养殖场沼气工程设计方案.docx
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养殖场沼气工程设计方案.docx
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养殖场沼气工程设计方案
** 养 猪 场
沼 气 工 程
初步设计
建 设 地 点:
**县镇村
建 设 单 位:
** 县* *养猪场
法 人 代 表:
联 系 电 话:
一、概述 ...................................................................................................................... 3
二、设计依据与设计范围 .............................................................................................. 4
2.1、设计依据 ................................................................................................................. 4
2.2、设计原则 ................................................................................................................. 4
2.3、设计范围 ................................................................................................................. 5
三、基本设计参数及要求 .............................................................................................. 5
3.1、基本设计参数 ......................................................................................................... 5
3.2、主要设计参数 ......................................................................................................... 5
四、沼气系统规划设计 .................................................................................................. 5
五、工艺流程设计 .......................................................................................................... 6
5.1、设计原则 ................................................................................................................. 6
5.2、工艺流程设计 ......................................................................................................... 6
5.3、工艺流程描述 ......................................................................................................... 7
六、各单体设计和主要设备选型 .................................................................................. 7
七、总平面设计 .............................................................................................................. 8
7.1 设计依据 ................................................................................................................... 8
7.2 总平面布置 ............................................................................................................... 8
八、主要仪器设备选型 .................................................................................................. 9
