NY∕T 1220.1-2019 沼气工程技术规范第1部分：工程设计

ICS 27.010 F 13  NY  中华人民共和国农业行业标准 沼气工程技术规范 第1部分：工程设计 NY/ T 1220.一2019 代替NY/T1220.1-2006  Technical specification for biogas engineering- Part 1 : Engineering design  2019-01一7发布2019-09-01实施 中华人民共和国农业农村部发布   NY/T 1220. 1一2019 目次 前言.H 1 范围 2 规范性引用文件 3 术语和定义.2  4 总体要求.4 5 总体设计5 6 预处理系统.8 7 沼气发酵.10 8 沼气净化 9 沼气储存M 10 沼渣沼液利用与处理 11 沼气工程检测和过程控制 12 主要辅助工程. 13 劳动安全与职业卫生. 附录A（规范性附录防火间距. 附录B（资料性附录）常用原料生产的沼气中硫化氢含量 附录C（资料性附录）膜式储气柜最大储气量与最大储气压力 I    NY/T 1220. 1-2019  前 NY/T 1220沼气工程技术规范分为5个部分： 一一第1部分z工程设计； 一一第2部分z输配系统设计； 一一第3部分：施工及验收； 一一第4部分：运行管理； 一一第5部分：质量评价。 本部分为NY/T1220的第1部分。 本部分按照GB/T1. 1-2009给出的规则起草。 本部分代替了NY/T 1220. l一2006沼气工程技术规范第1部分：工艺设计。与NY/T 1220. 1-2006相比，除编辑性修改外主要变化如下： II  一本部分规范的名称以“工艺设计”修改为“工程设计”； 一一修改了规范性引用文件； 一一增加了沼气工程、竖向推流式厌氧反应器的定义； 一一设计依据增加了沼气工程可获得原料的种类与数量或要求达到的沼气产量或发酵产品利用 规模； 一一增加了总体设计，包括发酵原料特性表中原料的种类和特性参数、沼气发酵原料的适应条件、 不同发酵原料的原料产气率，并详细规定了沼气产量的计算方法、适用不同发酵原料的拟采用 工艺流程、升温保温设计； 一一细化了沉砂池的设计； 一一增加了混合调配池的设计； 一一修改厌氧消化器为沼气发酵装置； 一一将沼气发酵装置容积按容积负荷确定修改为按容积产气率确定； 一增加了容积产气率的温度影响公式及温度影响系数； 一一增加了沼气净化和沼气储存的设计； 一一增加了沼渣沼液分离工艺的设计； 一一增加了沼气工程检测和过程控制设计，细化了泵、搅拌装置等设施的控制方式； 一增加了主要辅助工程，如电气、防腐、防爆、抗震、防火、防雷等设计内容； 一一增加了劳动安全与职业卫生的设计。 本部分由农业农村部科技教育司提出。 本部分由全国沼气标准化技术委员会（SAC/TC515）归口。 本部分起草单位：农业部沼气科学研究所、农业部沼气产品及设备质量监督检验测试中心。 本部分主要起草人员：邓良伟、刘刘、蒲小东、孔垂雪、梅自力、雷云辉、施国中。 本部分所代替标准的历次版本发布情况为： 一一NY/T1220.1-2006。   NY/ T 1220. 1-2019  沼气工程技术规范第1部分：工程设计 范围 木部分规定了沼气工程的设计原则、设计内容及主要设计参数。 木部分适用于新建、扩建与改建的沼气：程，不适用于农村户用沼气池。 2 规范性引用文件 GB 4053.  GB 4284  GB 5083  GB 7231  GB/ T 128  GB 14554  GB 16297  GB 50011  GB 50014  GB 50015  GB 50016  GB 50019 t业建筑供服通风气 GB 50028 城镇燃气设计规也 GB 50037 建筑地面设计规范 ，卢. ,: :o一 GB 50046 了业建筑防腐蚀设计规范 GB 50052 供配电系统设计规范 GB 50053 20 kV及以下变电所设计规范 GB 50054 低Ff-_配电设计规范 GB 50055 通用用电设备配电设计规范 GB 50057 建筑物防需设计规范 GB 50058 爆炸危险环境电力装置设计规范   NY/T 1220. 