大中型沼气工程初步设计.doc

目目 录录 目 录I 第 1 章总说明 1 1.1 项目名称 .1 1.2 建设单位 .1 1.3 建设地点 .1 1.4 工程模式 .1 1.5 建设年限 .1 1.6 建设目标 .1 1.7 建设内容与规模 .1 1.7.1 养殖规模及原料来源、数量 .1 1.7.2 建设规模.2 1.7.3 主要设施 .2 1.7.4 沼气利用表.3 1.8 设计目标 .3 1.8.1 技术指标： .3 1.8.2 经济指标 .4 1.9 工艺流程 .4 1.10 工程投资 4 1.11 资金筹措方案 4 1.12 占地面积 4 1.13 劳动定员 4 1.14 建设工期 4 第 2 章 工艺技术方案.5 2.1 工艺设计依据 .5 2.1.1 相关国家法律、法规和政策 .5 2.1.2 相关规范与标准.6 2.1.3 其他依据 .7 2.2 工艺设计原则.7 2.2.1 技术先进性、可靠性和适应性原则 .7 2.2.2 经济效益最大化原则 .7 2.2.3 环境和社会效益最大化原则 .8 2.3 工艺技术方案选择 .8 2.3.1 主要工艺简介 .8 2.3.2 一体化设备简介11 2.3.3 厌氧储气一体化发酵设备的优势 13 2.3.4 工艺选择 15 2.3.5 本项目工艺特点 16 2.4 工艺流程图 16 2.5 工艺流程说明及沼气利用、沼渣沼液的处理 17 2.5.1 工艺流程说明 17 2.5.2 沼气利用 18 2.5.3 沼渣沼液的处理 18 第 3 章 结构设计20 3.1 工程地质条件20 3.1.1 场地地质条件 20 3.2 防水、抗渗及抗冻20 3.3 结构选型及设计20 第 4 章 建筑设计22 4.1 总体布置22 4.1.1 工程选址22 4.1.2 总体布置求22 4.2 平面布置 24 4.2.1 平面布置原则 24 4.2.2 道路及绿化25 4.3 核心单元设计 25 4.3.1 原料预处理单元 25 4.3.2 核心处理单元27 4.3.3 有机肥加工单元29 4.3.4 沼液处理单元 31 4.3.5 配套设施区32 第 5 章 电气设计34 5.1 设计范围 34 5.2 供电负荷 34 5.3 供电设计 34 5.5 电缆敷设 36 5.6 照明 36 5.7 防雷及接地 36 第 6 章 自动化仪表及控制设计37 第 7 章 给水排水设计38 7.1 设计依据 38 7.2 设计范围 38 7.3 消防给水排水 38 7.4 场区给排水 39 第 8 章 防火专篇40 8.1 设计依据 40 8.2 建筑防火40 8.2.1 总平面 40 8.2.2 单体建筑设计 40 8.3 消防和安全设计40 第 9 章 防雷防爆专篇.42 9.1 防雷42 9.2 防爆42 第 10 章 节能.43 10.1 节能 .43 10.1.1 工艺流程方面 .43 10.1.2 选用节能型的设备 .43 10.1.3 再生水回用 .43 第 11 章 运行费用分析.44 11.1 收入部分 .44 11.2 运行成本 .44 11.3 年经济效益.45 第 12 章 安全生产与劳动保护.46 12.1 工程设计措施.46 12.2 安全操作方案.46 第 13 章 环境保护.49 13.1 执行依据和环境标准 .49 13.2 工程建设的主要环境问题 .49 13.3 环境保护对策和措施 .49 13.4 环境管理和安全防护 .50 13.5 环境保护具体措施 .50 13.5.1 废水.50 13.5.2 气味 .50 13.5.3 噪音 .50 13.5.4 废渣 .51 第 14 章 运行管理和劳动定员52 14.1 运行管理.52 14.2 维护保养.52 14.3 岗位定员 .53 14.4 人员培训 .54 14.5 使用及维修 .54 第 15 章 工程实施计划.55 15.1 实施进度 .55 15.2 工作流程 .55 第第 1 1 章章总说明总说明 1.11.1 项目名称项目名称 山东万得福实业集团有限公司大中型沼气工程 1.21.2 建设单位建设单位 山东万得福实业集团有限公司 1.31.3 建设地点建设地点 山东省垦利经济技术开发区 1.41.4 工程模式工程模式 能源生态型 1.51.5 建设年限建设年限 一年 1.61.6 建设目标建设目标 总投资 425.896 万元建设沼气工程，将养殖场产生的粪污冲洗废 水转化为沼气、沼液、沼渣。沼气用来炊用、户用或制成沼气成品等 其他用途；粪便及产生的沼渣经加工制成有机肥成品；沼液经处理后 达标排放，最大限度提高能源和资源的利用率，实现污染物的“零排 放” ，改善山东省东营市垦利县及周边农业生态环境，提高农业综合生 产能力和经济效益，改善能源供应结构，减少化肥和农药的使用量， 提高产品品质和产量，实现社会、经济和环境的协调发展。 1.71.7 建设内容与规模建设内容与规模 1.7.11.7.1 养殖规模养殖规模及原料来源、数量及原料来源、数量 山东万得福实业集团有限公司每天产生牛粪 25 吨，粪污水 55 吨。 具备充足的发酵原料。 1.7.21.7.2 建设规模建设规模 建设 600m3CSTR 厌氧反应池 2 座及 250m3柔性气柜 2 套。