一、大型養(yǎng)殖場沼氣池概況

（1）根據(jù)我們多年對養(yǎng)殖場的了解，現(xiàn)在養(yǎng)殖場基本實行了雨污分流，養(yǎng)殖模式基本分為：水沖糞；水泡糞；干清糞三種。開封市畜牧局提供的養(yǎng)殖模式采用的是干清糞養(yǎng)殖。沖洗圈舍的污水TS濃度經(jīng)過固液分離機分離后TS濃度還在2～2.5%，有利于在污水處理厭氧過程中產(chǎn)生沼氣，同時在沼氣發(fā)生過程中大量降解COD等有害物質(zhì)，為后續(xù)的灌溉、綜合利用鋪墊良好基礎(chǔ)。

（2）大型養(yǎng)殖場為貫徹我國環(huán)境保護的政策，執(zhí)行養(yǎng)殖行業(yè)糞污染治理規(guī)范，委托河南青奎環(huán)保設(shè)備能源工程有限公司，設(shè)計存欄在15000-16000頭的糞污水處理設(shè)施，使得污水達到能源化、減量化、生態(tài)化的綜合利用標準；同時有利于提高企業(yè)自身形象，擴大影響力，保護地區(qū)地表水及環(huán)境質(zhì)量，保障養(yǎng)殖場周圍居民的身心健康，對改善養(yǎng)殖場自身員工的工作生活環(huán)境都會產(chǎn)生明顯的效益。

經(jīng)我公司的經(jīng)驗和參照同行業(yè)標準，根據(jù)河南省萊蕪市位置特點，我公司擬定初步方案。

上該大型養(yǎng)殖場沼氣池工藝系統(tǒng)的優(yōu)點有以下幾點：

1厭氧后的沼渣、沼液經(jīng)過發(fā)酵，殺滅了各種病菌、蟲卵、沒有蚊蠅滋生；可很好的避免場區(qū)蚊蠅的細菌傳播，減輕防疫負擔。同時增加了各種生長激素和氨基酸。用作肥料可增加土地肥力，改良土壤。沼液還具有強烈的滅菌作用，可使瓜果、蔬菜免遭蟲害，從而避免使用農(nóng)藥對生態(tài)造成危害，使蔬菜、瓜果變?yōu)榫G色無公害食品。這些都對凈化環(huán)境，美化家園，改善居住條件，減少疾病傳播，改善養(yǎng)殖區(qū)環(huán)境衛(wèi)生具有重大意義。

2厭氧后的沼液是很好的有機液態(tài)肥料，可對外出售或無償供給當?shù)剞r(nóng)戶用來對果樹園使用。

3解決了污水經(jīng)過厭氧直接外排對地表水和周邊環(huán)境潛在的危害。

4鮮糞經(jīng)過固液分離機分離后可作為魚飼料出售，同時還可以經(jīng)過干發(fā)酵后作為有機肥出售，為公司增加效益。

5厭氧過程中產(chǎn)生大量的沼氣，可用來發(fā)電和公司員工的生活燃料，同時降低了污水中COD、NA等有害物質(zhì)含量。

6我公司設(shè)計的大型養(yǎng)殖場沼氣池處理工藝是：用臺灣紅泥覆皮做厭氧密封，該材料具有吸熱性能、密封效果好的特點，冬季稍加改造即可解決寒冷季節(jié)沼氣工程保溫增溫措施，使得厭氧階段能正常運行。該設(shè)計比建設(shè)地上厭氧池節(jié)約投資，減少運營費用，因地上厭氧罐冬季運行必須要用鍋爐對其加溫才可運行，如此也就加大了運行成本；比全地埋式混凝土沼氣池的優(yōu)點是:其也半地埋狀態(tài)，又可以靠太陽的能量對紅泥厭氧覆皮增溫，紅泥塑料自身有鋁粉作為填充料，鋁的導熱性能強，只要有太陽光，下面沼氣池內(nèi)的溫度就會迅速上升，同時利用沼氣反沖攪拌工藝，***大限度的對養(yǎng)殖污水進行降解。而全地埋式只能靠地溫發(fā)酵。

7糞污水經(jīng)厭氧后去除了大量的COD，儲存在厭氧池后端的儲液池，經(jīng)自然消耗和周邊農(nóng)田肥料，或再經(jīng)過好氧池（曝氣），在雨季和季節(jié)原因不需要沼液灌溉時，可以啟動后端的曝氣池進行處理后無害化排放。

二、大型養(yǎng)殖場沼氣池設(shè)計方案編制依據(jù)

