沼气工程.doc

2009年xx县原种场种猪场大型沼气工程施工组织设计方案目 录第一章 前言4第二章 项目背景52.1工程名称52.2工程规模52.3项目业主及基本情况52.4设计单位及基本情况5第三章 畜禽粪便的处理方法及资源化利用83.1 是一种肥料资源83.2 是一种燃料资源93.3 是一种饲料资源9第四章 沼气及发酵副产物的用途104.1 厌氧产生的沼气的用途104.2 发酵余物利用10第五章 项目要求12第六章 设计依据、原则及范围136.1编制依据136.2 编制原则136.3设计范围146.4主要规范和标准14第七章 工艺技术分析157.1污染物质分析157.2工艺选择15第八章 工艺设计168.1工艺流程设计168.2设计基本参数168.3工艺流程叙述178.4工艺单元设计参数178.4.1预处理单元178.4.2消化处理单元188.4.3沼肥单元188.4.4沼气净化处理单元208.4.5沼气贮存单元218.4.6沼气的输配和利用单元218.4.7沼气计量228.4.8公用工程22第九章 总体设计239.1站内总体布置239.2站外配套设计239.2.1站外道路239.2.2站外供电239.2.3站外供水、通讯23第十章 土建设计2410.1建筑设计2410.1.1主要规范2410.1.2设计标准2410.1.3设计内容2410.2结构设计2510.2.1主要规范2510.2.2设计标准2510.2.3设计内容26第十一章 电气设计2711.1设计依据2711.2设计范围2711.3供电电源与供电负荷2711.4控制与保护2711.5照明2811.6防雷与接地28第十二章 自控设计29第十三章 暖卫和通风设计3013.1目的3013.2设计依据3013.3厂区供热管网3013.4通风与空调30第十四章 安全、节能及消防3114.1安全生产3114.2防火消防3114.3节能32第十五章 人员编制33第十六章 工程概算34第十七章 技术经济3717.1运行费用3717.2工程收益3817.3综合收益(不含折旧及设备维修费用)38第十八章、施工组织设计3918.1 工程概况3918.2 工程管理目标4018.3 施工部署4118.4 施工配合管理4818.5 质量保证措施5218.6 工期保证措施5618.7 运行人员技术培训60第一章 前言近几年，随着农村和农业结构的优化调整，人民生活水平的提高，养殖业发展较快，呈现出三个特点：一是规模养殖场数量大幅度增加；二是养殖场的投资大，设备标准高，管理规范；三是发展的区域化明显。目前已基本形成以大中城市郊区为中心的养殖区。在大中型养殖场迅速发展的同时，养殖场粪便污染和处理利用情况堪忧。在北京和上海，采用工程化技术措施处理的粪、水量，仅占排放量的3%和4%。对粪便处理仅限于晒干销售，但是一些养殖场由于市场及回收成本等原因而任其自流，浪费掉。这种状况带来了严重的不良后果：一是造成了严重的资源浪费；二是污染了周围的环境，影响了附近居民的身体健康；三是加剧了养殖场与附近村民的关系。目前集约化养殖场大型沼气工程在我国呈现出良好的发展态势。截止到2004年底，全国户用沼气已达到1,541万户，年生产沼气约56亿立方米；运行的畜禽养殖场大、中型沼气工程约2,000处，年处理畜禽粪便4,500万吨；根据畜牧业发展规划，预计2010年大中型畜禽养殖场达到1.2万处。同时国家对大中型沼气工程给予很大力度的扶持，国家农业部、发改委及国家环保总局出台了一系列扶持政策，而且资金扶持力度逐年加大。