandusing畜禽養殖場的畜禽污水處理后達標排放或以回用為最終目標的處理工藝。4總則10 沼氣工程的設計應該符合當地總體規劃，與當地客觀實際緊密結合，能夠正確處理集中與分散、處理與利用、近期與遠期的關系。10 沼氣工程的設計應在不斷總結生產實踐經驗和吸收科研成果的基礎上，積極采

4、用新技術、新工藝、新材料、新設備，以提高自動化水平、降低勞動強度、降低投資和運行費用。10 沼氣工程的設計應以減量化、無害化、資源化為目標，應首先考慮養殖場改進生產工藝，實行清潔生產，從源頭上減少糞污排放量。10 畜禽養殖場污染物的特性及其技術參數，以實際測定數據為準。10 沼氣工程的原料應是養殖場的污水和糞便，應有充足和穩定的來源，嚴禁混入其它有毒、有害污水或污泥。10 沼氣工程的設計應充分利用沼氣，充分利用附近的農田消納沼液、沼渣。10 沼氣工程的設計應由具有相應設計資質的單位承擔。10 在進行工藝設計時，應首先根據沼氣工程的建設目標選定工藝類型。10 沼氣工程主要由以下四個環節組成：前處

5、理、厭氧消化、后處理、綜合利用。10 單元處理技術應先易后難，以節省投資和降低運行費用。5工程選址和總體布置1 工程選址沼氣工程的選址應符合養殖場整個生產系統的規劃和要求，并應根據以下因素綜合考慮確定：a）在畜禽養殖場和附近居民區主導風向的下風側；b）在畜禽養殖場的標高較低處；c）有較好的工程地質條件；d）滿足防疫要求；e）有方便的交通運輸和供水供電條件。1 總體布置1.2 沼氣工程的總體布置應考慮到養殖場遠期生產規模擴展的可能性，如必要，應依此作出分期建設方案。1.2 總體布置應滿足沼氣工程工藝的要求，布置緊湊，便于施工、運行和管理。應結合地形、氣象和地質條件等因素，經過技術經濟分析確定。1

6、.2 豎向設計應充分利用原有地形坡度，并達到排水暢通、降低能耗、土方平衡的要求。1.2 構筑物的間距應緊湊、合理，并應滿足施工、設備安裝與維護、安全的要求。1.2 附屬建筑物宜集中布置，并應與生產設備和處理構筑物保持一定距離。1.2 厭氧消化器、貯氣柜、輸氣管道的設計及防火要求見GBJ16中的相關規定。1.2 各種管線應全面安排，避免迂回曲折和相互干擾，輸送污水、污泥和沼氣管線布置應盡量減少管道彎頭，以減少能量損耗和便于清通。各種管線應用不同顏色加以區別。1.2 應設置廢渣等物料堆放及停車的場地。1.2 平面布置應留有汽車進出通道，各建筑物間應留有連接通道，其設計應符合下列要求：a）主要車行道

7、的寬度：單車道為3m雙車道為5m并應有回車道。車行道轉彎半徑不小于6mb）人行道的寬度為1m1.5m；c）通向建筑物頂端的扶梯與水平面夾角不大于40°,其寬度0.81.0m；d）高架物上不經常通行的部位可設置爬梯，其寬度為0.4m；e）綠地面積不宜小于總面積的30%。1.8 沼氣工程應設圍墻（欄）。1.8 各建筑物和構筑物群體效果應與周圍環境相協調。1.8 主要畜禽污水處理設施應設置溢流口、排泥管、排空閥和檢修人孔。厭氧消化器和貯氣柜應設有安全窗，確保裝置正常運轉。1.8 應設置給水和排水系統，攔截暴雨的截水溝和排水溝應與場區排水通道相連接。1.8 應配置簡單的化驗設備和必要的儀器、

8、儀表、自動控制設備及沼氣流量計。1.8 處理構筑物和貯氣柜應設置護欄等安全設施，護欄高度不宜低于1.1m。1.8 沼氣工程應有保溫防凍措施。1.8 沼氣工程供電應按三類負荷設計，廠區內設置操作控制問、獨立的動力和照明配電系統。1.8 沼氣工程的安全、防爆、防雷與接地參照GB12801GB50028GBJ16、GB50057GBJ65?的相關規定執行。1.8 控制室應有良好的照明，設有監控所有設備運轉、故障、程序操作、顯示的控制屏（臺），操作應具有集中與就地操作的功能。應有緊急狀態報警裝置。應采用可靠的自動控制系統進行自動控制、自動檢測。并應設有值班人員休息室。1.8 化驗室應配有動力電源、給排