（1）GB18596-2001《畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染物排放標準》；

（2）HJ/T81-2001《畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染防治技術(shù)規(guī)范》；

（3）NY/T 1222-2006《規(guī)?；笄蒺B(yǎng)殖場沼氣工程設(shè)計規(guī)范》；

（4）NY/T 1221-2006《規(guī)?；笄蒺B(yǎng)殖場沼氣工程運行、維護及其安全技術(shù)規(guī)程》；

（5）GB50003-2001《砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》；

（6）GB50013-2006《室外給水設(shè)計規(guī)范》；

（7）GB50101-2005《室外排水設(shè)計規(guī)范》；

（8）GB50015-2003《建筑給水排水設(shè)計規(guī)范》；

（9）CECS138：2002《給水排水工程結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》；

（10）GB50010-2002《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》；

（11）中國環(huán)境保護總局令第9號《畜禽養(yǎng)殖污染防治管理辦法》；

（12）當?shù)卣嘘P(guān)畜禽養(yǎng)殖污染防治管理的相關(guān)規(guī)范和規(guī)定；

（13）臺灣省政府農(nóng)林廳、臺灣省畜產(chǎn)試驗所《畜禽糞尿處理設(shè)施工程設(shè)計、施工手冊》；

（14）方案設(shè)計參數(shù)根據(jù)業(yè)主提供的飼養(yǎng)方式及經(jīng)驗確定，具體糞污基礎(chǔ)數(shù)據(jù)（水質(zhì)情況）參照業(yè)主提供的檢測數(shù)據(jù)。

三、大型養(yǎng)殖場沼氣池設(shè)計目標

豬的日排泄糞尿量約為人排糞尿量的5倍，按1頭育肥豬日排泄糞尿量3.5千克計、如果采用干清糞工藝加上圈舍清洗用水，1頭豬日污水排放量約4.5千克。那么存欄規(guī)模設(shè)計在約15000頭（含種豬、育肥、小豬）每天平均排泄純糞尿達50噸；尿糞比例為：（糞）35％：（尿、水）65％。設(shè)計日處理污水量50噸，儲液池滯留時間18天（即2000立方）；原水（TS濃度為2～2.5%），建設(shè)厭氧池（沼氣池）2000m3，日均產(chǎn)氣約800m3（在20℃的狀況下），貯氣容積約560m3 。日發(fā)電1400度。

本項目以污染治理為出發(fā)點，以物質(zhì)和能源循環(huán)利用為特征，以社會、環(huán)境、經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展為***終目標，***大限度利用資源和能源，提高綜合效益，并實現(xiàn)污染物的無害化排放。由于治理了豬糞污水，凈化了環(huán)境，同時變廢為寶，獲得優(yōu)質(zhì)氣體燃料和優(yōu)質(zhì)有機肥料，充分發(fā)揮該項目的經(jīng)濟、能源、社會、生態(tài)、環(huán)境效益的顯著作用，帶動和促進生態(tài)農(nóng)業(yè)發(fā)展和農(nóng)業(yè)增效、農(nóng)民增收，有利于社會主義新農(nóng)村的建設(shè)和可持續(xù)循環(huán)經(jīng)濟的發(fā)展。

四、大型養(yǎng)殖場沼氣池設(shè)計參數(shù)

（1）設(shè)計日處理水量：50m3/d;                              

（2）設(shè)計原水TS濃度：2.5%

（3）設(shè)計厭氧池容積負荷：≤2.5kg CODCr/m3·d；

（4）紅泥塑料沼氣池污水綜合滯留期（HRT）：33天；

（5）沼液儲存池污水滯留期：18天（即2000立方）；

（6）設(shè)計密封厭氧系統(tǒng)運行水溫：≥20℃；

五、大型養(yǎng)殖場沼氣池工藝技術(shù)方案

本項目設(shè)計以建設(shè)綜合利用標準工程，所謂綜合利用標準即為以產(chǎn)生后的污水不直接排入自然水體為***終目標的處理方式，該種工藝的***終出水達到無害化、生態(tài)化、資源化利用。

因此要求養(yǎng)殖場把所有污水通過管道引到集水井，清出的糞通過斗車運集污池進行統(tǒng)一處理，同時做好養(yǎng)殖場區(qū)的雨污分流，控制沖洗水量以保證污水的水質(zhì)，以免造成污水處理系統(tǒng)的超負荷和濃度的高低不一，影響厭氧階段正常運行。通過綜合措施對養(yǎng)殖場污水進行綜合治理、對糞污水首先進行干濕分離，目的是減少污水中的懸浮物,為厭氧后的污水處理做鋪墊，分離出的固體物質(zhì)加工制成有機肥用作果蔬的肥料；液體進入?yún)捬醭匕l(fā)酵。形成“豬-沼-果（林）”立體生態(tài)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式，實現(xiàn)能源回收、環(huán)境治理和廢棄物綜合利用的***大效益。

