种猪场粪便污水沼气供气工程设计方案

中管网房地产频道 作为国内最大、最专业、更新速度最快的专业房地产资料库，月更新房地产资料近千个。最大程度的搜集了数十家国内顶级开发商多年实际操盘之系统资料。湖北绿生畜牧有限公司种猪场粪便污水沼气集中供气工程设 计 方 案武汉新一代能源环保股份有限公司二六年六月武汉 目 录第一章 总 论41.1 项目概况41.2 方案设计依据、原则和内容41.2.1设计依据41.2.2设计原则41.2.3设计内容5第二章 污水处理工艺方案62.1 工程设计规模62.2 污水水质62.3.1 污水来源及特征62.3.2 技术路线评述分析62.3.3 污水处理工艺方案的确定72.4 工艺说明82.4.1 工艺流程框图82.4.2 流程说明92.4.3 工艺特点92.5 主要构(建)筑物设计说明及设备选型92.6 沼气输配系统设计102.6.1 气体性质102.6.2 供气量102.6.3 管网压力级别112.6.4 主干管水力计算112.6.5 管道敷设11第三章 总图运输123.1 总平面布置123.2 竖向布置123.3 运输123.4 绿化12第四章 土建设计134.1 建筑设计134.2 结构设计134.2.1 地基与基础134.2.2 构筑物抗浮134.2.3 主要（建）构筑物的结构形式134.2.4 抗震设计13第五章 电气设计145.1 设计依据145.2 设计范围145.3 供配电设计145.3.1 供电负荷及电源电压145.3.2 计算负荷及无功补偿145.3.3 电能计量155.3.4 起动方式155.3.5 继电保护155.4 照明设计155.5 防雷及接地155.6 电缆敷设16第六章 给水排水、通风及消防176.1 给水176.2 排水176.3 通风176.4 消防17第七章 劳动安全与工业卫生197.1 生产过程中职业危害因素分析197.2 防护措施19第八章 管理机构与劳动定员208.1 劳动定员208.2 人员培训20第九章 工程计划进度21第十章 投资概算2210.1 土建工程投资2210.2 设备材料投资2310.3 工程投资概算2310.4综合技术经济指标一览表24第一章 总 论1.1 项目概况湖北绿生畜牧有限公司种猪场是一家从事生猪饲养的企业。每天产生的粪便和冲栏污水总计约50吨左右。为了贯彻我国的环境保护的政策、执行当地有关部门的环保法规，该公司拟为养猪场配套沼气集中供气处理设施，对养猪场污水进行资源化处理，武汉新一代能源环保股份有限公司受业主委托，对该沼气工程进行方案设计。1.2 方案设计依据、原则和内容1.2.1设计依据1 业主提供的设计委托书和污水水质、水量资料及相关基础资料；2畜禽养殖业污染物排放标准（GB185962001）；3室外排水设计规范（GBJ14-87）；4湖北省大中型厌氧（沼气）工程设计、施工、验收规程；5建设项目环境保护管理条例；1.2.2设计原则1遵循国家环境保护总局的2002年5月正式颁布的畜禽养殖污染防治管理办法的要求：畜禽养殖污染防治实行综合利用优先、资源集团化、无害化的处理原则，因地制宜，采用高效稳定，节省占地，方便管理，努力降低一次性投资和长年运行费用。2采用切实可行的技术手段，提高整体装备水平，以保证处理设施运行可靠、安全经济。3工艺流程简单，投资省，处理效率高，运行费用低。4操作管理方便，维护简单。5沼气站整体环境与周围环境相协调。1.2.3设计内容150m3/d粪便污水沼气生产利用工程工艺设计；2配套设施系统设计；3工程投资概算；4工程进度计划。第二章 污水处理工艺方案2.1 工程设计规模根据业主要求，设计规模确定为：日处理污水50m3/d，按照一班运行，平均小时流量6.25m3/h。2.2 污水水质根据所掌握的该厂水质情况和同行业的常用参数，处理前清除猪粪后的进水水质控制指标，确定如下：表21 (单位：mg/L)项 目排放浓度项 目排放浓度CODCr600010200SS30005000BOD535006000细菌总数20000个/L氨氮50012002.3.1 污水来源及特征该公司猪场污水主要来自于猪场排放的粪便及冲洗水，猪粪便污水中有机质浓度高，富含氮、磷、病源体，极易腐败，且含水率高达98以上，难以运输，如采取传统手段处理，不仅过于粗放，同时也会造成其中病源体的扩散，不利于猪的集约化饲养。