沼氣工藝畢業(yè)設計奶牛場正文

設計總說明隨著我國的國民經濟持續(xù)快速的開展，一些能源消耗呈現(xiàn)快速增長的勢頭，使總能源需求明顯擴大、價格也不斷上升，局部地區(qū)出現(xiàn)了能源供給緊張情況。如今我國也已經成為煤炭世界第一消費大國，是繼美國之后的第二石油和電力消費大國，但我國石油儲量僅是世界的2%。隨著我國經濟的快速持續(xù)開展，對能源的需求量也呈逐年遞增的趨勢，所以面臨能源供給的壓力也在不斷增加。在這種形勢下，加大沼氣等生物能源的開發(fā)利用已經成為緩解我國的能源供給壓力的一個重要途徑。沼氣作為可再生清潔能源，既可以替代秸稈、薪柴等傳統(tǒng)生物質能源，也可替代煤炭等商品能源，而且能源效率明顯高于秸稈、薪柴、煤炭等。開展沼氣目前是我國能源戰(zhàn)略的重要組成局部，對增加優(yōu)質能源供給、緩解國家能源壓力具有重大的現(xiàn)實意義。沼氣是有機物質在厭氧的環(huán)境下，在一定的溫度、濕度、酸堿度條件下，通過微生物的發(fā)酵作用，產生的一種可燃性氣體。本次設計中以500頭奶牛牛糞作為沼氣發(fā)酵原料，重點對沼氣發(fā)酵池，即UASB反響器做重要設計，其中主要包括布水裝置、三相別離器結構設計，從環(huán)保循環(huán)利用的方面考慮，需對生成的沼氣進行進一步處理，如脫水、脫硫處理等。還有對從UASB反響器流出的沼液以及沼渣經過簡易的曝氣池、沉淀池處理，防止造成污染，另一方面可利用最終沼渣、沼液作為農肥，其具有營養(yǎng)成分多樣性及均衡性、增強土壤肥力、環(huán)保性等優(yōu)點。最后還對各處理單元的結構、平面布置和高程布置進行了設計。采用AutoCAD繪圖工具進行工程圖紙的繪制，以及對主要流程平面圖進行繪制。本次設計的目的是為了了解沼氣技術的原理以及過程，實現(xiàn)以牛糞作為沼氣發(fā)酵原料生產沼氣，同時緩解我國能源供給壓力。通過此次設計穩(wěn)固所學的專業(yè)理論知識，掌握厭氧裝置的設計、污水處理工藝及各個構筑物的設計技術，熟練設計過程和標準要求，從而為將來的實際工程的應用打下堅實的根底。關鍵詞：沼氣發(fā)酵；沼氣凈化；UASB反響器；環(huán)保DesignInstructionWiththecontinuedrapidgrowthofournationaleconomy,someoftheenergyconsumptionofindustryshowsrapidgrowth,significantlyexpandingthetotalenergyusingpriceisrisinginsomeareasoftheenergysupplysituation.NowChinahasbecometheworld'slargestconsumerofcoalcountry,thesecondaftertheUnitedStatesoilandelectricityconsumer,butChinaistheworld'soilreserves,only2%.WithChina'ssustainedandrapideconomicdevelopment,energydemandalsoshowedanincreasingtrendyearbyyear,sopressureisalsofacingincreasingenergysupply.Undersuchcircumstances,increasedmethanedevelopmentandutilizationofbiomassenergyhasbecomearelievethepressureofChina'senergysupplyisanimportantway.Biogasasarenewablecleanenergy,canreplacestraw,firewoodandothertraditionalbiomassenergy,itcanreplacecoalandotherenergycommodities,andenergyefficientthanstraw,firewoodandcoal.China'senergystrategyforthedevelopmentofbiogasisanimportantcomponentoftheincreasethequalityofenergysupplyandeasepressureonthenationalenergyofgreatpracticalsignificance.Biogasisorganicmatterintheanaerobicenvironment,inacertaintemperature,humidity,pHconditions,bymicrobialfermentationtoproduceacombustiblegas.Thedesignofa500cowdungasthemethanefermentationofrawmaterials,focusingonthemethanefermentationtank,thatisimportanttodoUASBreactordesign,whichincludeswaterdistributioninstallations,three-phaseseparatordesign,fromenvironmentalconsiderationsrecyclingrequiredtogeneratebiogasforfurtherprocessing,suchasdehydration,desulfurizingprocess.UASBreactoralsoflowfromtheslurryandbiogasresiduethroughsimpleaerationtank,settlingtanktreatment,preventionofpollution,ontheotherhandcanusethefinalresidue,biogasslurryasagriculturalfertilizer,whichhasadiversityandnutritionbalance,enhancesoilfertility,environmentalprotectionandsoon.Finally,thestructureofeachprocessingunit,layoutandelevationlayoutofthedesign.AutoCADdrawingusingthedrawingtoolstoengineeringdrawings,andplanstodrawonthekeyprocesses.Thepurposeofthisdesignistounderstandtheprincipleandprocessofbiogastechnology,therealizationofcowdungusedasrawmaterialstoproducemethanebiogas,whilealleviatingpressureonChina'senergysupply.Designedtoconsolidatewhattheyhavelearnedthroughtheprofessionaltheoreticalknowledgeandmasterthedesignoftheanaerobicplant,sewagetreatmentprocessandthevariousstructuresofthedesigntechnology,skilleddesignprocessandregulatoryrequirements,andthusforthefutureapplicationofpracticalengineeringandlayasolidfoundation.Keywords：GasFerment;GasPurification;UASBreactor;Environmental目錄設計總說明IDesignInstructionII目錄IV1前言11.1沼氣技術開展現(xiàn)狀1我國沼氣技術開展歷程1國外沼氣技術進展11.2沼氣技術在促進社會開展中的作用2緩解我國化石能源供給壓力2改善農民生活環(huán)境及衛(wèi)生條件2控制局部地區(qū)環(huán)境污染2促進農業(yè)生態(tài)環(huán)境的改善3促進新農村建設32沼氣工程根底設計分析42.1沼氣的根本知識4沼氣的發(fā)酵原理4沼氣的主要成分4沼氣的性質42.2沼氣發(fā)酵原料52.3沼氣發(fā)酵原料預處理53沼氣池的設計計算63.1根本參數(shù)確實定6總設計流程6設計參數(shù)63.2UASB反響器根底設計7根本參數(shù)73.2.2UASB反響器結構簡介93.3UASB反響器的設計計算12設計參數(shù)123.3.2UASB反響器容積及主要工藝尺寸確實定133.3.3UASB反響器排泥系統(tǒng)設計計算183.3.4UASB反響器產氣量設計計算184沼氣的凈化設計194.1沼氣脫水工藝194.2沼氣脫硫工藝及裝置195沼渣處理工藝225.1沼渣處理工藝流程圖225.2曝氣池簡易設計225.3二沉池225.4農肥利用236管道設計計算247總體布局257.1平面布置25沼氣布線的管道規(guī)那么25附屬建筑物257.2高程布置268沼氣工程技術經濟評價278.1工程投資估算278.2運行本錢估算27結論28參考文獻29致謝311前言1.1沼氣技術開展現(xiàn)狀我國沼氣技術開展歷程沼氣在我國應用已有一個多世紀的歷史，其開展歷程大體上可以分為四個階段，即：20世紀30年代、50年代、70年代、80年代至今[1]。我國真正意義上沼氣的研究和推廣始于20世紀30年代，更深層次的認識和更大范圍應用始于20世紀80年代，我國于1982年建成的成都鳳凰山畜牧園藝場沼氣工程是我國最早的農場大型沼氣工程[2]，該工程由農業(yè)部沼氣科學研究所設計。工程日處理1000頭奶牛糞污，裝置總容積4×300m3隧道式，中溫發(fā)酵，平均池容產氣率0.765m3·m-3d-1。我國沼氣的開展主要有以下幾個特點：〔1〕有可靠的技術保障，農業(yè)部組織成立了專門的研究機構，1980年組織成立了中國沼氣學會，經過廣闊的科技工作者的努力，在沼氣發(fā)酵微生物學原理和沼氣發(fā)酵工藝方面取得了重要進展。〔2〕沼氣池的池型和沼氣發(fā)酵原料有了嗯大的開展和變化。在傳統(tǒng)圓筒型沼氣池的根底上，研究出許多高效實用的池型。沼氣發(fā)酵原料的方面實現(xiàn)了秸稈向牲畜糞便的轉變，從而解決了利用秸稈作為原料存在的出料難，易結殼難題?！?〕沼氣技術利用途徑實現(xiàn)了重大的轉變，由以前的單一制取能源向改善農村的環(huán)境、保護生態(tài)環(huán)境、開展生態(tài)農業(yè)等多元化利用轉變，尤其是在生態(tài)農業(yè)方面的獨特作用，更是近年來這一技術得已到重視和推廣的重要原因。據(jù)2002年有關統(tǒng)計,全國大中型規(guī)模奶牛場沼氣工程已經到達101處,近年來又有一定開展[3]。另一方面近年來以沼氣為紐帶的各種農業(yè)生態(tài)工程技術模式得到快速開展，并且產生了良好的效果。可以說，目前沼氣技術已經成為我國生態(tài)農業(yè)開展重要技術支撐之一。國外沼氣技術進展歐洲是目前農場沼氣工程技術最興旺、推廣數(shù)量最多,技術最成熟的地區(qū)[4、5]。歐洲沼氣工程數(shù)量較多的國家是德國、丹麥和英國。在美國的弗羅里達州有一處500頭奶牛場糞污沼氣處理工程[6],455m3厭氧濾器、進料濃度大約為1%,HRT≤3d,COD去除率≥50%。加拿大近年來也建造了處理幾千頭牛糞污的大型全混合沼氣發(fā)酵裝置[7,8]。1776年意大利物理學家沃爾塔認為沼氣與湖泊沉積物中植物體腐爛有關,并對沼氣成分進行了分析,1860年法國科學家穆拉創(chuàng)造人工沼氣發(fā)生器,1925年在德國、1926年在美國分別建造了備有加熱設施及集氣裝置的消化池,這是現(xiàn)代大、中型沼氣發(fā)生裝置的原型[9]。印度是繼中國之后戶用沼氣數(shù)量最多的國家,已經建成近300萬口戶用沼氣裝置[10]，此外還實施了一大批大中型沼氣工程。