DB41/T

河南省地方標準

DB41/T915－2014

隧道式大中型沼氣工程工藝設計規范

2014-06-30發布2014-08-30實施

河南省質量技術監督局發布

DB41/T915-2014

目次

前言……………………Ⅱ

1范圍…………………1

2規范性引用文件……………………1

3術語和定義…………………………1

4設計原則………………3

5設計要求………………3

6工藝設計……………3

7選址和布局……………4

8前處理系統設計………………………6

9沼氣發酵系統工藝設計……………6

10增溫保溫系統設計…………………7

11沼肥綜合利用系統設計……………8

12其他設計……………8

I

DB41/T915-2014

前言

本標準按照GB/T1.1-2009給出的規則起草。

本標準由河南省農村能源環境保護總站提出。

本標準起草單位：安陽市農村能源站、林州市農業局。

本標準主要起草人：張小電、齊英、韓松現、張增瑞、楊洪林、馬志芹、王章鵬。

本標準參加起草人:秦明昌、楊海燕、李波、李靜、張瑜、趙萬明、王希振、李長生、趙廣、張金

富、張穎、陳紅、陳金霞、邢盛偉、邢海金。

II

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隧道式大中型沼氣工程工藝設計規范

1范圍

本標準規定了隧道式大中型沼氣工程工藝設計的術語和定義、設計原則、設計要求、選址和布局、

前處理系統設計、厭氧發酵系統工藝設計、增溫保溫系統設計、沼肥綜合利用系統設計等。

本標準適用于單體發酵容積在300m3、以村為單位進行集中供氣的新建、改建及擴建的隧道式大中

型沼氣工程（以下簡稱沼氣工程）的工藝設計。

2規范性引用文件

下列文件對于本文件的應用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本文件。

凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。

GB/T10801.2-2002絕熱用擠塑聚苯乙烯泡沫塑料（XPS）

GB12801-2008生產過程安全衛生要求總則

GB/T13912-2002金屬覆蓋層鋼鐵制件熱浸鍍鋅層技術要求及試驗方法

GB/T18622-2002溫室結構設計荷載

GB18877-2009有機-無機復混肥料標準

GB/T21835-2008焊接鋼管尺寸及單位長度重量

GB50014-2006室外排水設計規范（2009年版）

GB50015-2003建筑給水排水設計規范（2009年版）

GB50016-2006建筑設計防火規范

GB50028-2006城鎮燃氣設計規范

GB50052-2009供配電系統設計規范

GB50057-2010建筑物防雷設計規范

GB50058爆炸和火災危險環境電力裝置設計規范

GB/T50065-2011交流電氣裝置的接地設計規范

JB/T7985-2002小型鍋爐和常壓熱水鍋爐技術條件

JB/T10594-2006日光溫室和塑料大棚結構與性能要求

NY/T1220.1-2006沼氣工程技術規范第1部分：工藝設計

NY/T1222-2006規模化畜禽養殖場沼氣工程設計規范

3術語和定義

下列術語和定義適用于本文件。

3.1

沼氣發酵

在厭氧條件下，微生物分解生物質最終產生沼氣的過程。

3.2

塞流式厭氧消化工藝

發酵原料從發酵裝置一端進入，經沼氣發酵后從另一端排出的工藝。

1

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3.3

隧道式沼氣工程

以畜禽糞便為主要發酵原料、以塞流式厭氧消化工藝、集中供氣為主要技術環節，集污染治理、沼

