规模化畜禽养殖场沼气工程设计规范

大型畜禽养殖场沼气工程设计规范1范围本标准规定了大型畜禽养殖场沼气工程的设计范围、原则和主要参数的选择。本标准适用于新建、改建和扩建大型畜禽养殖场的沼气工程设计(见NY/T667-2003)。畜禽养殖区沼气工程的设计可参照执行。2规范性参考文件以下文件中的条款通过引用本标准而成为本标准的条款。对于注明日期的参考文件，其所有后续修订(不包括勘误)或修订版均不适用于本标准。但是，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可以使用这些文件的最新版本。对于未注明日期的参考文件，最新版本适用于本标准。GB12801生产过程中安全和健康的一般要求GB18596畜禽养殖业污染物排放标准GB50028城镇燃气设计规范GB50052供配电系统设计规范GB50057建筑防雷设计规范GB50058爆炸和火灾危险环境中电气装置设计规范GBJ14室外排水设计规范GBJ16建筑防火设计规范GBJ65工业和民用电力设备接地设计规范CJJ31城市污水处理厂附属建筑及设备设计标准CJJ55污水稳定塘设计规范CJJ64城市垃圾处理厂设计规范NY/T667-2003沼气工程规模分类3术语和定义在GB18596-2001、NY/T667-2003中建立的下列术语和定义适用于本标准。3.1沼气厂以大型畜禽养殖场粪便污水厌氧消化为主要技术环节，是集污水处理、沼气生产和资源化利用于一体的系统工程。3.2“能源生态”处理和利用过程畜禽养殖场的污水经厌氧消化处理后，作为农田水肥利用的处理和利用过程。3.3“能源环保”处理利用工艺畜禽养殖场的畜禽废水达标排放或以循环利用为最终目标。一般规定4.1沼气工程设计应符合当地总体规划，紧密结合当地客观实际，能够正确处理集中与分散、处理与利用、短期与长期的关系。4.2沼气工程设计应在不断总结生产实践经验和吸收科研成果的基础上，积极采用新技术、新工艺、新材料和新设备，提高自动化水平，降低劳动强度，降低投资和运行成本。4.3沼气工程的设计应以减量化、无害化和资源化为目标。首先要考虑的是改善农场的生产流程，实施清洁生产，并从源头上减少粪便的排放。4.4畜禽养殖场污染物的特性和技术参数以实测数据为准。4.5沼气工程的原料应是农场的污水和粪便，并有充足和稳定的来源。严禁混入其他有毒有害的污水或污泥。4.6沼气工程设计应充分利用沼气，充分利用附近农田吸收沼液和沼渣。4.7沼气工程的设计应由具有相应设计资质的单位承担。4.8工艺设计时，应根据沼气工程的建设目标选择工艺类型。4.9沼气工程主要包括以下四个环节：预处理、厌氧消化、后处理和综合利用。4.10单元处理技术应先易后难，以节约投资和降低运行成本。5项目选址和总平面布置5.1项目选址沼气工程的选址应符合农场整个生产系统的规划和要求，并根据以下因素确定：a)畜禽养殖场及附近居民区主导风向的下风处；b)畜禽养殖场海拔较低；c)具备良好的工程地质条件；(d) mee5.2.2总体布置应满足沼气工程工艺要求，布置紧凑，便于施工、运行和管理。应结合地形、气象和地质因素，通过技术和经济分析确定。5.2.3竖向设计应充分利用原有地形坡度，满足排水通畅、降低能耗和土方平衡的要求。5.2.4结构间距应紧凑合理，满足施工、设备安装和维护、安全的要求。5.2.5辅助厂房应集中布置，并与生产设备和加工结构保持一定距离。5.2.6厌氧消化池、储气柜和输气管道的设计和防火要求见GBJ16的相关规定。5.2.7各种管线应综合布置，避免曲折和相互干扰。输送污水、污泥和甲烷的管道布局应尽量减少管道弯曲，以减少能量损失并便于清洁。