9、水系統、排風措施及良好的照明。6工藝工藝流程沼氣工程基本可分為“能源生態型”和“能源環保型”兩類。工藝流程"能源生態型”沼氣工程“能源生態型”沼氣工程其厭氧出水（沼液）依靠土地處理系統。要求周圍有足夠的農田消納厭氧發酵后的沼液、沼渣，養殖業與種植業的規模要配套。可采用以下工藝。養殖場污水通過排水溝自流到調節池，調節池前設置格柵，以消除污水中較大的雜物。人工清出的糞便運到調節池內，與污水攪拌后流入計量池，計量池內設泵，定時定量地將料液送進厭氧消化器。為保持厭氧消化器內的溫度控制在35c左右，在計量池內有蒸汽加熱系統，蒸汽由鍋爐房引入。計量池和厭氧消化器內設有溫度傳感器，調整進入調節池的

10、蒸汽量。也可使用其它加熱方式。產生的沼氣經脫硫、脫水、脫雜凈化后進貯氣柜，作為生產或生活用能。沼渣根據情況定期排出并可干化，作為有機肥使用。沼液進入后處理系統，作為農田的液體有機肥使用。"能源環保型”沼氣工程“能源環保型”沼氣工程要求最終出水達到一定的標準后排放到自然水體可米用以下工藝。養殖場污水經管道自流入調節池，在調節池前設置格柵，去除污水中較大的雜物。調節池內設提升泵，將污水抽至分離機，分離的糞渣人工清走作有機肥原料，分離的污水自流入沉淀池。沉淀池的上清液自流入集水池，集水池內設提升泵，將污水提升至厭氧消化器的布料裝置并在池內均勻布水。厭氧消化器的出水自流入后處理系統。后處理以

11、好氧處理為主要技術手段，處理的出水可達標排放或回用。工藝設計內容工藝設計包括生產工藝、流程、設備的選擇，參數和物料、能量平衡及配套公用工程的計算等。工藝設計應包括以下幾個方面：工藝技術流程的選擇和確定通過多方案的比較、選擇最佳的生產工藝方案和制定生產流程。生產流程反映由原料到產品的生產過程中，物料和能量的流向、變化以及所經歷的設備、儀器和工藝過程。工藝參數計算和物料衡算工藝參數是生產過程中應控制的各種技術數據，包括各個工藝單元的進料、出料有機物濃度，有機物去除率，污水量，厭氧工藝產沼氣量，沼氣的含硫量，等等。計算正常生產所需要的原材料、輔助材料、公用工程的用量，以及產生的主、副產物及廢料量。產

12、裝置和設備的確定比選各設備方案對建設規模的滿足程度，對產品質量和生產工藝要求的保證程度，設備使用壽命，物料消耗指標，操作要求、備品備件保證程度，安裝試車技術服務，以及所需的設備投資等確定機器設備，及其型號、規格和數量。工藝設計圖包括：工藝流程圖，工藝平面布置圖，水力高程圖，各個處理工藝單元的條件圖。7前處理前處理工藝類型"能源生態型”沼氣工程污水通過管道自流入調節池，在調節池前設有格柵，以消除較大的雜物，人工清出的糞便運至調節池，與污水充分地混合，然后流入到計量池，計量池的容積根據厭氧消化器的要求確定。當以雞糞為原料時，應在調節池后設沉砂池。糞便的加入點與厭氧消化器類型有關，一般在調

13、節池加入，帶有攪拌裝置的寒流式反應器也可直接加入到厭氧消化器。"能源環保型”沼氣工程污水通過管道自流入調節池，在調節池前設有格柵，以消除較大的雜物，調節池的污水用泵抽入到固液分離機，分離的糞渣用作有機肥原料，分離出的污水流入沉淀池，沉淀的污泥進入污泥處理設施，上清液自流入集水池。前處理的一般規定"能源生態型”沼氣工程前處理的一般規定a、前處理的目的是將糞便污水調質均化，為厭氧產沼氣創造條件；b、污水進入固液分離機前應通過格柵清除污水中較大的雜物；c、以雞糞為原料時宜設沉砂池；d、以牛糞為原料時應有糞草分離裝置；e、溝渠坡度應確保污水自流入沉砂池或計量池。其設計按GBJ14中