年处理粪 污 19800 吨。年产沼气 35.04 万 m3，用于厂区内的供暖和户用。年产 固体有机肥 806 吨，液体有机肥 19268.9 吨，作为生态农肥施于农田。 1.7.31.7.3 主要设施主要设施 1.预处理单元： 格栅渠： 3.0m0.5m0.7m，数量 1 座 调粪池： 3.0m2.7m2.2m，数量 1 座 折流沉砂渠： 2.6m2.2m0.8m，数量 1 座 调节池： 3.0m3.5m3.5m，数量 1 座 2.沼气生产单元： CSTR 发酵罐（600m3）： 9.2m9.2m，数量 2 座 3.沼气、沼液存储单元： 柔性气柜（250m3）： 9.2m5.3m，数量 2 座 沼液池： 上边：10.0m10.0m 下边：7.0m7.0m 高：2.8m， 数量 1 座 4.沼气净化单元： 沼气净化间： 4.2m3.6m3.0m，数量 1 间 5.有机肥加工单元： 沼渣浓缩池： 4.5m4.5m4.5m，数量 1 座 好氧发酵槽： 60m6.0m1.6m，数量 1 座 固液分离间： 5.1m4.2m3.0m，数量 1 间 有机肥加工车间： 36m10m4.0m，数量 1 间 6.辅助生产生活设施： 锅炉房： 6.0m5.1m4.5m，数量 1 间 值班室： 4.2m3.6m3.0m，数量 1 间 1.7.41.7.4 沼气利用表沼气利用表 沼气利用表沼气利用表 序号序号项目名称项目名称 年用气量年用气量 （m m3 3） 用气占年总用用气占年总用 气量的比例气量的比例 （% %） 备注备注 1 500 户户用 31025089% 500 户每天炊用所用沼 气量比较稳定，大约 850m3/天。 2 厂内生活用气 3650010.42% 厂内每天的生活用气 量比较稳定，大约 100m3/天 3 锅炉燃烧 36501.04% 500 户户用和厂内生活 用气每天的用气量比 较稳定，每天剩余的 沼气全部用于锅炉燃 烧。 4 年总用气量 350400100% 5 年总产气量 350400 6 年沼气余量 0 用气和产气达到供需 平衡 1.81.8 设计目标设计目标 1.8.11.8.1 技术指标：技术指标： 年平均产气量：960m3/d 反应池有效容积产气率：0.51.2m3/（m3d） 进料浓度：8%10% 发酵温度：352 摄氏度 停留时间：2025 天 1.8.21.8.2 经济指标经济指标 总投资：425.896 万元 运行成本：41.9 万元/年 1.91.9 工艺流程工艺流程 采取以“预处理+CSTR”为核心的处理工艺。 1.101.10 工程投资工程投资 本项目总投资 425.896 万元，其中包括土建投资 87.450 万元；仪 器设备投资 270.542 万元； 工程其他费用 67.904 万元。 1.111.11 资金筹措方案资金筹措方案 中央预算内投资 100 万元，省投资 25 万元，市县投资 80 万元， 企业自筹 220.896 万元。 1.121.12 占地面积占地面积 工程占地面积约 2000m2。 1.131.13 劳动定员劳动定员 运行需定员 2 人。 1.141.14 建设工期建设工期 一年 第第 2 2 章章 工艺技术方案工艺技术方案 2.12.1 工艺设计依据工艺设计依据 2.1.12.1.1 相关国家法律、法规和政策相关国家法律、法规和政策 (1) 中华人民共和国环境保护法 (2) 中华人民共和国水污染防治法 (3) 中华人民共和国水污染防治法实施细则 (4) 中华人民共和国可再生能源法 (5) 中华人民共和国畜牧法 (6) 畜禽养殖污染物防治管理办法 (7) 中华人民共和国农业技术推广法 (8) 中华人民共和国电力法 (9) 中华人民共和国节约能源法 (10) 中华人民共和国循环经济法 (11) 资源综合利用条例 (12) 中共中央关于制定国民经济和社会发展第十一个五年规划 的建议 (13) 中共中央国务院关于积极发展现代农业扎实推进社会主义 新农村建设的若干意见 (14) 全国生态环境保护纲要 (15) 关于发展生物能源和生物化工财税扶持政策的实施意见 (16) 可再生能源发展专项资金管理暂行办法 (17) “十一五”资源综合利用指导意见 (18) 国家鼓励的资源综合利用认定管理办法 2.1.22.1.2 相关规范与标准相关规范与标准 (1) 沼气工程技术规范 （NY/T 1220-2006） (2) 室外排水设计规范 （GB50014-2006） (3) 给水排水设计手册 (4) 环境工程设计手册 （水污染防治卷） (5) 建筑设计防火规范 （GBJ16-87） (6) 中、小型集约化养猪场建设的国家标准 （GBT17824.1- 1999） (7) 有机认证标准-畜牧生产 (8) 畜禽养殖业污染物排放标准 （GB18596-2001） (9) 建筑结构荷载规范 （GB50009-2001） (10) 钢结构设计规范 （GB50017-2003） (11) 混凝土结构设计规范 （GB50010-2002） (12) 建筑抗震设计规范 （GB50011-2001） (13) 建筑地基基础设计规范 （GB50007-2002） (14) 工业与民用建筑供配电系统设计规范 （GB50052-19） (15) 砌体结构设计规范 （GB50003-2001） (16) 金属焊接结构湿式气柜施工及验收规范 （HGJ212-83） (17) 城镇燃气输配工程施工及验收规范 （CJJ33-89） (18) 有机肥料标准 （NY525-2002） 2.1.32.1.3 其他依据其他依据 1.