現(xiàn)代牧場(chǎng)有限公司大型沼氣能源環(huán)境工程可行性研究報(bào)告(編輯修改稿)

　

【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 案設(shè)計(jì) 工藝設(shè)計(jì)原則1）沼氣工程的工藝技術(shù)方案設(shè)計(jì)應(yīng)以減量化、無(wú)害化、資源化為目標(biāo)，綜合考慮各種因素后選擇工藝路線(xiàn)；2）沼氣工程的工藝技術(shù)方案設(shè)計(jì)應(yīng)做好前期工作，實(shí)地考察和收集必要的資料。要符合市總體規(guī)劃，與X現(xiàn)代牧場(chǎng)有限公司奶牛養(yǎng)殖基地客觀實(shí)際緊密結(jié)合，能夠正確處理集中與分散、處理與利用、近期與遠(yuǎn)期的關(guān)系；3）沼氣工程的工藝技術(shù)方案設(shè)計(jì)應(yīng)在不斷總結(jié)生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和吸收科研成果的基礎(chǔ)上，積極采用經(jīng)過(guò)鑒定的新技術(shù)、新工藝、新材料、新設(shè)備，以提高自動(dòng)化水平，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，減少投資和運(yùn)行費(fèi)用；4）沼氣工程的工藝技術(shù)方案設(shè)計(jì)應(yīng)考慮沼氣的有效利用，充分利用公司周?chē)暳匣睾娃r(nóng)田消納沼渣、沼液；5）沼氣工程的工藝技術(shù)方案設(shè)計(jì)，除了執(zhí)行能源環(huán)境行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)外，還應(yīng)符合國(guó)家及地方現(xiàn)行的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范的規(guī)定。生產(chǎn)工藝的確定是沼氣工程建設(shè)的關(guān)鍵。工藝是否合理直接關(guān)系到工程的處理效果、運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定性、投資、運(yùn)轉(zhuǎn)成本。因此，必須結(jié)合當(dāng)?shù)赜媚芎蚗現(xiàn)代牧場(chǎng)有限公司奶牛養(yǎng)殖區(qū)糞污特征，綜合考慮糞便資源、配套土地和能源需求等因素，慎重選擇適宜的生產(chǎn)工藝，以達(dá)到最佳的處理效果和經(jīng)濟(jì)效益。目前比較成熟、適用的生產(chǎn)工藝有兩大類(lèi)，一類(lèi)是以綜合利用為主的“能源生態(tài)型”處理利用工藝，另一類(lèi)是以污水達(dá)標(biāo)排放為主的“能源環(huán)保型”處理利用工藝?！澳茉瓷鷳B(tài)型”處理利用工藝是指畜禽場(chǎng)污水經(jīng)厭氧無(wú)害化處理后不直接排入自然水體,而是作為農(nóng)作物的有機(jī)肥料的處理利用工藝。“能源環(huán)保型”處理利用工藝指的是畜禽場(chǎng)的畜禽污水處理后直接排入自然水體或以回用為最終目的的處理工藝，該工藝要求最終出水達(dá)到國(guó)家或地方規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)。工藝適宜的條件：1)養(yǎng)殖業(yè)和種植業(yè)的合理配置，即周?chē)凶銐虻霓r(nóng)田或市場(chǎng)能夠消納厭氧發(fā)酵后的沼液、沼渣，使沼氣工程成為能源生態(tài)農(nóng)業(yè)的紐帶。