2022年头猪沼气工程技术方案

养猪场沼气工程方案

〔2022头）

青岛三色源环保科技工程

2022年11月

第一章沼气工程工程设计条件与工艺方案

第一节工程规模

生猪存栏量2022头,设计日处理混合粪污9t的沼气集中供气工程，供斜里村村民生活

炊用。工程年产沼气70956m3。

其次节可利用资源量

一、资源量

因工程具体资料不全，暂按以往工程阅历及理论数据进展计算，猪场运营时存栏2022

头全部依据育成猪考虑。

依据猪粪粪便排放量资料统计，育成猪猪排粪量为2kg/d。则本工程每日粪便资源量

为：

存栏育成猪粪便：2022头X2kg/头-d=4t/d

猪粪TS为18%,每天产粪便TS为:4t/d1S%=0,72t/d

因养猪场现有清粪模式不详，暂按干清粪考虑设计。

考虑发酵浓度、温度及停留时间影响，按每吨TS猪粪产气270m3计，则每天产沼气

量为：

0、72t/d270m3/t=194、4m3

二、处理后沼液、沼渣的去向

粪污经厌氧消化可作为有机肥就地消纳或外运。

第三节沼渣产量估算

物料全天输入总量为72t/d,厌氧阶段消耗量为0、432t/d,该局部TS消耗就是生物

质能转化、沼气生产的主体。厌氧阶段的输出量为、物料平衡计算见表

TS0288t/do(TS)

l-lo

表物料(TS)平衡计算表

工艺阶段处理单元投入量(t/d)降解系数TS量(t/d)

厌氧阶段厌氧反响器0、7260%0、432

固液分别阶段干化床0、28830%0、0864

沼液&28

储存阶段

沼渣0、288

按表1-1计算结果，每天沼渣干物质产量为0、0864t/d见图1-1物料(TS)平衡图

沼气0、432

*沼渣

图1-1物料(TS)平衡图

288t/d

沼渣含水率70%左右，沼渣干物质产量为0、0864t/d,则沼渣产量为0、0

年产沼渣105、12吨，年产沼液3022、2。屯。

其次章工艺流程设计

第一节沼气工程工艺选择

、沼气工程工艺路线

本沼气工程工艺路线如图2-1所示

二—也图2-1养猪场沼气工程工艺流程

本沼气工程工程实行雨污分流，避开雨水进入沼气工程。混合粪污经厌氧发酵后产生

的沼气经净化增压后通过管道给村里农民户用。锅炉用于厌氧罐增温；厌氧发酵所产生的沼渣

沼液作为有机肥就地消纳或外运。

1、预处理工艺

预处理环节由集污池与调配池组成。

(1)集污池

收集养猪场污水。

(2)调配池

将干清粪在调配池内调整到8%浓度混合均匀后进入厌氧罐。

2、厌氧消化工艺

厌氧消化工艺包括进料单元、厌氧消化单元、保温单元等构成。

(1)进料方式

调配池内粪污由进料泵向厌氧消化单元进料。

(2)厌氧反响器工艺

本沼气工程厌氧反响器承受完全混合厌氧反响器。

完全混合厌氧反响器(CSTR)适用于畜禽粪污发酵工艺。它在沼气发酵耀内承受搅拌与

加温技术，这就是沼气发酵工艺中的一项重要技术突破。搅拌与加热，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。其特点就是：固体浓