特别是由于中心城市规模的扩大和城镇化建设，大中型养殖场的环境污染问题尤为突出，其主要表现在以下几个方面：1、粪便占地和污染农田生态环境；2、水体富营养化，破坏水产资源，感观性状影响不利于观光；3、空气污染；4、疾病的传播。2.3.2 技术路线评述分析污水处理的工艺选择要根据进水水质、出水要求、沼气站的规模，原有处理设施的可利用率，以及用地情况、工程地质、电费价格等因素综合考虑。上流式厌氧污泥床反应器（UASB）UASB上流式厌氧污泥床反应器主体为无填料的空容器，污水由反应器底部进入，其中含有大量的厌氧污泥，由于污水以一定流速自下向上流动以及厌氧过程中产生大量沼气的搅拌作用，污水与污泥充分混合，有机质被吸附分解，所产生的沼气经反应器上部的三相分离器的集气室排出，含有悬浮污泥的污水进入三相分离器的沉降区，由于沉降区不再受沼气搅拌作用的影响，污水在平稳上升过程中，沉淀性良好的污泥经沉降返回反应器底部，从而保证了反应器内高的污泥浓度，含有少量污泥的污水从上部排出。UASB厌氧反应器主要具有如下特点：一、最为广泛的厌氧反应器。耗能少由于厌氧技术不需要外界供给能量，运行费用比单纯的好氧技术少得多。在大型污水处理和高浓度工业废水处理里还可回收大量的沼气，节约大量的能源。二、 负荷高厌氧技术所容许的进水COD浓度很高，可达数万，在形成颗粒污泥的UASB里容积负荷高。三、 产生剩余污泥少厌氧产生的剩余污泥比好氧和物化法都要少得多（约为好氧的1/6-1/10），并且污泥脱水性很好，不用投加脱水剂。四、 厌氧方法对营养物质的需求较少一般好氧的COD：N：P比为100：5：1，而厌氧方法为350：5：1，更加适合于普通废水的水质。2.3.3 污水处理工艺方案的确定根据厂方提供的有关资料，该厂污水主要来自于养殖生产过程中产生的猪粪尿和冲洗污水等有机污水。该类污水呈灰黑色，有机物及悬浮物含量高，具有较强的臭味，含有较多的病源微生物。污水流量变化幅度大，冲击负荷较高。其污水可生化性较好（BOD5/CODcr0.5），比较适于采用生化法处理，而且比较经济。根据各种不同处理方法的类比，结合业主方的实际情况，我们选择技术上成熟可靠，经济指标合理的“UASB厌氧反应器”的污水处理工艺路线。2.4 工艺说明2.4.1 工艺流程框图1. 工艺流程图 猪场污水食堂炊事栅 渣阻火器格栅、网 污 泥 贮气柜气集水池(原有) 污 泥污泥 酸化调节池脱硫塔 堆肥场气水分离器UASB厌氧反应器肥料外运好氧段2.4.2 流程说明猪舍干粪人工收集后用车推至堆肥场，剩余粪便和冲洗水经过格栅、网拦截大块杂物自流入原有集水池，上清液用泵送至酸化调节池，对来水进行均质均量，并进行一定的酸化处理，出水通过泵提升进入UASB厌氧反应器，污水由反应器底部以一定流速进入，通过污水自下向上流动以及厌氧过程中产生大量沼气的搅拌作用，使污水与厌氧污泥充分混合，有机质被吸附分解，从而使污水中有机污染物浓度大大降低；UASB厌氧反应器出水自流入好氧段（与好氧工艺衔接段最好增设一座沉淀池）。UASB厌氧反应器产生的沼气经净化设备处理后送入沼气贮气柜，经输配管送至猪场食堂作为炊事用能。2.4.3 工艺特点1、生化处理采用UASB厌氧对粪便污水进行治理，可有效大幅降解有机污染物， CODcr去除率可达80%左右。2、UASB厌氧反应器布水器采用本公司经过多年的科研及实践经验研制的多点脉冲式布水器，使厌氧反应进水流态更加合理，传质效果更加理想，厌氧反应效果有很大提高。2.5 主要构(建)筑物设计说明及设备选型1集水池（原有构筑物）结构： 地下式砖混结构数量： 1座2酸化调节池结构： 地下式钢砼结构数量： 1座总容积： 30m3池边设进料泵2台，1用1备。3UASB厌氧反应器结构： 地上式钢砼结构数量： 1座总容积： 200m34低压湿式贮气柜结构： 水封池为钢砼结构，浮罩为钢结构数量： 1座公称容积： 50m3配套相应的气体净化装置，包括气水分离器、脱硫塔及阻火器等。5操作间结构： 地上式砖混结构数量： 1座面积： 20m22.6 沼气输配系统设计2.6.1 气体性质（1）气体名称：沼气（2）气体成份：甲烷（%）二氧化碳（%）硫化氢（%）其它气体（%）60653035少 量35（3）低位发热值：50005500大卡/m3。