2)原則上畜禽場(chǎng)日污水排放量不大于日糞便排放量的3倍；3)項(xiàng)目建設(shè)點(diǎn)周邊環(huán)境容量大，排水要求不高的地區(qū)。工藝特點(diǎn)：1)畜禽場(chǎng)污水、糞便可全部進(jìn)入?yún)捬跸鳎?)沼氣、沼液產(chǎn)量大；3)主體工程投資少、運(yùn)行費(fèi)用低；4)操作簡(jiǎn)單、管理方便。 工藝說(shuō)明采用能源生態(tài)型的沼氣能源環(huán)境工程，項(xiàng)目建設(shè)目標(biāo)是盡可能的多生產(chǎn)沼氣，并通過(guò)對(duì)沼渣、沼液的綜合利用實(shí)現(xiàn)沼氣能源環(huán)境工程的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益雙豐收。畜禽糞便、廢水在經(jīng)厭氧消化處理和沉淀或固液分離后，沼渣、沼液作為優(yōu)質(zhì)有機(jī)肥料，用于綠色食品生產(chǎn)，使糞便得到能源、肥料多層次的資源化利用，生態(tài)農(nóng)業(yè)得以持續(xù)發(fā)展，并最終達(dá)到區(qū)域內(nèi)畜禽場(chǎng)糞污的“零排放”。這種工藝遵循了生態(tài)農(nóng)業(yè)原則，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。留民營(yíng)、高碑店等沼氣工程均采用此工藝。 工藝流程典型能源生態(tài)型工藝流程為：畜禽場(chǎng)清出的鮮糞通過(guò)刮板機(jī)或絞龍直接進(jìn)入?yún)捬跸?；畜禽舍的沖洗水匯集到計(jì)量池，直接泵入消化器的前部，在反應(yīng)器內(nèi)攪拌裝置作用下,配制成高濃度的發(fā)酵液（TS濃度在3~%左右）。厭氧消化器產(chǎn)生的沼氣經(jīng)凈化后貯存到貯氣柜，供發(fā)電或炊用。沼渣、沼液由厭氧消化器自動(dòng)溢流入貯液池內(nèi)。貯液池內(nèi)上清液直接用泵抽出用作蔬菜、大田作物有機(jī)肥；將泵從貯液池底抽出較濃的沼液打入壓濾機(jī)進(jìn)行固液分離。分離出的沼渣直接出售或添加多種生物和NPK圖61能源生態(tài)型生產(chǎn)工藝流程圖等添加劑，制成復(fù)合肥料；沼濾液作蔬菜和果樹(shù)等作物的葉面肥。為保證厭氧消化器的發(fā)酵溫度，需采用鍋爐等熱源對(duì)其加熱。其生產(chǎn)工藝流程如上圖61所示。 工藝要求和特點(diǎn)工藝適宜條件：1)規(guī)?；B(yǎng)殖場(chǎng)，最小污水處理量為每天50t；2)項(xiàng)目建設(shè)點(diǎn)周邊排水要求高，污水需達(dá)標(biāo)排放。工藝特點(diǎn)：1)在工藝前期盡可能通過(guò)物理方法去除污水中的固形物，降低厭氧消化器工作負(fù)荷。2)牛舍內(nèi)清出的糞便以及固液分離機(jī)分離的糞渣可制作有機(jī)肥或直接外賣(mài)；3)污水達(dá)標(biāo)排放，有效防止二次污染；4)沼氣產(chǎn)量?。?)主體工程投資大、運(yùn)行費(fèi)用高；6)操作與管理水平要求較高。采用能源環(huán)保型的沼氣能源環(huán)境工程，項(xiàng)目建設(shè)目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)污水的達(dá)標(biāo)排放、固體糞便制作有機(jī)肥，并通過(guò)對(duì)沼氣的利用降低工程運(yùn)行費(fèi)用，此類(lèi)工程項(xiàng)目具有良好的社會(huì)效益。目前該工藝一般采用高效厭氧反應(yīng)池(UASB)與先進(jìn)的好氧反應(yīng)池(SBR)相結(jié)合的典型工藝路線(xiàn)。 