度高,可使畜禽粪便污水全部进展沼气发酵处理。优点就是处理量大，产沼气

量多，便于治理，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与有机废弃物，具有其她高效沼气发酵工

艺无可比较的优点，现在被欧洲等沼气工程兴旺地区广泛承受。

本工程发酵温度选择中温发酵33-35C。

本工程厌氧消化罐拟承受电泳拼装构造的产气贮气一体化厌氧消化耀。

(3)厌氧消化罐与贮气柜构造形式

本工程承受产气、贮气一体化构造厌氧罐。型、高效、有用的一体化沼气工程由于其

牢靠性、安全性、低本钱与适应北方冬季正常运行的优势，推广程度已经大大超过其她构造

形式的沼气工程。

构造特点：

一体化沼气发酵装置下部为发酵局部，罐内安装侧搅拌器，罐壁上安装增温管，利用

锅炉噌温厌氧罐。

罐体上部为双膜式柔性贮气柜，用于收集、贮存与输送沼气。其中外膜保护并维持贮气

柜的构造，内膜收集并贮存沼气。通过支撑鼓风机的充气，调整并维持内外膜之间夹层中的空

气压力，并将内膜内的沼气送入输气管道，供村民使用。

主要优势：

(1)适合高浓度粪草混合发酵原料:TS8%-12%

(2)安全牢靠:低压产气，低压贮气，防止沼气泄漏。

(3)低本钱消U减分体式气柜，厌氧罐与贮气装置造价降低15%

⑷占地面积小：减小装置规模，节约占地面积30%

(5)工期短:建设周期缩短50%

(6)严寒地区冬季也能正常运行。

图1:一体化沼气发酵外形装置

(4)厌氧罐配置

厌氧反响器内设置一台侧搅拌器，使迸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。

(5)保温与增温

厌氧消化反响过程受温度影响很大，如图2-2所示。本工程厌氧处理单元设计为中温，

其最正确温度范围为35-38C。为了保证厌氧反响在冬季仍可正常运行，必需对系统实

施增温与整体保温措施。

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。

对厌氧消化罐承受聚苯乙烯材

料进展强化保温。

b、增温

对厌氧系统的增温主要就是通

过对厌氧罐的增温来实现的。

增温的热源来自锅炉燃烧在厌510152025303540

温侵对庆氧中温发酵产气率的影响曲线图

氧槽外设置增温盘管对罐体进展增温

图2-2温度对厌氧中温发酵产气率的影响

3、沼液、沼渣储存工艺

厌氧出料经厌氧出料池沉淀后，沼渣通过干化床自然干化，上清液贮存在沼液池中，

沼液、沼渣可作为有机肥就地消纳或外运。

其次节沼气净化与贮存工艺

一、沼气净化工艺

厌氧罐输出的沼气经过凝水器、脱硫塔等专用设备净化处理后，降低沼气中的相对湿

度，并去除局部，S,利于后续供气。

、沼气储存工艺

本工程选择产气贮气一体化的厌氧消化罐，消化罐上部空间可实现沼气的贮存。沼

气经净化后用于村庄集中供气。

第三章工艺单元设计与设备选型

第一节预处理

、集污池

功能：收集养猪场污水

容积:30m3

备注:不建，利用猪场原有

人工格栅

数量：1套

材质：碳钢防腐

、调配池

什能：将粪便、猪尿与冲洗水等均匀混合，

功

尺寸：的mX2>5m

积:17、6m3

容

调配搅拌机

功能：使池内粪污混合均匀

功率：1、5kW

数量：1台

其次节厌氧消化及后处理局部

、进料泵

功能：向厌氧消化反响器进料；

进料泵类型：潜水渣浆泵

流量：15m3/h

扬程：20m

功率：3kW

数量：2台（1用1备）

、厌氧消化贮气一体耀

功能:厌氧消化反响器、顶部贮气

数量:1座

尺寸：商、63mK5、43m+①7、63mK3,43m贮气袋

容积:248m3+93m3贮气袋

停留时间：25d

发酵温度:近中温33-35E

装置产气率：0、85m3/msd

构造形式:电泳拼装钢构造。罐顶部为德国进口材料双膜贮气袋。厌氧罐有排渣口、