印度的戶用沼氣裝置主要用作生產農村能源,以牛糞為主要原料,沼渣沼液用作有機農肥。此外，20世紀50年代末，尼泊爾首次引入沼氣，如今成千上萬的家庭都在使用沼氣。這種低科技生物燃料能使像尼泊爾這樣的貧困開展中國家，也為抵抗全球變暖出一分力。而且，在農村地區(qū)使用沼氣還能使各國交易二氧化碳排放權。尼泊爾的經驗證明了交易權的價格是很具競爭力的。在尼泊爾，沼氣設備是低科技的簡單設備：即存儲牛糞的圓槽。該設備多建于房屋附近，以便產生的氣體通過管道輸送到廚房。將近85%的尼泊爾人生活在農村地區(qū)，農村人口大約為2千7百萬。其中95%的農村人口使用諸如木材和農業(yè)廢料等傳統(tǒng)的，收成不穩(wěn)定的燃料。1.2沼氣技術在促進社會開展中的作用緩解我國化石能源供給壓力能源是各國國民經濟的根底，其直接影響著經濟開展的速度和國家的平安。隨著我國的國民經濟持續(xù)快速的開展，一些能源消耗行業(yè)呈現(xiàn)出快速增長的勢頭，使能源的總需求明顯擴大、價格也不斷上升，局部地區(qū)甚至出現(xiàn)了能源供給緊張的情況。沼氣作為可再生清潔能源，其既可替代秸稈、薪柴等傳統(tǒng)生物質能源，也可替代煤炭等商品的能源，而且其能源效率明顯高于秸稈、薪柴等。目前開展沼氣是我國能源戰(zhàn)略的重要組成局部，對增加優(yōu)質能源供給、緩解國家能源壓力都具有重大的現(xiàn)實意義。改善農民生活環(huán)境及衛(wèi)生條件2004年世界衛(wèi)生組織和聯(lián)合國開發(fā)的方案署公布數(shù)據(jù)顯示，開展中國家每年約有160萬人因炊煙引發(fā)的疾病死亡。開展戶用沼氣，可以使牲畜進圈、糞進池、沼渣沼液進地，進而顯著改善了農民的居住環(huán)境和衛(wèi)生狀況?？梢哉f沼氣的使用總體上提高了身體健康水平和生活質量?？刂凭植康貐^(qū)環(huán)境污染目前，我國許多地區(qū)養(yǎng)殖業(yè)排放的高濃度有機廢水對環(huán)境造成的污染已經成為影響當?shù)丨h(huán)境質量的重要因素。畜禽養(yǎng)殖場污水中含有大量的污染物質，例如豬糞尿和牛糞尿混合排出物的COD值分別高達81000mg/L和36000mg/L,蛋雞場沖洗廢水的COD為43000~77000mg/L，對局部大型養(yǎng)殖場排出廢水的檢測結果，COD超標50~70倍，BOD超標70~80倍，懸浮固體超標12~20倍，如不加以控制，任由這些高濃度畜禽有機污水排入江河湖泊，勢必會造成水質不斷惡化。通過養(yǎng)殖場沼氣工程建設，在產出清潔的燃料同時，還可以使養(yǎng)殖場糞污達標排放，從而可顯著改善當時的環(huán)境質量。促進農業(yè)生態(tài)環(huán)境的改善在促進農業(yè)生態(tài)環(huán)境改善方面，沼氣技術可發(fā)揮以下幾個方面功能：〔1〕保護森林資源，減少水土流失?！?〕生產有機肥和殺蟲劑，降低農藥和化肥污染。〔3〕無害化處理畜禽糞便和生活污水，防治農村面源污染。養(yǎng)殖糞便污水經過沼氣發(fā)酵處理，顯著降低了廢水中有機質含量，改善排放廢水的水質，如果再對其加以綜合利用那么會產生更好的環(huán)保效果。促進新農村建設沼氣技術在農村推廣利用可以為新農村建設的目標實現(xiàn)提供有力的支持，進而為提高農民的生活質量提供了必要的經濟保障，從而增加農民收入，使受益農戶獲得更大的利益，使農村面貌得到更大的改善。本次設計將了解我國沼氣技術的根底，沼氣池的設計、施工及運行管理，沼氣能源的利用，穩(wěn)固所學理論知識，掌握沼氣工藝設計流程，熟練過程及要求，為將來實踐打好根底。2沼氣工程根底設計分析2.1沼氣的根本知識沼氣的發(fā)酵原理沼氣發(fā)酵的過程實質是微生物自身物質代謝和能量代謝的一個生理反響。沼氣發(fā)酵的過程一般可分為3個階段。第一階段是液化階段，通過微生物對有機物進行體外的酶解，把固體有機物轉變?yōu)榭扇苡谒奈镔|。第二階段是產酸階段，上述的水解產物進入微生物細胞后，在胞內酶作用下，進一步將它們分解成小分子化合物。第三階段是產甲烷階段。甲烷二氧化碳蛋白質脂肪甲烷二氧化碳蛋白質脂肪碳水化合物液化階段微生物氨基酸脂肪酸單糖〔或二糖〕產酸階段微生物低級脂肪酸醇類中性化合物氫、二氧化碳產甲烷階段甲烷細菌圖2.1沼氣發(fā)酵過程沼氣的主要成分沼氣是有機物經微生物厭氧消化而產生的可燃性氣體,由于這種氣體通常產生于沼澤地和池沼中,因此稱為沼氣[11]。沼氣同時是一種可燃性混合氣體，它的主要成分是甲烷，其次有二氧化碳、硫化氫(H2S)、氮、氫氣、氧氣、氨及其他一些成分。沼氣的組成中，可燃成分包括甲烷、硫化氫、一氧化碳和重烴等氣體；不可燃的成分包括二氧化碳、氮和氨等氣體。在沼氣成分中甲烷含量為55%～70%、二氧化碳含量為28%～44%、硫化氫平均含量為0.034%。沼氣的性質沼氣是一種無色、有味、有毒、有臭味的氣體，其主要成分甲烷在常溫下是一種無色、無味、無臭、無毒的氣體。甲烷分子式是CH4，是一個碳原子與四個氫原子所結合的簡單碳氫化合物。甲烷對空氣的重量比是0.54，比空氣約輕一半。甲烷的溶解度很少，在20℃、0.1千帕時，100單位體積的水，只能溶解3個單位體積的甲烷。甲烷為簡單的有機化合物，是一種優(yōu)質的氣體燃料。燃燒時火焰呈藍色，最高溫度可到達1400℃左右。純甲烷每立方米發(fā)熱量約為36.8千焦。沼氣每立方米的發(fā)熱量約23.4千焦，這相當于0.55千克柴油或0.8千克煤炭充分燃燒后放出來的熱量。從熱效率分析，每立方米沼氣能利用的熱量，相當于燃燒3.03千克煤能利用的熱量。2.2沼氣發(fā)酵原料每噸干牛糞、雞糞和豬糞(中溫發(fā)酵)分別可產生沼氣約300m3,490m3和420m3[12]。沼氣的熱值為18017~25140KJm-3,相當于1kg原煤或0.74kg標準煤所產的熱量[13]。因此,利用畜禽糞便生產清潔能源,對于保護環(huán)境和開展可再生能源都有著重要的意義。沼氣發(fā)酵的原料既是生產沼氣的物質根底，又是沼氣微生物進行正常生命活動所需的營養(yǎng)和能量的物質來源。