污水處理沼氣工程采用青奎環(huán)保設(shè)備能源工程有限公司設(shè)計的三段式畜禽糞污水處理工藝，厭氧采用紅泥塑料厭氧發(fā)酵工藝。該工藝經(jīng)過三十年的發(fā)展使用，技術(shù)不斷完善，工藝更加成熟，運行十分穩(wěn)定，目前在國內(nèi)已完成多處示范工程。

河南青奎環(huán)保設(shè)備能源工程有限公司設(shè)計的環(huán)保型污水處理沼氣工程施工簡單快捷，安裝迅速產(chǎn)氣快，氣量足壓力穩(wěn)，維護簡便，使用自動化等明顯優(yōu)于傳統(tǒng)沼氣池的特點。

 

注：①依據(jù)養(yǎng)殖場清糞工藝的性質(zhì)，設(shè)定鮮糞污水濃度CODCr濃度為11000mg/L。

②沼氣工程設(shè)計為能源生態(tài)型，養(yǎng)殖場每天產(chǎn)生的污水經(jīng)沼氣工程降解后進入后續(xù)處理以備綜合利用。

③該項目通過沼氣工程治理了污染，獲得了清潔能源（沼氣），實現(xiàn)了節(jié)能減排的目標。

六、大型養(yǎng)殖場沼氣池主要工藝技術(shù)特點

（1）紅泥塑料厭氧池系臥式半地下式外水封磚混結(jié)構(gòu)，采用推流、升流、折流相結(jié)合的流程，又結(jié)合菌種回流、沼氣反沖攪拌的設(shè)計，更大程度的使污水進入到厭氧快速反應(yīng)狀態(tài)。該工藝的特點是：產(chǎn)氣更快、厭氧去除有害物質(zhì)效率高。

（2）紅泥塑料耐腐蝕、氣密性好、吸熱性能優(yōu)。紅泥塑料厭氧覆皮能充分利用太陽光加熱池內(nèi)污水，提高發(fā)酵溫度，從而提高了發(fā)酵速率有害物質(zhì)降解率。

（3）利用恒壓裝置確保紅泥塑料厭氧覆皮內(nèi)的沼氣壓力恒定，實現(xiàn)紅泥塑料厭氧發(fā)酵裝置無骨架支撐，確保常年不變形。

（4）紅泥塑料厭氧覆皮和紅泥塑料貯氣袋采用專用熔接機加工，解決傳統(tǒng)手工焊接工藝操作過程中脫焊、漏焊、虛焊的不足，焊縫強度明顯提高，產(chǎn)品使用壽命10年以上。

（5）紅泥塑料貯氣袋屬低壓干式柔性貯氣，沼氣通過恒壓、脫水、脫硫凈化、增壓調(diào)節(jié)，可實現(xiàn)供氣系統(tǒng)自動控制，供氣穩(wěn)定，安全可靠，比濕式貯氣柜減少投資。

（6）工程部分結(jié)構(gòu)、材料和設(shè)備可實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)，商品化程度高。沼氣工程土建部分竣工后，安裝調(diào)試工期短，施工簡單、管理方便。

（7）后續(xù)凈化系統(tǒng)建設(shè)投資少、利潤化運行。

七、大型養(yǎng)殖場沼氣池建設(shè)內(nèi)容

（一）收集系統(tǒng)

（1）集污井：1口，容量約50m3，規(guī)格：Φ4m×4m；設(shè)有泵井、攪拌裝置、液位控制器及干濕分離機。攪拌起到解決污水在收集過程中懸浮物和沉積物不亦被分離機提入的問題；液位控制起到節(jié)約人員管理的目的。

（2）固液分離機坪：2座，約12m2，規(guī)格：2m×3m，磚混結(jié)構(gòu)。安裝固液分離機的設(shè)施。

（3）固液分離機：2臺，采用全自動高效固液分離機，型號：HB-120，單臺功率：4.5kW，處理能力：25T/h。整機為不銹鋼結(jié)構(gòu)，可實現(xiàn)啟動、過濾、出渣、停機全自動工作。

