农产品深加工有机废水沼气发电项目可行性研究报告

1 农产品深加工有机废水沼气发电项目 第一章 总 论 目背景与概况 目名称 农产品深加工有机废水沼气发电项目 目承办单位概况 a、 项目承办单位的全称： b、 项目承办单位概况 山东福田药业有限公司是以玉米、玉米芯为原料进行深加工的国家重点高新技术企业、 农业产业化省重点龙头企业，生物产业 国家 高技术产业 基地、国家 火炬计划 生物技术产业 基地 骨干企业、中国功能糖城支柱企业、中国最大的功能糖醇生产基地。 公司 始建于 1991 年， 1993 年建成投产，占地 48 公顷，拥有资产 现有员工 1100 余人，在全国同行业率先实施并通过 证。年生产木糖、木糖醇、麦芽糖醇、山梨醇、玉米淀粉等系列产品 42 万吨，全部达到英国药典 国 准。产品畅销亚、欧、美等三十多个国家和地区，与箭牌、吉百利、雀巢、三菱、住友、玛氏等世界跨国公司建立了长期稳定的贸易合作关系。2006 年实现销售收入 元，利 润 5990 万元，自营出口创汇 1570 万美元。 2007年实现销售收入 元，利 润 元。 公司先后荣获国家火炬计划重点高新技术企业、全国食品行业优秀企业、全国食品行业质量效益型企业、全国食品行业科技进步优秀企业、中国食品添加剂行业百强企业、全国食品安全示范单位、中国淀粉糖行业 20 强企业、中国轻工业500 强企业、中国发酵行业 用等级企业、山东省劳动关系和谐企业、山东省富民兴鲁劳动奖章、山东省文明单位、山东省企业文化示范单位等荣誉称号。 “福甜 ”牌木糖（醇）产品多次被评为山东名牌、山东省著名商标、山东省免检产品、山东出口名牌、改革开放二十年最具影响力的著名品牌、国家级新产品。 公司建有全国唯一一家木糖醇研究所 、全国木糖（醇）分析检测中心 和 “省级企业 技术中心 ”，与中科院、农科院、北京大学、清华大学、江南大学、天津大学等建立了产学研合作关系；与中国发酵工业协会建立 了 生物技术中心；与山东大 2 学合作建立国家糖工程技术研究中心；与天津大学合作建立可再生资源利用技术实验室，致力于糖醇产品的开发与研究；聘请尤新、金树人等 20 余名专家学者为公司技术和管理顾问。 公司拥有现代化的新产品开发、中试车间、试验检测室等科研场所及高压液相色谱、气相色谱、模拟移动床等诸多大型的研究试验检验设备以及各种常规化验 仪器等。共研制开发新技术新产品 30 多项，其中 2 项获国家级新产品， 8 项获省级和德州市科技进步奖， 5 项列入国家、省火炬计划， 10 项通过省级鉴定， 12项填补国内空白，为公司的发展和行业水平的提高提供了坚实的后盾。拥有国家发明专利 12 项，实用新型专利 8 项。 公司在人力资源管理方面坚持“以人为本”，实施亲情化管理，以“辉煌事业感召人、良好待遇吸引人、优秀文化凝聚人、优良环境成就人”的理念，广纳贤才，聚集了管理、生产、技术、工程、销售等各方面优秀人才，形成了公司的核心员工队伍。公司还将相应地采取各类培训、教育方式，定期 举办各类专项培训，不断提高员工基本素质和业务技能。 展望未来，公司将发挥其在资源、资本、政策、品牌、营销五大方面的优势，确保产品的卓越品质、扩大产品的生产规模、积极开拓国内外市场，不断提高公司产品国内外竞争力，向品牌化、国际化、精品化的目标迈进。 主要投资方的全称 主要投资方： 究范围及编制单位 1、 研究范围 a、对项目 的改造目标 及 改造 条件进行分析； b、对工艺路线及主要设备选择进行论证； c、 对项目采用的环保措施及节能措施进行评价； d、 制定项目实施进度、劳动定员的初步方案； e、 对项目进行投资估算及资金筹措分析， 并 做出财务评价。 2、 编制单位 单位名称： 山东省食品发酵工业研究 设计院 工程咨询资格证书：甲级 证书编号： 行性研究 报告编制依据 3 a、 山东 福田药业 有限公司农产品深加工有机废水沼气发电项目建议书 b、 山东 福田药业 有限公司 提供的基础资料。 c、 山东 福田药业 有限公司 与山东省 食品发酵工业研究 设计院签订的编制本项目可行性研究报告的技术咨询合同。 d、 国家发 展和 改 革 委颁布的行业标准 工业建设项目可行性研究报告编制内容深度规定。 