山东万得福实业集团有限公司提供的用户资料； 2.同行业、同工艺工程实例见表 2-1. 表表 2-12-1 工程实例工程实例 沼气工程厌氧反映器容积 （m3） 贮气柜容积 （m3） 内蒙古大力神牛业400CSTR（1 座）200 1 座 北京市顺义区北郎中村沼气工程 500CSTR（1 座）250 1 座 2.22.2 工艺设计原则工艺设计原则 2.2.12.2.1 技术先进性、可靠性和适应性原则技术先进性、可靠性和适应性原则 (1) 根据山东万得福实业集团有限公司实际情况，选择最先进的 工艺方案。 (2) 根据当地的实际情况，选择有成功案例的工程方案，确保工 程可以长期稳定运行。 (3) 根据业主经济条件和操作人员技能水平，选择最适宜的方案， 便于实际运行和维护。 2.2.22.2.2 经济效益最大化原则经济效益最大化原则 (1) 在保证技术先进性的基础上，优化工艺和各个单元设计，降 低一次性投资，确保最佳性价比和最短的投资回收期。 (2) 遵循循环经济理念，对整个场区进行能流、物流分析和设计， 确保沼气工程为企业带来整体最大效益。 2.2.32.2.3 环境和社会效益最大化原则环境和社会效益最大化原则 (1) 对产品（沼气、沼渣、沼液）进行充分利用，并注重外观设 计和绿化美化，使站区与场区总体环境协调统一。 (2) 设计和实施过程中遵守国家及地方有关法律法规和产业政策， 保证工程符合地方环境、经济和社会发展规划，工程建成后给附近农 户供气，并发挥示范作用，带动地方经济和社会发展。 2.32.3 工艺技术方案选择工艺技术方案选择 2.3.12.3.1 主要工艺主要工艺简介简介 (1)升流式厌氧污泥床（upflow anaerobic sludge blanket，简 称 UASB） UASB 使目前发展最快的消化器，其特征使自下而上流动的污水流 过膨胀的颗粒状的污泥床。消化器分为三个区，及污泥床、污泥层和 气-固分离器，分离器将气体分流并阻止固体漂浮和冲出，使 MRT 比 HRT 大大增长，产甲烷效率明显提高，污泥床区平均只占消化器体积 的 30%，但 80%90%的有机物在这里被降解。该工艺将污泥的沉降 和回流置于一个装置中，降低了造价。在国内外已被大量用于低 SS 废 水的处理，如废酒醪滤液、啤酒废水、豆制品废水等。而对于 ss 浓度 高的，则很易引起三相分离器的堵塞，导致反应器失效。 该工艺的优点如下： （1）除气/固分离器外消化器结构简单，没有搅拌装置及填料； （2）长的 SRT 及 MRT 使其实现了很高负荷率； （3）颗粒污泥的形成使微生物天然固定化，增加了工艺的稳定性； （4）出水 SS 含量低； （5）适用于低 SS 含量废水的处理。 缺点是： （1）需要安装气/固分离器； （2）需要有效的布水器，使进料能均匀与消化器底部； （3）进水要求低 SS 含量； （4）在高水力负荷或高 SS 负荷时易流失固体和微生物，运行技 术要求较高。 (2) 升流式厌氧固体反应器（upflow anaerobic solid reactor，简称 USR） USR 反应器采用上流式污泥床原理，不使用机械搅拌，产气率视 温度不同在 0.41.2 之间。沼渣沼液 COD 浓度含量很高，不适宜好氧 处理达标排放，一般用于农田施肥进行生态化处理，是典型的能源生 态型沼气工程工艺。采用 USR 工艺产生的沼气如进行热电联产(CHP)， 热能输出部分可满足 20左右原料的升温要求，在我国北方地区的冬 季，自身热量无法满足运行要求，需要使用锅炉或其它能量进行加热。 （3）污泥床滤器(UBF) 它是将 UASB 和厌氧滤器结合为一体的厌氧消化器。其下部为污 泥床，上部设置纤维填料。由于附着于纤维填料上的生物膜补充了污 泥床上部微生物的不足，所以效益较高。但每立方米填料价值 300500 元，使工程造价上升。 顺义肉联厂的屠宰废水处理采用 UBF 工艺。它对低浓度低悬浮固 体污水的厌氧消化效果较好。用于高浓度高悬浮固体废水处理易产生 堵塞。 (4) 完全混合式厌氧消化器（complete stirred tank reactor， 简称 CSTR） 全混合式消化器是在常规消化器内安装了搅拌装置，使发酵原料 和微生物处于完全混合状态，与常规消化器相比使活性区遍布整个消 化器，其效率比常规消化器有明显提高，故名高速消化器。该消化器 长采用恒温连续投料或半连续投料运行，适用于高浓度及含有大量悬 浮固体原料的处理，如污水处理厂好氧活性污泥的厌氧消化过去多采 用该工艺。在该消化器内，新进入的原料由于搅拌作用很快与发酵器 内的全部发酵液混合，使发酵底物浓度始终保持相对较低状态。该消 化器时典型的 HRT、SRT 和 MRT 完全相等的消化器，为了使生长缓慢的 产甲烷菌的增殖和冲出速度保持平衡，要求 HRT 较长，一般要 1015 天或是更长的时间。