九、工程造价概算 .......................................................................................................... 9
十、劳动定员和操作管理 ............................................................................................ 10
10.1、劳动定员 ............................................................................................................. 10
10.2、操作管理 ............................................................................................................. 10
10.3、劳动保护和安全生产 ......................................................................................... 11
十一、技术经济指标分析 ............................................................................................ 11
11.1、占地面积:
......................................................................................................... 11
11.2、运行费用分析:
................................................................................................. 11
1
十二、效益分析 ............................................................................................................ 12
12.1、经济效益分析 ..................................................................................................... 13
12.2、环境效益分析:
................................................................................................. 13
12.3、社会效益分析:
................................................................................................. 13
2
一、概述
**县**生态农业开发位于 **县****八组,是一独资民营企业,主
要从事生态安全猪的养殖和饲料加工,公司注册资本金 300 万元,总
资产 400 万元,其中固定资产 310 万元,公司拥有员工 18 人,其中中
级职称 2 人,大专学历以上员工 3 人。
公司成立于 2007 年 5 月,以发展规模生猪养殖业为宗旨,致力于
生猪的产、加、销一体化经营,取得了较好的成绩,公司现有种猪群
280 头、杜洛克公猪 4 头,存栏肉猪 3000 头。
公司建有 700 立方米中型沼气厌氧发酵工程,年处理粪污 1460 吨,
产沼气 5.5 万立方米,集中供气 12 个农户,沼液用于果园、农田蔬菜
基地作肥料和渔场作饲料,基本实现废弃物零排放。
生猪养殖污染物具有潜在的危害。
生猪养殖产生大量的有机废水
和废渣,如果不及时处理, BOD、COD、大肠杆菌、蛔虫卵、氮、磷等
含量较高的高浓度有机废水不仅污染地表水,而且极易渗入地下,严
重污染地下水,使水体发黑变臭;高浓度的污水如果用于灌溉,会使
农作物生长过旺,表现出徒长、易倒伏、贪青晚熟,造成农作物减产;
肉猪养殖废弃物还可产生大量的氨、硫化氢等恶臭气体,严重影响当
地的空气质量,造成大气污染。
此外,生猪养殖场废弃物还是许多病
原微生物、有害寄生虫卵及蚊蝇滋生的载体,对当地的环境卫生状况
构成巨大的威胁。
同时,生猪养殖污染物具有较大的利用价值。
生猪养殖废渣是开
发有机肥料的好原料, **县是湖南省绿色食品基地县,有机肥料潜在
3
市场需求较大;高浓度有机废水经处理可回收大量的能源,能基本解
决养殖场及周边地区的居民生产生活用能源的需求
本方案沼气系统处理方案,废水设计采用二级生化厌氧处理工艺
(即沼气工艺),处理后的沼液沼渣作为农田、果园有机肥,养殖废弃
物经处理后基本零排放。
二、设计依据与设计范围
2.1、设计依据
2.1.1、**养猪场产生的废水水质、水量数据。
2.1.2、现场踏勘获得的处理场所得平面尺寸与相关资料、数据。
2.1.3、地方政府和环保部门的要求;
2.1.4、《畜禽养殖业污染物排放标准》(GB18596-2001);
2.1.6、国家其它现行相关设计标准、规范等。