超压保护器与负压保护装置，以及检修人孔及除砂系统，温度监测等设施。

厌氧侧搅拌器

功能:对发酵液进展搅拌，加强发酵液与微生物的充分接触提高

产气率；

功率:5、5kW

数量：1台

气柜鼓风机

功能:用于支撑顶部贮气袋

功率:0、11kW

数量：1台

厌氧罐增温方式

增温热源:锅炉

增温方式:承受增温盘管对厌氧罐进展增温。

厌氧罐保温方式

本设计发酵罐保温承受岩棉保温，错缝安装于厌氧罐外部，可保证发酵罐内温度稳定。

保温层最外部用彩钢板掩盖。

、厌氧出料池

功能:厌氧出料进展沉淀分别

尺寸:①3miX3m

容积:21m3

数量：1座四、干化床

功能:对厌氧出料池沉淀的沼渣进展自然干化

容积:10m3

数量：1座五、沼液贮池

功能:贮存经固液分别后的沼液

容积:400m3；

停留时间：40d

池数：1座

构造形式:拟利用现有池子改造或利用HDPE膜敷设防渗水池

第三节沼气脱硫净化与集中供气

、沼气净化系统功能：沼气净化设计参数与主要设备参数

(1)凝水器

型号:NS-300

数量：1台

(2)干式阻火器

型号:ZHQ

数量：1台

(3)沼气流量计型号:儿QD数量:1台

(4)脱硫塔型号:TL-600

数量：2台

(5)增压风机

流量:1、02m3/min压力:9、8kpa

功率:0、75kw

数量：1台

第四节附属设施

附属设施包括综合治理房、净化间、锅炉房等.拟承受轻钢构造

第四章建筑、构造与电气设计

第一节设计原则

1.依据工艺流程的要求，在满足站内工艺要求、交通运输、环保、防火等前提下，使建

筑物、构筑物、道路、绿化有机地结合在一起。

2.留意环境保护，使养殖场猪粪处理沼气生态工程成为环境美丽的

示范工程。其次节建筑与构造设计

一、工程地质状况

本沼气生态工程工程的主要构筑物厌氧发酵耀的体积较大，对不均匀沉降极为

敏感，在地基处理当中要选择适宜的持力层（＞150kPa）。同时避开不均匀沉降及其它不利

因素。最终以钻探地质报告为准。

当场地空间开阔时，基坑可以按肯定坡度进展放坡开挖。当构筑物距离很近且埋深不同

时，可承受一些措施进展临时支护。对于深基坑，施工中还应考虑降水及护坡处理。

二、主要构（建）筑物构造设计

（1）构筑物

主要构筑物:包括集污池、调配池等。

a、集污池

地下钢丘构造

b、调配池

地下钢碇构造

c、厌氧罐根底

地下钢碎构造

d、厌氧出料池根底

地下钢碎构造

全部构筑物的抗渗问题，均以混凝土本身的密实性来满足抗渗要求。依据构筑物的重要

性及水力梯度来确定其抗渗标号，混凝土强度等级一般不小于C25,抗渗等级不小于S6水灰

比不大于0、55。官承受一般硅酸盐水泥，骨料应选择良好级配，严格把握水泥用量。为提

高混凝土的抗渗力量，满足工艺使用要求，尽量削减伸缩缝。建

议在混凝土中参加适量的添加剂，用以补偿混凝土的收缩变形，提高混凝土的密实度

及抗渗力量。

(2)建筑物

主要建筑物包括:综合治理房、净化间、锅炉房等

a、净化间

功能:放置进料泵等。

面积:24m2

结构:轻钢构造

数量：1间

构造形式:地上

b、锅炉房

功能:放置锅炉

面积:16m2

结构:轻钢构造

数量：1座

构造形式:地上

c、综合治理房

功能:电气把握、办公室

面积:16m2

结构:轻钢构造

数量：1间

构造形式:地上

三、抗震设计遵照国家“建筑抗震设计规范”(GBJ1-189)及“构筑物抗震设计规

范”(GB5019193)的有关规定。

第三节电气设计

、设计依据

(1)《低压配电设计标准》GB50054-95

⑵《室外排水设计标准》GBJ14-87

(3)《建筑物防雷设计标准》GB50057-942022版

⑷《建筑设计防火标准》GBJ16-872022版

二、设计范围

本沼气工程电气设计包括用电设备供电及把握设计与厌氧发酵罐防雷设计等。三、

供电

