某种猪养殖有限公司大型沼气工程初步研究设计方案及对策

...wd......wd......wd...***公司大型沼气工程工程初步设计方案编制单位：***公司编制日期：2009年6月6日目录TOC\o"1-2"\h\z第一章工程概况41.1工程名称：41.2工程建设单位：41.3工程建设法人：41.4工程主管单位：41.5工程监管单位：41.6工程建设地点：51.7工程建设规模：51.8工程总投资及资金筹措：51.9工程建设期限：51.10效益分析：5第二章建设背景概述62.1工程由来及必要性62.2工程建设的目标82.3建设条件9第三章设计依据与原则103.1初步设计编制依据103.2设计原则11第四章总体布局124.1总体设计指导思想124.2布局划分124.3沼气站布置12第五章工艺设计145.1粪便资源量145.2设计参数145.3厌氧发酵工艺的选择155.4沼气工程工艺流程:185.5工艺说明18第六章工艺单元设计226.1预处理单元226.2厌氧发酵单元236.3沼气储存、净化单元246.4沼气发电单元256.5沼液、沼渣存储利用单元266.6建、构筑物汇总一览表276.7主要设备材料一览表28第七章建筑设计297.1设计依据297.2设计范围297.3建筑设计297.4设计说明30第八章构造设计328.1设计依据328.2自然条件328.3设计说明32第九章电器设计349.1设计依据349.2设计原则349.3设计说明34第十章给排水、消防设计3610.1设计依据3610.2设计内容3610.3设计方案36第十一章供暖设计3811.1设计依据3811.2设计内容3811.3设计方案38第十二章安全生产与劳动保护39第十三章工程运行管理模式4013.1运行模式4013.2运行管理4013.3人员培训4113.4维护保养与检修4113.5使用及维修年限41第十四章沼气站建设与环境保护43第十五章工程投资概算4515.1总投资概算45第十六章资金筹措47第十七章实施方案4817.1工程建设期限：4817.2工程实施进度：48第十八章工程组织管理4918.1工程组织机构：4918.2工程及仪器设备招标实施方法：4918.3基建财务管理方法：49第十九章效益分析5019.1经济效益5019.2社会效益5219.3环保及生态效益53附表1总投资概算表54附表2土建单项工程投资概算表55附表3仪器设备购置投资概算表56附表4招标方案57附表5建设期限58附表6新增生产能力59附表7工程管理责任制60第一章工程概况1.1工程名称：***公司大型沼气工程工程1.2工程建设单位：***公司1.3工程建设法人：***公司法人代表：联系：1.4工程主管单位：1.5工程监管单位：1.6工程建设地点：1.7工程建设规模：工程将建设厌氧发酵消化塔1500立方米〔有效容积〕1座，储气膜顶500立方米，500立方沼液罐一座、150KW沼气发电机组一台；日处理污水71吨，鲜猪粪29吨。1.8工程总投资及资金筹措：工程总投资为363.20万元,其中申请，省财政配套资金55万元由企业自筹资金228.82万元。1.9工程建设期限：2009年1月—2009年12月1.10效益分析：该沼气工程年发电收益39.31万元，年沼渣沼液收益36万元。上述两项每年合计增收节支75.31万元，扣除每年动力费1.2万元，固定资产折旧费17.66万元，检修费1.77万元，人员工资3.6万元，管理费用0.72万元，年运行本钱合计24.95万元，每年可纯盈利50.36万元，投资回收期为7.2年。工程实施后，除上述经济效益外，还能收到保护农业生态环境，推动无公害农产品的生产等一系列的社会生态效益。第二章建设背景概述2.1工程由来及必要性2.1.1工程建设背景为有效应对当前国际国内急剧变化的经济形势，确保经济平衡较快增长，中央和国务院出台了扩大内需的10项措施，其中加大对“三农〞的投入是扩大内需、促进保持经济稳定较快增长的重点之一。不久前召开的国务院常务会议将农村沼气建设列入了加大农村根本建设力度的主要内容。为了贯彻十一届三中全会和中央最近一系列的扩大内需、保持经济平稳较快开展的精神，省、市、县各级也出台了一系列的落实措施。***公司积极响应中央和各级地方政府的号召，同时为了解决养殖场自身的污染治理和实现生态养殖的需要，准备尽快地建设相应规模的大型沼气工程。建设沼气工程、实现生态养殖是国家环境保护的需要，是净化农业生产环境的需要，也是畜牧业生产开展步入良性生态循环的需要。改革开放以来，国内经济有了长足的开展，人民生活水平有了很大的提高，环保观念，安康意识日益增强，富裕起来的农民对农村环境质量也提出了更高的要求。养猪场排污量大，尤其是大型养猪场，每年排粪水等污物如不很好的处理，将成为工业、生活污染之外的又一个主要污染源，对环境优化和生态环境产生极大的危害。因此，减少养殖场的污染，对养猪场产生的大量污物通过建设大型沼气工程进展资源化处理后利用，是优化农村环境，改善生态环境的重要措施。建设沼气工程、实现生态养殖，减少污染，保护环境，改善生态质量是国家环境保护的政策。**地处经济兴旺地区，农民生活水平较高，农民对提高生活质量、优化农村环境呼声强烈，实现生态养殖，是农业经济良性循环的必然趋势，涉及到入世后产业构造调整和提高农业经济效益的长远利益。