中温发酵时负荷为 34kgCOD/（m3.d） ，高温发 酵为 56kgCOD/（m3.d） 。产气率视原料和温度不同在 0.85.0 之间。 沼渣沼液 COD 浓度和 TS 浓度含量高，一般不经固液分离即可直接用于 农田施肥，是典型的能源生态型沼气工程工艺。采用 CSTR 工艺产生的 沼气如进行热电联产(CHP)，热能输出部分可满足大部分北方地区冬季 的原料加热要求，不需外来能源加热。 全混合式消化器的优点是： （1）可以进入高悬浮固体含量的原料； （2）消化器内物料均匀分布，避免了分层状态，增加了底物和微 生物接触的机会； （3）消化器内温度分布均匀； （4）进入消化器的抑制物质，能够迅速分散，保持较低浓度水平； （5）避免了浮渣、结壳、堵塞、气体逸出不畅和短流现象； （6）易于建立数学模型。 2.3.22.3.2 一体化设备简介一体化设备简介 德国、丹麦、荷兰等发达国家的沼气工程装备已达到设计标准化、 产品系列化、生产工业化，质量得到有效控制。工程装备的组装技术 也达到模块化、规范化。其大型厌氧消化装置（容积为 2000- 5000m3）为圆柱型立式罐，多为钢结构（Lipp 罐居多） ，小型厌氧消 化装置（容积在 200-1500m3）多为圆柱型立式罐、钢结构或钢筋混凝 土结构。二级厌氧消化装置（立式罐）顶部常常装有双膜储气罩，构 成了发酵、储气一体化装置，既节省了单独设计储气装置的费用（比 分体式降低 15%左右）和占地面积，又解决了在寒冷地区冬季储气装 置水封防冻的问题，丹麦一体化设备如图 2-4。 在德国，建设沼气工程以获取能源为主要目的。这种采用作物和 粪便两种原料进行混合发酵的沼气工程在德国得到快速发展。由于混 合发酵原料 SS 含量和 TS 浓度都比较高，适合采用全混合厌氧反应器。 从采用的反应器类型看，约 90%为立式全混合反应器，少数采用卧式 反应器，主要用于含沙和纤维量高的原料，而且受结构限制，此类反 应器的容积一般低于 300m3，还有不到 10%的工程采用两种反应器联合 应用的方式。随着材料技术的发展，一些工程采用了将发酵罐和储气 柜一体化的设计，即在反应器的上部安装双层膜用以储存沼气，见图 2-5 和图 2-6。德国 LIPP 公司不仅开发了 LIPP 卷罐技术，还开发了沼 气发酵和沼气储存为一体的罐体。 拼罐厌氧消化罐 双层膜干式储气柜 2.3.32.3.3 厌氧储气一体化发酵设备的优势厌氧储气一体化发酵设备的优势 将自有技术普通碳钢厌氧罐与柔性气柜相结合，对其优点从结构、 经济性和推广度三方面进行分析。 1、结构 厌氧罐采用钢板焊接。顶部换作柔性气柜后，搅拌机可改为侧入 式搅拌，使罐顶不再是承重构件。柔性气柜的优势在于可增强发酵池 有效容积，提高产气率；保证供气压力平衡，有利于沼气使用和厌氧 罐结构稳定；碳钢导热系数 29W/(m)，PVC 膜材导热系数 0.42W/(m)，PVC 膜材导热系数远低于碳钢，无需保温，重量小，可 折叠，运输方便。 罐体防腐的工程做法： 将所有粗糙的焊缝、表面的棱角磨圆并清除焊接时的溅熔物，清 除掉表面的油脂、油污和其它污染物，表面喷砂处理达到 ISO 标准 Sa2.5 级或电动工具除锈 S+3 级。罐体内部采用环氧煤沥青漆，底漆 一道，面漆两道。罐体外部采用红丹防锈漆防腐，涂刷两道。 2、经济性 采用厌氧储气一体化发酵设备比现有技术节省成本 18.6%左右， 占地节省 9%，且工期可节省一半。 3、推广度 目前的小型沼气工程普遍存在投资高，收益低的问题，导致小型 沼气工程很难建设和发展，基本靠国家资金扶持或直接被放弃。若将 设备标准化、规范化、成套化，其中的关键设备沼气产生与收集 设备产品化，批量化生产可使设备成本降低，设备一体化可使土建费 用减少，标准化可使工期缩短。可将厌氧发酵与储气一体化设备、预 处理粉碎机、搅拌机、脱硫罐、气水分离器等均设备化，施工时只需 按定好的位置布管布线，大大提高了施工速度，降低了施工难度。工 程完成后，业主可通过简单的操作完成沼气工程的运行与维护，不需 投入过多的人力物力，也不需很高的技能水平。 具体几种工艺的比较见表 2-2。 表表 2 22 2 常用厌氧发酵技术的比较常用厌氧发酵技术的比较 序号类别 CSTRUASBUSR 一体化设 备 1 原料范围 所有类型 有机原料 高 COD 污 水 各类畜禽粪 便 所有类型 有机原料 2 原料 TS 浓 度 513% 2% 35%513% 3 应用区域全国各地 中部、南 部 中部、南部全国各地 4 水力停留时 间 1030 天15 天815 天1030 天 5 单位能耗低高中等低 6 单池容积 300- 3000m3 200- 3000m3 200-2000m3 300- 1000m3 7 操作难度中等易中等中等 8 产气率0.85.00.30.80.41.20.81.0 9 经济效益较高中高较高 序号类别 CSTRUASBUSR 一体化设 备 10 沼液处理难 度 易易难易 经过以上对比分析，几种工艺各有所长 UASB 在国内外已被大量用于低 SS 废水的处理，如废酒醪滤液、 啤酒废水、豆制品废水等。而对于 SS 浓度高的，则很易引起三相分离 器的堵塞，导致反应器失效。 