規(guī)模化畜禽養(yǎng)殖場沼氣工程設(shè)計規(guī)范

1、規(guī)模化畜禽養(yǎng)殖場沼氣工程設(shè)計標準生產(chǎn)過程平安衛(wèi)生要求總那么畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染物排放標準城鎮(zhèn)燃氣設(shè)計標準供配電系統(tǒng)設(shè)計標準建筑物防雷設(shè)計標準爆炸和火災危險環(huán)境電力裝置設(shè)計室外排水設(shè)計標準建筑設(shè)計防火標準工業(yè)與民用電力裝置接地設(shè)計標準城鎮(zhèn)污水處理廠附屬建筑和附屬污水穩(wěn)定塘設(shè)計標準1范圍本標準規(guī)定了規(guī)模化畜禽養(yǎng)殖場沼氣工程的設(shè)計范圍、原那么以及主要參數(shù)選取等。本標準適用于新建、改建和擴建的規(guī)?；笄蒺B(yǎng)殖場沼氣工程（參見NY/T667-2003）的設(shè)計。畜禽養(yǎng)殖區(qū)沼氣工程的設(shè)計可參照執(zhí)行。2標準性引用文件以下文件中的條款通過本標準的引用而成為本標準的條款。但凡注日期的引用文件，其隨后所有的修改單不包括訂正

2、的內(nèi)容或修訂版均不適用于本標準，然而，鼓勵根據(jù)本標準達成協(xié)議的各方研究是否可使用這些文件的最新版本。但凡不注日期的引用文件，其最新版本適用于本標準。GB12801GB18596GB50028GB50052GB50057GB50058標準GBJ14GBJ16GBJ65CJJ31設(shè)備設(shè)計標準CJJ55城市糞便處理廠設(shè)計標準CJJ64NY/T667-2003沼氣工程規(guī)模分類術(shù)語和定義GB18596-2001、NY/T667-2003中確立的以及以下術(shù)語和定義適用于本標準。沼氣工程biogasplant以規(guī)?；笄蒺B(yǎng)殖場糞便污水的厭氧消化為主要技術(shù)環(huán)節(jié)，集污水處理、沼氣生產(chǎn)、資源化利用為一體的系統(tǒng)工程

3、?！澳茉瓷鷳B(tài)型處理利用工藝Processof“energyecologicaldisposingandusing畜禽養(yǎng)殖場污水經(jīng)厭氧消化處理后作為農(nóng)田水肥利用的處理利用工藝。“能源環(huán)保型處理利用工藝Processof“energyenvironmentdisposingandusing畜禽養(yǎng)殖場的畜禽污水處理后達標排放或以回用為最終目標的處理工藝。總那么沼氣工程的設(shè)計應該符合當?shù)乜傮w規(guī)劃，與當?shù)乜陀^實際嚴密結(jié)合，能夠正確處理集中與分散、處理與利用、近期與遠期的關(guān)系。沼氣工程的設(shè)計應在不斷總結(jié)生產(chǎn)實踐經(jīng)歷和吸收科研成果的根底上，積極采用新技術(shù)、新工藝、新材料、新設(shè)備，以提高自動化水平、降低勞動強

4、度、降低投資和運行費用。沼氣工程的設(shè)計應以減量化、無害化、資源化為目標，應首先考慮養(yǎng)殖場改良生產(chǎn)工藝，實行清潔生產(chǎn)，從源頭上減少糞污排放量。畜禽養(yǎng)殖場污染物的特性及其技術(shù)參數(shù)，以實際測定數(shù)據(jù)為準。沼氣工程的原料應是養(yǎng)殖場的污水和糞便，應有充足和穩(wěn)定的來源，嚴禁混入其它有毒、有害污水或污泥。沼氣工程的設(shè)計應充分利用沼氣，充分利用附近的農(nóng)田消納沼液、沼渣。沼氣工程的設(shè)計應由具有相應設(shè)計資質(zhì)的單位承當。在進展工藝設(shè)計時，應首先根據(jù)沼氣工程的建立目標選定工藝類型。沼氣工程主要由以下四個環(huán)節(jié)組成：前處理、厭氧消化、后處理、綜合利用。單元處理技術(shù)應先易后難，以節(jié)省投資和降低運行費用。工程選址和總體布置工程