目提出的理由 我国人口众多，能源资源相对不足，人均拥有量远低于世界平均水平。由于我国正处在工业化和城镇化加快发展阶段，能源消耗强度较高，消费规模不断扩大，特别是高投入、高消耗、高污染的粗放型经济增长方式，加剧了能源供求矛盾和环境污染状况。能源问题已经成为制约经济和社会发展的重要因素。解决我国能源问题，根本出路是坚持开发与节约并举、节约优先的方针，大力推进节能降耗，提高能源利用效率。节能是缓解能源约束，减轻环境压力，保障经济安全，实现全面建设小康社会目标和可持续发展的必然选择，体现了科学发展观的本质要 求，是一项长期的战略任务 。 我国“十一五”规划纲要明确提出，“十一五”期间单位国内生产总值能耗降低 20%左右，主要污染物排放总量减少 10%的约束性目标。而实现节能减排目标的根本途径是要大力发展循环经济，把发展经济与节约资源、保护环境结合起来，开辟资源综合利用、反复使用的新途径。 自 2006 年以来，我国节能降耗和污染减排工作力度明显加大，万元 耗有所下降，主要污染物排放增幅减缓。但是，还没有实现年初确定的万元 耗降低 4%和主要污染物排放减少 2%的目标。 山东福田药业有限公司是以玉米芯为原料生产多元 糖醇的国内最大企业之一 ,年产糖醇 12 万吨，同时还有 30 万吨的玉米淀粉生产能力，在生产过程中 要排放出大量的有机废水 ， 其指标中的 质素、 有机物和 重超标 ， 直接排放将对环境造成严重污染，常规的污水处理工艺工程投入大、运行成本高、企业负担重，影响了企业的正常生产经营 。 因此 节能增效，向企业内部挖潜，进一步降低生产成本，提高效益，将是企业在激烈的市场竞争中立于不败之地的有力保障。 该公司十分重视环境保护和节能工作，在扩大生产能力的同时，加强原料和资源的循环利用，并于 2005 年 投资 1000 余万元建设了日处理 10000 浓度有 4 机废水处理站，工业污水经处理后达到排放要求。但 现有的污水治理工艺仅为治理而治理，使有机废水产生的少量沼气无组织排放到大气中，既不同程度的造成了大气污染，又使能源产生一定浪费，因此企业决定采用新技术、新设备更新改造现有污水处理设施， 对生产废水深度治理并回用，以减少新鲜水的使用量； 提高沼气产生量并加以利用，利用其 燃烧 发电 ，并产生低压蒸汽 。本项目实施后不仅实现了变废为宝，还可节约用煤， 而且与煤相比沼气燃烧没有烟尘和二氧化硫的排放。 项目的实施可节约大量的燃煤，有 效的减少了甲烷、二氧化碳等温室气体排放，减少环境污染，降低企业生产成本。 综上所述，高浓度有机废水在经过深度处理以后，污染物排放量大大减少，从而避免了对附近生态环境、地下水的污染，处理后的水资源得以重复利用，处理过程中产生的沼气用于发电并回收余热产生蒸汽，有效减少甲烷、二氧化碳等温室气体排放，减少环境污染，增加企业环境及经济社会效益， 项目的实施对污水综合治理、开发新能源将起到重要 作用 ， 因此该项目的建设是十分必要的。 究工作概述 究工作概况 我 院接受山东 福田药业 有限公司编制本项目可行性研究 报告委托后，即成立了研究小组，到项目拟建现场进行了实地 考察 ，并听取了企业领导对本项目建设的总体构想和情况介绍。向企业技术人员了解了项目改造条件及原材料、动力供应情况，收集了各专业的基础资料。双方重点研究了拟建项目 改造目标及 生产工艺的可靠性及先进性，并讨论了工艺方案、设备选型、公用工程设施配套方案、环境保护、劳动安全卫生以及投资估算、财务评价等内容，在全面分析研究相关资料的基础上完成了本项目可行性研究报告的编制工作。 目主要建设条件 a、 拟改造地点 山东省禹城市 山东福田药业有限公司 b、 改造规模与 目标 利用 有机废水深度处理年回用水 264 万 制备沼气 用6 台 单机 装机容量 1000发电机组 ， 年发电 4227 万 年产蒸汽 吨。 c、 主要建设条件 1）资源条件 5 项目主要原料为沼气，企业 生产 废水处理后每年收集沼气 满足该项目年消耗沼气的需求。 2）技术条件 山东 福田药业 有限公司 一直高度重视技术创新工作，形成了一套行之有效的产品及技术开发体系。公司技术力量具有年轻化、知识化、专业化的特点，年富力强，学历层次高，重视科技创新，具有拼搏、锐意进取的团 队精神。 