沼气站供电电源接自该养殖基地内总电源配电箱。四、

负荷计算

沼气站全部用电设备电压等级均为380/220V,总装机容量为19、llkW,运行功率

为39、6kW,主要用电设备总装机容量及计算负荷如表4-1所示：

表4-1沼气站用电负荷计算表

装机功率常开功率间歇工作功率

'工程

估量每日力斤合全运行功备用

数单机装机功数数

设备名称功率工作时间3功率率功率

量功率率量量

潜污泵1?5155111?53

11

匀浆搅拌机

15、55、5142222

厌氧罐搅拌器

10、110、111101、11、1

支撑风机

热水循环泵21、531699

其她33

合计19、1139、6

五、供电系统

(1)电气系统

低压电源接自场内总配电箱，单路供电。0、38kV低压供电系统承受单母线分段运行。

(2)把握方式

全部工艺设备均在治理房内把握箱把握、现场把握，把握箱上设手动一-停一

自动”把握转换开关。

(3)设备选择

户内电缆承受电缆沟敷设，电缆承受聚氯乙烯护套电缆。户外电缆承受直埋敷设、桥架明

敷或电缆沟，电缆承受铠装电缆。

六、保护方式

(1)继电保护：低压进线总开关设过负荷长延时、短路速断保护、低压用电设备及馈线设短

路及过载保护。

(2)接地保护接地系统均利用建筑物根底承受共用接地系统，其接地电阻应小于4欧姆，低压

馈线距离超过50m时，设重复接地装置，其接地电阻不大于1。欧姆。同时各单体金属管

道均应作为等电位联结。

(3)防雷保护厌氧消化罐需按三类防雷建筑设防，承受共用接地系统接地电阻小于4欧姆。

七、启动方式

全部用电设备均承受直接启动。

八、计量方式在配电间场内总配电箱上设有电度表。

第四节把握及仪表

、把握系统

全场把握均承受在治理房内现场把握柜上现场把握的方式。

、仪表

厌氧消化罐上设温度计。

沼气流量计1台，显示各个时间段的沼气产量。

第五节机械设备设计

机械设备设计及选型设计原则如下：

1、各设备的选型力求经济合理满足工艺的要求，并协作土建构筑物形式的要求

2、配套电机与就地把握箱防护等级不低于IP55。

第六节总图设计

一、平面布置原则沼气站平面布置应遵循以下原则：

1、功能分区明确，构筑物布置紧凑，节约用地消U减占地面积。

2、流程力求简短、顺畅，避开迂回重复。

3、建筑物应尽可能布置在南北朝向。

4、站内内绿化面积不小于35%,总平面布置满足消防的要求。

5,交通顺畅，使运行、治理便利。

二、建筑单体设计站内建筑物应本着符合工艺要求为主的原则确定，在满足功能要求的状况

下，各建筑力求美观。

三、道路

站内车行道路大局部设计为＞4.0m宽，道路系统能满足防火及运输要求，车行道承受混

凝土路面。

四、绿化大面积绿化并配有适当绿篱，绿化面积到达并超过标准标准。

五、建筑物装修标准建筑物装修按与四周环境相协调为唯一目标。

六、建筑防火整个站内建筑物防火均严格依据国家标准《建筑设计防火标准》(GBJ16-87)进

展设计。站内建筑物均为二级耐火等级，相互之间的防火间距应符合防火标准。各建筑物单体

设计也均依据国家标准《建筑设计防火标准》进展设计。

七、高程设计沼气站内地面标高以原始地面高度为相对标高或00计。

八、给水沼气站内生产、生活、消防用水接自给水管网。

九、排水生产、生活污水经污水管道收集后排入集水池一并处理。站内雨水经雨水管道收集后

排出场外。

十、运输

沼气站配备运粪车及沼液输送车

第五章消防、劳动生产保护与人员编制

一、消防

1、沼气站内依据《建筑设计防火标准》(GBJ16-87)2022进展设计。

2、站内道路满足消防车行驶要求。

3、全部建筑物均按二级耐火等级设计，建筑材料均承受非燃烧体材料。

4、在治理房内按要求配置干粉灭火器与砂箱。

5、站内严禁烟火、在厌氧发酵罐处应张贴"严禁烟火”标志。

二、劳动保护与安全生产

1、在沼气站运转以前应对操作人员进展培训，制定必要的安全操作规程与治理制度使其牢

