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规模化畜禽养殖场沼气工程设计规范
1范围
本标准规定了规模化畜禽养殖场沼气工程的设计范围、原则以及主要参数选取等。
本标准适用于新建、改建和扩建的规模化畜禽养殖场沼气工程(参见NY/T667-2003)的设计。畜禽养殖区沼气工程的设计可参照执行。
2规范性引用文件
 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件,其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准,然而,鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本标准。
GB12801              生产过程安全卫生要求总则
GB18596              畜禽养殖业污染物排放标准
GB50028              城镇燃气设计规范
GB50052              供配电系统设计规范
GB50057              建筑物防雷设计规范
GB50058              爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范
GBJ14                室外排水设计规范
GBJ16                建筑设计防火规范
GBJ65                工业与民用电力装置接地设计规范
CJJ31                城镇污水处理厂附属建筑和附属设备设计标准
CJJ55                污水稳定塘设计规范
CJJ64                城市粪便处理厂设计规范
NY/T667-2003         沼气工程规模分类
 3术语和定义
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 5工程选址和总体布置
沼气工程的选址应符合养殖场整个生产系统的规划和要求,并应根据以下因素综合考虑确定:
a)在畜禽养殖场和附近居民区主导风向的下风侧;
b)在畜禽养殖场的标高较低处;
c)有较好的工程地质条件;
d)满足防疫要求;
e)有方便的交通运输和供水供电条件。
,如必要,应依此作出分期建设方案。
,布置紧凑,便于施工、运行和管理。应结合地形、气象和地质条件等因素,经过技术经济分析确定。
,并达到排水畅通、降低能耗、土方平衡的要求。
、合理,并应满足施工、设备安装与维护、安全的要求。
,并应与生产设备和处理构筑物保持一定距离。
、贮气柜、输气管道的设计及防火要求见GBJ16中的相关规定。
,避免迂回曲折和相互干扰,输送污水、污泥和沼气管线布置应尽量减少管道弯头,以减少能量损耗和便于清通。各种管线应用不同颜色加以区别。
。
,各建筑物间应留有连接通道,其设计应符合下列要求:
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a)主要车行道的宽度:单车道为3m,双车道为5m,并应有回车道。车行道转弯半径不小于6m;
b)人行道的宽度为1m~;
c)通向建筑物顶端的扶梯与水平面夹角不大于40°,~;
d)高架物上不经常通行的部位可设置爬梯,;
e)绿地面积不宜小于总面积的30%。
(栏)。
。
、排泥管、排空阀和检修人孔。厌氧消化器和贮气柜应设有安全窗,确保装置正常运转。
,拦截暴雨的截水沟和排水沟应与场区排水通道相连接。
、仪表、自动控制设备及沼气流量计。
,。
。
,厂区内设置操作控制间、独立的动力和照明配电系统。
、防爆、防雷与接地参照GB12801、GB50028、GBJ16、GB50057、GBJ65等的相关规定执行。
,设有监控所有设备运转、故障、程序操作、显示的控制屏(台),操作应具有集中与就地操作的功能。应有紧急状态报警装置。应采用可靠的自动控制系统进行自动控制、自动检测。并应设有值班人员休息室。
、给排水系统、排风措施及良好的照明。
 6工艺
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沼气工程基本可分为“能源生态型”和“能源环保型”两类。
 
“能源生态型”沼气工程
“能源生态型”沼气工程其厌氧出水(沼液)依靠土地处理系统。要求周围有足够的农田消纳厌氧发酵后的沼液、沼渣,养殖业与种植业的规模要配套。可采用以下工艺。
养殖场污水通过排水沟自流到调节池,调节池前设置格栅,以清除污水中较大的杂物。人工清出的粪便运到调节池内,与污水搅拌后流入计量池,计量池内设泵,定时定量地将料液送进厌氧消化器。为保持厌氧消化器内的温度控制在35℃左右,在计量池内有蒸汽加热系统,蒸汽由锅炉房引入。计量池和厌氧消化器内设有温度传感器,调整进入调节池的蒸汽量。也可使用其它加热方式。产生的沼气经脱硫、脱水、脱杂净化后进贮气柜,作为生产或生活用能。沼渣根据情况定期排出并可干化,作为有机肥使用。沼液进入后处理系统,作为农田的液体有机肥使用。
“能源环保型”沼气工程
“能源环保型”沼气工程要求最终出水达到一定的标准后排放到自然水体。可采用以下工艺。