3）资金条件 近 几 年 来公司生产、经营呈现出跨越式发展的格局，工业总产值连续递增 50%以上。 2007 年 实现 销售收入 元 、利 润总额达 元，具有 较强 的资金实力。本项目建设投资 元，项目总 投资中申请银行贷款 2700 万元，其余资金企业自筹解决， 项目资金有保障。 究结论 荐方案 造规模与产品方案 a、 改造规模 通过对 10000t/d 有机废水处理站的改造，可产沼气 71160m3/d， 全 可 节约标煤 吨。 b、 产品方案 年发电 4227 万 年产汽量 吨 造地点 该项目在禹城市 山东福田药业有限公司内实施 ，该地 位 于禹城市 市中路 1266号 ，交通便利。 术方案、设备方案和工程方案 本项目针对 糖醇及淀粉 废水的特点对其进行 “曝气调节 +微电解反应 +中和沉淀 +氧 +级厌氧 +好氧 主体 ，并将处理产出的沼气收集输送至燃气储存柜， 沼气通过混合器与空气混合，经增压、中冷、 自动调节后进入燃烧室燃烧发电 。 要 资源 、辅材料、燃料供应 本项目 资源为糖醇 及淀粉 生产废水处理 过程中产生的 沼气， 全 时收集后的沼气作为蒸汽锅炉的燃料。另 外，在污水处理过程需要添加化学药品，全年用量 为 660 吨 ，均为市场易购产品，供应有保障 。 6 能节水、劳动安全、工业卫生与消防 能 节水 本项目为节能降耗改造项目，项目实施后，可回收热能折合成标煤约 吨 /年，大大降低了单位产品的能耗， 同时也有效 减少 了 污染物的排放 。 有机废水深度处理后， 80%回用于生产和生活，经计算年回收水 264 万 劳动安 全、工业卫生 a、所有设备操作人员都 必须 接受和通过安全操作规程的培训。 b、生产车间内严禁吸烟和使用明火。 c、所有用电设备均作接地保护装置，凡在进行设备维修时，要切断电源，并挂 “有人检修，严禁扳动电源 ”警告牌，以确保工人安全。 d、设计时选用噪声低、振动小的设备，并辅之降噪减振措施，创造良好的工作环境。 防 a、 原有厂区道路网呈环状布置，路面宽度设计可满足消防车通行要求。生产区部分均有环形道路相连接，满足消防要求。建筑物之间距离均大于 12m，满足规范的要求。 b、 所有建筑构筑物根据相关规 范采取相应的防直击雷的措施；各建筑物按第三类防雷建筑物设置防雷装置。 c、 对变压器设置完善的保护装置，对线路采用过负荷保护。 d、 原厂区消防泵房内已设置消防稳压供水设备，负责全厂室内外的消火栓系统供水。消防供水系统在厂区内已形成环状供水管网，在主要厂区车间内均按相应规范设置室内消火栓及灭火器，整个厂区消防设施比较完善。 境影响与综合利用评价 a、 废气 本项目 利用沼气燃烧发电， 无废气产生。 b、 废水 企业现有生产所产生 污 水主要包括工艺生产排放的废水及少量生活污水，项目改造完成后，经污水处理站 进行处理， 除少部分蒸发外，大部分回收利用，少量达到排放标准的废水外排至市污水处理厂 。 c、 固体废弃物 现有生产固体废弃物主要来源于污水处理站的脱水污泥及职工生活垃圾等。 7 项目改造完成后，各固体废弃物量均有所降低。 d、 噪 声 本项目噪声源主要为风机及发电机组，在工艺布置上，将主噪声源设备集中布置在独立的房间内，并在建筑上作吸音、隔音处理，阻止噪声向车间外传播，水泵等设备设减振基础，在其进出口采用 橡胶挠性接头，通过上述隔音减振后，到达厂界噪声值将小于 55A）以下，满足国家现行工业企业厂界噪声标准 (标准的要求。 目投入总资金及资金筹措 项目总投资 元，其中：建设投资 元；铺底流动资金 项目总 投资中申请银行贷款 2700 万元，其余资金企业自筹解决。 济效益和社会效益 a、 经济效益 项目达产后年新增利税 元，财务内部收益率所得税前 所得税后 投资利润率 投资利税率 财务净现值 元（税前） ，投资回收期 （所得税前）和 （所得税后）。项目具有较好的 经济效益 。 b、 社会效益 本项目属于节能降耗项目，节能效果显著，符合中国节能技术政策大纲及中国节水技术政策大纲要求。 