1-2019  GB 50065 交流电气装置的接地设计规范 GB 50069 给水排水工程构筑物结构设计规范 GB 50187 工业企业总平面设计规范 GB 50209 建筑地面工程施工质量验收规范 GB 50217 电力工程电缆设计规范 GB 50345 屋面工程技术规范 GB 50974 消防给水及消火栓系统技术规范 GB/T 51063 大中型沼气工程技术规范 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。 3. 1  原料产气率bi咱asyield  原料中单位质量的有机物可以产生沼气的体积。畜禽粪便、农作物秸秤等非可溶固体含量较高的 原料的有机物以总固体（TS）计，工业废水等可溶性固体含量较高的原料的有机物以化学需氧量 ffiill哇啦叨坚 ；沼气 小洲沼气发醉装1"1. 热 阁例：仁=ij以来川II：艺恨元；一 j 咄咄t元 图2中浓度中固体有机废水类发酵原料沼气工程工艺流程图 ）类发II原 ”粒污泥膨 7    NY/T 1220. 1一2019 5.4.3 高浓度高固体有机废水CTS6%12%,SS 35 000 mg/L100 000 mg/ L）类发酵原料及混合原 料沼气工程拟采用工艺流程见图3，沼气发酵装置宜选用完全混合式厌氧反应器CCSTR）。 有机废水有机废弃物 rJ _ _  j粉碎 哩 ！沉砂池： 热 图例： 图3高浓度高固体有机废水类发酵原料及混合原料沼气工程工艺流程图 5.4.4秸秤类发酵原料沼气工程拟采用工艺流程见图4，沼气发酵装置宜选用完全混合式厌氧反应器 CCSTR）、竖向推流式厌氧反应器CVPF）。 脱水、脱硫iii至目蛇或生跚靠 ：沼气一热 中温沼气发酵装置叫泪渣沼液暂存池 沼液 还田利用 图4秸轩类发酵原料沼气工程工艺流程图 5.5 升温与保温 5. 5. 1 发酵原料温度低于20的沼气工程，应对发酵原料进行加热升温，计算升温总热量应包括加热 发酵原料所需热量、沼气发酵装置、热交换器及管道散失的热量，并应考虑冬季最不利工况。 5.5.2 加热热源宜采用发电余热、太阳能或沼气燃烧锅炉）热能，也可将几种热源组合使用。 5.5.3 加热介质宜采用循环热水，可在沼气发酵装置内或在混合调配池加热，也可使料液通过沼气发 酵装置外热交换器循环加热。 5.5.4 废水类发酵原料不能升温到20以上时，应通过浓稀分离将废水分离为浓污水和稀污水。可 利用热源优先满足浓污水的加热升温，确保浓污水中温或近中温沼气发酵。浓污水沼气发障出料可与 稀、污水混合，加热稀污水，再进行沼气发酵。 5.5.5 沼气发酵装置应有保温措施，保温材料宜采用聚氨醋泡沫、聚苯乙烯泡沫、橡塑海绵等。保温层 宜敷设在装置外，厚度应根据沼气发酵温度、原料温度、环境条件、结构及保温材料性能、敷设方式等计 算确定；保温层外侧应设置防护层。 6 预处理系统 6. 1 一般规定 6. 1. 1 畜禽粪便污水类沼气发酵原料应及时收集及时使用，秸秤类沼气发酵原料应在沼气站内或附近 设置堆放秸轩的场所。堆料场所面积大小宜根据秸秤收集量、储存时间、秸轩容重确定。 6. 1. 2应根据沼气发酵原料特性设置相应的预处理设施、设备，各种原料经预处理后，温度、原料浓度   NY/ T 1220. 1-2019  应调配均匀，且不得含有直径或长度大于40mm的固态物质。 6. 1. 3 预处理系统的工艺设计宣采取一次性设计，按近、远期规划分步实施的方案但水、电、气等附属 设施的设计必须按总体规模设计。 6. 1. 4 预处理设施、设备及构筑物的设计流ilk应按发酵原料的输送方式考虑。当被处理的原料为向流 时，可按小时最大设计流量计算；当被处理的原料为压力流时，应按工作水泵的最大细合流丑计算。 6. 1. 5 预处理设备（格栅、提升泵等）及各处理构筑物（沉砂池、沉淀池、混合调节池等）的个（格）数宜为 2个（格），且宜按并联设计。 6. 1. 6 预处理构筑物直采用钢筋棍凝土抗渗住 c) 在水泵前 6.2. 3 格栅的其 6. 3 沉砂池 6. 3. 1 对于含2 6. 3. 2 中低浓 6. 3. 3 中高浓 6.4 集水池 6. 4. 1 集水池 6. 4. 2 集水池Z 式中： u一一集水池 Q一一进料流国 I一1原料滞留日、 6.5 沉淀池 6. 5. 1 沉淀池用于中浓度 6. 