氣生產、資源利用為一體的系統工程。

3.4

能源生態型發酵工藝

畜禽糞便、秸稈等農業廢棄物經沼氣發酵后，產生的沼氣作能源、沼肥作為農田肥水利用的處理工

藝。

3.5

中溫發酵

發酵溫度在35℃±2.5℃環境條件下的沼氣發酵。

3.6

容積產氣率

發酵裝置單位容積在單位時間內的產氣量。

3.7

水力滯留期

沼氣發酵原料在發酵裝置內的平均發酵時間。

3.8

絕熱用擠塑聚苯乙烯泡沫塑料（XPS）

以聚苯乙烯樹脂或其共聚物為主要成分,添加少量添加劑，通過加熱擠塑成型而制造的具有閉孔結

構的硬質泡沫塑料。

3.9

沼氣站

管理運行沼氣工程、并向農戶集中供應沼氣的場所。

3.10

沼肥

發酵原料制取沼氣后的剩余物。主要由沼渣和沼液兩部分組成。

4設計原則

4.1持續發展、環境友好原則。本規范以農業廢棄物的減量化、無害化及資源化為目的，把資源的開

發利用與污染治理結合起來，實現資源高效利用、生態環境保護、農產品生產的協調發展。

4.2技術先進、經濟實用原則。以最大限度的滿足生產和生活需要為前提，綜合考慮工程使用年限、

建設規模及養殖企業發展狀況，選擇投資少、占地小、工期短、技術成熟、經濟實用、運行穩定、操作

方便的工藝路線。對于需要引進的先進技術和關鍵設備，應以提高沼氣工程綜合效益，推進技術進步為

原則。

4.3科學規劃，統籌發展原則。應根據當地畜禽養殖場（小區）及新農村建設現狀，統籌考慮，合理

規劃，能夠正確處理集中與分散、處理與利用、近期與遠期的關系。

5設計要求

5.1沼氣工程的發酵容積以單體300m3為基本設計單元，以村為單位實行集中供氣。單體供氣戶數不

低于100戶。

5.2沼氣工程設計的發酵單元數目應不小于2座。在實際設計時，可根據養殖規模現狀、供氣農戶及綜

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合利用情況，合理增加發酵單元。

5.3沼氣工程設計的正常使用年限應不低于15年。

應充分考慮發酵原料的種類、總量、收集方式以及發酵原料供應的穩定性和可持續年限。

5.4所在地土地承載力、地下水位、地震裂度等水文地質狀況，應滿足本沼氣工程建（構）筑物及輸

氣管網的建設需求。

5.5生產的沼氣應能滿足用戶需求，產生的沼渣、沼液應及時得到處理利用，避免二次污染。

5.6各種供（排）水供電、交通運輸、衛生防疫、消防安全及應急報警裝置等設施，應嚴格按照國家

現行的有關技術標準及要求同步設計。

5.7各種設備、電氣、儀表等的安裝應與施工建設同步設計。其技術指標應符合相關標準。

5.8調節池、進出料間、儲液池等地面設施，應設計防護蓋板。

6工藝設計

6.1設計內容

主要包括：總體布置設計、工藝流程設計、前處理系統設備選型與構筑物的設計、厭氧發酵裝置結

構設計、增溫保溫系統設計、沼肥綜合利用系統設計等。

6.2工藝選擇

沼氣工程采用能源生態型沼氣發酵工藝。

6.3工藝流程

沼氣工程工藝流程見圖1。

凈化貯氣沼氣利用

沼氣

農田

糞便沼液沼液

畜舍格柵調節池厭氧發酵間固液分離沼液存貯

沼渣大棚

調配原料

沼液回流

有機肥沼渣

廢水、沼液糞渣、沼渣沼氣

圖1隧道式沼氣工程工藝流程圖

6.4設計參數

6.4.1工作壓力：沼氣發酵裝置設計的正常工作壓力，應以滿足貯氣裝置集中供氣的壓力要求為原則,

3

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最大工作壓力不超過15kPa。

6.4.2發酵濃度:6%~10%，冬天宜采用上限值，夏天宜采用下限值。

6.4.3發酵溫度:35℃±2.5℃。

3333

6.4.4容積產氣率：0.8m/m.d~1.0m/m.d。