***公司为了确保继续按生态养殖的模式开展，更加有效处理猪场每年43200多吨粪水等污物，兴建大型沼气工程，对粪水进展厌氧发酵，去除有机物等物质，减少对周边环境和水体的污染，同时变废为宝，为猪场生产提供优质、干净的能源，减少能源支出，提高养殖效益。***公司大型沼气工程的建设将使养殖场内的猪粪尿等污染物得到有效的治理和利用。2.1.2工程建设的必要性1〕畜牧生产开展的需要开展畜牧生产是各级政府高度重视的民生工程。近几年**二、三产业向一产的投资加大，规模养殖场数量多、规模大，而猪场排污量大，尤其是大型养猪场，许多养猪场为了减少对环境的污染，减少对周边农户生活的影响，采用干湿分开处理方法和化粪池处理，但大量的粪水等污染物，不经有效的厌氧发酵，COD含量仍然很高，使周边环境不堪重负，产生杂草丛生、病原菌传播、恶臭远扬、蚊蝇滋生等后果。对环境的污染不仅破坏了生态质量，也严重影响周边农户的正常生活，由此，引发民事纠纷，影响安定团结、和谐社会的建设，严重的制约了养殖场的开展。进入WTO，我国对外更加开放，对农业产品保护的减少，使农业生产效益受到较大的影响，影响了农民生活水平提高，而适应WTO后的经济形势，开展农业产业构造调整，开展畜牧业，转化价格低廉的粮食产品，是农民致富的较好途径。而由于养殖场产生的粪水等污染物对环境的污染，成为制约养殖生产开展重要因素，将使全市乃至更大范围的农业生产开展受阻，产生恶性循环。加强对养殖场粪水等污染物的有效处理，保护环境，对农业生产的开展、产业构造的调整、农业生产效益的提高和解决三农问题将起到促进作用。2〕维护生态平衡，改善生态质量的需要从国内和我省已实施的沼气工程治理养殖粪水情况看，沼气工程处理效果和效益十清楚确，符合国家环境保护的要求，养殖场的畜禽粪水通过厌氧发酵处理能变废为宝，产生清洁能源，节约养殖能源支出，推动养殖业的开展，既实现了生态养殖，又提高了养殖效益。3〕农业标准化、无公害生产的需要随着人民生活水平提高，对农产品质的要求已有明显的提高，无公害产品普遍受到消费者的青睐。而进入WTO，欧美等兴旺国家依靠其雄厚的资金实力，投资设施建设，有效地提高了农业生产的环境质量，结合先进的生产技术，产品质量好，有毒、有害物残留少，必将对我国的农产品市场产生极大的冲击，开展无公害生产，提高产品质量，是农业生产可持续开展的需要。开展无公害生产，优化生产环境是必不可少的条件。水体的污染，使养殖场不可防止地饮用污染水，直接影响畜产品质量，影响农业标准化的执行。水体污染及养殖场未能无害化处理的粪水等污染物形成的环境恶化，会影响畜禽的安康，大大提高发病率，增加用药量，扩大用药品种，使药物等残留，影响产品质量。同时，污染物中附着的病菌、寄生虫、药物、重金属等残留和不合格的动物产品也影响到人体安康，使人畜共患病等发病机率也上升。优化生态环境，对养殖场粪水进展无害化处理，可以促进无公害生产开展，提高产品质量，增强产品在国内和国际市场的竞争力，增加生产效益。从长远来说，无公害生产与生态环境质量相辅相承。2.2工程建设的目标根据本工程养殖场年排放的3.6万吨猪粪污水能够得到有效治理，建设以下工程目标：1、厌氧消化系统其中建设1500立方米厌氧罐一座，500立方米贮气系统一套，500立方米沼液池一座，年产沼气量65.52万立方米。2、沼气净化与发电系统其中建设脱硫脱水系统各一套，配备一台150kW发电机组，年发电量43.67万度左右。3、利用畜牧场现有资源，为周边农田建设沼液的输配管网，作为无公害农产品生产的优质有机肥料，提高农产品的产量和质量。4、经济目标：将猪场粪便污水进展厌氧发酵处理，所产沼气用于发电，作为猪场生产和生活用能，沼渣、沼液用于无公害农产品生产，每年新增利润50.36万元。2.3建设条件2.3.1**县地处**省西北部，位于东经117°31′～118°10′，北纬33°40′～34°10′，是徐州东南门户。北临邳州市，东与宿迁市毗邻，西南部与安徽泗县、灵壁接壤。全县面积1773平方公里，辖16个镇，401个村〔居〕委会，人口130万。睢宁县具有优越的资源优势，以粮、棉、油为主，林果、畜牧、蚕桑、工副业并举的国家综合农业基地，盛产优质小麦、玉米、山芋、山羊、黄牛和生猪。农副业非常兴旺，已列为全国商品粮基地县、优质棉基地县和生态农业示范县。2.3***公司是由杭州萧山法庆农牧开展、杭州全信种猪和杭州萧山东江供港良种猪场三家养猪企业共同投资兴建的，创办于2007年10月，是目前苏北最大的集养殖、屠宰、肉食深加工、有机肥生产为一体的大型养猪基地。位于睢宁县王集镇鲁庙村，104国道833公里处北侧，猪场总占地面积182亩，猪舍总面积25000平方米，仓库、办公楼、职工宿舍及猪粪收集棚25000平方米，种公、母猪1400头，年出栏商品猪2.5万头。2.3工程单位附近建设可以消纳沼渣、沼液的农牧业观光示范园。将粪尿混合物在厌氧反响器内经过微生物分解，杀灭了有害病毒菌，变成腐熟的液状肥料，可对作物实施喷灌、浇灌、滴灌，具有杀虫、防虫、抗旱、保菌、增产增收等多种作用，是生产绿色无公害有机农产品必不可少的肥源，周边有万亩优质三水梨园，完全可以消纳工程排放的沼液沼渣，商品有机肥还可以就近销售给农民开展种植业，增加企业的经济效益。