5、選址沼氣工程的選址應符合養(yǎng)殖場整個生產(chǎn)系統(tǒng)的規(guī)劃和要求，并應根據(jù)以下因素綜合考慮確定：a在畜禽養(yǎng)殖場和附近居民區(qū)主導風向的下風側(cè)；b在畜禽養(yǎng)殖場的標高較低處；c有較好的工程地質(zhì)條件；d滿足防疫要求；e有方便的交通運輸和供水供電條件。總體布置沼氣工程的總體布置應考慮到養(yǎng)殖場遠期生產(chǎn)規(guī)模擴展的可能性，如必要，應依此作出分期建立方案?？傮w布置應滿足沼氣工程工藝的要求，布置緊湊，便于施工、運行和管理。應結(jié)合地形、氣象和地質(zhì)條件等因素，經(jīng)過技術(shù)經(jīng)濟分析確定。豎向設(shè)計應充分利用原有地形坡度，并到達排水暢通、降低能耗、土方平衡的要求。構(gòu)筑物的間距應緊湊、合理，并應滿足施工、設(shè)備安裝與維護、平安的要求。附屬建

6、筑物宜集中布置，并應與生產(chǎn)設(shè)備和處理構(gòu)筑物保持一定距離。厭氧消化器、貯氣柜、輸氣管道的設(shè)計及防火要求見GBJ16中的相關(guān)規(guī)定,各種管線應全面安排，防止迂回曲折和相互干擾，輸送污水、污泥和沼氣管線布置應盡量減少管道彎頭，以減少能量損耗和便于清通。各種管線應用不同顏色加以區(qū)別。應設(shè)置廢渣等物料堆放及停車的場地。平面布置應留有汽車進出通道，各建筑物間應留有連接通道，其設(shè)計應符合以下要求：a主要車行道的寬度：單車道為3m,雙車道為5m,并應有回車道。車行 TOC o 1-5 h z 道轉(zhuǎn)彎半徑不小于6m；b人行道的寬度為1m1.5m；c通向建筑物頂端的扶梯與水平面夾角不大于40：其寬度0.8m1.0m

7、；d高架物上不經(jīng)常通行的部位可設(shè)置爬梯,其寬度為0.4m；eXX面積不宜小于總面積的30%。沼氣工程應設(shè)圍墻（欄）。各建筑物和構(gòu)筑物群體效果應與周圍環(huán)境相協(xié)調(diào)。主要畜禽污水處理設(shè)施應設(shè)置溢流口、排泥管、排空閥和檢修人孔。厭氧消化器和貯氣柜應設(shè)有平安窗，確保裝置正常運轉(zhuǎn)。應設(shè)置給水和排水系統(tǒng)，攔截暴雨的截水溝和排水溝應與場區(qū)排水通道相連接。應配置簡單的化驗設(shè)備和必要的儀器、儀表、自動控制設(shè)備及沼氣流量計。處理構(gòu)筑物和貯氣柜應設(shè)置護欄等平安設(shè)施，護欄高度不宜低于1.1m。沼氣工程應有保溫防凍措施。沼氣工程供電應按三類負荷設(shè)計，廠區(qū)內(nèi)設(shè)置操作控制間、獨立的動力和照明配電系統(tǒng)。沼氣工程的平安、防爆、防

8、雷與接地參照GB12801、GB50028、GBJ16、GB50057GBJ65等的相關(guān)規(guī)定執(zhí)行?？刂剖覒辛己玫恼彰?，設(shè)有監(jiān)控所有設(shè)備運轉(zhuǎn)、故障、程序操作、顯示的控制屏臺，操作應具有集中與就地操作的功能。應有緊急狀態(tài)報警裝置。應采用可靠的自動控制系統(tǒng)進展自動控制、自動檢測。并應設(shè)有值班人員休息室。化驗室應配有動力電源、給排水系統(tǒng)、排風措施及良好的照明。工藝工藝流程沼氣工程根本可分為“能源生態(tài)型和“能源環(huán)保型兩類。工藝流程“能源生態(tài)型沼氣工程“能源生態(tài)型沼氣工程其厭氧出水（沼液）依靠土地處理系統(tǒng)。要求周圍有足夠的農(nóng)田消納厭氧發(fā)酵后的沼液、沼渣，養(yǎng)殖業(yè)與種植業(yè)的規(guī)模要配套。可采用以下工藝。養(yǎng)殖場