由于废水悬浮物 SS 比较高，COD 浓度相对较高，所需要较高负荷， 选择全混式厌氧反应器（CSTR）是较为合适的，有利于节约投资；较 长的水力停留时间也有利于粪便污物的分解与消化，沼气的产量也相 对稳定，同时，更有利于项目的顺利实施与运行管理。 本工程拟选用 CSTR 工艺，采用气柜、发酵罐一体化结构。 2.3.42.3.4 工艺选择工艺选择 1.1.工艺选择原则工艺选择原则 （1）根据业主的经济条件和投资目的，养殖场的地理位置、处理 规模和粪污特点； （2）地方政府的要求和业主的实际操作水平 （3）采用先进、成熟、运行可靠的沼气工程技术，适应企业的发 展； （4）在保证沼气工程达到设计要求的前提下，尽量减少投资和运 行成本； （5）设备质量优良可靠，确保运行稳定，具有良好的性价比，创 建“放心工程” ； （6）沼气系统力求操作管理简便，降低劳动强度。 2 2 . .工艺选择工艺选择 本工程主要原料禽粪，工程地处山东，需要考虑冬季运行费用问 题，适合选用进料 TS 浓度较高且原料中粗纤维对工艺无影响的 CSTR 工艺，为了满足冬季运行的能量要求，考虑用锅炉对反应器进行加热。 2.3.52.3.5 本项目工艺特点本项目工艺特点 1、预处理部分设置格栅渠、调粪池、折流式沉砂渠、调节池，对 粪便进行搅拌调节处理。预处理工艺一是保证了 CSTR 一体化设备内的 物料浓度，二是去除大的悬浮物、无机颗粒可以减轻后面料液对设备 的磨损。 2、柔性气柜：柔性气柜是一种以柔性织物为贮气囊袋的低压燃气 贮存装置，它集中了低压湿式贮气柜和低压干式贮气柜的优点，不需 要防腐，冬季不需要保温，柔性织物贮气囊袋轻，因此基础要求简单； 柔性织物材料价格低，产品的造价相应下降；在工厂制造出产品，因 此施工期非常短，产品质量得到很好的控制，是目前低压湿式贮气柜 和低压干式贮气柜的替代产品。 2.42.4 工艺流程图工艺流程图 根据前面的工艺介绍及表 6-1 的对比结果，本工程选用 CSTR 工艺， 流程如下图所示 表表 2-42-4 工艺流程图工艺流程图 2.52.5 工艺流程说明工艺流程说明及沼气利用、沼渣沼液的处理及沼气利用、沼渣沼液的处理 2.5.12.5.1 工艺流程说明工艺流程说明 粪污水的处理：养殖场产生的粪污水经格栅渠除去大的悬浮物后 进入调粪池，养殖场采用干清粪方式，将收集的干粪送入调粪池进行 调粪，调好一定浓度的料液经过折流式沉砂渠除去砂等无机颗粒（减 少后续设备的磨损）流入调节池，后经潜水切割排污泵打入厌氧反应 池进行发酵。发酵后产生的沼气经净化后储存于柔性气柜，后用于户 用和厂区内生活炊用，产生的沼液、沼渣混合液进入沼渣浓缩池，沉 淀后经过固液分离机，沼渣进入好氧槽，加入其他辅料进行好氧发酵， 分离后的沼液可以作为液体肥料施予周围的农田、菜园。 2.5.22.5.2 沼气利用沼气利用 本工程沼气用途：用于锅炉燃烧、厂区内的生活用气，剩余沼气 全部用来发电。 2.5.32.5.3 沼渣的处理沼渣的处理 沼渣处理：深加工 加工流程如下： 沉淀 混合喂料系统 输送机 打包外运 其他原料 从反应罐出来的沼液沼渣混合液流入沼渣浓缩池沉淀浓缩，后经 固液分离机分离，固液分离后的沼渣混入一些其他原料（如粪便等） 进入好氧发酵槽进行好氧发酵。发酵后再进行干燥，降低含水率，再 加入秸秆等辅料混合搅拌，后经输送机送入有机肥加工车间进行造粒、 反应罐出 料 固液分离机造粒机烘干冷却筛分机 干燥、冷却、筛分，后经检测、打包制成有机肥产品进行销售。 2.5.42.5.4 沼液的处理沼液的处理 沼液处理：作为液体肥料，直接施与周围农田、菜园。 第第 3 3 章章 结构设计结构设计 3.13.1 工程地质条件工程地质条件 结构设计依据山东万得福实业集团有限公司提供的岩土工程勘 察报告 3.1.13.1.1 场地地质条件场地地质条件 (1)位置、地形、地貌：现场地地表较平整，场地周围地势平坦， 无明显倾斜。拟建建筑物周围为空地，施工条件较好。 (2)地基稳定性和适宜性：拟建工程场地地势平缓，无不良地质作 用，可根据建、构筑物的基础埋深，采用换填或桩基础进行地基处理， 能够适宜本工程的建设。 3.23.2 防水、抗渗及抗冻防水、抗渗及抗冻 蓄水构筑物及埋入地下较深的构筑物采用防水混凝土，根据不同 使用性质及重要性，按规范确定抗渗等级。对重要构筑物，混凝土内 应掺入膨胀剂。构筑物长度超过规范规定允许长度时，设橡胶止水带 伸缩缝，抗冻标号不低于 F200。 3.33.3 结构选型及设计结构选型及设计 结构设计按工艺及其它专业要求，遵循国家现行有关规范制定结 构方案及其结构设计。 本工程中的格栅渠、调粪池、折流式沉砂渠、调节池、 、CSTR 厌 氧发酵罐基础等地下部分采用现浇钢筋混凝土结构，混凝土强度等级 C30，抗渗标号 S6，抗冻标号 F200 。锅炉房、净化间、有机肥加工车 间、值班室等建筑物采用砖混结构。 第第 4 4 章章 建筑设计建筑设计 4.14.1 总体布置总体布置 4.1.14.1.1 工程选址工程选址 沼气工程的选址应符合养殖场整个生产系统的规划和要求，并应 根据以下因素综合考虑确定： (1)在畜禽养殖场和附近居民区主导风向的下风侧； (2)在畜禽养殖场的标高较低处； (3)有较好的工程地质条件； (4)满足防疫要求； (5)有方便的交通运输和供水供电条件。 