同时国家还从法律、政策方面对沼气工程的建设给予了鼓励，中华人民共和国节约能源法、中华人民共和国电力法、可再生能源法均明确了鼓励政策，国家发改委在可再生能源发电价格和费用分摊管理试行办法中也明确，对采用沼气发电的项目给予补贴以支持大中型沼气工程的建设。第二章 项目背景规模化养殖能源环境工程项目的建设，目的是高效利用养殖业废弃物，减轻农业面污染，促进农村可再生能源技术规模化和产业化发展。2.1工程名称xx县原种场种猪场大型沼气工程项目。2.2工程规模xx县苗园镇苗枣村共有农户460户，拟建一座日产540m3沼气的沼气站，沼气供王北村村民日常使用。每户每日设计供气量为1.0 m3/d，其余80m3沼气，78m3用于场区烧锅炉给物料加热，2m3供给场区作为生活用气。沼气利用表序号名称单位日用气（m3）年用气量（m3）1农户供气M34601679002场区生活用气M327303物料加温用气M378284704合计M35401971002.3项目业主及基本情况项目地址：天津市xx县苗园镇苗枣村南原种场种猪养殖场内项目业主基本情况xx县原种场种猪场始建于1964年，位于苗庄镇苗枣村南，还乡河北岸，是隶属于xx县农业局的全民事业单位，管理上实行事业单位企业管理。是xx养猪大型企业之一，养猪已形成规模生产。企业拥有固定资产700万元，自有资金200万元，土地面积1200亩，净耕地面积650亩，年产优质稻谷80万斤，年产优质小站米50万斤，精养鱼池100亩，年产鱼20万斤，养鸡存栏规模10000只，日产鲜蛋1000斤，是我县一流的水稻原种繁育基地和优质瘦肉型猪、鸡蛋等副食品供应基地。xx县原种场种猪场占地面积120亩，现拥有总资产1200多万元，其中固定资产600多万元。现有员工54人，其中具有高级、中级职称技术和管理人员16人，该场现有基础母猪600头，年出栏种猪1万头，日排粪便10吨，污水48吨，现有污水处理设施可处理猪场污水。2.4设计单位及基本情况北京盈和瑞环保设备有限公司是一家在北京中关村科技园区注册的高新技术企业。公司坚持“以高新技术为先导，高质量产品/工程为保证，为环保产业提供完善服务”的质量方针，围绕核心业务领域水处理工程及沼气工程，不断加强自身技术实力，积极引入环保领域的最新技术，提高服务质量和产品附加值，实现企业稳步健康发展。公司经过多年的发展，逐步形成以污水废水治理、沼气工程为重点的两个业务方向，拥有专业的工程设计队伍、资深的专家顾问班子、成熟的工程管理团队、丰富的项目实施经验。公司通过了ISO90012000质量体系认证，公司是北京市新能源与可再生能源协会会员单位公司共有专业技术人员20多人，大学以上学历人员比例达90%以上，年龄结构合理，队伍精干，富有项目管理和工程实践经验。公司设计人员专业覆盖环境工程、给水排水、工民建、电气自控等； 北京盈和瑞环保设备有限公司从2002年开始，施工了多项沼气工程，培养了一批成熟、稳定、严谨的技术骨干队伍；积累了丰富的工程实践经验。 北京盈和瑞环保设备有限公司部分沼气示范工程：1、北京顺义北郎中村沼气工程（700m3/d）2、房山区肖庄沼气工程（100m3/d）3、房山区富德酒店沼气工程（200m3/d）4、房山区十渡富临苑沼气工程（200m3/d）5、北京房山区上中院村沼气工程（450m3/d）6、北京房山区大次洛村沼气工程（1000m3/d）7、北京房山区双柳树村沼气工程（380m3/d）8、北京密云县两河村沼气工程（1000m3/d）9、北京房山区务滋村沼气工程（1200m3/d）10、江苏海门市海门羚杰绿色农业循环园沼气工程（1000m3/d）11、江苏东台市东台市永丰林农业生态园猪场沼气工程（800m3/d）第三章 畜禽粪便的处理方法及资源化利用畜禽粪便的处理方法分为生态型和环保型两种。