2.6.2 供气量（1）实际供气量：Q=90140m3/d。（2）供气用途：沼气用于食堂炊事。2.6.3 管网压力级别一级系统，P=350400毫米水柱。2.6.4 主干管水力计算管径60mm2.6.5 管道敷设管材：全部采用钢管。连接形式：除考虑安装检修方便外，全部采用焊接。敷设：管道按3坡度埋地或架空敷设，管道最低点设置凝水器。第三章 总图运输3.1 总平面布置平面布置力求布局合理、管路顺畅、紧凑美观、与厂区环境相协调。3.2 竖向布置厂区采用平坡布置。竖向布置考虑尽可能利用废水重力自流运行，尽量减少提升次数，以降低能耗。3.3 运输运进沼气站的货物有备品备件等，采用手推车运输方式。发往沼气站外的运输量主要为栅渣和污泥，采用手推车运输方式。3.4 绿化根据场区的绿化立地条件及场区对绿化的功能要求进行，组成点、线、面相结合，单层、多层、垂直绿化相结合，功能明确，布置合理的绿化系统。充分利用场区的可绿化的边角地带、管线区的覆土层地带、建、构筑物墙面等地带进行绿化，以扩大绿化面积。充分利用绿化植物的覆盖性能，进行不露土绿化。为此，除选用适用性强的乔、灌木外，尚应广植草皮及配置一定量的地皮及攀缘植物。在场区绿化以保护和净化环境为目的的前提下，尚需根据美学要求，在布置形式、空间组合、植物配置等方面进行一定的艺术处理。第四章 土建设计4.1 建筑设计依据沼气站的现场特点，工业建筑的特性，在满足工艺流程的前提下，平面布置力求通畅、明快，造型依据当地环境加以具体修饰，力求给人以耳目一新的现代感，另外合理布置绿化用地，以温馨、优美的环境展现于世人。4.2 结构设计4.2.1 地基与基础由于暂无拟建场地地质勘测资料，本方案结构设计暂按一般地质条件考虑，进行施工图设计时视业主提供的地质勘测报告而作相应的调整。4.2.2 构筑物抗浮由于工艺流程的要求，部分构筑物埋入地下，受地下水和地表水的影响，构筑物会承受浮托力，所以必须根据工程地质及水文地质资料，结合构筑物的具体情况，采取适当的抗浮措施，以保证构筑物的安全使用。4.2.3 主要（建）构筑物的结构形式所有新建构筑物除特殊说明外均采用现浇钢筋混凝土结构。操作间等建筑物采用砖混结构。4.2.4 抗震设计工程设计考虑地震基本烈度为6度，各构筑物属丙类建筑，建筑场地类别为类场地。各贮水构筑物采用现浇钢筋混凝土结构，按室外给排水和煤气热力工程抗震设计规范（TJ32-78）要求进行抗震设计；所有建筑物按建筑抗震设计规范（GBJ11-89）进行抗震设计。混凝土：贮水构筑物为C25；钢筋砼梁、板不低于C20，基础砼不低于C15。钢筋：水池、梁和柱的纵向钢筋采用级，箍筋采用I级。第五章 电气设计5.1 设计依据（1）工业与民用供配电系统设计规范(GB50052-95)（2）低压配电设计规范 （GB50054-95）（3）电力装置的继电保护和自动装置设计规范 （GB50062-97（4）通用用电设备配电设计规范（GB50055-93）（5）建筑物防雷设计规范 （GB50057-94）（6）工业与民用电力装置的接地设计规范 （GBJ65-83）（7） 工艺专业提供的设备容量5.2 设计范围本工程电气设计是根据工艺专业提供的电力负荷任务书编制的。其设计范围包括：（1）用电设备供电及控制设计。（2）电缆敷设设计。（3）供电系统接地设计。（4）防雷设计。（5）各构筑物及现场照明设计。5.3 供配电设计5.3.1 供电负荷及电源电压 该水处理工程供电按三级负荷进行设计，所有用电设备电压等级均为380V/220V。电源引自场外变电所，一路进线，按正常情况供电。5.3.2 计算负荷及无功补偿负荷计算采用需要系数法设备名称单机容量(KW)安装台数工作台数安装容量(KW)工作容量(KW)需要系数计算负荷(KW)提升泵4.0114.04.00.803.2进料泵4.0218.04.00.803.2合计3212.08.06.4本方案总装机容量为12.0KW，工作容量8.0KW，计算负荷为6.4KW。低压配电装置中装设自动无功功率补偿装置。5.3.3 电能计量在低压进线侧对整个系统进行电能计量。5.3.4 起动方式均采用直接起动方式。5.3.5 继电保护低压电机：短路保护，过电流保护，过电压保护，过热保护和电机自身要求的其它保护；工艺配套电机：短路保护，过电流保护，过电压保护，过热保护及电机自身要求的连锁保护等。