第三章设计依据与原则3.1初步设计编制依据1、**省开展和改革委员会和**省农林厅文件：《关于***公司大型沼气工程工程可行性研究报告的批复》；2、建设单位提供的相关数据资料3、初步设计编制中所采用的建筑工程、沼气工程建设标准及标准：《规模化畜禽养殖场沼气工程设计标准》NY/T1222-2006《规模化畜禽养殖场沼气工程运行、维护及其安全技术规程》NY/T1221-2006《沼气工程技术标准第1局部：工艺设计》NY/T1220.1-2006《沼气工程技术标准第2局部:供气设计》NY/T1220.2-2006《沼气工程技术标准第3局部：施工及验收》NY/T1220.3-2006《沼气工程技术标准第4局部：运行管理》NY/T1220.4-2006《沼气工程技术标准第5局部：质量评价》NY/T1220.5-2006《畜禽养殖业污染物排放标准》GB18596-2001《污水综合排放标准》GB8978-1996《建筑构造荷载标准》GB50009-2001《砌体构造设计标准》GB50003-2001《建筑地基根基设计标准》GB50007-2002《混凝土构造设计标准》GB50010-2002《建筑抗震设计标准》GB50011-2001《钢构造设计标准》GBJ17-88《建筑设计防火标准》GBJ16-87《工业建筑防腐蚀设计标准》GB50046-95《建筑防雷设计标准》GB50057-94《给水排水工程构筑物构造设计标准》GB50069-2002《给水排水工程混凝土构筑物变形缝设计规程》CECS117：2000《给水排水工程钢筋混凝土水池构造设计规程》CECS137：2002《工业与民用供配电系统设计标准》GB50052-95《低压配电装置及线路设计标准》GBJ54-83《爆炸和火灾危险环境电力装置设计标准》GB50058-92《电力装置的继电保护和自动装置设计标准》GB50062-923.2设计原则〔1〕执行国家关于环保的政策，符合国家的有关法规标准及标准。〔2〕采用先进、成熟的技术和设备，保证工程质量，使运行稳定，管理方便灵活，尽可能实现自动控制，减轻日常工作强度，提高管理水平。〔3〕按“减量化、资源化、无害化〞的原则，妥善处理和处置生产过程中产生的沼渣、沼液、废水防止二次污染。第四章总体布局4.1总体设计指导思想根据工程可研报告和农业部关于该工程的批复，经过现场实地勘测，收集资料，进展方案讨论，着重从总平面、工艺选择、池体构造、配套设施、环境保护、设备、电气、安全、给排水、加热保温、建筑单体和技术经济等环节进展了分析研究，形成该初步设计技术方案。按照建设部“建筑工程设计文件编制深度的要求〔09年新版〕〞和**省农林厅“**省农业根本工程〔沼气工程〕初步设计编制要求〞完本钱初步设计方案。在设计方案中，充分利用场地和周边地形条件，提高土地利用率，力求最正确设计布局方案，在满足工艺要求的前提下，努力创造出一个整体有序、布局合理、物流畅通、环境优美的沼气中心，提供安全、卫生、清洁的工作环境。4.2布局划分根据工程选址原则以及工程运行过程对材料、能源的需求，考虑猪粪、尿冲洗水收集的要求，工程建设地点选择在徐州宁山种猪场内，已预留5亩沼气工程建设用地。养殖场远离居民区，周边均为农田，在养殖场附近有2处千亩设施疏菜种植基地，为消纳沼气工程所产生的沼渣、沼液提供了有利条件。4.3沼气站布置沼气站场区占地3477m2，全场建筑物占地1089m2，场区绿地面积1371m2，绿化率39.4%，场区内道路及硬化地面占地面积1017m2，建筑密度31.3％，场区内修主干路〔净道〕路宽为4.5m，环绕厂内各建筑通道。场区物流沿主辅路干道均能行走，沼气站内交通道路畅通，消防通道满足要求。沼气站与其它建筑和人员活动区域相距很远，施工不会造成对周围环境的影响。总平面布置见初步设计总平面。1、沼气站场区建筑布置分为三个功能区，即沼气生产储存区，包括厌氧发酵系统和贮气系统；沼气净化、发电区，包括发电机房、净化间和控制室；预处理区，包括集水池匀浆进料池；空余局部为绿化草坪和道路，厂区内道路连接成一个整体。2、沼气站布置依场区现有面积，考虑建筑、场区方位等以及沼气生产各环节和发电输配方案，设计沼气站内物流由东到西，排水向西北方向，以期各类能流物流运移路程最短。道路各控制点之间纵向、横向坡度均大于1.0％，场区双车道路边转弯半径为6m。3、交通组织：沼气站内主要物流直接与各功能区连接，沼气站与整个场区交通环路通畅，消防通道满足要求。4、沼气站内各类建筑和总平面技术经济指标如下：沼气站内建筑工程一览表序号名称尺寸m×m数量序号名称尺寸m×m×m数量1控制室4.0×5.016沼液池500m12净化室4.0×5.017贮气膜顶500m13发电机房8.0×5.018集水池8.0×5.0×2.814洗手间4.0×5.019匀浆池φ5.0×2.815厌氧发酵罐1500m110进料池φ5.0×2.81第五章工艺设计5.1粪便资源量工程承当单位***公司是由*****公司投资的大型养殖企业，创办于2007年10月，位于****处北侧，猪场总占地面积182亩，猪舍总面积25000平方米，仓库、办公楼、职工宿舍及猪粪收集棚25000平方米，种公、母猪1400头，年出栏商品猪2.5万头。