工藝流程畜禽舍污水經(jīng)管道引入集水池，經(jīng)污水泵提升至固液分離機(jī)；分離出的污水自流入沉淀池，進(jìn)一步去除水中的雜物；沉淀后污水經(jīng)酸化調(diào)節(jié)池后進(jìn)入U(xiǎn)ASB厭氧消化器；經(jīng)厭氧消化后污水自流入調(diào)節(jié)池，根據(jù)SBR池的要求，泵入 SBR池。為進(jìn)一步達(dá)到節(jié)能和有效去除氨氮的目的，一般設(shè)置穩(wěn)定塘，以確保水質(zhì)達(dá)標(biāo)排放。沉淀池、UASB池和SBR池的污泥排入干化場(chǎng)，經(jīng)干化后和畜舍清出的鮮糞經(jīng)好氧發(fā)酵后可作為優(yōu)質(zhì)有機(jī)肥料使用。 圖62環(huán)保型生產(chǎn)工藝流程圖UASB池在進(jìn)行厭氧生物反應(yīng)過(guò)程中產(chǎn)生的沼氣經(jīng)過(guò)凈化送入貯氣柜供發(fā)電或炊用。其生產(chǎn)工藝流程如圖62所示 工藝選擇根據(jù)X現(xiàn)代牧場(chǎng)有限公司的提供的基礎(chǔ)資料，其基礎(chǔ)情況如下所示：1)年存欄奶牛10000頭；2)每天排放的污水量約450m3，主要為尿液和沖洗擠奶廳污水；3)每天收集的鮮糞量為350t左右；4)與牧場(chǎng)相臨的飼料草基地10萬(wàn)畝。根據(jù)X現(xiàn)代牧場(chǎng)有限公司的基礎(chǔ)資料以及能源環(huán)保型與能源生態(tài)型工藝要求和特點(diǎn)，確定X現(xiàn)代牧場(chǎng)有限公司大型沼氣能源環(huán)境工程選擇能源生態(tài)型工藝技術(shù)方案。選擇能源生態(tài)型工藝的原因在于：1)年存欄奶牛10000頭，為沼氣工程提供糞便350t/d，牧場(chǎng)糞便為工程提供了穩(wěn)定發(fā)酵原料；2)在調(diào)節(jié)發(fā)酵原料濃度時(shí)，能夠完全利用其450m3的污水，不需要針對(duì)污水再作處理；3)牧場(chǎng)周?chē)?0萬(wàn)飼料草基地，可完全消納工程生產(chǎn)的沼渣、沼液，并通過(guò)減少購(gòu)買(mǎi)有機(jī)肥產(chǎn)生良好的經(jīng)濟(jì)效益；4)選擇能源生態(tài)型工藝，投資少、運(yùn)行費(fèi)用低、管理操作簡(jiǎn)單。通過(guò)該項(xiàng)目的建設(shè)，將X現(xiàn)代牧場(chǎng)有限公司和周?chē)娘暳喜莼赜袡C(jī)的結(jié)合起來(lái)，建立良性的生態(tài)循環(huán)系統(tǒng)，保障了X現(xiàn)代牧場(chǎng)有限公司經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展。 工藝設(shè)計(jì)根據(jù)典型能源生態(tài)型處理利用工藝，結(jié)合X現(xiàn)代牧場(chǎng)有限公司基礎(chǔ)情況，X現(xiàn)代牧場(chǎng)有限公司大型沼氣能源環(huán)境工程工藝流程圖見(jiàn)圖63。牧場(chǎng)污水通過(guò)排水溝自流匯集到酸化池，酸化池的水通過(guò)泵打入攪拌池與牛糞混合，因地區(qū)氣溫較低，進(jìn)入攪拌池的牛糞必須考慮保溫措施，擬采用大棚將牛糞罩住，防止牛糞結(jié)凍。