6.4.5水力滯留期：15d~20d。

7選址和布局

7.1選址原則及要求

沼氣站選址應符合城鄉建設總體規劃，其設計除應符合綜合利用、環境保護和國家職業衛生標準

規定外，還應符合下列規定：

a）沼氣工程的整體走向應選擇東西向；

b）地下水位低，且在居民區主導風向的下風側；

c）宜靠近沼氣發酵原料產地；

d）便于沼渣、沼液的綜合利用；

e）所選地形應盡量減少土方量的開挖與回填；

f）應選擇巖土堅實、抗滲性能良好的天然地基，并應避開山洪、滑坡等不良地質地段；

g）具有較好的給排水、供電條件，對外交通方便；

h）遠離高壓輸電線、水源、公路鐵路及人員集中場所；

i）站內露天工藝裝置與站外建、構筑物的防火間距應符合GB50016-2006的有關規定。

7.2平面布置設計

7.2.1平面布置原則：

a）功能分區明確，構筑物布置緊湊，減少占地面積；

b）流程力求簡短、順暢，避免迂回重復；

c）應有一定的綠化面積，總平面布置應滿足消防要求；

d）施工、管理及維護方便。

7.2.2對于新建養殖場，其沼氣工程應同步建設，畜禽舍宜與前處理系統直接相連。單獨建設的沼氣工

程宜建在養殖場或養殖小區圈舍外地下，也可建在畜禽圈舍下，其沼氣發酵裝置上部應設置保溫設施（見

圖2）。

7.2.3應根據各建（構）筑物的功能及工藝條件，結合地質、交通、供電、排水、安全生產及衛生防疫

等要求進行平面布局。

7.2.4沼氣發酵、凈化、儲氣裝置及輸配氣管道的設計與防火要求應符合GB50016-2006的有關規定。

7.2.5各種管線應統籌安排，合理設置，避免迂回曲折和相互干擾，并用不同顏色加以標記和區別。

7.2.6應設置物料堆放及停車場地，并留適宜寬度的汽車通道。各建筑物間還應留有連接通道。其設計

應符合下列要求：

a）主要車行道寬度：單車道3m，雙車道5m，并應有回車道；

b）車行道轉彎半徑不小于6m；

c）人行道寬度為1m～1.5m。

7.2.7沼氣站周圍應設圍墻(欄)，建筑物和構筑物的群體設計效果應與周圍景觀協調統一，并設置相應

安全防護設施。

4

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進料口進料口進料口

貯氣柜

脫水、

輸氣管道

沼氣工程地沼氣工程地下隧道沼氣工程地下隧道

脫硫

下

隧

值班室

道

鍋爐房

加溫管道出料口出料口出料口

水壓間水壓間水壓間

保溫棚

圖2單獨建設的聯體隧道式沼氣工程平面圖

7.3高程設計

7.3.1高程布置應按工藝流程要求進行設計，宜利用重力作用，使處理系統通暢。

7.3.2高程設計時，應以受納污水的最高位置作為零標高。當排污水位不受限制時，應以沼氣發酵裝

置埋設深度確定起點標高，減少土方量的開挖和回填。

8前處理系統設計

8.1總體要求

8.1.1應配套養殖糞便污水的收集、輸送、清雜、調控等設施和裝置。

8.1.2以雞糞為原料時，應設置沉砂池，沉沙池的設計應符合GB50014—2006中6.4的規定。

8.1.3以牛糞為原料時應設置糞草分離裝置。

8.1.4糞便污水進入調節池前應通過格柵清除較大的雜物，溝渠坡度應確保污水能自流進入。

8.2格柵

8.2.1根據原料特性，在進入調節池前，應設置1～2道格柵。

8.2.2粗格柵柵條間隙宜為20mm～40mm，細格柵柵條間隙宜為8mm～15mm。

8.2.3格柵的其他設計應符合GB50014—2006中6.3的有關規定。

8.3調節池

8.3.1調節池的形狀宜為矩形，池底應保持5％的坡度，坡向沼氣發酵裝置的進料口或泵的吸料口。

5

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8.3.2調節池宜設計成半地下式、雙格或多格串聯（并聯）使用。