（4）管道安裝及預(yù)埋：采用￠300管道，管道安裝采取地下300mm,為防止冬季結(jié)冰管道堵塞影響運行，并在適合的位置建設(shè)檢修井。

（二）大型養(yǎng)殖場沼氣池厭氧處理系統(tǒng)

厭氧處理系統(tǒng)是畜禽糞污水處理沼氣工程的核心部分，采用的是國家農(nóng)業(yè)部發(fā)布的農(nóng)業(yè)行業(yè)標準（NY/T1220.1—2006）中《沼氣工程技術(shù)規(guī)范》所推薦的CSTR-ABR-AF的工藝。在厭氧條件下，污水通過微生物作用降解轉(zhuǎn)化，達到污水的減量化、資源化與無害化的目的。紅泥塑料厭氧發(fā)酵裝置根據(jù)有機廢水的懸浮物濃度和有機物濃度在厭氧發(fā)酵裝置中消化過程的梯度設(shè)置成多級（前、中、后）發(fā)酵槽。

① 厭氧前槽為高負荷區(qū)，采用CSTR結(jié)構(gòu)。根據(jù)厭氧進水的高懸浮物濃度和高有機濃度，采用多池并聯(lián)進水，以達到較合理的容積負荷；池底部設(shè)置有沼氣攪拌裝置，使高濃度的有機廢水在此階段形成完全混合的狀態(tài)以達到有害物質(zhì)較好的去除效果，及防止浮渣結(jié)殼。每級前槽末端頂部設(shè)置有出水口，底部設(shè)置有剩余污泥排放口、剩余污泥沉淀槽，剩余污泥沉淀槽底部設(shè)置有排泥斜底和錐形排泥斗，厭氧消化過程中產(chǎn)生的剩余厭氧污泥及發(fā)酵底物通過剩余污泥排放口排到剩余污泥沉淀槽沉淀，經(jīng)污泥泵抽至廠區(qū)樹林作肥料（一年一次），同時前槽接收后槽回流過來的菌種。

② 厭氧中槽為中負荷區(qū)，采用多級串聯(lián)的ABR結(jié)構(gòu)。厭氧中槽每級均設(shè)有上下折流板，底部進水、上部出水進入下一級，污水經(jīng)過多次的上下折流，使污水中有機物與厭氧微生物充分接觸，有利于有機物的分解；并且在中槽可形成沉淀性能良好、活性高的厭氧顆粒污泥，可維持較多的生物量；能保證較高厭氧降解效率。

③ 厭氧后槽為低負荷區(qū)，采用多級串聯(lián)的AF結(jié)構(gòu)。厭氧后槽每級均設(shè)有設(shè)有導流墻，底部進水、上部出水，底部為配水層，設(shè)置有排斜底和排泥斗，中部設(shè)有彈性填料，用于附著厭氧微生物而形成生物膜，可保留高濃度的厭氧污泥，能保證較高厭氧降解效率；填料底部設(shè)有反沖洗沼氣攪拌系統(tǒng)；厭氧消化過程中脫落的老化生物膜及發(fā)酵底物經(jīng)沉淀收集到排泥斗經(jīng)污泥泵抽至污泥干化場，上部為清水層，出水效果好。

④ 紅泥塑料是一種改性塑料合金材料，具有抗老化、耐腐蝕、阻燃、使用壽命長，吸熱性能優(yōu)，充分利用太陽能，提高發(fā)酵溫度，增強厭氧菌活性，而采用低壓-恒壓-厭氧工藝，有利于沼氣的釋放，提高產(chǎn)氣率。設(shè)計多級厭氧發(fā)酵，布水合理，消除污水分層現(xiàn)象，同時水流沿程形成良好的優(yōu)勢菌群分布，厭氧效果好，使用可靠，壽命長。

⑤ 考慮便于冬季的保溫，紅泥塑料厭氧覆皮設(shè)計采用外水封。建議對主體工程頂部該加透光保溫大棚，保證冬季的發(fā)酵溫度，利于沼氣工程冬季的正常運行。

⑥ 沼氣攪拌裝置：在厭氧前槽底部設(shè)計攪拌管，采用壓力氣體間歇攪拌的方法（攪拌氣體為沼氣），較好的解決了沼渣沉淤、沼液分層、沼氣釋放等問題并提高了厭氧菌活性，達到了提高厭氧發(fā)酵效果的目的。

（2.1）紅泥塑料厭氧前槽：采用CSTR工藝，池內(nèi)設(shè)置沼氣攪拌系統(tǒng)，有效容積約756m3，共6口，規(guī)格：12m×3m×3.5m，半地埋式磚混結(jié)構(gòu)。拱頂采用1.8mm紅泥塑料覆皮，規(guī)格：YZ-12m×3m×1m；采用外封式。