5. 2 沉淀池宜采用竖流式沉、 6. 6 调节池 6. 6. 1 水质、水量和温度波动较大的原料应日再f需石可兼具加热功能。 6. 6. 2 调节池底部应有5%的坡度，坡向放宅口处或泵的l监料口。 定。 . (2)  6. 6. 3 发酵原料在调节池的滞留时间，以发酵原料盘变化一个周期的时间为宜；有特殊要求的，应根据 实际捕要或参照类似工程经验参数确定。 6. 6. 4 调节池容积应参照集水池容积计算公式（2）设计。 6. 7 混合调配池 6. 7. 1 1昆合调配池用于固态发百草原料与液态发酵原料、水或回流沼液的混合，兼有酸碱度的调节以及 力IJ热的功能。 9    NY/T 1220. 1-2019  6. 7.2 混合调配池的形状宜为圆形，池顶应设置盖板，池内应设搅拌装置。搅拌机功率根据混合调配 池的容积、原料特性及搅拌方式等因素确定。 6. 7.3 混合调配池的容积应至少能存放1个进料周期的原料量。有特殊要求的，应根据实际需要或参 照类似工程经验参数确定。 6.8泵 6. 8. 1 泵的选择应根据用途和输送介质的种类、流量及扬程等因素确定。当被输送的介质悬浮物浓度 较低时，宜选用潜污泵、泥浆泵等；当被输送的介质悬浮物浓度较高或杂质较大时，宜选用螺杆泵、泥浆 泵、转子泵等。 6.8.2 泵的备用台数，应根据水量变化情况、泵的型号和应用位置的重要性等因素确定，但不得少于 1台。 6.8.3 2台或2台以上水泵合用一条出水管时，各水泵的出水管应设置闸阀，并在闸阀和水泵之间设 止回阀；单独出水管为自由出流时，可不设止回阀。 6.8.4 泵机组的布置和通道宽度，应符合GB50014的规定。 6.8.5 泵房内应有排除积水和通风的设施。 7 沼气发酵 工1般规定 7. 1. 1 沼气发酵装置应能适应多种性质的发酵原料。 7. 1. 2 沼气发酵装置的个数宜大于或等于2个，根据不同工艺按串联或并联设计。 7. 1. 3 除升流式庆氧污泥床反应器（UASB）、内循环厌氧反应器。C）和庆氧颗粒污泥膨胀床反应器 (EGSB)外，其他类型的沼气发酵装置均应密闭，并能承受沼气的工作压力，还应有防止产生超正、负压 的安全设施和措施。沼气发酵装置宜采用钢制或钢筋混凝土结构，钢制沼气发酵装置可采用焊接、钢板 拼装和螺旋双折边咬口结构。对易受液体、气体腐蚀的部分，应采取有效的防腐措施。 7. 1. 4 沼气发酵装置可采用倒U型管或溢流堪方式溢流出料，应设有水封和通气孔，出口不得放在 室内。 7. 1. 5 沼气发酵装置在适当的位置应设有取样口和测温点。 7. 1. 6 沼气发酵装置应设置进料管、出料管、排渣管、安全放散、集气管、检修人孔和观察窗等附属设施 和附件，并应符合下列规定： a) 检修人孔孔径应为600mm1200mm;  b) 进料管距沼气发酵装置底部不宜小于500mm; c) 沼气发酵装置集气管距液面不宜小于1OOOmm，管径应经计算确定，且不宜小于lOOmm; d) 沼气发酵装置排渣管宜设置在装置的最低处，排渣管的管径不宜小于150mm，排渣管阀门后 应设置清扫口； e) 沼气发酵装置进料管和排渣管应选用双刀闸阀门； f) 沼气发酵装置应预留各附属管道及附件的接口。 7. 1. 7 沼气发酵装置有效容积应按式（3）确定。 10  V 立.(3)  p  rp20 注20 注25 >25 >32 注20 注25 注25 >30 注20 25 >30 注2   NY/T 1220. 1-2019  附录B 资料性附录） 常用原料生产的沼气中硫化氢含量 常用原料生产的沼气中硫化氢含量见表B.1。 表B.1 常用原料生产的沼气中疏化氢含量 屠宰废水酒精厂废醒 常用原料猪场粪水鸡粪废水城粪污水 牛场粪水拧橡酸厂废水 沼气中硫化氢含量 0. 53. 2 26 518  g/m3  21    NY/T 1220. 1-2019  附录C （资料性附录 膜式储气柜最大储气量与最大储气压力 膜式储气柜最大储气量与最大储气压力见表C.L 表c.1 膜式储气柜最大储气量与最大储气压力 独立膜式气柜一体化膜式气柜独立膜式气柜、一体化膜式气柜 (3/ 4球冠(1/4球冠(1/2球冠 最大储气量最大储气压力最大储气量最大储气压力最大储气量最大储气压力 盯l3  kPa