9、污水通過排水溝自流到調(diào)節(jié)池，調(diào)節(jié)池前設(shè)置格柵，以去除污水中較大的雜物。人工清出的糞便運到調(diào)節(jié)池內(nèi)，與污水攪拌后流入計量池，計量池內(nèi)設(shè)泵，定時定量地將料液送進厭氧消化器。為保持厭氧消化器內(nèi)的溫度控制在35左右，在計量池內(nèi)有蒸汽加熱系統(tǒng)，蒸汽由鍋爐房引入。計量池和厭氧消化器內(nèi)設(shè)有溫度傳感器，調(diào)整進入調(diào)節(jié)池的蒸汽量。也可使用其它加熱方式。產(chǎn)生的沼氣經(jīng)脫硫、脫水、脫雜凈化后進貯氣柜，作為生產(chǎn)或生活用能。沼渣根據(jù)情況定期排出并可干化，作為有機肥使用。沼液進入后處理系統(tǒng)，作為農(nóng)田的液體有機肥使用?！澳茉喘h(huán)保型沼氣工程“能源環(huán)保型沼氣工程要求最終出水到達一定的標準后排放到自然水體?？刹捎靡韵鹿に?。養(yǎng)殖場污水

10、經(jīng)管道自流入調(diào)節(jié)池，在調(diào)節(jié)池前設(shè)置格柵，去除污水中較大的雜物。調(diào)節(jié)池內(nèi)設(shè)提升泵，將污水抽至別離機，別離的糞渣人工清走作有機肥原料，別離的污水自流入沉淀池。沉淀池的上清液自流入集水池，集水池內(nèi)設(shè)提升泵，將污水提升至厭氧消化器的布料裝置并在池內(nèi)均勻布水。厭氧消化器的出水自流入后處理系統(tǒng)。后處理以好氧處理為主要技術(shù)手段，處理的出水可達標排放或回用。工藝設(shè)計內(nèi)容工藝設(shè)計包括生產(chǎn)工藝、流程、設(shè)備的選擇，參數(shù)和物料、能量平衡及配套公用工程的計算等。工藝設(shè)計應包括以下幾個方面：工藝技術(shù)流程的選擇和確定通過多方案的比擬、選擇最正確的生產(chǎn)工藝方案和制定生產(chǎn)流程。生產(chǎn)流程反映由原料到產(chǎn)品的生產(chǎn)過程中，物料和能量的

11、流向、變化以及所經(jīng)歷的設(shè)備、儀器和工藝過程。工藝參數(shù)計算和物料衡算工藝參數(shù)是生產(chǎn)過程中應控制的各種技術(shù)數(shù)據(jù)，包括各個工藝單元的進料、出料有機物濃度，有機物去除率，污水量，厭氧工藝產(chǎn)沼氣量，沼氣的含硫量，等等。計算正常生產(chǎn)所需要的原材料、輔助材料、公用工程的用量，以及產(chǎn)生的主、副產(chǎn)物及廢料量。產(chǎn)裝置和設(shè)備確實定比選各設(shè)備方案對建立規(guī)模的滿足程度，對產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)工藝要求的保證程度，設(shè)備使用壽命，物料消耗指標，操作要求、備品備件保證程度，安裝試車技術(shù)效勞，以及所需的設(shè)備投資等確定機器設(shè)備，及其型號、規(guī)格和數(shù)量。工藝設(shè)計圖包括：工藝流程圖，工藝平面布置圖，水力高程圖，各個處理工藝單元的條件圖。前處理