為了保證沼氣發(fā)酵過程中有充足而穩(wěn)定的發(fā)酵原料，同時使池內發(fā)酵既不結殼，又容易進料和出料，到達管理方便，產氣率高的目的，須認真選擇好沼氣發(fā)酵原料。本設計采用500頭奶牛糞便作為發(fā)酵原料。表2.1常用發(fā)酵原理總固體含量〔近似值〕%發(fā)酵原料總固體含量水分含量豬糞1882牛糞1783豬尿0.499.6牛尿0.699.4經調查，奶牛的日排糞量為34Kg，日排尿量為34Kg，年排糞量為12410Kg，產沼氣量為208~370.2.3沼氣發(fā)酵原料預處理一般沼氣池發(fā)酵濃度的變化范圍為6%~10%為宜，夏季濃度6%~10%為宜，低溫季節(jié)濃度那么10%~12%為佳。一般的厭氧發(fā)酵所需的碳氮比為25～30[14]。動物糞便屬富氮性原料，其C/N<25/1，糞便類原料顆粒較細，含有較多的低分子化合物，原料分解產氣速度較快，那么不必進行多余預處理。本設計中500頭奶牛的牛糞經過刮糞板進入集糞池先暫時短期貯存，由于鮮牛糞的C/N比即為25/1，所以不用加料。3沼氣池的設計計算3.1根本參數(shù)確實定總設計流程集糞池集糞池UASB反響器貯氣罐刮糞板固液別離機牛舍曝氣池沉淀池枯燥劑脫水罐脫硫塔沼氣利用排放及農肥利用污泥回流顆粒污泥儲池圖3.1總工藝流程圖設計參數(shù)奶牛場糞尿和污水量確實定：奶牛場排放糞尿與污水包括以下4個局部：牛糞尿、牛圈沖洗水、擠奶消毒水、牛奶桶清洗水。一頭體重600Kg奶牛的日排糞量為20Kg，排尿量為34Kg，養(yǎng)牛場沖洗水量每頭每天為500~800L。奶牛糞尿的組分如下表所示。表3.1奶牛糞尿的組分成分BOD/(mg/L)TSS/(mg/L)TN/(mg/L)P2O5/(mg/L)K2O/(mg/L)pH牛糞245001190009430440015007.2~8.2牛尿40005000834040189007.2~8.23.2UASB反響器根底設計根本參數(shù)UASB反響器由于其結構簡單、容易管理、負荷較高、產氣量大、出水水質好等優(yōu)點得到廣泛應用[15]。UASB設計涉及多個方面因素，包括池容確實定和結構設計。圖3.2UASB結構示意圖⑴廢水的水質廢水成分對反響器內污泥的顆?；卸喾矫嬗绊?，并能引起泡沫以及浮渣層的形成，處理含有高蛋白質和脂肪的廢水時更易出現(xiàn)這些問題。在UASB設計時，廢水當中顆粒物與溶解性COD的含量比值是需要重點考慮的因素，同時也是決定是否采用UASB工藝的決定性因素。⑵反響器容積負荷UASB反響器在30~35℃條件下處理廢水，當容積負荷率在12~20KgCOD/(m3·d)時，COD去除率可達90%~95%，HRT可以降低到4~8小時。當要求COD去除率低于90%時，且出水高TSS含量可以接受，那么可以采用更高的水力上升流速，使反響器內形成密度更大的顆粒污泥，從而使反響器容積⑶水力上升流速水力上升流速是UASB的一個重要設計參數(shù)，其主要取決于反響器的進水流量和反響器水平截面積。水力上升流速設計推薦值見表。在處理COD完全可溶或局部可溶的廢水時，外表水力流速可分別允許出現(xiàn)短時間6m/h和2m/h的頂峰值。⑷發(fā)酵料液的酸堿度沼氣微生物最適宜pH值的范圍是6.8~7.5，如pH值低于最優(yōu)值，會危害厭氧消化的效率[16]。當沼氣料液的pH值小于6或大于8時，沼氣發(fā)酵會受到抑制，甚至停止產氣，所以需經常檢驗UASB反映其中的pH值，如有不當，需要投料重新啟動。表3.2UASB水力上升流速和高度推薦值廢水類型水力上升流速反響器高度范圍典型值范圍典型值COD近似完全可溶COD局部可溶生活污水1.0~3.01.0~1.250.8~1.01.51.00.86~103~73~5865⑷反響器的容積UASB反響器的一個重要設計參數(shù)是容積負荷或水力停留時間。一般來說，廢水的濃度較低時，反響器容積的計算主要取決于水力停留時間，在較高濃度下，反響器容積那么主要取決于容積負荷大小。畜禽糞便廢水是一種高濃度有機廢水，所以其容積的設計主要根據(jù)容積負荷來進行。在采用傳統(tǒng)UASB系統(tǒng)的情況下，上升流速的平均值一般不超過0.5m/h。一般最經濟的反響器高度在4~6m，并且大多數(shù)情況下這也是系統(tǒng)最正確運行范圍。采用有機負荷(q)或水力停留時間(HRT)設計UASB反響器是目前最主要的方法。一旦q或HRT確定，反響器體積(V)可以很容易由公式(1或2)計算。對某種特定的廢水，反響器容積負荷一般應通過試驗確定。V=(1)(2)式中：V——反響器的有效容積，——進水COD濃度，KgCOD/Q——進液流量，/h；——反響器有機負荷率，KgCOD/();——反響器液體局部總容積，；E——有效系數(shù)。表3.3不同類型廢水國內外UASB反響器處理的負荷數(shù)據(jù)相關資料序號廢水類型負荷kgCOD/m3·d(國外資料)負荷kgCOD/m3·d(國內資料)平均最高最低廠家數(shù)平均最高最低廠家數(shù)1酒精生產11.6202152啤酒廠9.818.85.6805.385103葡萄酒廠10.212844淀粉65.482.725酵母業(yè)9.812.461666616造紙12.738.96397食品加工103.54328屠宰廢水13.142.349制藥廠10.933.26.311580.8510家畜飼料廠10.510.510.5111垃圾濾液9.9127.97UASB反響器結構簡介〔1〕反響器截面積以及長、寬(或直徑)在確定反響器容積和高度后，可確定反響器的截面積，從而確定反響器的長和寬，在同樣的面積下正方形池周長比矩形池要小，矩形UASB需要更多建筑材料。從布水均勻性和經濟性考慮，矩形池在長/寬比在2:1以下較適宜。長/寬比在4:1時費用增加最為顯著。圓形反響器在同樣的面積下，其周長比正方形的少12%。但這一優(yōu)點僅在采用單個池子時成立。當建立兩個或兩個以上反響器時，矩形反響器可以采用共用壁。對于采用公共壁的矩形反響器，池型的長寬比對造價也有較大影響，如果不考慮其他因素，這是一個在設計中需要優(yōu)化的參數(shù)，本設計將采用圓形池反響器。