记安全规程，符担忧全因素消灭在萌芽状态。

2、各处理构筑物的平台走道或临空天桥均应设置保护栏杆，栏杆高度与强度应符合

国家劳动保护规定。

3、全部电气设备的安装与防护必需满足电气设备有关安全规定。

三、沼气站建设与环境保护

1、绿化隔离沼气站由围墙与绿化带将站区与外界相对分别，有效地削减气味对四周外部环

境的影响。

2、污水站内生活与生产污水均通过污水管道系统收集并接入集水池统一进入处理系统。

四、沼气站对外部环境的影响

1、对人体安康的影响

由于污染物得到大大降解，有利于职工与四周农民的安康。使用沼渣作为肥料

进展绿色食品，有利于消费者的身体安康。

2、对大气环境的影响

使用沼气作为能源，一方面，由于畜禽粪便得到肯定程度的处理，可大大减轻空气中的恶

臭；另一方面，可削减向大气中排放甲烷、二氧化碳，为削减温室气体的排放做出奉献。3、

对水环境的影响

工程的实施，将使畜禽场排放的粪便与污水进展治理，使污水中的各种污染物降低到一

定的范围内，大大改善水环境的质量。

五、人员编制

沼气站运行操作治理人员编制为1人

第六章工程投资估算

第一节编制说明本工程工程经济分析就是依据原国

家打算委员会、建设部《建设工程经济评价方法与参数》及《给水排水建设工程经济评价细

则》的要求，结合企业的实际状况进

行分析。

一、估算范围

本工程设计规模为存栏2022头的养猪场的粪便共4t/do本工程估算范围为沼气工程工

程，内容包括：土建投资、设备投资、电气、安装调试投资。不包括工程界区外的管网投资、

生活用水进场管网以及绿化投资。

二、估算原则

估算编制依据类似工程的初步设计图纸与有关规定的资料进展编制

编制原则为主要建（构）筑物按图纸计算工程量，套用相应定额与取费标准；次要建［构）筑物按指标或类

其次节投资估算

、土建投资估算

序号建（构）筑物名称构造尺寸（m）规模（nWmz）数量单价（元）合价।

1调配池①3、OmX2、5m17、617001

2厌氧耀根底①8、63m入。、4m23、38115003

3反氧出料池w3、0mx3、0m211/UU1

4干化床lu13UU0

5t内炉厉1618001

6综甘治理房1618001

/净化问2418UU1

8营道、设备根底0

9百计11

、主要工艺设施投资估算表32主要工艺设施投资估算表

序号建（构）筑物名称尺寸（m）规模（m3）数量合价（万元〕

1一体化厌氧反响器罐体①7、63X5、43248115、25

2一体化厌氧反响器气柜①7、63X3、439316、2

3侧搅拌机5、5kw12、4

合价（万元）

序号建（构）筑物名称尺寸（m）规模（rm）数量

4罐体保温13、0

5合计26、85

三、设备投资估算

表6-3设备投资估算表

功率单价金额

序号设备名称规格型号单位数量

(kW)（力（万元

儿）0、8

1潜水渣浆泵3台21、6

9JRJ-40015台[n”055

凝水器非标台[n40、4

4涧气流量计JLOD台[nA0、6

5干式阻小器ZHQ苍1n07n07

台

6热水循环军40HG152025nL7

7T号管道用祠口育]anan

管E5A道Jm/L油Uz-iK漆*防1/J/R腐J,»伴Iz-J潟x/illl11E1A

9电气及自控4545

10小计12Q

11安港(16%)1、94

—12—--------------------------------------------148

四、工程直接投资估算

表6-4工程直接费用计算表

序号工程名称价格（万兀）备注

1土建投资估算11、48

2主要工艺设施投资估算26、85

3设备投资估算14、86

4直接费用合计53、19

五、其它直接投资估算

表6-5其它直接费用计算表

工程造价（万元）

序号建（构）筑物名称单位数量

计赁垄数费率金额

1设计费53、193、00%1、6

2系统调试费