（1）环保型是以污水达标排放为主要目标，在养猪场中 ，污水主要来源于夏季猪舍降温（冲洗）水和特定猪舍的清洁用水，这些污水因水量不稳定，COD浓度相对低且不稳定，通常采用环保型处理模式。污水固液分离后进行厌氧处理，再进行好氧处理达标排放，猪粪进行有机肥处理。能源环保型沼气工程产生沼气量少，污水达标排放，由于增加污水的深化处理从而投资多，无直接经济效益，采用环保型模式的典型工艺是UASB工艺。（2）生态型沼气工程的主要目标是将猪场的粪污作为原料，进行资源化处理，其产品是作为能源的沼气及后续产品和作为有机肥的沼渣、沼液。工程整体上带来可观的经济效益，但条件是周边土地有足够的消纳能力可以承载沼渣、沼液等有机肥料或具备沼渣、沼液肥的商品转化能力。能源生态型沼气工程的出发点是尽可能的利用废物中的能量和营养，支持环境友好的循环经济和分散废物的利用，结合我国的实际情况，能源生态型沼气工程已经成为粪污处理的主流选择。采用生态型模式的典型工艺是CSTR、HCF、CSTR等工艺。能源生态型沼气工程从经济效益角度面看，由于实现了资源化利用将粪污中有机质变为沼气，并作为能量回用，因此可获得可观的经济效益；从国际政策支持角度面看，世界银行、亚洲开发银行、CDM组织都对能源生态型沼气工程给予了大量资金援助，金额每年达5亿元人民币以上，国家发改委、农业部、环保总局和各地政府均对沼气工程提供了大量政策支持和资金支持；从行业内专家角度面看，欧洲、美国、日本的生物质能源专家近十几年致力于生态型工程研究开发，国内专家、学者也在近几年一直致力于引进、开发生态型沼气工程技术。因此能源生态型沼气工程是目前的发展方向和最佳选择。畜禽养殖废物虽然污染环境，但同时它也是一种可利用的宝贵资源。3.1 是一种肥料资源畜禽粪便同许多工业污染源不同，其中含有丰富的肥源。除含有丰富的有机物质外，还含有作物所需的大量元素如氮、磷、钾等，施到农田后，对于提高土壤肥力、改善土壤结构，增强土壤持续生产能力具有重要的作用。3.2 是一种燃料资源将畜禽粪便及冲洗水一起进行厌氧发酵产生沼气，并利用沼气做炊用或发电，不仅解决了畜禽养殖粪便污染问题，同时还使粪便变废为宝，可成为一种清洁的能源。3.3 是一种饲料资源畜禽粪便中的粗蛋白含量几乎比畜禽采食饲料中的粗蛋白含量高50%，畜禽粪便中有8-10%为氨基酸，共17种，此外，还含有粗脂肪、磷、钙、镁、钠、铁、铜、锰、锌等多种营养物质(见表2)。表1 猪、牛粪便的营养成分（占干物质百分比）/%种类干物质粗蛋白粗纤维钙磷灰分总消化成分猪粪9019173.52.61745干牛粪9517380.40.7945鲜牛粪2016370.40.61146第四章 沼气及发酵副产物的用途4.1 厌氧产生的沼气的用途作为燃料和用于照明：用于居民的炊事、取暖、照明，养殖场的锅炉加热；发电：本身是提供清洁能源，而且由于其产生大量电能和热能，又为沼气的综合利用找到了广泛的应用前景；其它用途：沼气防蛀、储备粮食、水果保鲜等。在粮库底部设沼气扩散器，维持一定的沼气通入量并经常换气，可起到很好的防虫蛀作用；采用箱式、柜式薄膜罩式等方法，可将沼气用于水果的保鲜。4.2 发酵余物利用1、沼渣：沼渣作为厌氧发酵后的副产物，可以进行充分的综合利用。