〔2〕布水器布水器也是UASB反響器一個很關鍵的部件，它對于保證污水和污泥之間的充分接觸，最大限度的發(fā)揮反響器內厭氧污泥的作用是十分重要的。進水分配系統(tǒng)的合理設計對UASB的良好運轉也是至關重要的，進水系統(tǒng)有配水和水力攪拌的功能，為了這兩個功能的實現(xiàn)，需滿足如下原那么：a)確保單位面積進水量根本相同，以防短路等現(xiàn)象發(fā)生；b)盡可能滿足水力攪拌需求，保證進水有機物與污泥能迅速混合；c)易觀察到進水管的堵塞；d)當堵塞發(fā)現(xiàn)后，極易被去除。布水系統(tǒng)進水方式大致分為脈沖進水和連續(xù)進水兩種方式。連續(xù)進水方式包括有一管一孔配水式，一管多孔配水式和分支式配水方式。圖3.3布水器結構示意圖a.一管一孔配水式的特點：一根配水管效勞一個配水點，所以只要保證每根配水管的流量相等，即可實現(xiàn)每個配水點均勻配水。為保證每一個配水點到達其應得的進水流量，配水箱一般置于反響器的頂部，這樣布置有兩個方面的優(yōu)點，一是當某一布水管或布水頭出現(xiàn)堵塞時通過配水箱液面的升高即可觀察得到，二是當堵塞不是很嚴重的情況下，隨著配水箱液面升高，使布水管內的壓力增大，從而可自行消除堵塞。b．脈沖式進水使底層污泥交替進行收縮和膨脹時，有助于底層污泥的混合。一定的布水強度能促進反響區(qū)污泥床底部顆粒污泥的混合，促進污染物與污泥充分的接觸，強化反響速率，同時也有利于底層顆粒污泥上黏附的微小氣泡的脫離，防止其浮升于懸浮層，減少污泥流失量。c.一管多孔配水方式特點：采用在反響器池底配水橫管上開孔的方式進行布水，為了使配水均勻，要求出水的流速不小于2.0m/s。此配水方式可用于脈沖進水系統(tǒng)。一管多孔式配水方式容易發(fā)生堵塞，從而進水將從沒有堵塞的其他孔口重新分配，導致在反響器池底的進水分布不均勻。考慮到這種現(xiàn)象，應盡量防止在一根管道上有過多的開口?！?〕配水管道設計污水中存在的大物體可能會堵塞進水管，設計良好的進水系統(tǒng)可疏通堵塞；對于壓力流采用穿孔管布水器(一管多孔)，需要考慮設液體反沖洗或清堵的裝置，可采用停水分池分段反沖；采用一管多孔的布水管道，管道尾端最好兼作放空和排泥管，以利于去除堵塞；采用重力流布水方式(一管一孔)，如果進水水位差僅比反響器的水位稍高(水位差小于10cm)將會經常發(fā)生堵塞。在水箱中的水位(三角堰的底部)與反響器中的水位差大于30cm將會很少發(fā)生這種堵塞。無論采用那一種布水方式，應盡可能少地采用彎頭等非直管。〔4〕三相別離器圖3.4三相別離器結構示意三相別離器是UASB反響器穩(wěn)定運行的關鍵，而且在日益開展的三相流態(tài)化技術中也有著廣泛的應用前景。但到目前為止,用于大規(guī)模生產的三相別離器結構在國外仍屬專利[17]，有關設計方法也未見報道。氣、液、固三相別離器是UASB反響器的重要結構特征，它對于污泥床的正常運行和獲得良好出水水質起十分重要的作用。它具有兩個功能，其一是收集從別離器下反響區(qū)產生的沼氣；其二是使在別離器之上的懸浮物沉淀下來。工作原理：待處理的廢水被引入UASB反響器的底部，向上流過由絮狀或顆粒狀污泥組成的污泥床，隨著污水與污泥相接觸而發(fā)生厭氧反響，產生的沼氣〔氣體是甲烷和二氧化碳〕會引起污泥床擾動。在污泥床產生的氣體中有一局部會附著在污泥顆粒上，自由氣泡和附著在污泥顆粒上的氣泡上升至反響器頂部。污泥顆粒上升撞擊到脫氣擋板的底部時，引起附著的氣泡釋放，脫氣的污泥顆粒沉淀回到污泥床外表。自由氣體和從污泥顆粒釋放的氣體被收集在反響器頂部的集氣室內。液體中包含的一些剩余固體和生物顆粒進入到沉淀室內，剩余固體和生物顆粒從液體中別離并通過反射板落回污泥層上面。別離氣體、固體后的液體繼續(xù)上升，最后從出水堰溢流，經集水槽排出。沼氣聚集于三相別離器頂部，可通過氣管排出。高濃度有機生產廢水經過厭氧反響器的預處理后，有機物得到大量去除，COD大幅下降。通常UASB的三相別離器的設計應遵循以下原那么：a.沉淀區(qū)斜壁角度設計應能使沉淀在斜壁上的污泥不積聚，順利返回到反響區(qū)內，該傾角通常為55~60°。b.沉淀區(qū)的外表負荷應在0.7m3/(m2·h)以下，混合液進入沉淀區(qū)前，通過入流孔道〔縫隙〕的流速應不大于c.反射板與入流孔道〔縫隙〕之間的遮蓋應在100~200mm，以防止氣泡進入沉淀區(qū)影響沉淀。d．應防止氣室產生大量的泡沫，并控制好氣室高度，防止浮渣堵塞出氣管，要保證氣室出氣管暢通無阻。為了這一點，主要需控制好別離器下氣液界面的沼氣釋放速率，適當?shù)臍怏w釋放速率是1~3m3/(m2·e.在集氣室上部應該設置消泡噴嘴，當處理污水產生嚴重泡沫的問題時用來消泡。出氣管的直徑應足夠大以保證從集氣室引出沼氣，尤其是在產生泡沫的情況下。f．別離器相對于出水界面的位置，該位置決定了反響區(qū)和沉淀區(qū)的比例。在多數(shù)UASB反響器中沉淀區(qū)為總體積的15%~25%；在反響器的高度為5~7m時集氣室的高度應該在1.5m左右。3.3UASB反響器的設計計算設計參數(shù)設計溫度T=25℃容積負荷V=10.5kgCOD/(m3·d)平均體重500Kg的一頭奶牛的糞尿量為45.0L/d，本設計中500頭奶牛總糞尿量為22500L/d，產沼氣量為208~370m3進液流量Q=3500m3/d表3.4設計參數(shù)水質指標COD〔mg/L〕BOD〔mg/L〕SS〔mg/L〕進水水質37352340568設計去除率85%90%0設計出水水質560234568UASB反響器容積及主要工藝尺寸確實定〔1〕UASB反響器容積確實定畜禽糞便廢水是高濃度有機廢水，所以其容積設計根據(jù)容積負荷來計算。采用容積負荷法確立其容積VVn=式中：Vn——反響器液體局部有效容積，m3S0——進水COD濃度，KgCOD/(m3·d)Q——進液流量，m3/h；Lorg——反響器有機負荷率，KgCOD(m3·d)/。Vn=3500×3.735/1.5=1245取有效容積系數(shù)為0.8,那么反響器液體局部總容積VL=Vn/E=1〔2〕構造尺寸計算本設計UASB反響器采用圓形池取水力負荷q=0.6m3/(m2·d)