14、第三章的相關規定。"能源環保型”沼氣工程的前處理的一般規定a、前處理的目的是用物理方法盡量清除糞污中的固形物；b、污水進入固液分離機前應通過格柵清除污水中較大的雜物；c、應在排污后3h內進行污水的固液分離；d、沉淀池應設在固液分離機后；e、溝渠坡度應確保污水自流入沉砂池、集水池。具設計按GBJ14中第三章的相關規定；f、固液分離機是否需要與污水中SS濃度和污水量有關，當SS濃度不大于2000mg/l和污水量小于50n3/d時可不用。格柵格柵的設計應符合以下要求：a）格柵應設于集水池前，其數量不宜少于二道，一道粗格柵柵條間隙為20mmr40mm去除大型雜物，一道細格柵柵條間隙為5mmr

15、15mmfc除中小型雜物。格柵應便于清除雜物和清洗；b）污水過柵流速一般為0.5m/s0.8m/s,格柵傾角為45°75°c）格柵處應設置工作平臺，其高度應高出格柵前最高設計水位0.5m。采用格柵機時，參照設備說明書。調節池在進水口處應設置調節池。調節池容積應按式（1）計算：V=Q/n,（1）式中：V-調節池有效容積，單位為立方米（m3）;Q-畜禽養殖場每日排污水量,單位為立方米每日（品/d）;n一畜禽養殖場每日排污次數。固液分離機選用固液分離機時，應遵守下列規定：a）應根據被分離物料的性質、流量、脫水要求，經技術經濟比較后選用；b）污水進入固液分離機的含水率一般不應小于9

16、8%;c）固液分離機的設置應考慮到廢渣的貯存、運輸。沉淀池沉淀池設計見GBJ14中6-4相關規定。畜禽污水滯留時間應大于1h。沉淀池應設排泥管道。當以雞糞為原料而前面未有沉砂池時應有沉砂功能。集水池畜禽養殖場污水厭氧處理系統前，應設置集水池。集水池容積不應小于該池水泵30min的出水量。泵與泵房泵的選擇應根據其用途和輸送介質的種類、流量、揚程和工作性質等因素確定，應符合下列要求：a）泵應盡量選用同一型號；b）進料泵應設置一臺備用泵與工作泵并聯。泵房及室內機組基礎布置、設計按GBJ14中43相關規定執行。8厭氧消化一般規定厭氧消化器的選擇和設計應根據糞污種類、工程類型和工藝路線確定。厭氧消化器設

17、計，應符合下列規定：a）根據發酵原料選用適宜的厭氧消化器；b）厭氧消化器應設有取樣口和測溫點；c）厭氧消化器在設計上要有防止超正、負壓的安全裝置及措施。其防止超正、負壓力裝置的安全范圍，應滿足工藝設計的壓力及池體安全的要求；d）厭氧消化器的下部管道凡有閥門處應設計為串聯式雙閥門，內側閥門為常開；e）池體側面下部應設有檢修人孔、排泥管（其管徑不小于100mm,人孔中心與池外地平的距離不大于1m。直徑不宜小于600mmf）厭氧消化器必須達到抗滲和氣密性要求，并應采取有效的防腐蝕措施和保溫措施。g）厭氧消化器應有沉降檢測點。"能源生態型”沼氣工程所用厭氧消化器厭氧消化器主要反應器有升流式固

18、體反應器（USR）、全混合厭氧消化器（CSTR劑塞流式反應器（PFR;厭氧消化宜采用中溫消化（35C左右），也可采用近中溫消化（2530C）,或采用高溫消化（55C左右）。中溫發酵主要設計參數宜符合表1的規定。表1中溫發酵厭氧消化器主要設序項目升流式厭氧全混合厭氧寒流池號固體床消化器1溫度（C）35c左右35c左右35c左右2水力滯留期（d）815102015203TS濃度(%)35367104COD去除率（%）6080557550705COD負荷5103825(kg/(m3-d)6投配率（%）71251057厭氧消化一般采用一級厭氧消化。對于投配率（），進料cod高時宜用下限值，進料cod低

