一、沼氣池建造公司概況

（1）經我單位（汝南縣*）近兩年下鄉(xiāng)到各養(yǎng)殖場周邊勘察走訪，我縣農村環(huán)境主要污染源自中小型養(yǎng)殖場：包括存欄（1000頭、5000頭、10000頭生豬規(guī)模）的養(yǎng)殖戶。養(yǎng)殖模式都是以水沖洗欄的養(yǎng)殖工藝，而且大部分圈舍沒有做雨水、污水分流措施。該養(yǎng)殖模式具有需水量大，排量大，環(huán)境污染擴散快等嚴重問題！作為環(huán)保部門我們有責任管制。因為我縣本身屬于農業(yè)大縣，中大型養(yǎng)殖戶發(fā)展也非常迅速，那么，養(yǎng)殖場周邊群眾的埋怨和投訴也逐步漸多起來。養(yǎng)殖的發(fā)展不能再以犧牲環(huán)境為代繼續(xù)走下去了。我們的*難度是：強制制止養(yǎng)殖排污難度高，因為做污水處理需要大量資金，光要養(yǎng)殖場自己承擔工作難做，我縣沒有現成的模式供其參觀和引導，有些新建的養(yǎng)殖戶資金確實緊張，通過我們環(huán)保政策的宣傳他們現也意識到了污染對周邊環(huán)境及群眾的危害，有心想做污水處理而經濟跟不上。我們想以獎代補的形式來帶動部分養(yǎng)殖戶，慢慢形成我縣養(yǎng)殖行業(yè)的標準模式。

就我縣養(yǎng)殖規(guī)模和養(yǎng)殖模式，我們計劃先將養(yǎng)殖該場實行雨污分流，水沖式或水泡糞的養(yǎng)殖方法。

每存欄5000頭生豬的養(yǎng)殖規(guī)模平均日排污水量控制在50噸以內，估算糞污水的TS濃度為1.0～1.2%，在系統(tǒng)溫度為20℃的狀況下預計日產沼氣約150m³（甲烷含量約為50～60%），可用于發(fā)電195度，用于周邊群眾供氣120余戶。產生的糞沼渣可養(yǎng)魚、也可風干濃縮、堆肥后出售；沼液處理后可以用于沖洗豬舍、灌溉周邊農田、或達標排放。

（2）為了貫徹我國的環(huán)境保護的政策，執(zhí)行環(huán)保法規(guī)，計劃在存欄5000頭生豬養(yǎng)殖場建日處理污水能力為50m³環(huán)保型污水處理系統(tǒng)一套。使得污水達到國家畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染物排放標準，以減少外排污染物可能造成的環(huán)境危害。同時有利于提高企業(yè)自身形象，擴大影響力，也有利于提高地區(qū)地表水環(huán)境質量，有利于保障周圍居民的身心健康，對改善周圍居民的工作、生活環(huán)境都會產生明顯的效益。

（3）為了保證寒冷季節(jié)沼氣工程正常運行，必須考慮沼氣工程的保溫增溫措施，除了利用地熱建設地下池型，外圍增建保溫陽光大棚外，還必須考慮用熱水鍋爐增溫（控制厭氧污水水溫在20℃以上），或者用太陽能熱水器增溫，或者回收沼氣發(fā)電機的尾氣熱量（可達500～600℃）通過熱電聯供系統(tǒng)對整個沼氣工程進行增溫，以保證發(fā)酵溫度，使得沼氣工程能正常運行。此方案設計未包括鍋爐、太陽能熱水器增溫加熱與沼氣發(fā)電機尾氣回收熱電聯供系統(tǒng)工藝及管道設計。