反響器外表積

A=Q/q=145.8/0.6=244m2HL=VL/A=6.38m式中：HL——反響器液體局部高度，m。反響器總高度HT=HL+HG=6.38+2.5=8.88m取9m式中：HG——反響器集氣局部的高度，m。采用4座相同的UASB反響器，那么每個單池面積A1為：A1=A/4=244/4=61D==8.8m

取D=9m那么實際橫截面積A2==63.59實際水力外表負荷為q1=Q/A=145.8/4×63.59=0.57符合設計要求〔3〕進水配水系統(tǒng)設計本設計采用圓形布水器，每個UASB反響器設36個布水點。每個池的流量

Q1=145.8/4=36.45m3/h每個孔口面積為=1.77設置3個圓環(huán)，里層設6個孔口，中層設12個孔口，外層設18個孔口。里層6個孔口設計總面積:S1=6×1.77=10.62m2效勞圓直徑為=3.68m以此直徑做一虛圓，該圓內等分處設置6個孔口，圓的直徑計算如下：=2.6mb.中層12個孔口設計總面積：S2=12×1.77=21.24m2效勞圓直徑為=6.37m圓環(huán)直徑為d2=5.2mc.外層18個孔口設計總面積：S3=18×1.77=31.86m2效勞圓直徑為=9m圓環(huán)直徑為那么d3=7.8m圖3.5布水器設計結構示意圖〔4〕三相別離器設計三相別離器的設計包括沉淀區(qū)設計、回流縫設計和氣液別離設計。a.沉淀區(qū)的設計三相別離器集氣室頂以上的覆蓋水深采用1.0m，沉淀區(qū)總水深2.0m沉淀器斜面坡度

θ=55°沉淀區(qū)面積:A==63.58m2外表水力負荷q=Q/A=0.57m3/(m2·d)

符合要求b.回流縫設計

取h1=0.5mh2=1.0mh3=

依據(jù)圖中幾何關系，那么

b1=式中：b1——下三角集氣罩底水平寬度，m——下三角集氣罩斜面的水平夾角h3——下三角集氣罩的垂直高度，mb1===1.96mb2=b﹣2b1式中：b2——相鄰兩個下三角形集氣罩之間的水平距離，mb——三相別離器的寬度，mb2=5.08下三角集氣罩之間的污泥回流縫中混合液的上升流速v1,可用下式計算：v1=Q/S1式中：Q——反響器設計廢水流量，m3/h;S1——下三角形集氣罩回流縫的面積，m2=1.8m/h<2m/h符合要求上下三角形集氣罩之間回流縫流速v2用下式計算：

v2=Q/S2式中：S2——上三角形集氣罩回流縫的面積，m2S2可用下式表示：S2=cl2nC即為CE——上三角形集氣罩回流縫的寬度，建議CE>0.2m

取CE=1.0CF—上三角形集氣罩底寬，取CF=7LK=FK×sin55°=0.66mEL=CF+2LK=8S2=(CF+EL)×CE/2=3.14×(7+8.31)/2=24.04m2v2=145.8/4×24.04=1.52m/hv2<v1<2.0m/h,符合要求確定上下集氣罩相對位置及尺寸：BC=CE/cos55°=1.4mh4=1.0mDK=(CF－b2)/2=0.DL=DK+KL=1.IL=LD/sin35°=2.82mBE=CE×tan55°=1.43mAB=AE－BE=1.39DG=FD×sin55°=1.14mh5=DG+DI=1.14+2.82×sin55°=3.45bbCEBAFKDGHIL圖3.6三相別離器設計計算圖c.氣液別離設計由圖可知，欲到達氣液別離的目的，上、下兩組三角形集氣罩的斜邊必須重疊，重疊的水平距離〔AB的水平投影〕越大，氣體別離的效果越好，去除氣泡的直徑越小，對沉淀區(qū)固液別離效果的影響會越小。所以，重疊量的大小是決定氣液別離效果好壞的關鍵。由反響區(qū)上升的水流從下三角形集氣罩回流縫過渡到上三角形集氣罩回流縫再進入沉淀區(qū)，其水流的狀態(tài)比擬復雜。當混合液上升到A點后將沿著AB方向斜面流動，并設流速為va，同時假定A點的氣泡以速度vb垂直上升，所以氣泡的運動軌跡將沿著va和vb合成速度的方向運行，根據(jù)速度合成的平行四邊形法那么，有：要使氣泡別離后進入沉淀區(qū)的必要條件為：氣泡上升速度vb與其直徑、水溫、液體和氣體的密度、廢水的粘滯系數(shù)等因素有關。當氣泡的直徑很小〔d<0.1mm〕時，在氣泡周圍的水流呈層流狀態(tài)，Re<1,這時氣泡的上升速度可由斯托克斯〔Stokes〕公式計算。設計參數(shù)：取消化溫度T=25℃，沼氣密度=1.12g/L；水的密度=1000kg/m3；廢水的動力粘滯系數(shù)=0.0089×10-4m2/s；取氣泡直徑d=0.008cm根據(jù)斯托克斯〔Stokes〕公式可得氣體上升速度vb為：式中：vb——氣泡上升速度，cm/s;g——重力加速度,cm/s2;β——碰撞系數(shù)，取0.95;μ—廢水的動力粘度系數(shù)，Pa·s;那么vb==0.391cm/s=14.08m/h水流速度va=v2=1.52m/h;驗證：滿足設計要求UASB反響器排泥系統(tǒng)設計計算考慮到反響器的底部可能會積累顆粒物，且底部污泥的活性較差，故本設計將采用底部排泥，一般情況下，每去除1KgCOD,可產生0.05~0.1KgVSS，本設計中取0.1KgVSS/KgCOD。每日產泥量1111.16每座UASB反響器每日產泥量2UASB反響器產氣量設計計算每日產沼氣量G＝式中：r——產沼氣率：0.7m3/KgCOD〔理論值〕Q——進液設計流量，m3/hC0——進水COD濃度，KgCOD/m3e——設計去除率，%那么G=0.7×3500×3735×0.85×10-3=9150m3/d=381.3m3/h4沼氣的凈化設計4.1沼氣脫水工藝沼氣脫水屬于沼氣脫硫系統(tǒng)的一局部，脫水設備占整個氣體凈化投入的比重很小，但其作用僅次于硫化氫的脫除。本設計將采用固體物理吸收法，采用活性氧化鋁作為枯燥劑，其具有吸附能力較好，再生溫度低，在液態(tài)水中不易碎等優(yōu)點?？菰飫┟撍b置如圖，利用枯燥劑脫水時，枯燥劑裝在容器中，沼氣自下而上流過容器。使用過一段時間后，枯燥劑需要再生。