2.2、设计原则
按照国家环境保护的有关法律、法规、和标准及建设方的有关要
求,本设计按一下原则进行:
2.2.1、采用成熟可靠的工艺和技术、确保废弃物处理达标排放;
2.2.2、选择最佳工艺流程,充分利用当地地势,减少工程投资,
降低运行费用;
2.2.3、操作管理方便,减少人为因素对养殖废水系统运行稳定性
与可靠性的干扰。
4
2.3、设计范围
2.3.1、本设计为方案设计阶段。
2.3.2、本方案设计范围:
沼气系统区域内所有设施设备。
2.3.3、本方案设计包括:
工艺流程设计、构筑物(工艺设施)设
计、设备选型、电气与自控、工程造价概算等内容。
三、基本设计参数及要求
3.1、基本设计参数
根据**养猪场相关负责人介绍,按养殖 3000 头生猪计算,最大排
水量将达到 23m3/d(含猪尿、猪舍冲洗水、夏季生猪喷淋降温用水、
养殖场的生活用水等),猪粪等固体废弃物将达到 4 t/d。
按照环保部门
的研究结果和经验数据,废水水质数据见下表:
养猪废水特性表
原料名称
猪粪水
pH
7.0-7.8
COD(mg/L)
11000-26000
BOD5(mg/L)
7000-13000
SS(mg/L)
10000-60000
3.2、主要设计参数
根据相关资料和工程设计经验,生猪场养殖废弃物处理的主要参
数如下:
沼气容积产气率:
0.4 m 3/ m 3·d ;猪粪总发酵时间 15 d ,厌
氧发酵温度:
常温发酵。
四、沼气系统规划设计
针对**养猪场具体的场地情况,我们规划将沼气系统建设在建设
方制定的位置。
依山就势,充分利用现有的地形条件,减少废水提升,
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节省工程造价,降低运行成本。
本沼气工程选择能源生态模式,即粪便污水经过沼气发酵后产生
沼气,沼气用于职工食堂、农户集中供气和发电,沼渣沼液还田利用,
最大限度实现资源化利用。
由于养殖场猪粪便污水悬浮物浓度较高、
水量大,故选用升流式固体反应器(USR)厌氧消化工艺。
五、工艺流程设计
5.1、设计原则
①遵循满足当前、兼顾长远的原则,在设计处理规模中考虑一定
的富余,以满足阳光乳业第二牧场未来发展的需要。
②采用高效可靠、操作管理简便、运行成本低廉、维护维修方便
的工艺技术和设备。
③充分利用拟用场地的特点,根据地形标高,合理布置各水池,
确保废水处理站投资省、占地面积少,运行费用低。
5.2、工艺流程设计(简图如下)
沼气柜—→沼气利用
↑
粪污废水 —→ 格栅沉砂池 —→ 调节池 —→ 厌氧反应器 —→ 沼液灌溉
↓
沼渣
农业利用
6
5.3、工艺流程描述
从猪舍排出的养殖粪污废水以及猪场排出的生活污水经下水管
道流至废水处理站。
首先经过格栅沉砂池去除废水中的大颗粒固态废
物和泥砂,然后废水进入调节池,用潜水泵将废水抽到 USR 厌氧反应
器(即沼气反应池)。
高浓度有机废水在此进行常温发酵,产生沼气,沼
气经罗茨鼓风机送至沼气柜,沼液、沼渣从 USR 厌氧反应器流出送至
沼液贮存池,用作农田和果园浇灌。
六、各单体设计和主要设备选型
6.1、进料调节池
进料调节池有效容积 30m³,水里停留时间为 1 天。
6.2、厌氧消化装置
工艺类型:
升流式固体反应器(USR)
处理粪污量:
27t/d(其中粪 4t/d,污水 23 t/d)
进料浓度(TS):
2-3%
发酵温度:
常温(12℃以上)
有效池容:
700m³(2 座,单池容积分别为 200m³、150 m³)
水力停留时间(HRT):
15d
产气量:
150m³/d
容积产气率:
0.4m³/m³·d 以上
6.3、沼液贮存池
沼液贮存池有效容积 800m³,水力停留时间 29 天。
6.4、沼气柜
7
沼气存储采用湿式贮气柜,有效容积 60m³。
6.5、沼气利用
鉴于本项目建成并全部投产后,可产生相当数量的沼气。
沼气产
生后,经过气水分离、脱硫净化,再通过沼气流量计后,主要用于养
殖场内用于生活设施(如做饭炒菜、烧水等)、多余部分送至周边 12
户农户生活使用。
七、总平面设计
7.1 设计依据
(1)拟建沼气站的平面位置及允许占地面积;
(2)国家有关设计规范和规定;
(3)项目所在地气象资料和地质资料;
(4)养殖场的周边环境。
7.2 总平面布置
总平面设计应满足养殖场总体规划要求,并与周边环境协调统
一,按照工艺设计流程,尽可能减少物质运输成本,充分利用拟用场
地的特点,根据地形标高,合理设计布置各水池标高,将调节池的标
高设计成最低,其余各水池标高适当提高,从厌氧反应池后各水池的
水力设计成自流。
这样,可减少土方开挖量,降低工程造价,同时降
低运行费用。
并按功能区设计布局,满足卫生、防火、安全等技术规
范要求,各建、构筑物之间设置必要的通道。
主车道宽度≥4m,附路设置便于运行管理。
围墙高 2m,绿化面积 20%。
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八、主要仪器设备选型
序
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
设备名称
格栅
沼气贮气柜
进料泵
搅拌泵
立式搅拌泵
热交换器
气水分离器
脱硫塔
脱硫剂
沼气凝水器
干式阻火器
沼气流量计
压力表
沼气输配管道配件及安装
沼气燃烧设备
生活用气设备
消防设备
避雷装置
型号
4PW
4PW
GF-100
TS-1000