19、時宜用上限值。厭氧消化器的總有效容積，可按式（2）計算：V=TQ,（2）式中：V-厭氧消化器的總有效容積，單位為立方米（m3）;Q-設計處理量，單位為立方米每天（nVd）;T設計水力滯留期，單位為天（d）（中溫，PFR取15d20d、USFa8d15d）;沼氣產量理論上每去除IkgcoD可產0.35m3甲烷。不同厭氧消化器裝置的幾何尺寸a）升流式固體反應器一般采用立式圓柱形，有效高度6m-12mb）寒流式高濃度厭氧消化器，大多采用半地下或地上建筑。厭氧消化器內的溢流管可采用倒U型管、溢流堰方式，應設有水封器和通氣管。升流式反應器應選用合理的布水方式，以保證液體均勻上升，避免短路、勾流。其設計應

20、滿足下列要求：a）布水器的噴水孔應朝池底與水平面夾角不大于40o；b）布水器設置于厭氧消化器底部，距池底的距離應不大于1m；"能源環保型”沼氣工程所用厭氧消化器厭氧消化器主要有開流式厭氧污泥床（UASB）、復合厭氧反應器（如UBF）。厭氧消化一般采用常溫消化，但最低溫度不宜低于15Co主要設計參數宜符合表2的規定。表2厭氧消化器主要設計參數序項目參數參備注號數1溫度（C）251512c以上2水力滯留期（d）1.524溫度高時宜用下限值，溫度低時宜用上3限值3TS濃度(%)<1<14COD去除率%）707085855COD負荷3512溫度高時宜用上限值，溫度低時宜用下(kg

21、/(m3d)限值厭氧消化器的總有效容積，可按下式計算：按容積負荷計算：V=24(G-Se)Q/(Uv),(3)式中：V厭氧消化器的總有效容積，單位為立方米(m3);So厭氧消化器進水化學需氧量，單位為克每升(g/L)；Se厭氧消化器出水化學需氧量，單位為克每升(g/L)；Q-厭氧消化器的設計流量，單位為立方米每小時(n3/h);U厭氧消化器的化學需氧量容積負荷，單位為公斤COD每立方米(kgCOD/m3)；厭氧消化器沼氣產量的計算理論上每去除1kgCOD可產0.35m3甲烷。升流式厭氧污泥床(UASB)a)UASB反應器平面形狀有矩形和圓形，高度不宜超過10mb)反應器的設備有三相分離器、布水

22、系統、排泥裝置及沼氣收集系統等。加熱保溫沼氣工程一般應有加熱保溫措施。對采用中溫(或高溫)發酵的厭氧消化器加熱，宜采用蒸汽直接加熱，蒸汽通入點宜在計量池內，也可采用厭氧消化器外熱交換或池內熱交換。對大型消化器也可將幾種加熱方式結合使用。對采用常溫發酵的厭氧消化器應保證池內料液溫度不低于12Co當料溫不夠時，宜采用蒸汽直接加熱，蒸汽通入點宜在集水池內，也可采用厭氧消化器外熱交換或池內熱交換。消化器應有保溫措施，宜采用外保溫。沼氣凈化沼氣凈化系統包括：氣水分離器、砂濾、脫硫裝置。經過凈化系統處理后的沼氣質量指標，應符合下列要求：a）甲烷含量55犯上；b）硫化氫含量小于20mg/m3。沼氣凈化見GB

23、J16GB50028中相關規定。沼氣中水蒸汽一般采用重力法脫水。對產量大于1000m3/d的沼氣工程,也可采用冷分離法、固體吸附法、溶劑吸收法等脫水工藝處理。重力法沼氣氣水分離器可按以下參數設計：a）進入氣水分離器的沼氣量應按日產沼氣量計算；b）氣水分離器內的沼氣供氣壓力應大于2kPa；c）氣水分離器的壓力損失應小于100Pa；d）氣水分離器筒體高度為直徑的46倍；e）氣水分離器應設有自動排水裝置。沼氣管的最低點必須設置冷凝水集水器。沼氣脫硫a）沼氣中硫化氫含量主要由發酵原料決定。可以同一地區、同一畜種類似沼氣工程所產沼氣中的硫化氫含量為參照；b）脫硫技術方案應根據工程具體情況作經濟分析后再做