发酵粪便资源量按：1、种母猪存栏1400头；每头猪日产鲜粪6公斤，计8.4吨。日产猪尿及冲洗水8公斤，计11.2吨。2、商品猪存栏量10000头；每头猪日产鲜粪2公斤，计20吨。猪尿及冲洗水6公斤，计60吨。3、合计日产鲜粪28.40吨，猪尿及冲洗水71.2吨，总粪污量99.60吨。5.2设计参数5.2.1设计发酵污水量：100吨5.2.2厌氧发酵参数1、有效容积：1500M2、水力停留时间：15d3、Ph：6.8-7.24、运行温度：35、发酵罐日产气量：猪粪水CODcr取26000mg/l〔即26kg/M3〕计算，USR发酵罐CODcr去除率为80%，每公斤CODcr产甲烷按0.35M326×0.8×100×0.35÷0.6=1213M3/d，50M5.2.3发电、储气参数：1、日最大发电量：1213×1.5=1820度/天；2、发电机运行时间：12小时/天(间隔运行)，即每天6：00点-12：00点和14：00点-20：00点运行。3、储气容积：500M3，最大间隔时间≤10h，间隔时间内最大产气量≤500M5.2.4发电机余热利用参数：1、余热量：在标准状态下〔0℃，101.325kPa〕，每立方米沼气含热值为5500kcl，其中用于发电热值为1.5kw.h×860kcal/kw.h=1290kcal，占总能量的23.45%；总能量的40%左右可以以余热的形式回收，则可回收余热量为：5500×0.4=2200kcal；本工程可产余热量为：1213×2200=2668600kcal，即：2668600kcal÷238=11213MJ/天，用于发酵罐增温。5.3厌氧发酵工艺的选择5.3.11、完全混合厌氧反响器〔CSTR〕完全混合厌氧反响器〔CSTR〕适用于畜禽粪污发酵工艺。它在沼气发酵罐内采用搅拌和加温技术，这是沼气发酵工艺中的一项重要技术突破。搅拌和加热，使沼气发酵速率大大提高，完全混合式厌氧反响器也被称为高速沼气发酵罐。其特点是：固体浓度高，TS8~12%，可使畜禽粪便污水全部进展沼气发酵处理。优点是处理量大，产沼气量多，便于管理，易启动，运行费用低。一般适宜于以产沼气为主，有使用液态有机肥条件的地区。由于这种工艺适宜处理含悬浮物高的畜禽粪污和有机废弃物，具有其他高效沼气发酵工艺无可比较的优点，现在被欧洲等沼气工程兴旺地区广泛采用。2、厌氧接触反响器厌氧接触工艺的反响器是完全混合式的，是在连续搅拌完全混合式厌氧消化反响器〔CSTR〕的根基上进展了改良的一种较高效率的厌氧反响器。反响器排出的混合液首先在沉淀池中进展固液别离，污水由沉淀池上部排出，沉淀池下部的污泥被回流至厌氧消化池内。这样的工艺既保证污泥不会流失，又可提高厌氧消化池内的污泥浓度，从而提高了反响器的有机负荷率和处理效率，与普通厌氧消化池相比，可缩短水力停留时间。目前，全混合式的厌氧接触反响器已被用于废水中SS浓度较高的高浓度有机废水的处理上。3、上流式厌氧污泥床反响器〔UASB〕待处理的废水被引入UASB反响器的底部，向上流过由絮状或颗粒状厌氧污泥的污泥床。随着污水与污泥相接触而发生厌氧反响，产生沼气引起污泥床的扰动。在污泥床产生的沼气有一局部附着在污泥颗粒上，自由气泡和附着在污泥颗粒上的气泡上升至反响器的上部。在反响器上部三相别离器实现气、液、固的别离。UASB反响器的特点在于可维持较高的污泥浓度，较高的进水容积负荷率，从而大大提高了厌氧反响器单位体积的处理能力。但是对于SS含量很高的粪污水不适用，而且投资费用也较大。4、升流式厌氧固体反响器〔USR〕升流式厌氧固体反响器是一种新型的专用以处理固体物含量较大的反响器，其构造特点是反响器内不设三相别离器和其它构件。升流式固体沼气发酵工艺适合处理固体含量〔TS〕3~8%的有机废液。当含高浓度有机物固体〔TS3~8%左右〕的废水由底部配水系统进入，依靠进料和产气的上升动力按一定的速度向上升流通过含有高浓度厌氧微生物的固体床时，有机物得到分解发酵，并产生了沼气。产生的沼气随水流上升具有一定搅拌混合作用，使得余下的未消化的固体物与中、上部的微生物进一步接触与氧化，最终到达较高的去除率和产气率。在TS>6%时，需采取局部强化搅拌措施。5、几种典型的厌氧反响器适用性能比较上述几种典型的厌氧反响器性能比较如表3-1所示。反响器名称优点缺点适用范围完全混合厌氧反响器〔CSTR〕投资省、运行管理简单、具有搅拌装置、耐冲击负荷能力较强、产气率高必须要有搅拌装置适用于高浓度、高悬浮物的粪污处理厌氧接触反响器投资较省、运行管理简单，容积负荷率较高，耐冲击负荷能力强停留时间相对较长，需要设置污泥回流装置适用于高浓度、高悬浮物的有机废水上流式厌氧污泥床反响器〔UASB〕处理效率高，耐负荷能力强，出水水质相对较好投资相对较大，对废水SS含量要求严格适用于SS含量低的可溶性有机废水升流式厌氧固体反响器〔USR〕处理效率较高，投资较省，运行管理简单，容积负荷率较高对进料均布性要求高，当含固率大于6%以上时，采取强化搅拌措施适用于含固量较高的有机废水表3-1几种典型的厌氧反响器性能比较5.3.2厌氧工艺的选择确定从以上列表可知，各种类型的厌氧反响器各有其优缺点和使用范围，在一定的条件下选择适当的反响器型式是厌氧处理工艺成功的关键所在。