22134圖4.1枯燥劑脫水裝置1-枯燥沼氣出口；2-吸水劑；3-再生氣出口；4-含水沼氣出口4.2沼氣脫硫工藝及裝置一般而言,沼氣中H2S的質量濃度在1～12g·m-3之間,其受發(fā)酵原料和發(fā)酵工藝影響很大,當原料中的蛋白質或硫酸鹽含量較高時,發(fā)酵后沼氣中的H2S質量濃度就較大[18]。H2S對管道、燃燒器以及其它金屬設備、儀器儀表等有很強的腐蝕性,因此,影響了沼氣的回收利用[19]。H2S具有極強毒性，當空氣中濃度為140mg/m3〔標況〕時，就會引起結膜炎和角膜炎，當濃度約為280mg/m3〔標況〕時，會造成昏迷，呼吸困難甚至死亡。低濃度的H2S氣體會引起頭痛、嘔吐、乏力、失眠以及角膜發(fā)炎等。因此在使用沼氣之前，必須首先對沼氣進行脫H2S的處理。沼氣直接脫硫方法按原理一般可分為濕式法和干式法兩大類，化學脫硫技術常運用的是常溫Fe2O3干式脫硫法[20,21],它是將Fe2O3屑和木屑混合制成脫硫劑,以濕態(tài)(含水40%左右)填充于脫硫裝置內。在濕式脫硫法中一般使用堿性液體來吸收H2S[22]。消化后的沼氣從底部進入塔中，與吸收劑逆流接觸反響后從塔頂部排除。沼氣干法脫硫適用于含硫量較低的燃氣，日處理量較小。該法工藝簡單、成熟可靠、造價低，能到達較高的凈化程度。本設計采用脫硫塔反響裝置脫硫。設計尺寸：一級脫硫：H2S在2g/m3；二級脫硫：H2S在2~5g/m3；三級脫硫：H2S在5g/m3以上。結論：鑒于本設計針對奶牛場沼氣系統(tǒng)，實際含硫率很低，故采用一級脫硫方式。a.脫硫塔直徑脫硫塔的直徑設計應該滿足以下兩個條件：一般情況，粗脫硫時取高徑比為3~4，當高徑比增大時，脫硫效果會提高，但同時壓力損失增大，因此在滿足壓力損失的情況下，應盡量取上限值。本設計中脫硫高徑比取4。b.脫硫劑的填裝量本設計將采用TCS-106型常溫氧化鐵脫硫劑。其反響式為：脫硫Fe2O3+3H2SFe2S3+3H2O再生2Fe2S3+3O22Fe2O3+6S脫硫劑的填裝量取決于原料氣的氣量、硫含量以及設計脫硫劑的使用壽命，以V表示脫硫劑的填裝量：V=式中：V——脫硫劑填裝量，m3；C——進口氣體中的濃度，mg/m3；Q——原料氣流量，m3/h；t——脫硫劑使用壽命，h;W——脫硫劑原粒度的質量穿透硫容，%；d——脫硫劑的質量堆密度，0.7t/m3。V=7.7H:D=4:1那么D取1.35m，H=5.4m，脫硫塔總高為8.1m。HHD0.1H0.1H0.1H0.2H圖4.2脫硫塔外形尺寸設計簡圖5沼渣處理工藝5.1沼渣處理工藝流程圖曝氣池曝氣池沉淀池污泥回流排放或農肥利用沼渣及廢水圖5.1沼渣處理工藝流程圖活性污泥法工藝能從污水中去除溶解性的和膠體的可生物降解的有機物，以及能被活性污泥吸附的懸浮固體和其他的一些物質。曝氣設備的作用是傳遞氧氣進入混合液，同時還起到了攪拌作用而使混合液呈現(xiàn)出懸浮狀態(tài)，隨后混合液流入沉淀池，混合液中懸浮固體在沉淀池中進行固液別離，流出沉淀池的為凈化水。沉淀池中的污泥大局部回流至曝氣池，此過程稱為污泥回流，目的是使曝氣池內保持一定的懸浮固體濃度，即保持一定的微生物濃度。在本設計中經過處理后的剩余污泥可作為農肥二次利用。5.2曝氣池簡易設計推流式曝氣池的長寬比一般為5~10，池寬和有效水深之比一般為1~2，與常用曝氣鼓風機的出口風壓匹配，有效水深通常在4~6m。水量：Q=3500m3/d水力停留時間：HRT=7h曝氣池結構：L×B×H=41m×5m×5m有效高度：H=5m超高：h=0.5m有效容積：V有效=41m×5m×5m=1025m3總容積：V總=41m×5m×5.5m=1127.5m3主要設備：PWX型微孔曝氣器5.3二沉池二沉池中普遍存在四個區(qū)：清水區(qū)、絮凝區(qū)、成層沉降區(qū)、污泥壓縮區(qū)，一般存在泥水界面和壓縮界面，混合液進入沉淀池后，首先被池水稀釋，從而固體濃度大大降低并開始形成絮凝區(qū)，絮凝區(qū)的上層是清水區(qū)，它們之間為泥水界面；絮凝區(qū)下部是成層沉降區(qū)，此區(qū)中固體的濃度根本不變，沉速也根本不變；靠近池底處為污泥壓縮區(qū)，壓縮區(qū)與成層沉降區(qū)之間有個明顯的界面，固體濃度發(fā)生突變。在本設計中將采用矩形池，即平流式二沉池。設計計算數(shù)據(jù)：水量：Q=3500m3/d水力停留時間：HRT=2h二沉池結構：L×B×H=13m×5m×4.5m有效高度：H=4.5m超高：h=0.5m有效容積：V有效=13m×5m×4.5m=292.5m3總容積：V總=13m×5m×5m=325m3主要設備：鏈條式刮泥機污泥回流泵排泥泵5.4農肥利用沼液中含有氮、磷、鉀、鈣、銅、鋅、鐵、B族維生素、赤霉素、氨基酸和酶活性物質,并且經沼氣厭氧發(fā)酵后,約95%的寄生蟲和有害細菌被殺滅[23]。因此,發(fā)酵后的沼液是很好的有機肥料，可以直接將沼液作為有機肥灌溉到農田中，或是把它作為葉面肥直接噴施均能到達很好的效果；還可以利用沼液來浸種，提高種子的出芽率和以后的生長能力[24]，或者將沼液作為一種無毒、無殘留的農藥來防治農業(yè)病蟲害[25,26]。北京蟹島生態(tài)度假村嚴格按照有機農業(yè)的標準進行生產，不使用任何化學農藥與化肥，大田與日光溫室已連續(xù)施用沼液、沼渣多年[27]，內蒙某牛場利用沼肥生產牧草，都取得了良好的經濟效益。沼渣是發(fā)酵后的沉渣，含有較全面的養(yǎng)分和豐富的有機物，其中有機質36%～49.9%;；腐植酸10.1%～24.6%；全N0.8%～1.5%；全P0.39%～0.71%；全K0.61%～1.3%，還含有對作物生長起重要作用的B、Cu、Fe、Mn、Zn等微量元素，因此是優(yōu)質有機肥料。還有利用沼渣種植蘑菇[28]、代替局部飼料養(yǎng)豬[29]、養(yǎng)魚[30]、飼養(yǎng)蚯蚓等都取得了顯著開展。6管道設計計算牛舍至集糞池管道設計：水及低黏度液體〔0.1~1.0Mpa〕，流速范圍為1.5~3.0m/s，本設計選定1.5m/s。qv=3500m3/d=0.04m管路內徑計算：d==0.2m25℃時水的黏度為0.8937×10-3pa·s，=997.0Kg·m-3Re==0.2×1.5×997.0/0.8937×10-3=3.35×105故為湍流形式。