沼渣重点营养成分见表3表2沼气池沼渣营养成分项目有机质全氮（N）全磷（P）全钾（K2O）农村沼气池沼渣320-5009.5-16.08.9-9.613.1-25.0城镇沼气池沼渣95-1424.0-4.35.7-6.06.3-6.62、沼液：沼液中含有多种对猪生长有利的物质，如氨基酸、锌、铁、铜，以及维生素C、 B2等，是一种非常优质的饲料添加剂。沼液中含有多种生物活性物质，如氨基酸、微量元素、植物生长剌激素、b族维生素、某些抗生素等。其中有机酸中的丁酸和植物激素中的赤霉素、吲哚乙酸以及维生素b12对病菌有明显的抑制作用。沼液中的氨和铵盐，某些抗生素对作物的虫害有着直接作用。沼液经过充分发酵，其中富含有多种作物所需的营养物质（氮、磷、钾），因而极宜作根外施肥，其效果比化肥好，作物生长季节都能进行，特别是当农作物以及果树等进入花期、孕穗期、灌浆期、果实膨大期，喷施效果明显，对水稻、蔬菜、瓜类、果树等有增产作用，沼液既可单施，也可与化肥，农药、生长剂等混合施。叶面喷施沼液，可调节作物生长代谢，补充营养，促进生长平衡，增强光合作用能力，尤其是施用于果树，有利于花芽分化，保花保果，果实增重快，光泽变好，成熟一致，品质好，商品果率提高等优点。第五章 项目要求本项目目标：建设成能源生态型工程，实现资源的最大化利用。以往养殖场粪水不经处理，乱堆乱放，粪便资源利用率基本为“零”。通过建立此项目，一是能够将厌氧沼液水肥资源全部利用到养殖场农业生产中去：二是能够将开发的有机肥产品直接应用于农田，为开发安全食品和绿色食品生产储备肥源。资源利用率由原来的“零”利用达到90%以上。将猪场产生的猪粪便稀释处理后采用厌氧工艺，所产生的生物质燃料沼气，大部分用于村民炊用，少部分供给猪场物料加热和生活用。为我区农村生活用能开辟新的途径，并用厌氧发酵工艺净化猪场粪污，生产出优质高效的有机肥用于农业生产，提高农作物产量；产生的沼肥经固液分离后，沼渣作为有机肥，沼液直接用于农田灌溉。第六章 设计依据、原则及范围6.1编制依据规模化畜禽养殖场沼气工程设计规范NY/T 1222-2006畜牧养殖及畜产品加工项目可行性研究报告编制大纲畜牧业发展行动计划农业部工程环境影响评价报告农业基本建设项目管理办法畜禽养殖业能源环保站运行维护及其安全技术规程（农业部）畜禽养殖业能源环保站设计规范（农业部）生态农业中废弃物的处理与再生利用（化学工业出版社）沼气实用技术（周孟津）畜牧业“十五”计划和2015年远景目标规划农业部沼气工程技术规范 第1部分：工艺设计NY/T 1220.1-2006沼气工程技术规范 第2部分：供气设计NY/T 1220.2-2006沼气工程技术规范 第3部分：施工及验收NY/T 1220.3-2006沼气工程技术规范 第4部分：运行管理NY/T 1220.4-2006沼气工程技术规范 第5部分：质量评价NY/T 1220.5-2006规模化畜禽养殖场沼气工程运行、维护及其安全技术规程NY/T 1221-20066.2 编制原则1、按照养殖场总体规划及畜牧业专业规划制定的指导思想。2、执行国家关于环境保护的政策，符合国家的有关法规规范及标准。3、采用先进、成熟的技术和设备，保证工程质量，使运行稳定，管理方便灵活，尽可能实现自动控制，减轻日常工作强度，提高管理水平。4、妥善处理和处置生产过程中产生的沼渣、沼液、废水防止二次污染。5、降低能耗和成本，减少工程总投资，充分发挥项目的社会、经济和环境效益。6、合理布局，精心布置，减少占地，提高土地利用率。