养殖场沼气池设计参数

1、一、 工艺设计发酵料液经前处理池沉淀、除杂后， 从进料口进入装置， 经各发酵单元逐级发酵， 使养 殖粪污得到无害化和减量化处理。 通过设置在各发酵单元的回流搅拌器， 进行强制回流 搅拌，以提高菌料均匀度和产气率。在最后一级发酵单元设置储气浮罩， 使最后一级发 酵单元与整个装置产生的沼气经脱水、 脱硫净化处理后，汇集与储气浮罩，供生产和生 活使用。从出料间溢出的沼液和抽出的沼渣储存与贮肥池，用作农作物有机肥料， 或淡水养殖营养饵料。二、 设计参数（一）气压沼气发酵工艺及沼气沼气灯炉具都要求沼气气压相对稳定，且宜小不宜大。对于水压 是沼气池，如果气压过大，容易破坏池体，造成泄漏；气压过小势必水压间

2、面积过大，占 地多。因此，我国农村家用水压池常用设计气压为8 千帕；浮罩池设计气压可采用2 千帕。（二）产气率根据我国养殖专业户沼气池发酵产气水平，其设计产气率采用米3/ （米3天）（三）贮气量水压式沼气池靠池内带有压力的沼气将发酵料液压到出料间（大部分）、进料管（小部分）而贮存沼气。浮罩池由浮罩的升降来贮存沼气。贮气容积的确定和用户用气的情况有关。养殖专业户沼气池的设计贮气量考虑能贮存12 小时所产的沼气，即昼夜产气量的一半。（四）池容沼气池容积指发酵池净空容积。沼气池的容积应根据用户所拥有的发酵原料（数量和种类）、滞留时间、用气要求等因素合理确定。（五）投料率投料率指的是最大限度投入的料液

3、所占发酵间容积的百分率。设计最大投料量一般水压式为沼气池容积的 90%，料液上部留适当空间，以免导气管堵塞和便于收集沼气；浮罩式为沼气容积的 98%。最小设计投料量以不使沼气从进、出料管跑掉为原则。三、 建池规模计算（一） 参数确定根据小型畜禽养殖场的特点， 经过优化设计和工程实践所选定的发酵工艺为无动力自由 进料、多旋流布料、回流搅拌、固菌成膜、浮罩储气、常温发酵工艺。发酵料液温度变 化范围为 1028C，原料在发酵装置内的滞留天数（ HRT 为 3090 天，南方取低限，北方取高限，一般取 60 天；适宜于小型畜禽养殖场沼气工程的发酵料液平均浓度（Ts）为 6% 10%, 一般取 8%;发

4、酵装置的有效料液容积（n）浮罩式取 98%，水压式取 90% ;常温条件下的容积产气率（平均）一般为米3/ （米3天），取平均值米3/ （米3天）；浮罩储气压力取 23 千帕。（二） 池容计算小型畜禽养殖场一般采用干清粪养殖工艺，每天可收集的粪便及含水量见表17-1表 17-1成年畜禽日排粪量及含水率畜禽种类体重（千克）日排粪量（千克）年排粪量（千克）含水量（）猪502190牛5007300鸡3605根据发酵原料的数量、一定温度下发酵原料在装置内停留的时间和投料浓度等工艺条 件，沼气发酵装置的容积计算公式为：r t mb-单位畜禽每天的平均排粪量（千克、湿重） n-养殖畜禽的数量（头、只）Ts

5、-畜禽粪便原料中干物质含量的百分比（）HRT-原料在池中的滞留天数（天） r-发酵原料浓度（）3t-发酵料液比重（千克/米） m-池内装料有效容积（%根据选定的工艺参数，由式（17-1 ）和表 17-1，计算的装置容积与养殖规模的关系为:V=cn （17-2）式中：c-畜禽类别系数，养猪c=,养牛 c=,养鸡 c=.表 17-2小型畜禽养殖场沼气装置容积与养殖规模发酵池容 （米3）2030405060708090100养猪规模（头）22334456677889100111养牛规模 （头）71114182125283235养鸡规模浮罩容积（只）（米3）8001200160020002400280

6、0320036004000四、工艺技术要求1 发酵原料及其预处理单元要求：考虑原料所含杂物对发酵工艺和设备的影响，特别是牛粪中含有大量的砂、杂草以及鸡粪中的砂、鸡毛等。在原料进入主体发酵工艺前应设置格栅、沉砂池及调节池等预处理设施。当粪污量较大时可选择机械格栅，格栅的技术要求参照室外排水设计规范（GB50014-2006）的有关规定。当处理养鸡场、散放式牛场粪污时应设置独立的沉砂池；沉砂池设计应符合城市粪便 处理厂（场）设计规范（CJJ64-1995 ）的有关要求。调节池容量应不小于进水量的50%调节池应方便去除浮渣和沉砂。2厌氧消化单元工艺要求：厌氧发酵罐可采用与气柜分体式结构，也可选择产气