據(jù)相關資料，本設計選取管道材質為熱軋無縫鋼管，其絕對粗糙度=0.2mm，故=0.001，查圖可得=0.0215，設計管道長度l=15m；hf==1.814J/Kg集糞池至四座UASB反響器為4條相同獨立管道，以一條支路為例：需2個90°彎頭〔阻力系數(shù)，le/d=35〕，一個離心泵用來輸送混合液體至反響器。支路的流量qv1=qv/4=0.01m3/s那么管道內徑d1==0.092m選取108mm的熱軋無縫鋼管，壁厚15mm集糞池設計深度h=3m，UASB反響器液面與集糞池液面取10m，管路總長取7m，鋼管絕對粗糙度取=0.2mm，那么=0.0022，查得=0.026，截止閥le/d=300，2個90°彎頭le/d=35×2=70，管出口突然擴大管路壓頭損失帶入計算得=1.33J/Kg那么揚程可達11.33m，由此結合資料選取IS80-65-125的泵7總體布局7.1平面布置沼氣工程總體布置應符合該沼氣工程工藝的要求，需要布置緊湊，便于施工、運行和管理；同時應結合地形、氣象和地質條件等因素，經技術經濟分析確定，使其充分利用地形、設施高度，到達排水暢通、降低能耗、土方平衡的需求。奶牛場沼氣工程的平面布置應該包括：牛舍、處理構筑物、辦公樓以及其它輔助構筑物，還有以及各種管道、道路、綠化等的布置。平面布置應遵循以下根本原那么：⑴處理構筑物與生活、管理設備應分別集中布置，其位置和朝向力求合理，生活、管理設施應與處理構筑物保持一定的距離。功能分區(qū)明確，配置得當。⑵處理構筑物宜按流程順序布置，應當充分利用原有地形，盡量做到土方量的平衡。構筑物之間管線應短捷，防止迂回曲折，盡量做到水流通暢。⑶處理場內的雨水管道、污水管道、給水管道、電氣埋線等管線應全面安排，防止相互干擾，管道復雜時可考慮設置管廊。⑸產生臭氣和噪聲的構筑物和輔助建筑物〔如鼓風機〕的布置，應注意對周圍環(huán)境的影響。⑹處理廠內的綠化面積一般不小于全廠總面積的30%。⑺應設置通向各構筑物和附屬建筑物的必要通道，以滿足物品運輸、日常操作管理和檢修的需要。7.1.1沼氣布線的管道規(guī)那么布置沼氣管線時，應考慮沼氣管道的壓力狀況，地形變化以及土壤性質，應具體考前須知如下：⑴沼氣管道一般情況下設為地下直埋敷設，應盡量避開建筑物以及主要干道。⑵在各處理構筑物之間，原那么上應設有貫穿、連接的管渠。此外，還應設有能夠使各個處理構筑物獨立運行的管、渠，當某一處理構筑物因故障停止工作時，要保證它的后接處理構筑物仍能夠保持連續(xù)正常的運行。⑶應設超越所有處理構筑物，能夠把其直接排放水體的超越管。7.1.2附屬建筑物該沼氣發(fā)酵流程中的附屬建筑物如下：泵房、鼓風機房、綜合辦公樓、維修間、倉庫等，它們也是沼氣廠中不可缺少的組成局部?？傮w的建筑面積大小應按平面圖布置具體情況與條件具體而定。7.2高程布置高程設計的任務是對各處理單元構筑物與輔助設施等相對高程作豎向布置，通過計算確定各單元處理構筑物和泵站的高程，各單元處理構筑物之間連接管渠的高程和各局部的水面高程。高程布置的合理性也直接影響污水處理廠的工程造價、運行費用、維護管理和運行操作等。高程布置圖需要標明處理構筑物的池底、池頂以及水面高程，表達出各處理構筑物間的高程關系和處理工藝流程，以此保證污水能夠沿流程在各處理構筑物之間通暢地流動，來使整個設備流程能夠正常運行。高程圖上的垂直和水平方向的比例尺—般不相同，一般垂直的比例大(取1：100)，而水平比例會取的小些(1：500)，可以使圖紙醒目、協(xié)調。8沼氣工程技術經濟評價8.1工程投資估算表8.1工程投資估算序號工程名稱土建費用/萬元安裝費用/萬元設備費用/萬元合計/萬元1集糞池1311153固液別離機————554UASB反響器〔含布水器三相別離器沼氣儲氣罐等配套設備〕30303003608脫水罐——110119脫硫塔11121410有機肥加工中心4.531522.511曝氣池25120022612沉淀池15131914沼氣流量計————1.51.515綜合樓315916機修間3381417車庫、倉庫3——1418鍋爐房324919場內道路432920綠化10————10合計〔萬元〕729經濟核算分析的主要目的是追求費用的最小化同時實現(xiàn)效益最大化。本次設計是針對500頭奶牛糞便進行沼氣發(fā)酵技術，應努力實現(xiàn)費用最小化原那么。8.2運行本錢估算運行本錢的估算通常不僅僅包括能源消消耗、藥劑費和修理基金提存以及日常維護檢修費，還有員工的工資福利費等。結論本設計采用UASB反響器作為牛糞發(fā)酵沼氣主要反響器，其具有反響器內污泥濃度高、有機負荷高、水力停留時間長、無需混合攪拌設備等優(yōu)點，此方法經濟效益較好，值得推廣，將是一種非常有使用前景和廣闊空間的生化處理工藝。另一方面，沼氣作為一種清潔型可燃性氣體，可以廣泛應用于生產與生活中。因此，開發(fā)沼氣工程為緩解我國能源壓力將做出巨大奉獻，目前我國的沼氣工程逐漸開展為能源與生態(tài)相結合的方式，通過對奶牛場糞污的無害化管理的同時，變廢為寶，將糞污進行深度處理后二次加工為有機廢料，產生了良好的經濟效益、社會效益和生態(tài)效益。隨著沼氣工程技術與沼肥利用技術的日趨完善，規(guī)?；哪膛稣託獍l(fā)酵工藝技術將具有廣泛的研究以及應用背景。參考文獻[1]張全國.沼氣技術及其應用[M].北京化學工業(yè)出版社,2005.[2]周孟津.沼氣發(fā)酵工藝的開展[A].中國沼氣十年[C].北京:中國科學技術出社,1990,22～281[3]中國奶業(yè)協(xié)會等.奶業(yè)與生態(tài)環(huán)境國際論壇報告及論文集[C].大連,2005.[4]TeodoritaAlSeadi,etal.GoodpracticeinqualitymanagementofADresidue.[EB/OL].[5]DanishBiogasAssociation.Biogasandmore22systemsandmarketsoverviewofanaerobicdigestion[EB/OL].[6]AnnCwilkie.AnaerobicdigestionofflusheddairymanureP