4.1.24.1.2 总体布置求总体布置求 (1)沼气工程的总体布置应考虑到养殖场远期生产规模扩展的可能 性，如必要，应依此作出分期建设方案。 (2)总体布置应满足沼气工程工艺的要求，布置紧凑，便于施工、 运行和管理。应结合地形、气象和地质条件等因素，经过技术经济分 析确定。 (3)竖向设计应充分利用原有地形坡度，并达到排水畅通、降低能 耗、土方平衡的要求。 (4)构筑物的间距应紧凑、合理，并应满足施工、设备安装与维护、 安全的要求。 (5)附属建筑物宜集中布置，并应与生产设备和处理构筑物保持一 定距离。 (6)厌氧反应器、贮气柜、输气管道的设计及防火要求见 GBJ16 中 的相关规定。 (7)各种管线应全面安排，避免迂回曲折和相互干扰，输送污水、 污泥和沼气管线布置应尽量减少管道弯头，以减少能量损耗和便于清 通。各种管线应用不同颜色加以区别。 (8)应设置废渣等物料堆放及停车的场地。 (9)平面布置应留有汽车进出通道，各建筑物间应留有连接通道， 其设计应符合下列要求： 1） 主要车行道的宽度：单车道为 3m，双车道为 5m，并应有回车 道。车行道转弯半径不小于 6m； 2） 人行道的宽度为 1m 1.5m； 3） 通向建筑物顶端的扶梯与水平面夹角不大于 40,其宽度 0.8 m1.0 m； 4） 高架物上不经常通行的部位可设置爬梯,其宽度为 0.4m； 5） 绿地面积不宜小于总面积的 30。 (10)沼气工程应设围墙(栏)。 (11)各建筑物和构筑物群体效果应与周围环境相协调。 (12)主要畜禽污水处理设施应设置溢流口、排泥管、排空阀和检 修人孔。厌氧消化器和贮气柜应设有安全窗，确保装置正常运转。 (13)应设置给水和排水系统，拦截暴雨的截水沟和排水沟应与场 区排水通道相连接。 (14)应配置简单的化验设备和必要的仪器、仪表、自动控制设备 及沼气流量计。 (15)处理构筑物和贮气柜应设置护栏等安全设施，护栏高度不宜 低于 1.1m。 (16)沼气工程应有保温防冻措施。 (17)沼气工程供电应按三类负荷设计，站区内设置操作控制间、 独立的动力和照明配电系统。 (18)沼气工程的安全、防爆、防雷与接地参照 GB12801、GB50028、GBJ50016-2006 、GB50057、GBJ65 等的相关规定 执行。 (19)控制室应有良好的照明，设有监控所有设备运转、故障、程 序操作、显示的控制屏（台） ，操作应具有集中与就地操作的功能。应 有紧急状态报警装置。应采用可靠的自动控制系统进行自动控制、自 动检测。并应设有值班人员休息室。 4.24.2 平面布置平面布置 4.2.14.2.1 平面布置原则平面布置原则 (1) 要求满足人流（生产和参观人员流动） 、物流（原料、煤炭、 碳渣和沼渣沼液的运输）和能流（沼气输配）这“三流”的安全性、 独立性和合理性； (2)要求满足沼气站同站外的养殖场整体环境风格、养殖场周边整 体环境风格和业户的企业文化理念等大环境的协调统一； (3)本着节省投资、布置紧凑、工艺流畅、便于建设实施的原则， 按功能区分布置，一次规划用地，充分考虑到业主远期发展的需要。 4.2.24.2.2 道路及绿化道路及绿化 为节省占地面积，减少投资, 沼气处理站内的车行道与站区保持 一致，人行路宽 1.5-2m，铺装人行道板；道路能满足防火及运输要求； 沼气站路面坡度控制在 0.5%左右，使雨水能及时排出沼气站，保证沼 气站内不积水。主要道路两侧设绿篱，距绿篱 1 米处种植乔木，其它 空地铺草坪。 4.34.3 核心单元设计核心单元设计 4.3.14.3.1 原料预处理单元原料预处理单元 （1 1）格格栅栅渠渠： 冲洗废水经过格栅渠后去除废水中大的悬浮物后，进入调粪池。 设计尺寸：3.0m0.5m0.7m，地上 0.2m。 结构形式：钢混 数 量：1 座 配套设备：配套设备： 人工细格栅 栅 距：5mm 数 量：1 台 （2 2）调调粪粪池池 设计尺寸：3.0m2.7m2.2m,地上 0.2m 结构形式：钢混 数 量：1 座 配配套套设设备备： 切割泵 型 号：WQ10-15-1.5 功 率：1.5kW 扬 程：15m 流 量：10m3/h 数 量：2 台（1 备 1 用） 桨式搅拌机 型 号：JBJ22-1200/800-1.5/C 功 率：1.5kW 转 速：30r/min 叶轮直径：1200mm/800mm 数 量：1 台 （3 3）折折流流沉沉砂砂渠渠： 由于粪中含有大量的无机颗粒，所以设置沉砂单元，进行沉砂处 理，保证后续单元正常运行。 工艺尺寸：2.6m2.2m0.8m， 结构形式：钢混 数 量：1 座 （4 4）调调节节池池： 粪污由折流沉砂渠进入调节池进一步稀释调节，底部设置潜水搅 拌装置，使之均量均质，保证后续构筑物的正常运行。 尺 寸：3.0m3.5m3.5m，地上 0.2m 结 构：钢混 数 量：1 座 配套设备：配套设备： 潜水搅拌机 型 号：QJB1.5/6-260/3-980/S 功 率：1.5 数 量：1 台 切割泵 型 号：WQ10-15-1.5 功 率：1.5kW 扬 程：15m 流 量：10m3/h 数 量：4 台（2 备 2 用） 4.3.24.3.2 核心处理单元核心处理单元 建设 600m3CSTR 一体化反应器 2 座（含 2 套 250m3 柔性气柜） 。 （1 1）一一体体化化反反应应器器 尺寸及技术参数尺寸及技术参数： 容 积：600m3 气柜容积：250m3 直 径：9.2m 高 度：9.2m 温 度：352 PH 值：6.5-7.8 运行压力：正压 2000Pa，负压 300Pa 停留时间：20 天 一套一体化配套设备一套一体化配套设备： 侧搅拌装置： 侧搅拌机 1 型 号：JBJ/W13-550-435-5.5/A 转 速：435r/min 叶轮直径：550mm 功 率：5.5kw 数 量：1 台 侧搅拌机 2 型 号：JBJ/W13-220-1450-1.5/A 转 速：1450r/min 叶轮直径：220mm 功 率：1.5kw 数 量：1 台 配套气柜风机： 功 率：3kw 数 量：1 台 （2 2）沼气净化器）沼气净化器 沼气净化器包括气水分离设备、脱硫设备等，起到调压、气水分 离、脱硫净化等作用，为沼气的后续的安全高效利用提供条件。 气水分离器 型号：KDQ-800 数量：1 台 脱硫罐 规格：KDT-800 数量：2 台 （3 3）干式防爆阻火器）干式防爆阻火器 功 能：防止沼气回火而引起爆炸 型 号：GYW-100 数 量：1 台 （4 4）沼气增压风机）沼气增压风机 功 能：提供稳定压力的气源 型 号：LSR-80 数 量：1 台 功 率：1.5kw （5 5）膜式流量计）膜式流量计 功 能：沼气产量计量 型 号：G65 数 量：1 台 4.3.34.3.3 有机肥加工单元有机肥加工单元 （1 1）沼沼渣渣浓浓缩缩池池 尺寸：4.5m4.5m4.5m 结构形式：钢混 数量：1 座 （2 2）好好氧氧发发酵酵槽槽 设计尺寸：60m6m1.6m 配配套套设设备备 ： 槽式自动搅拌机 型号：FYJ80 搅拌能力：80m3/d 功率：13kw 数量：1 台 加加工工设设备备 输送机 输送能力：10t/h 数量：2 台 造粒机 产量：0.7t/h 成粒率：85-95% 颗粒直径：3.5-4.5mm 装机功率：60kw 数量：1 台 冷却烘干机 型号：SKLN2.5 水分蒸发量：3-5/h 功率：1.1+0.55kw 冷却时间：不少于 10min 工作温度：室温5 筛分机 型号：SZF-520 公称尺寸：5002000（mm） 功率：1.5kw 电子包装秤 型号：DCS-1000G 包装净重：800-1000kg/包 包装速度：20-25 包/h 工作温度：-10-40 4.3.44.3.4 沼液处理单元沼液处理单元 （1 1）沼液池）沼液池 设计尺寸： 上边：11.2m10.2m， 下边：8.0m7.0m， 高：3.0，池底做防渗处理。 配配套套设设备备： 沼液泵 型 号：WQ30-16-3 功 率：3kW 扬 程：16m 流 量：30m3/h 数 量：2 台（1 备 1 用） 4.3.54.3.5 配套设施区配套设施区 （1 1）锅锅炉炉房房 尺 寸：LBH=6.0m5.1m4.5m 结构形式：砖混 数 量：1 间 配配套套设设备备： 锅炉 型 号：LSG-0.5 数 量：1 台 （2 2）值值班班室室 尺 寸：LBH=4.2m3.6m3.0m 结构形式：砖混 数 量：1 间 （3 3）净净化化间间 尺 寸：LBH=4.2m3.6m3.0m 结构形式：砖混 数 量：1 间 （4 4）固固液液分分离离间间 尺寸：LBH=5.1m4.2m3.0m 结构形式：砖混 数量：1 间 配配套套设设备备： 固液分离机 型号：LJF- 数量：1 （5 5）有有机机肥肥加加工工车车间间 尺寸：LBH=36m10m4.0m 结构形式：砖混 数量：1 间 配配套套设设备备： 有机肥加工车间里装配 如上所述的有机肥加工设备：输送机、 造粒机、冷却烘干、筛分机、电子包装秤等设备。 4.3.6 供户管网的设计 基基本本参参数数如如下下： （1）沼气输气干管： 材质：PE，规格：DN80 （2）沼气输气支管 1： 材质：PE，规格：DN50 （3）沼气输气支管 2： 材质：PE，规格：DN25 入入户户部部分分 （1）室外输气管道 材质：聚乙烯半硬管，规格： 16 （2）室内输气管道 材质：聚乙烯半硬管，规格： 12 （3）沼气专用灶具 型号：JZZ2-A1 （4）沼气燃气表 型号：RQB-B2 沼沼气气管管道道的的埋埋设设要要求求 室外沼气管道宜采用埋地敷设；厂区及庭院内埋地困难时，钢 管可采用架空敷设；中、低压地下沼气管道采用聚乙烯塑料管时， 应符合有关标准的规定。 地下沼气管道与其他相邻建筑物，构筑物的最小水平与垂直净 距，应符合下列要求： 1. 埋设在车行道下时，不得小于0.9m； 2. 埋设在非车道时，不得小于0.6m； 3. 埋设在庭院内时，不得小于0.3m； 4. 埋设在水田下时，不得小于0.8m。 沼气管道坡度应与地形相适应，沼气管道的低处必须设置凝水 器，管道坡度坡向凝水器并不得小于0.003。 沼气管道埋地敷设时，应尽量避开主要交通干道，避免与铁路、 河道交叉；当沼气管道穿越铁路、公路和主要城镇干道时应符合 GB50028-93 的规定。 