12、前處理工藝類型“能源生態(tài)型沼氣工程污水通過管道自流入調(diào)節(jié)池，在調(diào)節(jié)池前設(shè)有格柵，以去除較大的雜物，人工清出的糞便運至調(diào)節(jié)池，與污水充分地混合，然后流入到計量池，計量池的容積根據(jù)厭氧消化器的要求確定。當以雞糞為原料時，應在調(diào)節(jié)池后設(shè)沉砂池。糞便的參加點與厭氧消化器類型有關(guān)，一般在調(diào)節(jié)池參加，帶有攪拌裝置的塞流式反響器也可直接參加到厭氧消化器?！澳茉喘h(huán)保型沼氣工程污水通過管道自流入調(diào)節(jié)池，在調(diào)節(jié)池前設(shè)有格柵，以去除較大的雜物，調(diào)節(jié)池的污水用泵抽入到固液別離機，別離的糞渣用作有機肥原料，別離出的污水流入沉淀池，沉淀的污泥進入污泥處理設(shè)施，上清液自流入集水池。前處理的一般規(guī)定“能源生態(tài)型沼氣工程前處理

13、的一般規(guī)定前處理的目的是將糞便污水調(diào)質(zhì)均化，為厭氧產(chǎn)沼氣創(chuàng)造條件；污水進入固液別離機前應通過格柵去除污水中較大的雜物；以雞糞為原料時宜設(shè)沉砂池；以牛糞為原料時應有糞草別離裝置；e、溝渠坡度應確保污水自流入沉砂池或計量池。其設(shè)計按GBJ14中第三章的相關(guān)規(guī)定。7.2.2“能源環(huán)保型沼氣工程的前處理的一般規(guī)定前處理的目的是用物理方法盡量去除糞污中的固形物；污水進入固液別離機前應通過格柵去除污水中較大的雜物；應在排污后3h內(nèi)進展污水的固液別離；沉淀池應設(shè)在固液別離機后；e、溝渠坡度應確保污水自流入沉砂池、集水池。具設(shè)計按GBJ14中第三章的相關(guān)規(guī)定；f、固液別離機是否需要與污水中SS濃度和污水量有關(guān)

14、，當SS濃度不大于2000mg/l和污水量小于50m3/d時可不用。7.3格柵格柵的設(shè)計應符合以下要求：a格柵應設(shè)于集水池前，其數(shù)量不宜少于二道，一道粗格柵柵條間隙為20mm40mm去除大型雜物，一道細格柵柵條間隙為5mm15mm去除中小型雜物。格柵應便于去除雜物和清洗；b污水過柵流速一般為0.5m/s0.8m/s,格柵傾角為45歹5;c格柵處應設(shè)置工作平臺，其高度應高出格柵前最高設(shè)計水位0.5m。采用格柵機時，參照設(shè)備說明書。7.4調(diào)節(jié)池在進水口處應設(shè)置調(diào)節(jié)池。調(diào)節(jié)池容積應按式(1)計算：V=Q/n(1式中：V調(diào)節(jié)池有效容積，單位為立方米m3；Q一畜禽養(yǎng)殖場每日排污水量,單位為立方米每日m3

15、/d；n一畜禽養(yǎng)殖場每日排污次數(shù)。固液別離機選用固液別離機時，應遵守以下規(guī)定：a應根據(jù)被別離物料的性質(zhì)、流量、脫水要求，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟比擬后選用；b污水進入固液別離機的含水率一般不應小于98；c固液別離機的設(shè)置應考慮到廢渣的貯存、運輸。沉淀池沉淀池設(shè)計見GBJ14中64相關(guān)規(guī)定。畜禽污水滯留時間應大于1h。沉淀池應設(shè)排泥管道。當以雞糞為原料而前面未有沉砂池時應有沉砂功能。集水池畜禽養(yǎng)殖場污水厭氧處理系統(tǒng)前，應設(shè)置集水池。集水池容積不應小于該池水泵30min的出水量。泵與泵房泵的選擇應根據(jù)其用途和輸送介質(zhì)的種類、流量、揚程和工作性質(zhì)等因素確定，應符合以下要求：a泵應盡量選用同一型號；b進料泵應設(shè)置一