要技术经济指标，详见表 18 表 1 主要技术经济指标表 序号 指 标 名 称 单 位 数 量 备 注 1 生产规模 年产沼气 万 m3/a 2 产品方案 蒸汽 万吨 /a 电 万 a 4227 3 项目总投资 万元 设投资 万元 其中：建设期借款利息 万元 底 流动资金 万元 4 工作制度 工作日 d 330 工作时 h 24 5 项目定员总计 人 60 其中：生产人员 人 40 管理及技术人员 人 4 其他人员 人 16 6 主要原辅材料、物料、燃料和动力年用量 化学药品 t/a 660 电 04 汽 t/a 1200 沼气 万 m3/a 7 年总成本 万元 8 年 项目 收入 万元 9 年利税 万元 10 年利润总额 万元 11 静态投资回收期（ a 税前 12 投资利润率 % 13 项目财务内部收益率 % 前 % 后 14 盈亏平衡点 % 生产能力表示 9 第二章 改造规模及产品方案 造规模 造规模 山东福田药业有限公司玉米淀粉生产日产废水 3300 醇生产日产废水6000 它废水 300 计 9600 水处理厂按 10000 d 设计。 通过改造建设该污水处理厂 ， 年 可产沼气 节约标煤 吨。 工程设计装机容量为 6000余热回收 锅炉 能力 为 6t/h。 品方案 定产品方案考虑的因素 企业在生产过程中，水用量、蒸汽用量和电力消耗量都很大，本项目污水处理改造后产生的沼气可通过燃气发电机组及余热锅炉同时产出电力和蒸汽，全部用于企业生产及生活，因此确定本项目产品为蒸汽和电力 。 品方案 年发电量 4227 万 产 低温低 压蒸汽 吨 ，年回用水 264 万 部用于企业生产及生活 。 10 第三 章 改造地点 址现状 项目所在的禹城市地处鲁西北平原，德州地区西南部。位于东经 116 2245，北纬 36 40 12。东南与齐河县接壤，东北与临邑县毗邻，西北连平原县，西南则与高唐县搭界。境内东西最宽 里，南北最长 里，总面积 990 平方公里。 本项目厂址位于山东省禹城市 市中路 1266 号 ，东距 京福高速入口 4火车站 通便利。 项目所在地均为工业用地。 址建设条件 地形、地貌 禹城市地处山东省西北部，徒骇河中游，地形自西南向东北缓缓倾斜，海拔最高处 ，最低处 ，属典型的冲积平原地质区。境内有主干河道、沟渠 20 余条，徒骇河、赵牛河、赵牛新河、苇河等纵贯全市，其中主河流徒骇河境内全长 里，潘庄引黄总干渠流经全市 36 公里。 通运输条件 禹城自古就是兵家必争、商贾云集之地，京沪铁路、京福高速公路、 308 国 道、101 省道、 316 省道和规划建设中的京沪高速铁路，青银高速公路贯穿境内，形成了八达通衢的 “米 ”字型交通辐射网，在这里可以 30 分钟内到达省会济南， 3 个小时进京、下海， 40 分钟登机上天。 震烈度 该地区基本抗震设防烈度为 7 度，设计基本地震加速度值为 计地震分组为第二组。 程地质、水文地质及气象条件 a、气候条件 该市地处温暖带季风气候区，具有明显的季风变化和季风气候特征，属半湿润大陆型气候，四季分明，光照充足，雨热同步，城区主要风向为西南风及南风，其次为东北风；降水时 空分布不均，降水多集中在 78 月，占全年降水量的 60% 11 左右，地下水位 5 米左右。 年平均气温 绝对最高气温 （ 1995 年 7 月 23 日） 绝对最低气温 （ 1951 年 1 月 12 日） 年平均降雨量 最大降雨量 平均蒸发量 平均相对湿度 65% 最大冻土深度 35导风向 S 历年平均风速 s 历年最大风速 s b、水文地质条件 禹城市位于黄河冲积平原，属鲁西、鲁北陆向斜水文地质区，新第三系和第四系地层厚度达 1500m 以上，地下水较丰富，浅层地下水补给条件较好，含水层较发育，为浅层淡水突出区。除淡水广泛分布外，还有微咸水与淡水相间分布，构成水化学垂直分布的咸 淡，淡 咸 淡及全淡型结构 。 境内有主干河道、沟渠 20 余条，徒骇河、赵牛河、赵牛新河、苇河等纵贯全市，其中主河流徒骇河境内全长 里，潘庄引黄总干渠流经全市 36 公里。 c、工程地质条件 禹城位于 华北陆台渤凹陷的南部，是长期沉降区，为第四系地层中河流冲积而成。因此，地层水平、垂直方向变动频繁，主要为轻 中等的亚砂土构成，其次为薄层粘土及部分细砂层。城区地耐力平均为 120基承载力约 110项目场地地势较平坦。禹城市地震基本烈度为 7 度。 