沼气管道上的阀门应设置在便于应急操作的地方，宜按以下原 则设置： 1. 高压、中压沼气管道应设分段阀门； 2. 沼气支管的起点应设置阀门； 3. 穿越或跨越重要河流的沼气管道，在河流两端均应设置阀门； 4. 低压沼气管道上可不设阀门。 地下的沼气管道的凝水器、阀门，均应设置防护罩或阀门井。 室内沼气管道 沼气引入管应直接从室外管引入厨房或其他用气设备房间，室 内沼气管道不得敷设在易燃易爆品仓库和有腐蚀性介质的房间、配 电室、变电室、电缆沟、烟道及进风道等地方。 沼气管道严禁引入卧室。当沼气水平管道穿过卧室、浴室或地 下室时，必须采用焊接连接并安装在套管中；沼气管道进入密闭室 必须进行改造，并设置换气口，其通风换气次数每小时不得小于3 次。 沼气引入管的坡度不应小于0.01，且坡向庭院管道。 沼气引入管穿过建筑物基础、墙或管沟时，均应设在套管内； 套管与沼气管之间用沥青、油麻填实，热沥青封口；套管穿墙空洞 应与建筑物沉降量想适应； 沼气引入管上阀门设置应符合下列要求： 1. 阀门宜设置在室内，重要用户室内外均应设置阀门，阀门应 选择快速式切断阀； 2. 低压沼气引入管直径小于 80mm 时，可在室外设置带丝堵的 三通，不另设置阀门。 室内沼气管道应明设。当建筑或工艺有特殊要求时沼气管道可 暗设。室内沼气管道水平敷设高度，距室内地坪不应低于 2.2m，距厨房地坪不应低于 1.8m，距顶棚不应小于 0.15m。室内 沼气管道的水平坡度不应小于0.003，且分别坡向立管和灶具。 室内沼气管道应在流量计和用气设备前分别设置阀门。 沼气管道与民用沼气灶的连接可采用软管连接，其设计应符合 下列要求： 1. 连接软管的长度不应超过 2m，中间不应有接口； 2. 沼气用软管宜采用耐油橡胶专用燃气软管； 3. 软管与沼气管道、沼气灶等用气设备的连接处应采用压紧螺 帽或管卡固定； 4. 软管不得穿墙、窗和，门。 管管道道、设设备备安安装装、做做法法如如下下： （一）燃气气管管道引入管做法参见 05 系列建筑标准设计图 集（DBJT03-22-2005）05N6 燃气工程 第 67 页。 （二）燃气检漏管安装图参见 05 系列建筑标准设计图集 （DBJT03-22-2005）05N6 燃气工程 第 101 页。 （三）燃气管放水管安装图参见 05 系列建筑标准设计图集 （DBJT03-22-2005）05N6 燃气工程 第 102 页。 （四）燃气管道套管大样图参见 05 系列建筑标准设计图集 （DBJT03-22-2005）05N6 燃气工程 第 103 页。 （五）户内管道安装图参见 05 系列建筑标准设计图集 （DBJT03-22-2005）05N6 燃气工程 第 80 页。 （六）户内燃气表安装图参见 05 系列建筑标准设计图集 （DBJT03-22-2005）05N6 燃气工程 第 81 页。 （七）燃气球阀参见 05 系列建筑标准设计图集（ DBJT03- 22-2005）05N6 燃气工程 第 109 页。 （八）聚乙烯燃气管管件参见 05 系列建筑标准设计图集 （DBJT03-22-2005）05N6 燃气工程 第 132 页。 第第 5 5 章章 电气设计电气设计 5.15.1 设计范围设计范围 本设计包括沼气站内配电及电气控制的设计，不包括电源外线工程设 计。 5.25.2 供电负荷供电负荷 本工程中的主要设备功率统计表见下表： 表表 5-25-2 主要设备功率统计表主要设备功率统计表 装机功 率 运行功 率 日运行 序 号 设备名称 功率 （kW ） 数量 （kW）（kW） 时间 （h） 日总耗电 量 （kWh ） 1 潜污泵 1.5 2 台 31.523 2 桨式搅拌机 1.5 1 台 1.51.523 3 进料泵 1.5 6 台 94.529 4 潜水搅拌机 1.5 1 台 1.51.546.0 5 侧搅拌装置 1 5.5 2 台 1111888 6 侧搅拌装置 2 1.5 2 台 33824 7 风机 3 1 台 33412 8 沼液泵 3 2 台 6326 10 增压风机 1.5 1 台 1.51.5812 11 固液分离机 15 1 台 1515345 12 槽式自动搅拌 13 1 台 1313452 机 13 造粒机 60 1 台 60603180 14 冷却烘干机 1.65 1 台 1.651.6534.95 15 筛分机 1.5 1 台 1.51.534.5 16 照明 5 1 套 55210 17 合 计 126.65459.45 本工程运行功率为 126.65 千瓦，均为 380/220V 低压设备，单机容量 最大为 60 千瓦，日耗电量为 459.45 千瓦时。 5.35.3 供电设计供电设计 1.负荷等级 沼气工程流水线用电按三级负荷、连续工作制设计。 2.供电系统 项目地点位于山东省垦利经济技术开发区，电源由养殖场供电系统提 供，以 380/220V 低压，三相四线制引入配电房，引入方式暂定为 BXF- 435 架空引入。 3.变配电系统 设计采用低压供电，等级为 380V/220V，供电方式为放射式，由配电 间总配电箱馈电至各单体建筑物。