攪拌池前設(shè)置兩道格柵，以清除污水中的長(zhǎng)草和粗纖維；再進(jìn)入加溫計(jì)量池進(jìn)行加溫（冬季），設(shè)提升泵定時(shí)定量地按照工藝要求將污水輸送到USR反應(yīng)器；USR反應(yīng)器內(nèi)上清液通過(guò)水壓排入沼液池；經(jīng)發(fā)酵后的牛糞排入沼渣池，通過(guò)污泥泵將沼渣抽至脫水機(jī)進(jìn)行固液分離，分離的沼渣(含水率75%左右)作為基肥施用于飼料草基地；分離的沼液流入沼液池，通過(guò)管道將液體有機(jī)肥料直接施用于飼料草基地；厭氧消化器產(chǎn)生的沼氣經(jīng)脫硫、脫水等設(shè)備凈化后貯存于貯氣柜，供沼氣發(fā)電機(jī)發(fā)電。 糞尿及沖洗廢水 牛 糞 電力輸出 酸化池 泵 攪拌池 長(zhǎng)草和粗纖維泵余熱發(fā)電機(jī) 加溫計(jì)量池 泵 貯氣柜 沼氣凈化系統(tǒng) USR反應(yīng)器 沼渣池 上清液 泵 沼氣加熱鍋爐 脫水機(jī) 生產(chǎn)有機(jī)肥 沼 液 池 農(nóng)業(yè)基地圖例： 污水管路 污泥管路 沼氣管路圖63工藝流程圖 工藝設(shè)計(jì)說(shuō)明1） 酸化池沖洗廢水及尿液通過(guò)牧場(chǎng)的集水井泵入酸化池，在此停留一段時(shí)間進(jìn)行酸化。廢水泵入攪拌池與牛糞混合。2） 攪拌池在糞污進(jìn)入處理設(shè)施之前設(shè)置攪拌池，糞污的排放具有一定的時(shí)間性，為了使糞與污水充分混合，糞中的大部分可溶性有機(jī)物進(jìn)入廢水中。所以在糞污的處理過(guò)程中，必須將糞污引入攪拌池內(nèi)進(jìn)行攪拌，以保證后續(xù)處理構(gòu)筑物進(jìn)水水質(zhì)、水量的均勻。同時(shí)，由于牛糞中含有大量的長(zhǎng)草等粗纖維，在經(jīng)過(guò)攪拌后將這些長(zhǎng)草從糞污中分離出來(lái)，保證泵的正常運(yùn)行。牛糞中含有的少量砂礫會(huì)沉積在攪拌池內(nèi)，運(yùn)行一段時(shí)間后需要對(duì)攪拌池進(jìn)行清理。3） 加溫計(jì)量池糞污稀釋廢水引入計(jì)量池由水泵均勻提升至USR反應(yīng)器，同時(shí)起到計(jì)量的作用。為了保證厭氧系統(tǒng)的溫度在35℃左右，池內(nèi)設(shè)有加熱系統(tǒng)利用發(fā)電機(jī)余熱給糞污加溫，冬季時(shí)可利用沼氣加熱鍋爐為糞污加溫。4） USR反應(yīng)器USR反應(yīng)器是該糞污處理工程的主體構(gòu)筑物。運(yùn)行的基本原理是：糞污中的有機(jī)污染物在厭氧條件下經(jīng)微生物降解，轉(zhuǎn)化成甲烷、二氧化碳等，所產(chǎn)氣體（沼氣）含甲烷大于60%，同時(shí)降低了污染物的含量。反應(yīng)器主要完成消化反應(yīng)、污泥濃縮和出水澄清的功能。反應(yīng)器采用升流式的進(jìn)料方式，高濃度的污泥沉積在反應(yīng)器底部，在進(jìn)料時(shí)置換出含固量少的上清液，提高了固體停留時(shí)間。該反應(yīng)器高出一般傳統(tǒng)的厭氧消化池23倍，減小了后續(xù)處理段的進(jìn)水負(fù)荷，從而降低工程造價(jià)。USR反應(yīng)器有以下特點(diǎn)：①處理能力強(qiáng)，有機(jī)負(fù)荷高。處理效果高于同類(lèi)處理工藝的23倍。②運(yùn)行管理簡(jiǎn)便，裝置沒(méi)有泵等復(fù)雜的電器需要人工操作，節(jié)省了人力，減少了動(dòng)力消耗，同時(shí)具有投資少等優(yōu)點(diǎn)。③對(duì)各種沖擊有較強(qiáng)的穩(wěn)定性和恢復(fù)能力。④無(wú)填料堵塞問(wèn)題，運(yùn)行穩(wěn)定。5）沼渣池從USR反應(yīng)器排出的沼渣進(jìn)入沼渣池，這部分沼渣通過(guò)脫水形成含水率低的污泥，這部分污泥可以作為有機(jī)肥