8.3.3調節池容積大小可根據每天的原料量和滯留時間來確定，最小不低于每日最大排放量。

8.3.4應綜合考慮消除浮渣、沉渣及污泥、冬季保溫、安全防護等措施。

8.4進料

8.4.1進料時宜采用添加回流沼液的方式進行進料。

8.4.2進料管宜采用管徑40cm～50cm的混凝土管或陶瓷管，與發酵裝置豎向夾角應保持30°左右。

9沼氣發酵系統工藝設計

9.1總體要求

9.1.1沼氣發酵系統采用塞流式、中溫厭氧消化工藝。

9.1.2沼氣發酵裝置應設計觀察（檢查）口（窗）、導氣管、溫度傳感器、超壓保護、增溫保溫設施及

沼液回流等裝置。

9.1.3沼氣發酵裝置應符合抗滲、抗壓及氣密性要求。

9.2技術參數

9.2.1沼氣工程的主要技術參數見表1。

表1隧道式沼氣工程厭氧發酵裝置主要技術參數

發酵溫度水力滯留期發酵濃度容積產氣率

℃d%m3/m3.d

35±2.515~206~100.8~1.0

9.2.2沼氣工程發酵裝置有效容積，可按下式計算。

V=QT

式中：

V——沼氣工程發酵裝置有效容積，單位為立方米(m3)；

Q——日處理量，單位為立方米每天(m3／d)；

T——水力滯留期，單位為天（d）。

9.2.3儲氣模式:宜采用“發酵裝置+低壓濕式氣柜”或“發酵裝置+軟體氣袋”的組合儲氣模式。

9.2.4儲氣容積：按日產氣量的50%~60%設計。

9.2.5池底坡度：以發酵裝置底部高度占池體長度的3%進行設計。

9.3沼氣工程發酵裝置設計

9.3.1發酵裝置設計為全地下單跨拱長方體形結構，池體由拱形體、長方體組成。

9.3.2發酵裝置進料管下沿距池底的距離1m左右；出料口上沿與進料管上沿基本持平，距發酵裝置底

部1.5m左右，寬為1.2m左右，下沿與發酵裝置底部持平。

9.3.3發酵裝置的其他設計要求應符合NY/T1222-2006的有關規定。

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9.4水壓間設計

9.4.1水壓間的大小應以滿足儲氣需求、方便出料與維修及減少能量損耗為原則。

9.4.2發酵裝置拱形體與長方體的交界面為最大投料量,其所在的液位線為零壓力線。

9.4.3水壓間應安裝溢流裝置，其外部可根據需要加裝控制閥門。

10增溫保溫系統設計

10.1總體要求

10.1.1采用“加熱鍋爐+保溫層+太陽能暖棚”的形式對系統進行供熱保溫。系統主要由加熱鍋爐、

熱水循環泵、換熱裝置、太陽能溫室大棚、溫度傳感器、保溫材料及其它輔助部件組成。

10.1.2按照沼氣發酵系統工藝要求，應對發酵裝置內部所有池體及池底、內部料液、進出水管道、出

料口及水圧間等采取增溫保溫措施。

10.1.3所選用的增溫保溫設施、管材及其輔件應滿足料液升溫保溫及管理維護需要，其質量應符合相

關標準。

10.1.4對固定在內墻基層上、特別是暴露在外的增溫保溫設備、管道（件），應做好密封防腐及防水

保溫處理。

10.2保溫系統設計

10.2.1沼氣工程發酵裝置全部為地埋建筑，其保溫設計由內部保溫與外部保溫兩部分組成。

10.2.2宜采用絕熱用擠塑聚苯乙烯泡沫塑料（XPS）對池體內部及外部進行粘貼，包括水壓間、出料

間等。其主要技術參數應符合GB/T10801.2-2002的規定要求。

10.2.4保溫層的密封和防水構造要同步進行，確保水分不會滲入保溫層及基層。

10.2.5發酵裝置、水壓間等外部保溫宜采用太陽能暖棚覆蓋。其結構設計應該符合下列規定：

a）宜采用太陽能塑料暖棚等經濟適用、采光保溫性能良好的材料；