16、臺備用泵與工作泵并聯(lián)。泵房及室內(nèi)機組根底布置、設(shè)計按GBJ14中43相關(guān)規(guī)定執(zhí)行。8厭氧消化一般規(guī)定厭氧消化器的選擇和設(shè)計應根據(jù)糞污種類、工程類型和工藝路線確定。厭氧消化器設(shè)計，應符合以下規(guī)定：a根據(jù)發(fā)酵原料選用適宜的厭氧消化器；b厭氧消化器應設(shè)有取樣口和測溫點；c厭氧消化器在設(shè)計上要有防止超正、負壓的平安裝置及措施。其防止超正、負壓力裝置的平安范圍，應滿足工藝設(shè)計的壓力及池體平安的要求；d厭氧消化器的下部管道凡有閥門處應設(shè)計為串聯(lián)式雙閥門，內(nèi)側(cè)閥門為常開；e池體側(cè)面下部應設(shè)有檢修人孔、排泥管其管徑不小于100mm，人孔中心與池外地平的距離不大于1m。直徑不宜小于600mm；f厭氧消化器必須到

17、達抗?jié)B和氣密性要求，并應采取有效的防腐蝕措施和保溫措施。g）厭氧消化器應有沉降檢測點。“能源生態(tài)型沼氣工程所用厭氧消化器厭氧消化器主要反響器有升流式固體反響器（USR全混合厭氧消化器（CSTR）口塞流式反響器PFR;厭氧消化宜采用中溫消化（35C左右），也可采用近中溫消化（2530C）,或采用高溫消化（55左右）。中溫發(fā)酵主要設(shè)計參數(shù)宜符合表1的規(guī)定。表1中溫發(fā)酵厭氧消化器主要設(shè)計參數(shù)序號工程升流式厭氧全混合厭氧塞流池固體床消化器1溫度()35左右35左右35左右2水力滯留期（d）815102015203TS濃度（%）35367104CODCr去除率(%)6080557550705CODr負荷

18、5103825(kg/(m3d)6投配率()71251057厭氧消化一般采用一級厭氧消化。對于投配率(),進料co高時宜用下限值，進料cod4氐時宜用上限值。厭氧消化器的總有效容積，可按式(2)計算：V=TQ(2式中：V厭氧消化器的總有效容積，單位為立方米m3；Q-設(shè)計處理量，單位為立方米每天m3/d；T設(shè)計水力滯留期，單位為夭d中溫，PFR取15d20d、USR取8d15d；沼氣產(chǎn)量理論上每去除Ikgcod可產(chǎn)0.35m3甲烷。不同厭氧消化器裝置的幾何尺寸a)升流式固體反響器一般采用立式圓柱形，有效高度6m12m；b寒流式高濃度厭氧消化器，大多采用半地下或地上建筑。厭氧消化器內(nèi)的溢流管可采用

19、倒U型管、溢流堰方式，應設(shè)有水封器和通升流式反響器應選用合理的布水方式，以保證液體均勻上升，防止短路、勾流。其設(shè)計應滿足以下要求： TOC o 1-5 h z 布水器的噴水孔應朝池底與水平面夾角不大于40o；布水器設(shè)置于厭氧消化器底部，距池底的距離應不大于1m；“能源環(huán)保型沼氣工程所用厭氧消化器厭氧消化器主要有開流式厭氧污泥床(UASB)復合厭氧反響器(如UBF)厭氧消化一般采用常溫消化，但最低溫度不宜低于15。主要設(shè)計參數(shù)宜符合表2的規(guī)定。表2厭氧消化器主要設(shè)計參數(shù)序項目參參備注號數(shù)數(shù)1溫度()251512以上2水力滯留期(d)1.524溫度高時宜用下限值，溫度低時宜用上3限值3TS濃度(%