养殖场污水经管道自流入调节池,在调节池前设置格栅,去除污水中较大的杂物。调节池内设提升泵,将污水抽至分离机,分离的粪渣人工清走作有机肥原料,分离的污水自流入沉淀池。沉淀池的上清液自流入集水池,集水池内设提升泵,将污水提升至厌氧消化器的布料装置并在池内均匀布水。厌氧消化器的出水自流入后处理系统。后处理以好氧处理为主要技术手段,处理的出水可达标排放或回用。
工艺设计包括生产工艺、流程、设备的选择,参数和物料、能量平衡及配套公用工程的计算等。工艺设计应包括以下几个方面:
   通过多方案的比较、选择最佳的生产工艺方案和制定生产流程。生产流程反映由原料到产品的生产过程中,物料和能量的流向、变化以及所经历的设备、仪器和工艺过程。
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工艺参数是生产过程中应控制的各种技术数据,包括各个工艺单元的进料、出料有机物浓度,有机物去除率,污水量,厌氧工艺产沼气量,沼气的含硫量,等等。
计算正常生产所需要的原材料、辅助材料、公用工程的用量,以及产生的主、副产物及废料量。
比选各设备方案对建设规模的满足程度,对产品质量和生产工艺要求的保证程度,设备使用寿命,物料消耗指标,操作要求、备品备件保证程度,安装试车技术服务,以及所需的设备投资等确定机器设备,及其型号、规格和数量。
包括:工艺流程图,工艺平面布置图,水力高程图,各个处理工艺单元的条件图。
7前处理
“能源生态型”沼气工程
   污水通过管道自流入调节池,在调节池前设有格栅,以清除较大的杂物,人工清出的粪便运至调节池,与污水充分地混合,然后流入到计量池,计量池的容积根据厌氧消化器的要求确定。当以鸡粪为原料时,应在调节池后设沉砂池。粪便的加入点与厌氧消化器类型有关,一般在调节池加入,带有搅拌装置的塞流式反应器也可直接加入到厌氧消化器。
“能源环保型”沼气工程
   污水通过管道自流入调节池,在调节池前设有格栅,以清除较大的杂物,调节池的污水用泵抽入到固液分离机,分离的粪渣用作有机肥原料,分离出的污水流入沉淀池,沉淀的污泥进入污泥处理设施,上清液自流入集水池。
“能源生态型”沼气工程前处理的一般规定
a、前处理的目的是将粪便污水调质均化,为厌氧产沼气创造条件;
b、污水进入固液分离机前应通过格栅清除污水中较大的杂物;
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c、以鸡粪为原料时宜设沉砂池;
d、以牛粪为原料时应有粪草分离装置;
e、沟渠坡度应确保污水自流入沉砂池或计量池。其设计按GBJ14中第三章的相关规定。
“能源环保型”沼气工程的前处理的一般规定
a、前处理的目的是用物理方法尽量清除粪污中的固形物;
b、污水进入固液分离机前应通过格栅清除污水中较大的杂物;
c、应在排污后3h内进行污水的固液分离;
d、沉淀池应设在固液分离机后;
e、沟渠坡度应确保污水自流入沉砂池、集水池。其设计按GBJ14中第三章的相关规定;
f、固液分离机是否需要与污水中SS浓度和污水量有关,当SS浓度不大于2000mg/l和污水量小于50m3/d时可不用。
  格栅的设计应符合以下要求:
a)格栅应设于集水池前,其数量不宜少于二道,一道粗格栅栅条间隙为20mm~40mm去除大型杂物,一道细格栅栅条间隙为5mm~15mm去除中小型杂物。格栅应便于清除杂物和清洗;
b)~,格栅倾角为45°~75°;
c)格栅处应设置工作平台,。采用格栅机时,参照设备说明书。
。
(1)计算:
V=Q/n…………………………………………………………(1)
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式中:
V—调节池有效容积,单位为立方米(m3);
Q—畜禽养殖场每日排污水量,单位为立方米每日(m3/d);
n—畜禽养殖场每日排污次数。
选用固液分离机时,应遵守下列规定:
a)应根据被分离物料的性质、流量、脱水要求,经技术经济比较后选用;
b)污水进入固液分离机的含水率一般不应小于98%;
c)固液分离机的设置应考虑到废渣的贮存、运输。
·4相关规定。
。
。
。
,应设置集水池。
。
、流量、扬程和工作性质等因素确定,应符合下列要求:
a)泵应尽量选用同一型号;
b)进料泵应设置一台备用泵与工作泵并联。
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、设计按GBJ14中4·3相关规定执行。
8厌氧消化
、工程类型和工艺路线确定。
,应符合下列规定:
a)根据发酵原料选用适宜的厌氧消化器;
b)厌氧消化器应设有取样口和测温点;
c)厌氧消化器在设计上要有防止超正、负压的安全装置及措施。其防止超正、负压力装置的安全范围,应满足工艺设计的压力及池体安全的要求;
d)厌氧消化器的下部管道凡有阀门处应设计为串联式双阀门,内侧阀门为常开;
e)池体侧面下部应设有检修人孔、排泥管(其管径不小于100mm),人孔中心与池外地平的距离不大于1m。直径不宜小于600mm;
f)厌氧消化器必须达到抗渗和气密性要求,并应采取有效的防腐蚀措施和保温措施。
g)厌氧消化器应有沉降检测点。
“能源生态型”沼气工程所用厌氧消化器
(USR)、全混合厌氧消化器(CSTR)和塞流式反应器(PFR);
(35℃左右),也可采用近中温消化(25~30℃),或采用高温消化(55℃左右)。
。
表1中温发酵厌氧消化器主要设计参数
序号
项目
升流式厌氧固体床
全混合厌氧消化器
塞流池
1
温度(℃)
35℃左右
35℃左右
35℃左右
2
水力滞留期(d)
8~15
10~20
15~20
10