（2.2）紅泥塑料厭氧中槽：采用ABR工藝，池內(nèi)設(shè)置折流板，有效容積約756m3，共6口，規(guī)格：12m×3m×3.5m，半地埋式磚混結(jié)構(gòu)。拱頂采用1.8mm紅泥塑料覆皮，規(guī)格：YZ-12m×3m×1m；采用外封式。

（2.3）紅泥塑料厭氧后槽：采用AF工藝，池內(nèi)設(shè)置彈性填料（和填料反沖洗沼氣攪拌系統(tǒng)，有效容積約756m3，共6口，規(guī)格：12m×3m×3.5m，半地埋式磚混結(jié)構(gòu)。拱頂采用1.8mm紅泥塑料覆皮，規(guī)格：YZ-12m×3m×1m；采用外封式。

（2.4）沼氣恒壓裝置：1套，型號：HY-300S。裝置采用10mm厚度的PP塑料材料，保證紅泥塑料沼氣池的工作壓力恒定在300Pa。

（2.5）水封裝置：3套，型號：SF-50。

（2.6）沼液池：500立方，規(guī)格：20m×8m×3.5m，磚混結(jié)構(gòu)，安置厭氧后沼液，池底裝有液位控制器，以便控制液位，進行沖洗下水道。

（2.6）電氣化房：18m2，規(guī)格：4m×4.5m ，磚混結(jié)構(gòu)，安置沼氣凈化設(shè)備、曝氣系統(tǒng)控制裝置的場所。

（三）大型養(yǎng)殖場沼氣池后處理系統(tǒng)（根據(jù)貴方要求，暫時不預(yù)算）

（四）沼氣凈貯供氣系統(tǒng)

紅泥塑料貯氣袋為低壓干式柔性貯氣，不受季節(jié)、氣候影響，可采用串、并聯(lián)連接，隨時改變貯氣容積，易搬遷、維護方便、施工簡單、安全可靠、使用壽命長。沼氣凈化采用低壓脫硫和高壓脫水技術(shù)，整套系統(tǒng)能實現(xiàn)可調(diào)恒壓供氣、容易控制、方便使用，用氣效果穩(wěn)定。

（1）沼氣氣水分離器：1套，型號：QS-300/1000S。裝置采用12mm厚度的pp材料，內(nèi)填充冷凝材料，底部設(shè)置排水閥。將厭氧產(chǎn)生的沼氣（特點是溫度高、水分多）通過冷凝法除去沼氣中的大部分水分。

（2）沼氣脫硫裝置：1套，型號：TL-500。采用干式脫硫技術(shù)，該裝置采用14mm厚度的pp防腐材料，內(nèi)設(shè)散氣孔和排水閥。沼氣采用低壓脫硫和內(nèi)循環(huán)均勻布氣，沼氣與脫硫劑可緩慢、充分接觸， 脫硫效果好，一次裝料可用60～90天。

（3）沼氣卸壓裝置：1套，型號：XY-300S。裝置采用2mm厚度的SUS304不銹鋼和其它防腐材料，保證紅泥塑料貯氣系統(tǒng)壓力在300Pa正常工作范圍內(nèi)。

（4）紅泥塑料貯氣袋：約560m3，共6塊。規(guī)格ZQD-Ф3.2m×12m。兩邊封頭材料厚度1.8mm，其余材料厚度1.2mm。貯氣壓力為300Pa，具有防腐抗老化、使用壽命長的特點。

（5）沼氣增壓裝置：1套，型號：ZY-0.75，HB為146m3/h。

（6）沼氣貯壓裝置：1套，型號：HB-1000/2。采用Ф1m×2m，材料pp改性，厚度14mm，底部設(shè)有排水閥門。該裝置可緩沖系統(tǒng)壓力，降低增壓機的啟動頻率。

（7）沼氣阻火凈化分配器：1套，型號：ZJF-426/50A。材料碳鋼，厚度4mm，內(nèi)外部均進行嚴格防腐處理，配有凈化過濾阻火器和50A沼氣專用減壓閥、壓力表、排水閥，使沼氣能夠充分凈化過濾?？刂苹鼗穑{(diào)節(jié)壓力范圍在8～13kPa，供應(yīng)燃燒器的使用。

（8）大型養(yǎng)殖場沼氣池貯氣袋水泥坪：245m2，共6座，單座規(guī)格：12m×3.2m，安放和防護紅泥塑料貯氣袋的場地。