二、沼氣池建造公司設計方案編制依據

（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)污染防治技術規(guī)范》；

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

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

（5）GB50003-2001《砌體結構設計規(guī)范》；

（6）GB50013-2006《室外給水設計規(guī)范》；

（7）GB50101-2005《室外排水設計規(guī)范》；

（8）GB50015-2003《建筑給水排水設計規(guī)范》；

（9）CECS138：2002《給水排水工程結構設計規(guī)范》；

（10）GB50010-2002《混凝土結構設計規(guī)范》；

（11）中國*令第9號《畜禽養(yǎng)殖污染防治管理辦法》；

（12）當地政府有關畜禽養(yǎng)殖污染防治管理的相關規(guī)范和規(guī)定；

（13）中國臺灣省政府農林廳、中國臺灣省畜產試驗所《畜禽糞尿處理設施工程設計、施工手冊》；

（14）方案設計參數根據業(yè)主提供的飼養(yǎng)方式及經驗確定，具體糞污基礎數據（水質情況）參照業(yè)主提供的檢測數據。

三、設計目標

設計日處理豬糞污水量50噸（TS濃度為1.0～1.2%），建設紅泥塑料沼氣池約500m³，日均產氣約150m³（在20℃的狀況下），貯氣容積約60m³的能源環(huán)保型污水處理沼氣工程一套。

本項目以污染治理為出發(fā)點，以物質和能源循環(huán)利用為特征，以社會、環(huán)境、經濟可持續(xù)發(fā)展為zui終目標，zui大限度利用資源和能源，提高綜合效益，并實現污染物的達標排放。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)質氣體燃料和優(yōu)質有機肥料，充分發(fā)揮該項目的經濟、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)農業(yè)發(fā)展和農業(yè)增效、農民增收，有利于社會主義新農村的建設和可持續(xù)循環(huán)經濟的發(fā)展。

四、設計參數

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

（2）設計原水TS濃度：1.2%

（3）設計厭氧池容積負荷：≤2.5kg COD_Cr/m³·d；

（4）紅泥塑料沼氣池污水綜合滯留期（HRT）：10天；

（5）A²/O曝氣池污水滯留期（HRT）：6小時；

（6）設計系統(tǒng)運行水溫：≥20℃；

（7）每降解1公斤COD_Cr產沼氣量：0.3～0.35m³；

（8）沼氣貯氣容積依據用氣模式取日產沼氣量的40%。

（9）經過固液分離機分離后每天入沼氣池41m³ 、剩余9m³ 干物質作為養(yǎng)魚或堆肥。

五、工藝技術方案

本項目設計建設能源環(huán)保型的沼氣工程，所謂能源環(huán)保型即為以處理后的畜禽污水直接排入自然水體為zui終目標的處理方式，該種工藝的zui終出水達到國家畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染物排放標準。

因此要求養(yǎng)殖場應做好養(yǎng)殖場區(qū)的雨污分離，減少沖洗水量以控制污水的水質水量，以免造成污水處理系統(tǒng)的超負荷運行。通過綜合措施對禽畜養(yǎng)殖污水進行處理達標排放、對糞沼渣進行無害化堆肥處理，沼氣可用于發(fā)電、職工和周邊村民生活燃料、仔豬舍保溫等。處理后的排放水也可用以養(yǎng)魚，形成“豬-沼-漁（林）”立體生態(tài)農業(yè)生產模式，實現能源回收、環(huán)境治理和廢棄物綜合利用。

污水處理沼氣工程采用青奎環(huán)保設備能源工程有限公司三段式畜禽糞污水處理工藝，又加了升流滲濾系統(tǒng)。厭氧采用紅泥塑料厭氧發(fā)酵工藝。該工藝技術*，工藝成熟，運行穩(wěn)定，目前在國內已完成多處示范工程。