5.4 照明设计照明采用220V，生产区用高压水银灯或白炽灯，值班室用日光灯，事故照明为应急灯。5.5 防雷及接地本水处理站属二类防雷建筑，采用避雷带及避雷针混合组成的避雷装置。所有电气装置采用一个接地装置，其接地电阻不大于4，本设计充分利用建筑物的各种自然接地体，加装人工接地装置，使其满足要求。所有用电设备中正常工作时不带电，故障时可能带电的金属外壳、管道、构筑物等均应可靠接地。5.6 电缆敷设厂区设置必要的室外电缆沟，以满足数量多的电缆敷设，部分动力控制电缆埋地敷设，各车间电缆沿室内电缆沟或电缆桥架敷设，厂区路灯电缆直埋地敷设。第六章 给水排水、通风及消防6.1 给水沼气站的给水分成两个部分，一部分为生活给水和化验室用水，另一部分为消防给水。由于本工程规模较小，又和猪场相邻，因此消防给水考虑利用沼气站周围现有室外管网，消防给水要考虑到处理站内水处理构筑物消防等级，重点消防为建筑物即UASB厌氧反应器、贮气柜、操作间等。因而在场区室外设置4个室外消火栓，布置在UASB厌氧反应器、贮气柜、操作间附近，消防水量为10L/S。6.2 排水排水包括生产排水(不包括经沼气站处理后的排放水)和雨水排水。生产排水：排水点主要有是冲地坪水。生产排水排至沼气站调节池中。雨水排放：本厂区雨水与生产、生活污水分开排放；沿道路设置雨水口，地面雨水汇集排入厂区雨水管。6.3 通风污泥在炎热的夏季，污泥、污水会产生一些臭味，影响车间的空气质量；动力设备间的温度过高会影响设备运行。因而在设计时考虑了通风问题。操作间在高温季节主要采用换气扇强制通风、换气散热，在低温季节可采用窗户自然通风。6.4 消防 沼气站一般生产构筑物及辅助生产构筑物按发生火灾危险特征分类属戊类，耐火等级属二类，不需要考虑特殊的消防措施。在动力设备间、低压配电室及综合控制室内配备干粉灭火器。室外消火栓利用厂区现有设施。但UASB厌氧反应器和沼气输配系统，按发生火灾危险特征分类属甲类，所以在此区域配备室外消防设施及设立禁火区；沼气属易燃易爆性气体，为保证安全，沼气发酵罐布置应符合“GBJ1687建筑设计防火规范”。在处理站内供水管道上分别设置地面式消防栓24个（DN100）。沼气站为甲类防火区，非工作人员不得进入，区内禁止烟火。设备非上人盖板、带电设备安有醒目标志。所有电气设备必须为防爆型，日常工作必须按操作要求规范执行。处理站控制房及UASB厌氧反应器在每个最高处设避雷针，引下线不少于两处，冲击接地电阻不大于10欧。第七章 劳动安全与工业卫生7.1 生产过程中职业危害因素分析污水处理生产过程中有职业危害的因素包括：1水泵机组机器运转时会产生噪声，影响值班人员的身体健康；2设备高速旋转部分可能会伤人；3厂区电气设备较多，有可能发生触电事故；4厌氧反应器产生的沼气如泄漏后在空气中并达到一定浓度后，遇火会产生爆炸事故。7.2 防护措施1本项目电气控制水平较高，每班工人到设备间及现场巡视时间一般不超过两小时，符合工业企业噪声卫生标准对接触噪声时间的要求。同时，设计拟从两方面减少噪声污染，一方面控制污染源，水泵尽量选用潜水泵，潜水泵水下工作，基本上没有噪声。 2所有的电机均加设防护罩，以免发生伤人事故。3电气设备接线完全按水电部接地保护规程要求进行。高压开关柜手车设置电气联锁，以防误操作，主要设备近/远控制选择开关布置在机箱上，以保护检修时安全切断电源。设置信号系统，主要设备运行发生故障时，能发出声光报警提示。4在厌氧反应器等沼气系统部分设立明显的禁火标志及划分隔离带，并定期对沼气系统进行检查。第八章 管理机构与劳动定员8.1 劳动定员本工程管理机构及劳动定员详见下表：表81 沼气站机构设置及劳动定员表 机构设置岗位人员运行班次备 注运行车间工艺值班1人一班运转兼 职8.2 人员培训为保证沼气站正常工作，必须对上岗人员进行操作技能的培训。既要对操作工人和设备维修人员进行岗前培训，也要对技术人员进行技术培训。我公司负责为使用方免费培训技术工人。培训内容：设备操作规程、安全管理知识、水质分析、常见故障检修、常用配件更换等。第九章 工程计划进度表91 工程计划进度表工期(月)阶段1月2月3月4月5月施工图设计土建施工设备制造及采购设备及管道安装调试