20、)114CODCr去除率%)707085855CODr負荷3512溫度高時宜用上限值，溫度低時宜用下(kg/(m3d)限值厭氧消化器的總有效容積，可按下式計算：按容積負荷計算：V=24(S-Se)Q/(U)3式中：V厭氧消化器的總有效容積，單位為立方米m3；So厭氧消化器進水化學需氧量，單位為克每升g/L；Se厭氧消化器出水化學需氧量，單位為克每升g/L；Q厭氧消化器的設(shè)計流量，單位為立方米每小時m3/h；Uv厭氧消化器的化學需氧量容積負荷，單位為公斤cod每立方米3(kgcODcr/m)；厭氧消化器沼氣產(chǎn)量的計算理論上每去除1kgco可產(chǎn)0.35m3甲烷。升流式厭氧污泥床(UASB)UASB

21、反響器平面形狀有矩形和圓形，高度不宜超過10m；反響器的設(shè)備有三相別離器、布水系統(tǒng)、排泥裝置及沼氣收集系統(tǒng)等。加熱保溫沼氣工程一般應有加熱保溫措施。對采用中溫或高溫發(fā)酵的厭氧消化器加熱，宜采用蒸汽直接加熱，蒸汽通入點宜在計量池內(nèi)，也可采用厭氧消化器外熱交換或池內(nèi)熱交換。對大型消化器也可將幾種加熱方式結(jié)合使用。對采用常溫發(fā)酵的厭氧消化器應保證池內(nèi)料液溫度不低于12。當料溫不夠時，宜采用蒸汽直接加熱，蒸汽通入點宜在集水池內(nèi)，也可采用厭氧消化器外熱交換或池內(nèi)熱交換。消化器應有保溫措施，宜采用外保溫。沼氣凈化沼氣凈化系統(tǒng)包括：氣水別離器、砂濾、脫硫裝置。經(jīng)過凈化系統(tǒng)處理后的沼氣質(zhì)量指標，應符合以下要求

22、：a甲烷含量55%以上；b硫化氫含量小于20mg/m3。沼氣凈化見GBJ16GB50028中相關(guān)規(guī)定。沼氣中水蒸汽一般采用重力法脫水。對產(chǎn)量大于1000m3/d的沼氣工程，也可采用冷別離法、固體吸附法、溶劑吸收法等脫水工藝處理。重力法沼氣氣水別離器可按以下參數(shù)設(shè)計：a進入氣水別離器的沼氣量應按日產(chǎn)沼氣量計算；b氣水別離器內(nèi)的沼氣供氣壓力應大于2kPa；c氣水別離器的壓力損失應小于100Pa；d氣水別離器筒體高度為直徑的46倍；e氣水別離器應設(shè)有自動排水裝置。沼氣管的最低點必須設(shè)置冷凝水集水器。沼氣脫硫沼氣中硫化氫含量主要由發(fā)酵原料決定。可以同一地區(qū)、同一畜種類似沼氣工程所產(chǎn)沼氣中的硫化氫含量為

23、參照；脫硫技術(shù)方案應根據(jù)工程具體情況作經(jīng)濟分析后再做確定。干法脫硫法可參照表3確定；表3沼氣干法脫硫法選擇沼氣中硫化氫含量脫硫方法30m8.6.13貯存系統(tǒng)見GBJ16GB50028中相關(guān)規(guī)定。9后處理“能源生態(tài)型沼氣工程后處理“能源生態(tài)型沼氣工程的厭氧出水進貯液池后作液態(tài)有機肥用于農(nóng)田。“能源生態(tài)型沼氣工程厭氧消化后的沼渣、沼液需做進一步的固液別離，別離出的沼液進貯液池后作液態(tài)有機肥用于農(nóng)田，干化后的沼渣是良好的固態(tài)有機肥。固液別離有多種方法：沉淀池+干化場；機械別離+沉淀池?！澳茉喘h(huán)保型沼氣工程后處理后處理一般采用以下工藝：a)好氧處理系統(tǒng)；穩(wěn)定塘；好氧處理系統(tǒng)+穩(wěn)定塘；其他處理方法，如膜別離法、人工濕地等。好氧處理系統(tǒng)a）畜禽糞水中的N、P含量較高，好氧處理應選擇