24、確定。干法脫硫法可參照表3確定；表3沼氣干法脫硫法選擇沼氣中硫化氫含量脫硫方法<2g/m3一級脫硫法2g/m35g/m3二級脫硫法C）脫硫裝置（罐、塔）應設置兩個，一備一用，應并聯連接；d）脫硫裝置宜在地上架空布置。在南方地區可設置在室外，但需要保溫在寒冷地區應設在室內，一般應設置脫硫問。8.6沼氣貯存沼氣貯存系統包括：貯氣柜、流量計等。一般采用低壓濕式貯氣柜、低壓干式貯氣柜和高壓貯氣罐。應根據具體情況作經濟分析后確定。貯氣柜容積應根據沼氣的不同用途確定：a）沼氣主要用于炊用時，貯氣柜的容積按日產量的50%-60煙計；b）沼氣作為炊用和發電（或燒鍋爐）各占一半左右時，貯氣柜的容積按日產量

25、的40煙計；c）沼氣主要用于燒鍋爐、發電等工業用氣時，應根據沼氣供求平衡曲線確定貯氣柜的容積。貯氣柜貯氣壓力根據GB50028-199邵口貯氣柜形式確定貯氣柜的貯氣壓力。沼氣用具前的沼氣壓力應是其額定壓力的2倍。貯氣柜宜布置在氣源附近。貯氣柜必須設有防止過量充氣和抽氣的安全裝置。放空管應設阻火器。阻火器官設在管口處。放空管應有防雨雪侵入和雜物堵塞的措施。濕式貯氣柜水封池采用地上式，盡量避免地下式。當采用地下式時，應設置排水放空設施。建造材料一般為鋼板或鋼筋混凝土。濕式貯氣柜應設置上水管、排水管和溢流管；鐘罩應設置檢修人孔，直徑不小于600mm鐘罩外壁應設置檢修梯。在寒冷地區，濕式貯氣柜應設置供

26、熱系統。當濕式貯氣柜鐘罩與水封池均為鋼板制造時，須做防腐處理，采用環氧瀝青、氯化聚乙烯涂料、聚丁膠乳瀝青涂料等防腐材料。貯氣柜安全防火距離a）干式貯氣柜之間的防火距離應大于較大貯氣柜直徑的2/3,濕式貯氣柜之間的防火距離應大于較大貯氣柜直徑的1/2;b）貯氣柜至煙囪的距離，應大于20m；c）貯氣柜至架空電纜的間距，大于15m；d）貯氣柜至民用建筑或倉庫的距離，應大于25m。沼氣貯氣柜出氣口處應設阻火器。沼氣計量沼氣流量計應根據厭氧裝置最大小時產氣量選擇流量計，見表4。表4沼氣流量計選擇表小時沼氣量流量計戶內皮膜表20m330吊膜式流量計>30m腰輪（羅茨）流量計、渦輪流量計等8.6.13

27、貯存系統見GBJ16GB50028中相關規定。9后處理"能源生態型”沼氣工程后處理"能源生態型”沼氣工程的厭氧出水進貯液池后作液態有機肥用于農田。"能源生態型”沼氣工程厭氧消化后的沼渣、沼液需做進一步的固液分離,分離出的沼液進貯液池后作液態有機肥用于農田，干化后的沼渣是良好的固態有機肥。固液分離有多種方法：a）沉淀池+干化場；b）機械分離+沉淀池。"能源環保型”沼氣工程后處理后處理一般采用以下工藝：a）好氧處理系統；b）穩定塘；c）好氧處理系統+穩定塘；d）其他處理方法，如膜分離法、人工濕地等。好氧處理系統a）畜禽糞水中的NP含量較高，好氧處理應選擇有較高脫氮除磷能力的工藝，如SBR氧化溝等；b）有關設計參數、設施和設備參考GBJ14-1997的相關規定。好氧塘、兼性塘、水生植物塘a）好氧塘、兼性塘、水生植物塘可用于處理“能源環保型”沼氣工程的好氧出水或厭氧出水，用于去除污水中的氨氮和有機物；b）水生植物主要有鳳眼蓮等，設計參數可參見附錄B。c）好氧塘、兼性塘當用于后續處