BC-300
AF-100
LMN-80
50GFT52
单位
件
m³
台
台
太
套
台
太
吨
个
个
台
个
套
套
套
套
套
数量
1
60
1
1
1
1
1
1
0.2
1
1
1
1
1
15
1
1
1
九、工程造价概算
根据本工程技术方案和本公司同类工程造价经验,本工程造价概
算约为壹佰捌拾万元(含污水收集管道建设费用和电源进线等配套设
施建设费,含沼液灌溉管道等建设费用)。
具体工程价格以施工图和现场签证为依据,按照相关定额标准和
调差规定以及设备材料市场价格进行按实结算。
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十、劳动定员和操作管理
10.1、劳动定员
沼气设施建成后,设专职操作人员 2 人,负责本系统运行操作管
理。
10.2、操作管理
本工程项目属中型厌氧生物处理工程,在生产过程中会产生大量
的易燃易爆的生物气体-----沼气,因此,按照要严格按照相关规范要求,
对本处理站进行定岗、定职、定责、定员。
实行专人管理专人操作,
培训合格后上岗。
未经培训人员不得上岗操作,不得随意更换操作工
人。
并要求操作管理人员做到:
①、定期或定时搅拌。
每天必须开启回流用潜水泵对 USR 厌氧反
应池内的料液进行搅拌,每次搅拌时间不得少于 30 分钟(搅拌越强,
越利于产生沼气)。
②、定期检查沼气发酵罐、贮气柜、供气管道等是否存在泄漏。
若发现异常情况应及时处置,并向主管领导汇报。
防止意外人身伤害
及设备设施损坏事故的发生。
③、按操作规程定时开启各种动力设备(提升用潜水泵可自动运
行);
④、不定时巡视检查下水管道是否堵塞并及时清理;
⑤、定期检查与保养各种设备(主要是给罗茨鼓风机加机油与黄
油)检查潜水泵是否堵塞并进行清理;
⑥、不定时巡视检查各设备的运行情况,发现问题,及时关机并
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采取相关措施解决,在遇到自己无法解决的问题时,及时向上级报告;
⑦、做好本区域的安全保卫工作,搞好废弃物处理站区域的现场
卫生,保养本区域的花草树木等。
10.3、劳动保护和安全生产
在设备运行过程中,厌氧发酵装置、贮气柜、沼气输入输出管道
等设备内都有沼气存在,而沼气属于易燃易爆气体,因此需要严格管
理。
首先,废弃物处理站内的所有设备设施要求防雷接地,电控仪器
应按规定选型配套,室外应配备消防水设施、市内配备两个中型干粉
灭火器。
设备在运行过程中或停止后一段时间内,任何人不得随意进
入各发酵池等容易发生危险的区域,避免发生不必要的人身伤害事故
的发生。
设备设施如果需要检修,需要征得相关部门的同意,并派出
专业技术人员负责现场指导经通风数日后,再用活体动物做试验,确
认没有危险后方可进行,同时现场必须有人监护。
十一、技术经济指标分析
11.1、占地面积:
将设备房控制房等建筑物建设在水池(调节池)上时,本生活
废水处理站总占地面积约 1000m2。
11.2、运行费用分析:
由于本沼气系统采用生化处理工艺,在不计算设备折旧、设备
维护等费用的情况下,处理站每天处理养殖废水 27m3,直接运行费用
(包括人工费 120 元、电费 126 元)合计为 246 元/天,分摊费用为 9.1
元/m3 废水。
按年运行 365 天计算,本沼气系统的年运行总费用为 89800
11
元。
直接运行费用析计算如下:
(1)、人工费:
本沼气系统设专职操作人员 2 人,负责运行操作管理。
按人均工
资福利按 1600 月/人,每天的人工费合计为 120 元(2 人*1800 元/人月
÷30 天),分摊到每立方米污水中的人工费用为 3.8 元。
(2)、电费:
本污水处理站的动力设备有潜水泵等,总装机功率为近 20kW,最
大运行功率约为 15 kW,每天运行 12 小时,每天消耗电力约 180 kW•
h;平均电价按 0.7 元/kW•h 计算,每天电力消耗费用为 180kW•h*0.7
元/kW•h=126 元。
分摊到每立方米废水中的电力费用消耗为 3.9 元。
本沼气系统日常维护相当简便,仅需要定期(一般为 1 次/月)
对设备检查并加注润滑油外,基本上不需要维修,因而维护保养费用
也是相当的低廉。
年运行收入(沼气收入与有机肥收入)分析计算如下:
年沼气生产量约为 150 m3/d*365d==55,000 m3,按照沼气价格 0.6
元/ m3(参考天然气和液化石油气的价格)计算,年沼气收入为33,000
元;
年有机肥生产量约为 2 T/d*365d==730 T,按照有机肥价格 15.0
元/ T(参考天然气和液化石油气的价格)计算,年有机肥收入为 12200
元。
十二、效益分析
12
12.1、经济效益分析
本养殖废弃物建成并全部投产运行后,年运行总费用(人工费加
电费)为 89800 元,年沼气收入为 33,000 元,年有机肥收入为 12200
元,收支两抵后,年支出费用为 44600 元。
12.2、环境效益分析:
本工程项目在建成投产后,按设计数据和设计能力计算,每年可降
解化学需氧量 COD220 吨、降解 BOD 120 吨、降解悬浮物 SS 280 吨、
cr5
降解 NH3-N 11 吨、处理固态养殖废弃物 1460 吨。
环境效益非常显著。
同时,在降解有机
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- 养殖场 沼气 工程设计 方案