对于养殖场废水而言，由于需将粪便及冲洗水等一起均匀混合后进入厌氧罐进展厌氧发酵处理，其废水中含固量很高，因此，本工程选择升流式厌氧固体反响器〔USR〕是较为适宜的，罐体采用搪瓷罐体，有利于节约投资；较长的水力停留时间也有利于粪污的分解与消化，沼气的产量也相对稳定，同时，更有利于工程的顺利实施与运行管理。本工程发酵温度选择中温33℃-35℃。5.4沼气工程工艺流程:养猪场猪粪、猪尿污水不仅含有高浓度有机污染物和高浓度固态悬浮物，而且富含氮、磷等营养元素，氨氮含量高。针对该猪粪、猪尿的特点，设计工艺采用“格栅拦渣——厌氧发酵——沼气发电——沼液沼渣综合利用——零排放〞工艺路线。工艺流程如图3-1所示。气水别离器气水别离器脱硫气柜发电机余热利用沼液沼渣池猪粪收集集水池进料池厌氧发酵反响器YA匀浆池YA农田回用冲洗污水冲洗污水图3-1工艺流程示意图5.5工艺说明养猪场每天产生的猪粪、尿经格栅拦渣去除如塑料袋、草绳、树叶等无机杂物后进入预处理池。预处理池内安装搅拌器，通过搅拌使之均匀，然后泵入厌氧发酵罐进展厌氧发酵处理，产生的沼气通过热电联产的沼气发电机组用来发电，供养殖场内作为生产和生活所需局部电能；沼气发电机组所产生的余热用于厌氧消化罐增温；厌氧发酵所产生的沼液用于无公害蔬菜基地和有机稻田。为了真正做到减量化、资源化、无害化，到达处理结果为零排放的目标，不对周围环境造成危害，该工程采用将猪粪、尿收集后一同进入厌氧消化罐进展厌氧发酵处理的工艺路线，与其它养殖场粪污别离后分别处理的方法有所不同。目前国内对养殖场畜禽粪便的处理一般是粪污别离后，猪干粪还田或送至有机肥料厂，猪尿及冲洗水等进展厌氧处理。这样的工艺路线并没有充分利用猪粪的价值，处理后的水仍不能到达排放标准，并没有完全做到将治理污染与能源开发、资源回收利用有机结合起来的目标。因此，我们采用所有猪粪、尿全部进展厌氧处理的工艺路线，通过沼气生态工程对养殖场大量猪粪、尿进展无害化处理，可以极大消除污染源，保护环境，改善生态，最终到达污染物零排放，维护生态平衡，促进养殖生产步入良性循环，推进农业构造的调整。为了不使处理水量增大，应在猪粪、尿与污水收集过程中实行雨污别离的原则，集粪池与输送粪沟等污水池、渠均应加盖处理，确保雨季时雨水不会进入到猪粪收集系统中。5.5.1预处理池内粪污由提升泵向厌氧消化单元分批进料。5.1、反响器内搅拌系统厌氧反响器设置回流泵，通过抽吸反响罐中上部清沼液分别对反响罐底部沉积物和上部的浮渣进展水力搅拌；进料采用底局部散多管进料，使进料均匀分布于罐体底部并充分与厌氧微生物接触。并使厌氧罐内料液温度均匀，有利于提高产气率。反响器上部设出料系统，溢流进入下一个处理单元。2、保温与增温厌氧消化反响过程受温度影响很大，如以下图。本工程厌氧处理单元设计为中温，其最正确温度范围为33~35℃。为了保证厌氧反响在冬季仍可正常运行，必须对系统实施增温和整体保温措施a.保温系统整体保温包括管道、阀门保温；厌氧消化罐体的保温。对厌氧消化罐采用聚苯乙烯等材料进展强化保温。b.增温增温的热源来自热电联供发电机组产生的余热；在罐体内部设置余热交换管，发电机余热经交换管交换热量，实现直接对罐体内发酵原料的增温。发电机余热给厌氧消化罐进展增温后，热交换后的水再回到发电机系统。5.5.3沼液沼渣的利用厌氧发酵后的出水〔沼液〕中含有大量的固体物质，TS=2-4%，可直接作为高效液体肥料用于灌溉苗木、蔬菜基地、果园等。此外，沼液输送单独管道直接输送，不受雨水干扰，以免对周边环境构成二次污染。5.5.4沼气净化和贮存厌氧消化罐刚产出的沼气是含饱和水蒸气的混合气体，除含有气体燃料CH4和惰性气体CO2外，还含有H2S和悬浮的颗粒状杂质。H2S不仅有毒，而且有很强的腐蚀性。过量的H2S和杂质会危及发电机组的寿命，因此新生成的沼气不宜直接作燃料，还需进展气水别离、脱硫等净化处理。该养殖场每天最大生产沼气能力1213m3，本工程采用低压湿式储气柜贮气,厌氧反响器产生的沼气经过管道需送到储气柜贮存，然后经过沼气净化系统，被送至沼气发电机组。5.5.5沼气发电系统根据有关资料,即使效率较高的沼气发电机，也只能把沼气中总含能量的30%左右转化成电能。总能量的40%左右可以以余热的形式回收,其余的能量以各种形式被损失掉。由猪粪废水厌氧消化处理后所产生的沼气是一种优质的生物气体能源。在标准状态下〔0℃，101.325KPa〕，每立方米沼气可产生热量约为5500Kcal〔23.1MJ〕，理论上相当于电量6.4kWh〔1kWh=3.6MJ〕。沼气发电机组所发出的电力在农场内自用，由余热换热器回收的余热可以用于厌氧消化罐的增温。本沼气工程工程中沼气发电机组采用国产热电联产纯沼气发电机组，发电机组由沼气发电机组本体局部、余热回收换热器等系统组成。每m3沼气发电能力：1.5kWh/m3沼气〔国产机组〕发电机组功率：150kW日最大发电量：1820kWh厌氧消化过程在33-35℃时厌氧消化反响情况较好，生产沼气量将较多，在33℃以下时产生的沼气气量将会有所减少，为了保证在冬季厌氧罐仍能够正常运行，必须对厌氧罐进展增温与保温处理。