河南青奎環(huán)保設備能源工程有限公司研制的紅泥新型沼氣池具有場地要求簡單，安裝迅速產氣快，氣量足壓力穩(wěn)，維護簡便，使用安全等明顯優(yōu)于傳統(tǒng)沼氣池的特點。所產生的氣體可用于做飯、照明、取暖、發(fā)電。其沼渣、沼液經過發(fā)酵，殺滅了各種病菌、蟲卵，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，從而避免使用農藥對生態(tài)造成危害，使蔬菜、瓜果變?yōu)榫G色無公害食品；沼渣用作飼料，可使家禽、家畜和魚類生長更快。這對凈化環(huán)境，美化家園，改善居住條件，減少疾病傳播，改善農村環(huán)境衛(wèi)生，建設社會主義新農村具有重大意義。

注：①依據養(yǎng)殖場清糞工藝的性質，設定鮮糞污水濃度COD_Cr濃度為12000mg/L。②沼氣工程設計為能源環(huán)保型，養(yǎng)殖場每天產生的污水經本工程處理后達標排放；產生的沼氣用于發(fā)電及生活燃料等；產生的糞沼渣經風干濃縮堆肥化后出售。③該項目通過沼氣工程治理了污染，獲得了清潔能源（沼氣），實現了節(jié)能減排的治理目標。

（2）設計出水排放標準

                                                           表1

六、主要工藝技術特點

與國內現行的工藝技術比較，該工藝技術的主要特點：

（1）紅泥塑料厭氧池系臥式半地下式外水封鋼筋混凝土結構，構造簡單，建池容易。紅泥塑料厭氧覆皮氣密性好，安裝、拆卸容易，進出料方便，避免了常規(guī)沼氣池進出料困難的問題。

（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能，加熱池內污水，提高發(fā)酵溫度，從而提高了發(fā)酵速率、降解率和產氣率。

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

（4）紅泥塑料厭氧覆皮和紅泥塑料貯氣袋采用大型雙工位大功率高周波熔接機加工，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、增壓調節(jié)，可實現供氣系統(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）工程部分結構、材料和設備可實現產業(yè)化生產，商品化程度高。沼氣工程土建部分竣工后，安裝調試工期短，施工簡單、管理方便。

七、建設內容

前處理系統(tǒng)

（1）格柵：兩道，規(guī)格：0.4m×0.45m，一粗（間隙25mm）一細（間隙15mm），不銹鋼材質。攔截豬糞污水中較長纖維、豬毛等雜物。人工定時清理格柵表面雜物。

（2）沉砂池：約2m³，磚混結構。去除粗大固體物和無機的可沉固體（砂礫），旁邊設置糞渣堆場和推車過道，定期人力清渣。

（3）集水井：約21.2m³，磚混結構。內安裝攪拌設備（JB-3.4m×2.6m，功率1.5kW）、污泥提升泵和液位自控裝置。暫時貯存污水，保證固液分離機正常運行。

（4）固液分離機平臺：1座，約4m²，規(guī)格：2m×2m（1.5m高），磚混結構。安裝固液分離機的設施。

（5）固液分離機：1臺，采用全自動高效固液分離機，型號：Qk-120，單臺功率：3kW，處理能力：10T/h。整機為不銹鋼結構，可實現啟動、過濾、出渣、停機全自動工作。

（6）糞渣堆場：約10m²，共1口，規(guī)格：2m×5m。

（7）平流沉淀酸化調節(jié)池：容積約75m³，共1座，規(guī)格：10m×3m×2.5m磚混結構，利用畜禽污水中容易產生浮渣、沉渣和水解、酸化快的特點，降低污水TS、SS濃度，調節(jié)污水水量、水質（溫度、濃度、酸堿度），使集中、間歇性進水變成均衡、連續(xù)性出水。通過時控裝置控制水泵抽取發(fā)酵液均衡進入后續(xù)厭氧裝置，為厭氧發(fā)酵做好準備。池頂設計有刮渣功能，把浮渣刮至浮渣收集槽再排入浮渣干化場進行脫水干化處理，池底部設有錐形污泥斗，收集的底泥定期排入集水井。