各种管道应区分不同的颜色。5.2.8应设置堆放和停放废渣等材料的场地。5.2.9平面布置应提供车辆通道和建筑物之间的连接通道。设计应满足以下要求：a)主要巷道宽度：单巷3m，双巷5m，应有回风巷。巷道转弯半径不小于6m；b)人行道宽度为1米 1.5米；c)通向建筑物顶部的自动扶梯与水平面的夹角不大于40，其宽度为0.8m 1.0m；d)宽度为0.4m的爬梯；可以布置在不频繁通过的高架物体的部分上。e)绿化面积不应小于总面积的30%。5.2.10沼气工程应设置围栏(栏)。5.2.11所有建筑物和构筑物的群体效应应与周围环境相协调。5.2.12主要畜禽废水处理设施应设置溢流口、排泥管、放空阀和检查人孔。厌氧消化池和储气柜应设有安全窗，以确保装置的正常运行。5.2.13设置给排水系统。拦截暴雨的截水沟和排水沟应与现场的排水沟相连。5.2.14应提供简单的测试设备和必要的仪器、仪表、自动控制设备和甲烷流量计。5.2.15处理构筑物和储气柜应配备护栏等安全设施。护栏的高度不得小于1.1m.5.2.16沼气工程应有保温和防冻措施。5.2.17沼气工程的供电应根据三种负荷进行设计。厂区应配备操作控制室和独立的电力和照明配电系统。5.2.18沼气工程的安全、防爆、防雷和接地应按照GB12801、GB50028、GBJ16、GB50057、GBJ65等相关规定执行。5.2.19控制室应照明良好，并配备控制屏(表)，以监控所有设备的操作、故障、程序操作和显示。操作应具有集中和本地操作的功能。应该有紧急警报装置。自动控制和检测应采用可靠的自动控制系统。还应该有一个工作人员休息室值班。5.2.20实验室应配备电源、给排水系统、通风措施和良好的照明。6流程6.1工艺流程沼气工程基本上可分为“能源生态型”和“能源环保型”。6.1.1工艺流程6.1.2“能源生态”沼气项目“能源生态型”沼气工程的厌氧流出物(沼液)依赖于土地处理系统。要求周围有足够的农田吸收厌氧发酵沼液和沼渣，并与养殖和种植规模相匹配。可以采用以下过程。来自农场的污水通过排水沟自动流入调节池，调节池前设有格栅，去除污水中较大的杂质。人造粪便被输送到调节池，与污水混合后流入计量罐，计量罐内装有泵，定期定量将料液送入厌氧消化池。为了“节能”沼气工程要求最终出水达到一定的标准，然后排入自然水体。可以采用以下过程。来自农场的污水通过管道流入调节池，调节池前设有格栅，去除污水中较大的杂质。调节池内设有提升泵将污水泵入分离器，分离出的粪便和炉渣作为有机肥原料人工去除，分离出的污水流入沉淀池。沉淀池的上清液流入集水池，集水池内设有提升泵，将污水提升至厌氧消化池的分配装置，将池内的水均匀分配。厌氧消化池的流出物流入后处理系统。后处理以好氧处理为主要技术手段，处理后的出水可达标排放或回用。6.2工艺设计内容工艺设计包括生产工艺、工艺和设备的选择、参数和材料的计算、能量平衡和配套设施等。工艺设计应包括以下方面：6.2.1工艺过程的选择和确定通过多方案比较，选择最佳生产工艺方案，制定生产工艺。生产过程反映了从原材料到产品的生产过程中所经历的物料和能量以及设备、仪器和工艺过程的流向和变化。6.2.2工艺参数和物料平衡的计算工艺参数是生产过程中需要控制的各种技术数据，包括进料和出料有机物的浓度、有机物去除率、污水量、厌氧工艺沼气产量、沼气含硫量等。计算正常生产所需的原材料、辅助材料和公用设施的数量，以及产生的主要产品、副产品和废物的数量。6.2.3生产装置和设备的确定比较选择各设备方案对建设规模的满意度、对产品质量和生产工艺要求的保证程度、设备的使用寿命、材料消耗指标、运行要求、备件保证程度、安装调试技术服务、所需设备投资等。