12 第四章 技术方案、设备方案和工程方案 术方案 本技术参数的确定 a、沼气发电机 所需热量 沼气发电机燃气热耗 106000发电机组单位时间 需要的热量 约为 60000 b、有机废水处理可产沼气 量 有机废 水 量 ： 17600； 经过曝气和微电解处理后 量为： 15048 经过一级厌氧 应器处理后 量为： 3762 经过二级厌氧 应器处理后 量为： 376 经过 化池处理后 量为： 94 每小时的排放量为： 417m3/h，每小时厌氧处理 量： 15048 376+（ 376 417m3/h 6177kg/h 每去除 1产生沼气 每小时可产生沼气量为 2965气热值 约为 21MJ/每小时沼气可产生的热量为 62265 产方法 a、 原有污水处理方法 厂区现有污水处理工艺采用 理工艺，沼气产量低且没有利用。 b、 本项目生产方法 在现有污水处理设施的基础上增加 微电解反应器 、 二 级厌氧，以降低运行成本、最大限度制备沼气 ，废水深度处理采用高效纤维过滤器，以满足生产、生活回用水的要求 。废水治理产生的沼气 经脱硫后进入沼气发电机 发电，实现热电联产。 艺流程 13 污水处理系统 贮气柜 管道运送 沼气脱硫 沼气发电 余热回收 电 力 输 出 工 艺 用 汽 沼气发电综合利用系统 泵 回流 脱水机 泵 泵 泵 格栅渠 集水井 微电解反应器 曝气调节池 低浓污水 应器 集泥池 接种污泥 水封器 中间水池 应器 水封器 化池 污泥池 污泥外运 二沉池 回用水池 纤维过滤 高浓污水 14 荐 技术方案 水处理 a、 原有污水处理设施概述 本项目现有污水处理站一座，污水处理工艺设计采用 理工艺，处理规模设计为 10000m3/d ， 进水综合水质指标为： 7600，950， 10， 59mg/l， 4mg/l ， 4 5，经处理后出水水质如下： 50， 0， 50， 9， 处理后废水进市污水处理厂， 达到当地环保部门的规定要求。 b、 原有污水处理设施改造方案 原污水处理设施虽能满足要求，但沼气产量 很 低，且运行成本 较 高， 废水处理后达不到回用水的要求， 故本项目拟对原污水处理设施进行改造，降低运行成本的同时最大限度制备沼气，以提高节能效果。改造后工艺流程如下： 沼气发电综合利用系统 回流 脱水机 泵 泵 泵 格栅渠 集水井 微电解反应器 曝气调节池 低浓污水 应器 集泥池 接种污泥 水封器 中间水池 应器 水封器 化池 污泥池 污泥外运 二沉池 回用水池 高浓污水 纤维过滤 15 c、废水深度处理技术特点 1、采用微电解反应器作为预处理工艺， 除率在 10%以上，改善了污水的可生化性，提高 值 右。 2、 氧工艺，保证了大量的厌氧活性污泥和足够长的污泥龄，延长了固体停留时间，缩短了高浓度废水的停留时间，并能产生能源沼气，能耗低，剩余污泥量少。 3、二次厌氧采用 应器， 应器内维持很高的水流表观上升流速。在 液流最大上升速度仅为 1m/h,而 速度可高达 3 10m/h，最高可达 15 m/h。可采用较大的高径比（ 15 40），细高型的反应器构造，有效地减少占地 。 4、应用 艺，有机物去除率高，处理效果好，并有脱氮功能，流程简单，操作管理方便，处理成本低。 5、曝气设备选用高效、低能耗的 1 型微孔曝气器，具有充气量大，氧利用率高，运行稳定，曝气均匀的特点。 6、废水深度处理采用国内先进的高效深层纤维过滤技术，具有耐冲击负荷能力强、管理简单、占地少、使用寿命长等特点。 高效纤维过滤器可用于各种污水深度处理回用场合，经济有效地去除污水中的悬浮物、 等有害物质 ，达到国家生活杂用水水质标准和景观用水、循环冷却水水质要求 ， 可确保污水处理后大部分回用。 7、工艺流程没有二次污染，真正实现了清洁、文明生产。 