（8）浮渣干化場：約20m²，共1口,規(guī)格：10m×2m、砼結構。

（9）糞渣堆場頂棚：約13.75m²，彩鋼結構。

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*發(fā)布的農業(yè)行業(yè)標準（NY/T1220.1—2006）中《沼氣工程技術規(guī)范》所*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結構。根據厭氧進水的高懸浮物濃度和高有機濃度，采用多池并聯進水，以達到較合理的容積負荷；池底部設置有沼氣攪拌裝置使高濃度的有機廢水在此階段形成*混合的狀態(tài)以達到較好的去除效果，池頂部設置有回流噴淋系統(tǒng)以達到內循環(huán)攪拌及防止浮渣結殼。每級前槽末端頂部設置有出水口，底部設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置有排泥斜底和錐形排泥斗，厭氧消化過程中產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污泥泵抽至污泥干化場。

② 厭氧中槽為中負荷區(qū)，采用多級串聯的ABR結構。厭氧中槽每級均設有上下折流板，底部進水、上部出水進入下一級，污水經過多次的上下折流，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)，采用多級串聯的AF結構。厭氧后槽每級均設有設有導流墻，底部進水、上部出水，底部為配水層，設置有排斜底和排泥斗，中部設有彈性填料，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)酵底物經沉淀收集到排泥斗經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，提高產氣率。設計多級厭氧發(fā)酵、磚混結構，施工容易，布水合理，消除污水分層現象，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 考慮降雨問題，避免雨水進入厭氧發(fā)酵槽；以及便于冬季的保溫，紅泥塑料厭氧覆皮設計采用外水封。并建議對主體工程建造保溫大棚，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。

（1）紅泥塑料厭氧前槽：采用CSTR工藝，池內設置沼氣攪拌系統(tǒng)，有效容積200m³，共2口，每口規(guī)格：12 m×3m×3m（有效水深2.85m），半地埋式磚混結構。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）紅泥塑料厭氧中槽：采用ABR工藝，池內設置折流板，有效容積200m³，共2口，每口規(guī)格：12 m×3m×3m（有效水深2.85m），半地埋式磚混結構。拱頂采用1.8mm紅泥塑料覆皮，規(guī)格：YZ-12m×3m×1m；采用外封式。

（3）紅泥塑料厭氧后槽：采用AF工藝，池內設置彈性填料（和填料反沖洗沼氣攪拌系統(tǒng)，有效容積100m³，共1口，規(guī)格：12 m×3m×3m（有效水深2.85m），半地埋式磚混結構。拱頂采用1.8mm紅泥塑料覆皮，規(guī)格：YZ-12m×3m×1m；采用外封式。

（4）沼氣恒壓裝置：1套，型號：HY-300S。裝置采用2mm厚度的SUS304不銹鋼和其它防腐材料，保證紅泥塑料沼氣池的工作壓力恒定在300Pa。

（5）水封裝置：1套，型號：SF-110。

好氧處理系統(tǒng)

（1）鼓風機房：15m²，規(guī)格：5m×3m ，磚混結構，安置鼓風機、發(fā)電機和曝氣系統(tǒng)控制裝置的場所。

（2）氣浮機坪：規(guī)格：Ф8m×0.5m

• 后處理系統(tǒng)

（2）綜合利用：設置調配池若干立方，根據養(yǎng)殖場整體地理位置和周邊環(huán)境，設計沼液養(yǎng)魚，種植牧草及灌溉園林，節(jié)約養(yǎng)魚飼料，和園林及牧草的肥料。本系統(tǒng)投資不計劃在預算內。

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，整套系統(tǒng)能實現可調恒壓供氣、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2mm厚度的SUS304不銹鋼和其它防腐材料，內填充冷凝材料，底部設置排水閥。將厭氧產生的沼氣（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，裝置采用2mm厚度的SUS304不銹鋼和其它防腐材料，內設散氣孔和排水閥。沼氣采用低壓脫硫和內循環(huán)均勻布氣，沼氣與脫硫劑可緩慢、充分