确定机械设备及其型号、规格和数量。6.2.4工艺设计图纸包括各处理工艺单元的工艺流程图、工艺平面布置图、水力高程图和工况图。7预处理7.1预处理工艺的类型7.1.1“能源生态”沼气项目污水从管道流入调节池，调节池前设有格栅，清除较大的杂物。人造粪便被输送到调节池，与污水充分混合，然后流入计量罐。计量罐的容积根据厌氧消化器的要求确定。以鸡粪为原料时，调节池后应设沉砂池。粪便的供给点与厌氧消化器的类型有关，厌氧消化器通常被供给到调节池中。带搅拌装置的活塞流反应器也可以直接送入厌氧消化池。7.1.2“节能”沼气项目污水从管道流入调节池，调节池前设有格栅，去除较大的杂物，调节池的污水泵入固液分离器，分离后的粪渣作为有机肥原料，分离后的污水流入沉淀池，沉淀污泥进入污泥处理设施，上清液从泵流入集水池。7.2预处理的一般规定7.2.1“能源生态型”沼气工程预处理的一般规定预处理的目的是对粪便和污水进行调质和均质，为厌氧产沼气创造条件；b、进入固液分离器的污水应通过格栅清除污水中较大的杂物；c、以鸡粪为原料，设置沉砂池；d、以牛粪为原料时，应设置粪草分离装置；e、沟坡应保证污水流入沉砂池或计量罐。设计符合GBJ14第三章的相关规定。7.2.2“节能”沼气工程预处理的一般规定A.的目的a)格栅应设在水池前面，数量不应少于2个，粗格栅间隙为20 mm 40 mm清除大杂物，细格栅间隙为5 mm 15 mm清除中小杂物。格栅应易于清除碎片和清洁；b)污水通过格栅的流速一般为0.5 m/s 0.8 m/s，格栅倾角为45 75；c)格栅处应设置工作平台，其高度应高于格栅前的最高设计水位0.5 m。使用光栅机时，请参考设备手册。7.4调节池7.4.1进水口处应设置调节池。7.4.2调节罐的容积应按公式(1)计算：v=Q/n(1)其中：V调节池的有效容积，单位为立方米(m3)；Q畜禽养殖场日污水排放量，单位为立方米/天(m3/d)；n-每天从禽畜农场排放的污水数目。7.5固液分离器选择固液分离器时，应遵守以下规定：a)应根据被分离物料的性质、流速、脱水要求，经过技术经济比较后进行选择；b)进入固液分离器的污水含水量一般不应低于98%；c)固液分离器的设置应考虑废渣的储存和运输。7.6沉淀池7.6.1沉淀池的设计见GBJ14中的64条相关规定。7.6.2畜禽废水停留时间应大于1h。7.6.3沉淀池应设置排泥管。7.6.4以鸡粪为原料，前面没有沉砂池时，应有沉砂池功能。7.7捕捉池7.7.1畜禽养殖场厌氧污水处理系统前，应设置一个集水池。7.7.2集水坑的容积不得小于集水坑泵30分钟的出水量。7.8泵和泵房7.8.1泵的选择应根据泵的用途以及输送介质的类型、流量、扬程和工作性质来确定，并应满足以下要求：a)泵应尽可能为同一类型；b)给水泵应配备与工作泵并联的备用泵。7.8.2泵房和室内机的基础布置和设计按GBJ14的有关规定执行。厌气消化8.1一般规定8.1.1厌氧消化池的选择和设计应根据粪便类型、工程类型和工艺路线来确定。8.1.2厌氧消化池的设计应符合以下要求：a)根据发酵原料选择合适的厌氧消化器；b)厌氧消化池应配备取样口和测温点；c)厌氧消化器应设计有安全装置和措施，以防止正压和负压过大。防止正负压力过大装置的安全范围应满足工艺设计压力和罐体安全的要求。d)厌氧消化器的下部管道应设计成有阀门的串联双阀门，内部阀门应常开；e)池体侧面下部设置检修人孔和排泥管(管径不小于100毫米)，人孔中心与池外的距离不大于1米，直径不小于600毫米；f)厌氧消化池必须满足抗渗性和气密性要求，并应采取有效的防腐和保温措施。g)厌氧消化池应有沉降检测点。8.2“能源生态