6.3设计范围设计范围包括：发酵原料预处理部分、沼气发酵部分、沼气净化、沼气储存、沼气输送利用及沼液储存和沼渣沼液固液分离部分。6.4主要规范和标准畜禽养殖业污染物排放标准（GB18596-2001）室外排水设计规范 污水综合排放标准给水排水工程结构设计规范钢结构设计规范工业锅炉设计规范工业企业采暖、通风及空气调节设计规范工业与民用供配电系统设计规范低压配电装置及线路设计规范爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范电力装置的继电保护和自动装置设计规范规模化畜禽养殖场沼气工程设计规范NY/T 1222-2006沼气工程技术规范 第1部分：工艺设计NY/T 1220.1-2006沼气工程技术规范 第2部分：供气设计NY/T 1220.2-2006沼气工程技术规范 第3部分：施工及验收NY/T 1220.3-2006沼气工程技术规范 第4部分：运行管理NY/T 1220.4-2006沼气工程技术规范 第5部分：质量评价NY/T 1220.5-2006规模化畜禽养殖场沼气工程运行、维护及其安全技术规程NY/T 1221-2006第七章 工艺技术分析7.1污染物质分析由于饲养的猪、牛、羊、禽等各种动物的食物构成不同和消化系统的不同，各种粪污有很大的差别，具体特征有：1）牛羊属于粗放型畜种，其食物以青饲料为主，加上牛羊的消化食物的程度不如猪彻底，因此在其粪便中粗纤维物质含量比猪粪便要多；2）由于饲料成分差异，牛羊粪便中的N、P的含量要比猪的低的多；3）畜禽粪便对应的每公斤TS产气率不同，牛羊粪约为0.25m3，猪粪约为0.3m3；4）污水中有机物污染物分子量大小是微生物消化分解难易程度的关键，由于污水中有机污染物分子量大小的比例不同，要取得同样消化降解速率，牛羊粪便污水的滞留期要比猪粪便污水长；5）牛粪质轻，长草纤维较多，粪便中含有较多的产甲烷菌，不易消化；6）鸡由于肠道短，消化能力低，一般只能吸收所喂饲料的30%，其余由粪便排出体外，故鸡粪中含有多种营养成分。7.2工艺选择本工程采用“能源生态型”，原料采用养猪场清理出的粪便；厌氧消化系统主要采用适应粪便污水特点，运行与效果稳定的沼气池形式完全混合厌氧消化器CSTR。发酵产生的沼气大部分用于附近居民炊用，少部分用于场区物料加热和日常生活。产生的沼渣沼液经固液分离后，沼渣做有机肥，沼液储存作为农田的液体有机肥使用。第八章 工艺设计8.1工艺流程设计8.2设计基本参数1)粪便量：每天消耗生猪粪便为10t/d，猪粪便含固量18%，TS为1.8t/d；2)沼气产生量：0.3m3/kgTS，则沼气产量为540m3/d；3)总粪污量：稀释到固含量6%，则总粪污量为30m3/d。4)稀释用水量：20m3/d，稀释用水使用部分沼液及猪场废水稀释；5)沼渣量：按TS量的35%，则产生的沼渣为2.05t/d；6)沼液量：沼液产生量19.55m3t/d，产生的沼液作为有机肥出售,也可根据情况部分作为稀释用水回用,但用量不超过沼液产生量的50%。8.3工艺流程叙述由于猪粪便固含量为18%，而粪污发酵提升需要将粪便加水稀释至固含量6%，所以粪便首先泡进入沉淀池中加水搅拌稀释后，进行自然沉淀去除粪便中的泥沙等大颗粒的无机物后进入预处理池进行加温后提升至CSTR反应器进行厌氧处理，发酵产生的沼气经水封器、气水分离器、脱硫塔处理后，通过气体流量计计量后、通过沼气加压装置加压后，送至村民炊用。厌氧发酵罐产生的沼渣沼液排入均化池，经过固液分离机进