b）應根據發酵裝置、水壓間等設施大小合理設置太陽能暖棚，其大小以滿足保溫需求為原則；

c）管理方便，結構牢固，抗風、雪壓能力強；

d）所選材料及其技術參數應符合GB／T18622—2002、JB/T10594-2006的有關規定。

10.3加熱系統設計

10.3.1加熱系統主要包括熱水鍋爐、換熱裝置、熱水循環泵等（見圖3）。

圖3隧道式沼氣工程加熱系統示意圖

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10.3.2宜采用常壓加熱鍋爐，其主要技術參數應符合JB/T7985-2002的有關規定。

10.3.3熱交換裝置宜采用熱鍍鋅鋼管，鋼管鍍層、外徑及壁厚等主要技術指標應符合GB/T

13912-2002、GB/T21835-2008的有關規定。

10.3.4熱鍍鋅鋼管最小公稱口徑（DN）不低于50mm。

10.3.5熱交換裝置豎向為5層～6層，各層間距0.2m；縱向為2排，間距2m～2.4m。換熱裝置距

離下底面與兩個側長面的距離為0.8m～1.0m。也可根據實際適當進行調整。

11沼肥綜合利用系統設計

11.1總體要求

11.1.1沼肥應首先考慮就地就近利用，并有足夠消納沼肥的農田，同時，要有相匹配的儲存設施。也

可加工成有機肥。

11.1.2沼肥中允許有害物質含量應符合GB18877-2009中的規定，必要時應進行無害化處理。

11.2沼肥儲存

11.2.1沼肥儲存池宜設場區儲存池和田間儲存池，儲存容積應根據沼液的數量、儲存時間、利用方式、

利用周期等因素確定，一般不小于農作物用肥間隔期內沼渣沼液的排放量。

11.2.2場區沼液儲存池設計時宜考慮自流進入與排出，以方便利用、節約能耗為原則，同時應設置浮

渣及污泥排除設施。也可用抽渣車直接運輸到田間儲存池。

11.2.3田間沼液儲存池的容積應考慮非用肥季節沼液的儲存量。

11.2.4沼肥儲存的其他設計應符合NY/T1220.1-2006中的有關規定。

12其他設計

12.1沼氣站供電系統應按GB50052-2009中“二級負荷”的設計規定。當不能滿足要求時，應設置備

用供電設施。其電力裝置應符合GB50058的規定。

12.2沼氣站內給排水設施應符合下列規定：

a）沼氣站的生產生活用水量應按照生產用水量、生活用水量、澆灑及綠化用水量之和計算。用水

指標應根據生產設備和GB50015-2003的要求確定；

b）沼氣站內應實行雨污分流，生活污水宜排入原料預處理設施；

c）鍋爐房、凈化間等應有排除積水的設施。

12.3沼氣站的安全、防爆、防雷與接地等應按GB12801-2008、GB50028-2006、GB50016-2006、GB

50057-2010、GB/T50065-2011的規定執行。

12.4應設置沼氣泄露報警裝置，并有專人24h值班。

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目次

前言……………………Ⅱ

1范圍…………………1

2規范性引用文件……………………1

3術語和定義…………………………1

4設計原則………………3

5設計要求………………3

6工藝設計……………3

7選址和布局……………4

8前處理系統設計………………………6

9沼氣發酵系統工藝設計……………6

10增溫保溫系統設計…………………7

11沼肥綜合利用系統設計……………8

12其他設計……………8

I

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