利用发电机组的余热，通过余热换热器对厌氧消化罐进展增温，并在厌氧消化罐外设保温层。为保证厌氧罐在冬季也可以产生出沼气并发电，用于厌氧发酵的畜禽粪便中将严格控制冲洗水。第六章工艺单元设计6.1预处理单元预处理单元包括进料斗、集水池、匀浆池、进料池及附属设备。6.1.1构筑物1、进料斗规格：1m×1m×1m有效容积：1m3数量：1座结构：砖混构造2、集水池规格：8m×5m×2.8m有效容积：100m3数量：1座结构：砖混构造布置在猪场内3、匀浆池规格：Φ5m×2.8有效容积：50m3数量：1座结构：砖混构造4、进料池规格：Φ5m×2.8有效容积：50m3数量：1座结构：砖混构造6.1.2主要设备：1、格栅型号：SY-5规格：栅间距5mm-10mm数量：2台2、搅拌机型号：JBJ-3.0数量：2套技术参数：轴长L=2.5m，转速=35rpm，N=4.0Kw3、集水池提升泵型号：WQ30-18-4数量：2台〔池内安装一台，库房备用一台〕技术参数：N=4.0kW4、进料泵型号：WQ30-22-4数量：2台〔池内安装一台，库房备用一台〕技术参数：N=4.0kW6.2厌氧发酵单元本工程采用的厌氧反响器是升流式厌氧固体反响器〔USR〕，中温发酵。6.2.1发酵罐根基规格尺寸：φ14.09×0.5m结构：钢筋混凝土构造6.2.2主要设备1、厌氧发酵罐功能：厌氧消化反响器数量：1座规格：Φ12.99m×12m有效容积：1500m3水力滞留期：15天发酵温度：33℃-35℃构造形式：搪瓷拼装构造出料装置1套2、循环泵型号：DFG50-1数量：1台技术参数：Q=30m3/h，H=25m，N=5.5kW形式：立式泵6.3沼气储存、净化单元由于发酵罐产生出来的沼气中含有水分和H2S，直接供发电机使用会腐蚀设备，所以必须经过脱水脱硫处理。中温发酵罐产生的沼气先经过水封器、脱水器和脱硫器，再经过增压，由管道输送到用气处。本工程沼气净化处理系统采用一用一备两套系统。沼气脱水处理采用旋流法气水别离器，脱硫采用干式脱硫。沼气净化处理单元包括气水别离器、脱硫塔及净化机房。沼气储存采用发酵罐体自带的一体化储气膜顶，储气容积大于500m3。6.3.1建、构筑物净化间和控制室规格尺寸：8.0m×5.0m〔与发电机房、洗手间合建〕建筑面积：40m2数量：1座结构：砖混构造6.3.2主要设备：1、一体化储气膜顶储气容积：500m3规格：Φ12.99m数量：1套2、水封器：型号：SYS-2尺寸：Φ500×1000mm数量：2套3、气水别离器型号：STS-2尺寸：Φ500×1000数量：2套4、脱硫塔型号：STL-2尺寸：Φ1000×2800数量：2套〔一用一备〕5、沼气产量计量流量计型号：LMN-25数量：2套6.4沼气发电单元6.4.1建、构筑物发电机房规格尺寸：8m×5m〔与净化间、控制室合建〕建筑面积：40m2数量：1座结构：砖混构造6.4.2主要设备沼气发电机：功能：以沼气为燃料发电，热电联产发电机组每日发电时间：12h〔间隔运行〕沼气发电效率：1.5kw.h/m3沼气发电机日发电量：1820kw.h发电机组装机容量：150kw×1台沼气产生的电能用于猪场内部生产及生活用电。6.5沼液、沼渣存储利用单元6.5.1建、构筑物1、沼液罐根基规格尺寸：φ12.57×0.5m结构：钢筋混凝土构造2、沼渣干化场规格尺寸：15m×12m3、田头沼液塘规格尺寸：25m×10m×2m规模：500m3结构：池塘改造6.5.2主要设备沼液罐:总容积：500m3数量：1座结构：搪瓷拼装构造6.6建、构筑物汇总一览表序号建设工程规格尺寸单位规模构造形式一设备根基一体化发酵罐根基φ14.09m×0.5mM361钢筋混凝土构造沼液罐根基φ12.57×0.5mM369钢筋混凝土构造二预处理系统集水池8.0m×5.0mM3100砖混构造匀装池φ5.0m×2.8mM350砖混构造进料池φ5.0m×2.8mM350砖混构造三操作管理间操作管理用房20.0×5.0×3.3M3100砖混构造四室外工程围墙墙厚240mm,高1.8mm236砖混构造道路宽6.0mM21017混凝土构造绿化面积M21371沼液池34m×15mM31000砖混构造田头沼液塘25m×10m×2mM3500池塘改造沼渣干化场15m×12mM21806.7主要设备材料一览表序号仪器设备名称技术参数规模单位备注1一体化厌氧发酵罐Φ12.99×12m，T=15d1500m3搪瓷钢板3沼液罐Φ11.47×6.0500m3搪瓷钢板4集水池提升泵WQ30-18-4，N=4.0KW2台池内安装一台，库房备用一台5进料泵WQ30-22-4，N=4.0KW2台池内安装一台，库房备用一台6立式搅拌器JBJ-3.0，N=4.0KW2套用于匀浆进料池7循环搅拌泵DFG50-1，Q=30m3/h，H=25m1台用于厌氧发酵罐8干式脱硫塔STL-2，Φ1000×28002台9气水别离器STS-2，Φ500×1000mm2台11水封器SYS-2，Φ500×1000mm2台12干式阻火器AF-802台13沼气发电机150KW1台第七章建筑设计7.1设计依据〔一〕《建筑内部设计防火标准》GB50222－95〔2