d、各工段去除效果分析 废水处理各工段去除效果分析见表 4 16 表 4 各工段处理效果分析表 序号 处理工段 处理 水量 m3/d 水质 项目 水质指标 备注 mg/l mg/l SS mg/l 1 曝气调节池 10000 进水 出水 去除率 17600 16720 5% 2950 2832 4% 810 810 0% 2 微电解反应器 10000 进水 出水 去除率 16720 15048 10% 2832 2265 20% 810 405 50% 3 级厌氧反应器 10000 进水 出水 去除率 15048 3762 75% 2265 566 75% 405 304 25% 4 级厌氧反应器 10000 进水 出水 去除率 3762 376 90% 566 141 75% 304 228 25% 5 化池 10000 进水 出水 去除率 376 75 80% 141 21 75% 228 182 25% 外排2000 m3/d 6 纤维过滤 9000 进水 出水 去除率 75 60 20% 21 19 10% 182 18 90% 回收 利用 气发电 综合利用 a、方案比较与选择 方案一：沼气发电 +余热锅炉 沼气发电机组采用电控外混式机组，采用稀薄燃烧技术和空燃比闭环控制技术，可根据沼气成分的变化及机组运转工况的变化自动调整进气量。沼气通过混合器与空气混合，经增压、中冷、自动调节 发后 进入燃烧室， 可适应低压燃气。 本项目可产 沼气 2965m3/h，沼气热值约为 21计算 1年可产电 4227 104 沼气发电机组容量： 6000发电机出口电压 400V。发电效率 85%，实际 17 发电外供电最大量为 5184 沼气发电机组烟气排放温度高达 500550。正常情况下， 燃料 （沼气） 的能量只有约 30发电机组转化为电能，约有 30%随废气排出， 另有 25量 被发动机冷却水带走，通过机身散 热 等其它损失约占 10%左右，排气和冷却水损失的能量比有用功还多。 通过在燃气发电机组排气 管路上设置针形管余热锅炉，可以在不影响发电量的前提下，回收机组 70%以上的排烟热损失，转化为高温蒸汽或高温水，大幅度提高能源利用效率。发电机房针形管余热锅炉所产蒸汽为 饱和蒸汽，经计算，正常情况下的产汽量为 h。 此方案特点为沼气发电量较大，但生产蒸汽量少且蒸汽压力较低。 方案二：蒸汽锅炉背压发电 污水处理系统产生的沼气 量为 2965m3/h， 在储气柜内通过输气管道，送至 蒸汽 锅炉车间 ，为 燃气锅炉提供热能，由燃气锅炉产生 450 的过热蒸汽进入背压式汽轮机，带动发电机输出电能 ，由背压式汽轮机排出的背压蒸汽送到生产车间，供生产车间用。此方案特点为： 1、蒸汽锅炉能生产出 力的蒸汽，且与方案一比较，蒸汽量较大，能满足工艺生产的需要。 2、 燃气锅炉 生产出的中温中压过热蒸汽进入背压式汽轮机， 带动发电机输出电能 ，但发电量较小。 3、蒸汽锅炉背压发电技术要比沼气电技术相对成熟，管理方便。但运行成本稍高。 方案比选：方案二制汽发电虽然技术较成熟，但成本高、余热利用率较低，且生产管理复杂。方案一沼气发电效率较高，且发电机房针形管余热锅炉产生的蒸汽为 和蒸汽，汽量很大， 余热回收充分，可用于生产。通过比选本设计采用方案一，即沼气发电 +余热锅炉方式。 b、技术方案 污水处理系统产生的沼气在储气柜内通过输气管道，送至 发电 车间， 脱硫后沼气通过混合器与空气混合，经增压、中冷、自动调节 后 进入燃烧室 ，带动发电机输出电能， 余热回收产生 蒸汽送到 生产车间，供生产及生活用 ，工艺流程如下图： 贮气柜 沼气 18 要设备方案 水处理设备 和单元 选择 说明 栅渠 生产废水从各车间排出，经主地沟直接排至格栅渠。格栅渠设有固定粗格栅和机械细 格栅，用来拦截去除废水中的玉米芯渣等漂浮物和悬浮物质，以保证后续处理构筑物和污水处理设施能够稳定运行。 气调节池 格栅渠出水进入曝气调节池。通过在池底设置的预曝气系统对废水进行搅动，使废水得到充分的均衡，进行水量、水质的调节，并消减部分污染负荷。 电解反应器 废水由曝气调节池进入微电解反应器，在该反应器中，铁做阳极，炭做阴极，废水做电解质，由此而形成千千万万个原电池和电极反应，该电极反应过程不耗电，主要产生氧化还原、电附聚等作用，因而可提高废水的可生化性，且操作简单，运行费用 低。 和沉淀池 微电解反应器出水至中和沉淀池，通过向该池中投加石灰乳溶液调节 ，使其由 至 右。同时， H)2 与污水中的 而可以除去大部分 分悬浮物及其它一些污染物，降低出水浊度和 氧反应器 沉淀池出水由水泵打入 应器底部的布水系统，废水由池底向上流动，经过由絮状或颗粒状污泥组成的污泥床，随着污水与污泥相接触而发生厌氧反应，管道运送 沼气脱硫 燃烧发电 余热回收 电 力 输 出 工 艺 用 汽 19 污泥层对悬浮物、有机物进行吸附、网捕、生物絮凝和降解 等作用，产生沼气等气体并引起污泥床搅动。