7、贮气一体化结构。厌氧反应器应采用地上式搪瓷拼装罐、Lipp 罐、钢结构罐或钢混结构罐。高浓度发酵原料厌氧消化应采用高固含率（ TS8%中温（35C左右）消化工艺：即 完全混合式厌氧反应器（CSTR、高浓度卧式推流厌氧反应器（ HCPF 或升流式固体床反应 器（USR）等工艺，年均池容产气率 m3 d,挥发性固形物去除率70%低浓度发酵原料厌 氧消化应采用厌氧复合反应器（ UBF）、厌氧接触（AC）、上流式污泥床（UASB等工艺，年均池容产气率m3 d，化学需氧量去除率70%鼓励采用高浓度厌氧消化工艺。建设地温度条件不能满足工艺要求时，应设置增保温措施；厌氧反应器采用外保温措 施，对罐体加热可选

8、择利用发电机组余热、沼气锅炉加热或安装太阳能热水器等方式。厌氧反应器应设有防止超正、负压的安全装置及措施，安全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。厌氧反应器应达到水密性与气密性要求，应采用不透气、不透水的材料建造，内壁及 管路应进行内防腐处理。b n Ts HRT（17-1 ）为保障厌氧反应器运行可靠，应设有取样口、测温点和排空设施，并根据工艺需要配置常用测量仪器、仪表。厌氧反应器下部应设有检修人孔、排泥管；排泥管管径不宜小于110mm 人孔直径不宜小于 600mm3沼气净化单元设计要求：脱硫。根据设计要求，可选择生物脱硫或化学脱硫工艺，也可同时采用生物脱硫和化 学脱硫工艺。

9、脱水。不同的温度下沼气中饱和水蒸汽的含量不同，在 35C时水的含量接近 5%在输入燃气输配管网前，沼气中水的去除率应在80%以上。4沼气贮存单元设计要求：沼气贮存应有良好的气密性、稳定性和安全性，无沼气泄漏。根据设计要求，可选用 常压双膜干式贮气柜、高压贮气柜或低压湿式贮气柜；贮气柜按设计规范要求使用寿命应达 到 30 年。贮气柜与周围建、构筑物的防火间距应符合国家标准建筑设计防火规范 (GB50016-2006)的有关规定。配套设备齐全，压力稳定。5燃气输配管网设计要求：燃气输配管网整体设计应遵循沼气工程技术规范第2部分：供气设计NY/要求执行。管材选用应符合2003 和2005 要求，可选

10、用燃气专用埋地聚乙烯管材(即 PE 管)或无缝钢管，设计使用寿命应达到50 年。PE 管安装应符合聚乙烯燃气管道工程技术规程(CJJ63 95)要求；钢质沼气管道防腐应按 沼气工程技术规范 第2部分：供气设计NY/ 要求设计。室内沼气管道宜采用镀锌无缝钢管。6配套设备质量要求：沼气工程配套的加热设备、搅拌机、进料泵等设备及装置应达到设计要求。沉砂/除砂设备的基本要求：鸡粪(蛋鸡)、牛粪原料中含有 1% -3 %的砂，在预处理阶段应有除砂工艺及设备，将原料中80%以上的砂除去，避免其进入厌氧发酵罐；进料泵/切碎机的基本要求：(1)应满足高浓度发酵原料(TS 为 8-12 %)的输送要求。(2)

11、对于鸡粪、牛粪、秸秆等，由于其含有鸡毛或草等杂物，还应配置切碎机以切碎 鸡毛或秸秆，避免堵塞管道等。搅拌设备的基本要求：为充分混合罐内发酵原料与菌种，避免罐内死区与浮渣层的产生，机械搅拌常用转速应达到 18 20rpm。常用搅拌装置可选择：(1)罐顶搅拌机。适用于钢性罐顶；(2)斜搅拌机。 适用于产气贮气一体化发酵罐(柔性顶)。(3)气体搅拌装置。可作为主搅拌或辅助搅拌装置。脱硫塔的基本要求：脱硫后沼气内H2S 浓度：沼气发电200ppm 沼气民用20ppm=阀门、仪表等的基本要求：阀门等构件应选择国标产品。与厌氧罐相连沼液管等宜用 刀闸阀。仪表显示应准确稳定。7系统运行要求：整套沼气工程能常

12、年稳定运行。热电肥联产模式常年发酵温度和效率基本一致， 采用发电余热给发酵罐加温， 而不需 要外加热源；系统能耗低，大型沼气工程自身用电占总发电量的5 6%;中型沼气工程自身用电占总发电量的 8 10%。沼气集中供气工程模式发酵系统增温、保温应利用沼气锅炉实现。8沼渣沼液利用：应优先考虑沼渣、沼液还田。宜采用沼液减量化生产技术，浓缩沼液中营养物质含量，降低沼液产生量，减少沼液池一次性投资及沼液运输利用成本。9沼气利用：应优先考虑用于周边农村居民炊事或养殖场生活、生产自用。无法实现集中供气、或集中供气利用不完的沼气可用于沼气发电上网销售或自发自用，发电余热可用于发酵系统增温、仔猪保温或沼渣烘干。每头牛 （体重 500kg） ,每昼夜排泄粪便约 25 公斤， 含水率为 80 流右， 含 TS 18-20%，年排泄粪便可达 7-8 吨/头。每头牛每昼夜排泄牛尿 25-30kg，加上挤奶中心污水，每头奶牛约有尿水与 污水量40-45kg左右， 收集按80%+算， 年排放可达14-16吨/头。 该污水COD 值多大于2000mg/L,NH-N 值则在 100mg/L 以上。原料产气率是指