001版〕〔二〕《建筑设计防火标准》GBJ16－87〔2001版〕〔三〕《建筑物防震设计标准》GB50057－1994〔四〕《爆炸和火灾危险环境电力装置设计标准》GB50058－1992〔五〕《工业与民用电力装置接地设计标准》GBJ65-83〔六〕《建筑抗震设计标准》GB50011－2001〔七〕《98系列建筑标准设计图集》〔八〕城镇污水处理厂附属建筑和附属设备设计标准CJJ31－1989〔九〕城市粪便处理厂设计标准CJJ64－1995〔十〕城镇燃气设计标准GB50028－1993〔十一〕国家现行的有关标准和标准7.2设计范围〔一〕预处理单元〔二〕厌氧沼气发酵单元〔三〕沼气储存净化单元〔四〕沼气发电单元〔五〕沼液、沼渣利用单元〔六〕沼气站内围墙、道路、绿化7.3建筑设计〔一〕平面布置沼气站的平面布置是整个建筑设计中最重要的局部，其布置将影响到整个工程的合理性。本着节省投资、布置紧凑、工艺流畅、便于建设实施的原则，根据地形、地貌、道路、环境等自然条件，考虑原料的收集、沼气发电利用、沼液、沼渣的外运、工艺流程的走向、外界环境的风向、朝向和外观等因素，沼气站按功能区分区布置，一次规划用地，充分考虑到场内远期开展的需要。〔二〕道路及绿化为节省占地面积，减少投资,沼气站内的车行道与场区保持一致，主路道宽为4.5m，场区道路环绕场内各建筑通道。道路能满足防火及运输要求。处理站路面坡度控制在0.5%左右，使雨水能及时排出处理站，保证处理站内不积水。主要道路两侧设绿篱，距绿篱1米处种植乔木，场区周围建3m的绿化带，其它空地铺草坪。道路各控制点之间纵向、横向坡度均大于1.0％，场区双车道路边转弯半径为6m。〔三〕建筑装修标准根据沼气站所处的位置以及站内各构筑物的功能，装修标准充分考虑厂房使用情况，沼气站内各单体建筑设计遵循以满足工艺要求为主，整个场区建筑风格统一，色调一致，简洁美观，沼气发酵罐、湿式储气柜和沼液罐形成全站的建筑核心，采用地上建筑；建筑物与构筑物的地上局部的外墙均采用外墙涂料装饰，涂料颜色表达出清洁、明快、大方、环保，其它配套设施和附属建筑的外饰颜色与整个沼气站内各建筑协调一致。附属建筑根据沼气生产的要求，配有地下匀浆进料池、脱硫脱水设备间、发电机房、控制管理间等。全部采用砖混构造，蓝色彩钢板屋面〔具体做法详见各单体设计图纸〕。沼气站内各个建筑的详细做法应满足国家相关的建筑标准要求，并符合建筑节能的要求。7.4设计说明〔一〕厌氧沼气发酵池该发酵罐为升流式厌氧固体反响器〔USR〕，池体采用直径为Φ12.99m，高为12m的地上立式消化器，厌氧消化器安装有回流搅拌装置，使发酵原料和微生物处于完全混合的状态，单个罐体有效容积1500m3。构造形式为沼气罐采用搪瓷钢板构造，搪瓷拼装制罐技术有其独特的优越性，可以快速低耗的现场拼装使之成型，预制钢板采用栓接方式拼装，栓接处加特制密封材料防漏。厌氧消化罐底座采用钢砼构造，池内设有上下检查孔2个，沼气输出管1个，取料管2个，装有测温传感器2个，正负压保护器各一套，安全阀1个，压力表1个，回流搅拌1个。另装有避雷装置一套。〔二〕沼气净化间、发电机房、控制室和洗手间沼气净化间、发电机房、控制室和洗手间为单层建筑物，砖混构造，四间联建，屋顶采用轻钢屋架，蓝色夹心金属屋面，外墙厚240mm，室内外高差为0.2m，四间房屋长20m，宽为5.0m，建筑面积100m2。净化间、发电机房设双扇通行门1.8m×2.4m，控制室和洗手间设单扇通行门0.9m×2.4m，地面硬化，塑钢门窗。〔三〕预处理池预处理包括集水池、匀浆池和进料池。集水池长8m，宽5m，深2.8m，设置于猪场内，配有污水提升泵二台，现场安装一台，库房备用一台；匀浆池和进料池均为φ5米×2.8米，均采用砖混构造，壁厚240mm-370mm，地下构筑，均配有匀浆搅拌器，且进料池配有污水提升泵二台，现场安装一台，库房备用一台。〔五〕贮气系统贮气系统与厌氧发酵罐合建，布置于厌氧发酵罐的顶部，可节省占地，减少投资。有效储气容积为500m3；装置配有逼雷系统、气压控制系统、以及爬梯和人行走到等。第八章构造设计8.1设计依据〔一〕《建筑构造荷载标准》GB50009-2001〔二〕《混凝土构造设计标准》GB50010-2002〔三〕《建筑抗震设计标准》GB50011-2001〔四〕《建筑地基根基设计标准》GB50007-2002〔五〕《砖体构造设计标准》GB50003-20018.2自然条件〔一〕根本风压0.35KN/m2〔二〕根本雪压0.30KN/m2〔三〕标准冻深5cm〔四〕地震根本裂度7度〔五〕抗震设防裂度7度设计根本加速度值0.10g〔六〕场地类别Ⅱ类〔七〕工程地质情况地基承载力特征值fak=180KPa〔八〕设计荷载活荷载：不上人屋面0.5KN/m2上人屋面2.0KN/m2〔九〕构造使用年限30年〔十〕建筑构造的安全等级二级8.3设计说明〔一〕厌氧沼气发酵池〔1〕地基设计等级：二级〔2〕材料混凝土C20，水泥砂浆M5，钢筋HPB235，HRB335。〔3〕具体设计概念：采用搪瓷钢板拼装，为地上立式形式，根基局部采用钢筋混凝土现浇筑，根基埋深为0.5m，在池体外围铺设100mm厚岩棉保温，岩棉的外侧加0.6mm彩钢板维护用以隔潮、防水。