自由气泡和附着在污泥颗粒上的气泡上升至三相分离器，被收集在总集气室内，然后经水封罐、阻火器、脱硫器等，用于锅炉燃烧。经脱气的污泥和污水经过反应区后再进入三相分离器的沉淀区，在重力作用下，水和泥分离，上清液经出水堰排出。沉淀区下部的污泥通过反射板回落到污泥层的表面。 应器可分为布水系统、反应区和气液固三相分离区。布水系统是应器的关键部分，它对于污泥与废水间充分接触，最大限度地利用反应器内的污泥十分重要，同时能够防止废水在过水断面产生涌流和死水区。反应 区分为下部的污泥层与上部的悬浮污泥层，污泥层浓度较高，废水从污泥层底部进入，与污泥床中的污泥进行混合接触，微生物分解废水中的有机物产生沼气，微小沼气泡在上升过程中，不断合并逐渐形成较大的气泡。由于气泡上升产生较强烈的搅动，在污泥床上部形成悬浮污泥层。气液固三相分离区即所谓的三相分离器，它的主要功能是进行固体（污泥）、气体（沼气）、液体（被处理的废水）的三相分离，其核心问题是完成固液分离，将上浮的污泥固体截留下来，返回反应区，同时改善水质，它对 应器的能力与处理效率有重要影响。 级 厌氧反应器 在原有 氧反应器后增加一级厌氧反应器，以提高厌氧去除率。厌氧反应器选择 应器。 应器结构相似，呈细高型，采用处理水回流，通过高的水流上升速度（ 6 12m/h），使污泥床处于膨胀化状态，从而保持了进水与颗粒污泥的充分接触。资料表明， 在 1 2h 的水力停留时间下，取得 艺需要 8 12h 才能达到的效果。与 氧反应器相比，以下四个显著特点： a、 在高负荷下取得高处理效率； b、 应器内维持很高的水流表观上升流速。 在 液流最大上升速度仅为 1m/h,而 速度可高达 3 10m/h，最高可达 15 m/h。可采用较大的高径比（ 15 40），细高型的反应器构造，有效地减少占地； c、 颗粒污泥床呈膨胀状态，颗粒污泥性能良好。在高水力负荷条件下，颗粒污泥的粒径较大（ 3 4凝聚和沉降性能好（颗粒沉速可达 6080m/h），机械强度也较高（ 32104N/ d、 布水系统要求较为宽松，但对三相分离器要求更为严格。高水力 20 负荷，使得反应器内搅拌强度非常大，保证了颗粒污泥与废水的充分接触，强 化了传质，有效地解决了 见的沟流、死角和堵塞问题。 应器其容积负荷在 15右。 化池 氧反应器出水自流入 化池前部的预反应区，该预反应区对微生物起到一定的过渡作用，即从厌氧微生物到好氧微生物的平稳过渡。同时，通过预曝气，将 氧池中产生的 脱出去，避免对好氧微生物的影响。在该区内污水中的大部分可溶性 活性污泥微生物吸附，并低速（ 入主反应区。在主反应区内按照“曝气、闲置、沉淀、 剂水”的程序周期运行，使污水在反复的“好氧 厌氧”中完成去碳、脱氮和除磷等过程。在此生化池中采用的是连续进水、间歇曝气、周期排水的运行方式，与传统的 用更省，管理更方便 。 泥浓缩池 中和沉淀池污泥、 氧反应器剩余污泥、 化池剩余排泥一同进入污泥浓缩池。靠重力自然浓缩后的污泥由泵打至污泥脱水机（即带式压滤机），对污泥进行加压脱水，使污泥的含水率降至最低。滤液回流入调节池再行处理，干泥饼含水率降至 75 85%左右时，可外运作农肥使用。 水深度处理 废水深度处理采用国内先进的高效深层纤维过滤技术， 高效纤维过滤技术采用了一种新型的软填料 纤维束作为滤元，其滤料单丝直径可达几十微米甚至几微米，具有巨大的比表面积（ 80000m2/而且过滤阻力较小，打破了粒状滤料的过滤精度由于滤料粒径不能进一步缩小的限制。微小的滤料直径，极大地增大了滤料的比表面积和表面自由能，增加了水中杂质颗粒与滤料的接触机会和滤料的吸附能力，从而提高了过滤效率和截污容量；由于纤维束可以完全放松清洗恢复性能，使过滤性能不随时间衰减；由于纤维束由纤维长丝制成，不掉毛且几乎不磨损 ，使滤料寿命达十年以上。 气发电机组 a、 技术参数 沼气发电机组数量： 6 台 总装机容量： 6000组型号 5M/燃气发动机型号 21 发电机型号 104控制屏型号 额定功率（ 1000 额定转速（ r/ 1500 额定电压（ V） 400 额定电流（ A） 1805 额定频率（ 50 额定因数（ 0 8（滞后） 燃气热耗率（ MJ/ 10 调压方式 自动 励磁方式 无刷 稳定调速率 (%) 5 相数与接法 三相四线制 点火方式 电子点火 控制系统 发动机热效率（ %） 36 计算机管理系统 排气温度（ ） 550 机油消耗率 (g/kWh ) 工作方式 常年工作方式 （ 作制） 启动方式 直流 24V 电启动 操纵方式 远距离电控 冷却方式 开式双温强制水冷 机组大修期（ h） 40000 外形尺寸 600021402880 机组 质量（ 17500 b、 机组主要电气指标 稳态调整率 瞬态调整率 稳定时间 波动率 电压 +20% 频率 010% 7S c、 沼气品质要求 ： 燃气不含游离水或其它游离杂质。 22 大于 20 毫克 /立方米 粉尘颗粒小于 5 微米，总含量不大于 20 毫克 /立方米 本项目主要核心设备外购，部分设备采取自行设计，外协加工，自己组装配套模式。主要设备见表 4 4 主要设备一览表 序号 设备名称 型号、规格 材质 单位 数量 备注 1 固定粗格栅 锈钢 台 1 2 机械细格栅 锈钢 台 1 3 预曝气系统 套 1 4 罗茨鼓风机 台 2 5 铁、炭填料 15 6 活性强化系统 套 1 7 微电解电源及电极 套 2 8 加药装置 1500 碳钢防腐 套 2 9 平流式刮吸泥机 台 1 10 提升泵 200台 2 11 进水配水系统 套 3 12 三相分离器 套 90 13 排水系统 套 3 14 排渣系统 套 3 15 排泥系统 套 3 16 三角出水堰 套 3 17 水封器 个 3 18 厌氧进水加热器 套 1 19 污泥回流泵 台 3 20 曝气头 刚玉 个 4050 21 罗茨鼓风机 台 3 22 滗水器 台 4 23 污泥回流泵 200台 2 24 周边传动刮泥机 台 1 25 污泥螺杆泵 台 1 26 带式压滤机 套 1 27 氧罐 16 18 碳钢防腐 套 1 23 序号 设备名称 型号、规格 材质 单位 数量 备注 28 厌氧回流泵 钢 台 9 29 厌氧监控系统 / / 套 1 30 回用水泵 Q=180 m3/h 台 3 31 高效纤维过滤器 Q=65 m3/h 台 7 32 曝气器 只 4000 33 沼气罐 碳钢 台 2 34 刮泥机 钢 台 1 35 推流器 04 台 4 36 浓缩机 8 碳钢防腐 台 2 37 框架浓缩机 04 台 1 38 脱水机组 钢 台 1 39 储气柜 14 碳钢 台 1 40 沼气脱硫装置 套 1 41 沼气 发电机 组 5M/ 6 42 针形管余热锅炉 1t/h 套 6 43 分汽缸 600 4000 碳钢 台 1 44 锅炉除氧器 碳钢 台 1 45 锅炉污水泵 钢 台 2 46 软化水设备 处理量 30t/h 碳钢 套 1 47 发电车间行车 载重 5t 碳钢 套 1 48 蓄电池 块 14 49 玻璃钢冷却塔 玻璃钢 台 3 程方案 目组成 本项目 主要分为两大部分：污水处理设施改造及沼气发电系统新建，具体项目组成详表 4 表 4 项目 组成 表 工程类别 单 项 名 称 规模 备注 污水处理设施改造 1 微电解反应器 处理污水能力 新 建 24 工程类别 单 项 名 称 规模 备注 2 应器 10000m3/d 新 建 3 集水井 新 建 4 化 反应池 改 建 5 高效纤维过滤器 新 建 6 二沉池 、回水池 新 建 沼气发电 7 沼气 发电车间 发电量 4227 万 a 产汽量 47520t/a 新 建 8 高压变电室 新 建 9 锅炉水处 理 新 建 图运输 平面布置原则 严格执行国家现行的建设、环保、劳动保护、消防等该行业的法律及法规。 a、 总平面布置满足有关规范的规定 要求。 b、 在满足生产管理、货运周转的前提下，新建各建构筑物的布置力求做到工艺流程合理，各种管线简捷，运输通畅，管理方便。 c、 满足防火、日照、通风、卫生等国家现行规范的要求。 d、 在满足使用的条件下，结合当地条件，力求做到经济、合理，注意节约土地，并满足绿化要求，为厂区创造一个良好的生产环境。 平面布置方案 本次工程主要建于厂内预留用地中，结合厂区现状，兼顾原有建、构筑物的布