〔二〕预处理池〔1〕预处理池包括：集水池、匀浆池、进料池，均采用砖混构造，池深2.8米，其中埋入地下2.6米，露出地面0.2米。上、中、下均设有圈梁，各拐角处设构造柱。〔2〕材料：砌体MU10标准砖，水泥沙浆1：2防水水泥砂浆。钢筋HPB235，现浇混凝土C15、C20。〔3〕具体设计描述：池底采用C10素砼垫层，C20钢筋砼整体底板；池体下部1.4米为370标准砖墙，且上下部均设有与墙同宽圈梁；上部1.4米为240标准砖墙，顶部设与墙同宽圈梁压顶。池体内外采用1：2防水水泥砂浆粉面。〔三〕操作管理间〔1〕地基采用条形根基。〔2〕砖混构造，轻钢屋架，彩〔蓝〕色金属夹心板屋面，δ=100mm。〔3〕材料砌体MU10，水泥沙浆1：2防水水泥砂浆。钢筋HPB235，现浇混凝土C15、C20。〔4〕具体设计描述：根基采用370mm条形砖根基，根基埋深地面以下1.2m，底部、顶部各设有180mm高钢筋混凝土圈梁。第九章电器设计9.1设计依据〔一〕《民用建筑电气设计标准》JGJ/T16-92〔二〕《民用建筑照明设计标准》GBJ133-90〔三〕《工业与民用电力装置的接地设计标准》GBJ65-83〔四〕《建筑物防雷设计标准》GB50057-94〔五〕《供配电系统设计标准》GB50052-1995〔六〕《爆炸和火灾危险环境电力装置设计标准》GB50058-1992〔七〕《电力设施抗震设计标准》GB50260－96〔八〕《通用用电设备配电设计标准》GB50055－93〔九〕《建筑工程施工现场供用电安全标准》GB50194－93〔十〕国家现行的有关设计标准和标准〔十一〕建设单位提供的本工程有关资料，其它专业提供的设计要求。9.2设计原则〔一〕电气设计符合前述国家标准〔二〕设计应做到安全可靠，经济合理，维护管理方便，满足供电质量要求。〔三〕积极采取各种节能措施，减少电能消耗。〔四〕设计尽可能选用技术先进，经济适用的定型产品。9.3设计说明〔一〕供电设计1、用电负荷分类：二级负荷：消防。三级负荷：场内其它用电。2、场区内各建筑物的用电为380/220V电源，场区低压供电路采用地下电缆直埋铺设，进户线电缆经Π接箱入户。〔二〕照明设计1、室内配电采用BV-0.45/0.75KV全塑铜芯导线，穿管沿墙、地面暗敷设。2、电源电压为380/220V设照明配电箱。3、照度为50-75LX，照明灯具采用防爆灯具。〔三〕动力设计所有动力设备均由动力配电箱供电，线路采用穿管埋地或沿墙内敷设。〔四〕防雷与接地及消防1、电缆线路在每个建筑物的进线处，均应重复接地。每个建筑物都采用总等电位联结，重复接地通过总接地母线接地。接地电阻不得大于10欧姆。2、所有电气设备的金属外壳、穿线铁管与保护线可靠连接。3、厌氧沼气发酵罐、贮气柜设计避雷针防雷。第十章给排水、消防设计10.1设计依据〔一〕《建筑给排水设计标准》GBJ15-88〔2001新版〕〔二〕《建筑设计给水设计标准》GBJ13-86〔97新版〕〔三〕《室外排水设计标准》GBJ14-87〔97新版〕〔四〕《农用污泥中污染物控制标准》GB4284-1984〔五〕《农田灌溉水质标准》GB5084-1992〔六〕《污水综合排放标准》GB8978-1996〔七〕《生产过程安全卫生要求总则》GB12801-1991〔八〕各专业提供的设计要求10.2设计内容〔一〕操作管理间给水系统〔二〕操作管理间排水系统〔三〕沼液排污系统〔四〕室内外消防给水系统。10.3设计方案〔一〕给水系统场区给水系统从村供水系统引入，给水管网压力为0.35MPa，室外地埋给水管道采用给水DN100镀锌管，分别引入控制室、净化间、发电机房、洗手间、湿式储气柜、匀浆池及室内外消防系统。〔二〕排水系统1、场区采用雨污分流，屋面的雨水采用外排水系统，排至建筑物外散水后顺地面自然排放。场区雨水顺地面坡度自然排放。2、经处理后的沼渣贮存于沼渣干化场，并及时外运用肥处。沼液通过沼液罐排至田头沼液塘储存，供农田施肥用。详细设计与运行管理见设计图纸和说明。第十一章供暖设计11.1设计依据〔一〕《城镇燃气设计标准》GB50028-1993〔二〕《沼气集中供气管网系统的设计、施工及验收标准》11.2设计内容沼气发酵罐加热系统11.3设计方案〔一〕沼气发酵罐加热采用热水供热，共有2个供水管，管径为DN40，外敷厚度为100mm的硅酸铝材料保温，加防潮隔水层。每个热水单管用阀门控制，埋地通入沼气发酵罐。第十二章安全生产与劳动保护该沼气工程设计采取了以下安全生产与劳动保护措施，以确保安全生产及运行管理人员的人身安全。1.生产构筑物均设便于操作和行走的操作平台、走道板或安全护栏、扶手。2.各种用电设备均按国家的有关标准作好接零接地保护。3.电气设备及机械设备的布置注意留有足够的安全操作距离及操作空间。4.该工艺设计中充分考虑了生产运行过程的灵活调整，并在沼气罐上设置负压保护系统，溢流管道，水封等装置，防止设备失灵时造成危险，使事故造成的影响减至最小。5.在所有可能产生有毒气体的建筑物内保证通风，保证工人生产安全。6.沼气站在运行前制定相应的安全规程，操作人员上岗前必须进展必要的专业技术与安全保护知识培训，以确保沼气站正常运转。第十三章工程运行管理模式13.1运行模式沼