2、“养殖场沼气工程”行业标准要点

养殖场沼气工程行业标准要点内容提纲•养殖场沼气工程发展现状•标准编制依据•规模化畜禽养殖场沼气工程设计规范•规模化畜禽养殖场沼气工程运行、维护及其安全技术规程中国大中型沼气工程的建设开始于50年代，经过50多年的曲折和困难，以制取沼气、治理污染为目的的大中型沼气工程进入了稳步和健康的发展。截止2009年底，我国共建成沼气工程56856座，其中大中型沼气工程22892座。以畜禽粪便等农业废弃物为原料的大型沼气工程3717座，总池容284.9万m3，供气户数39.6万户，装机容量30616kw，年发电量9782万kWh。1.养殖场沼气工程发展现状我国养殖场沼气工程的特点是：原料单一化发酵工艺多样化沼气利用方式以集中供气为主沼渣生产有机肥，沼液完全消纳还有困难规模化沼气工程工艺技术已日趋成熟，但工程装备的标准化、自动化、产业化水平远远低于国际先进水平。1.养殖场沼气工程发展现状2.标准编制依据通过广泛调查国内外沼气工程技术现状，认真总结现有沼气工程运行实践，参考国内外有关行业标准和部分企业标准，针对目前国内规模化畜禽养殖场粪污处理利用现状及发展趋势，在广泛征求各有关方面意见的基础上，制定《规模化畜禽养殖场沼气工程设计规范》与《规模化畜禽养殖场沼气工程运行、维护及其安全技术规程》。3.规模化畜禽养殖场沼气工程设计规范NY/T1222-2006从“范围、规范性引用文件、术语和定义、总则、工程选址和总体布置、工艺、前处理、厌氧消化、后处理”九方面展开论述。对主要设施、工艺参数的选取原则、方法进行了规定。3.1适用范围本标准规定了规模化畜禽养殖场沼气工程的设计范围、原则以及主要参数选取等。本标准适用于新建、改建和扩建的规模化畜禽养殖场沼气工程的设计。畜禽养殖区沼气工程的设计可参照执行。酒精厂、淀粉厂等厂的高浓度有机废水沼气工程可参照执行。3.2规范性引用文件设计规范：燃气、电、建筑、排水、防火、防雷等相关设计规范；污染物排放标准：畜禽养殖业污染物排放标准（GB18596）、农田灌溉水质标准（GB5084-1992）、污水综合排放标准（GB8978-1996）3.3术语与定义沼气工程：以规模化畜禽养殖场粪便污水的厌氧消化为主要技术环节，集污水处理、沼气生产、资源化利用为一体的系统工程。“能源生态型”处理利用工艺：畜禽养殖场污水经厌氧消化处理后作为农田水肥利用的处理利用工艺“能源环保型”处理利用工艺：畜禽养殖场的畜禽污水处理后达标排放或以回用为最终目标的处理工艺3.4总则沼气工程应以养殖场粪便污水的减量化、无害化、资源化为目标。沼气工程应因地制宜，综合利用。沼气工程的设计应由具有相应设计资质的单位承担。积极采用先进、可行的技术和设备。畜禽养殖场污染物的特性及其技术参数，以实际测定数据为准。由于由于养殖场类别、清粪工艺、管理等差异较大，污水量和水质差异较大，根据饲养量、用水量等参数计算污水水质和水量与实际检测结合使用，以实测为主。3.4总则原料中严禁混入有毒、有害污水或污泥。原料为养殖场的粪便和污水。在具体工艺单元上，进行技术经济比较。沼气工程规模与养殖场相匹配。沼气工程的产品有沼气、沼渣（泥）和沼液。沼气用于炊用或发电等，沼渣作为固体有机肥施用于农田。沼液的出路有两条：一是作为液体有机肥用于附近农田，二是达标排放到周围水体。3.5主要工艺3.5.1“能源生态型”处理利用工艺污水通过管道自流入调节池，在调节池前设有格栅，以清除较大的杂物，人工清出的粪便运至调节池，与污水充分地混合，然后流入到计量池，计量池的容积根据厌氧消化器的要求确定。当以鸡粪为原料时，应在调节池后设沉砂池。粪便的加入点与厌氧消化器类型有关，一般在调节池加入，带有搅拌装置的塞流式反应器也可直接加入到厌氧消化器。“能源生态型”较早工艺典型案例前进村沼气综合利用工程该工程主体为5×150m3卧式搅拌沼气池，产气率为1.5m3/m3·d（中温发酵）、沼气站总投资75万元。沼气供700户村民炊用、猪场锅炉和村办科学仪器厂的玻璃仪器吹制。沼液供本村600亩蔬菜大棚用肥。日处理300头奶牛粪污，供气281户，沼肥用于大棚蔬菜种植。建设有调节池10方、厌氧消化池300方、贮液池50方，高压气柜30方，281户供气管网。•北郎中沼气工程（HCPF）日处理粪污20t，产气1200方，沼肥用于大棚蔬菜种植。建设有调节池20方、厌氧消化池1000方、贮液池（已有），高压气柜50方。“能源生态型”现在典型案例•陈庄沼气工程（CSTR）3.5主要工艺3.5.2“能源环保型”处理利用工艺畜禽养殖场的畜禽污水处理后达标排放或以回用为最终目标的处理工艺。污水通过管道自流入调节池，在调节池前设有格栅，以清除较大的杂物，调节池的污水用泵抽入到固液分离机，分离的粪渣用作有机肥原料，分离出的污水流入沉淀池，沉淀的污泥进入污泥处理设施，上清液自流入集水池。4.工艺的确定3.6项目选址和布置沼气工程的选址应符合养殖场整个生产系统的规划和要求。影响的因素较多，重点考虑以下几方面：3.6.1工程选址经济性：较好的工程地质条件，方便的交通运输和供水供电条件，标高较低处卫生：满足防疫要求，在畜禽养殖场和附近居民区主导风向的下风侧（有机肥厂上风向）安全性：由于沼气是易燃易爆气体，保证足够的安全距离。3.6项目选址和布置在满足功能和工艺要求的前提下，布置紧凑，便于施工、运行和管理。附属建筑物宜集中布置，并应与生产设备和处理构筑物保持一定距离。构筑物的间距应紧凑、合理，并应满足施工、设备安装与维护、安全的要求。各种管线应全面安排，避免迂回曲折和相互干扰，应尽量减少管道弯头，以减少能量损耗和便于清通。各种管线应用不同颜色加以区别。应有消防通道。3.6.2总体布置3.6项目选址和布置沼气工程应设围墙(栏)，护栏高度不宜低于1.1m。主要畜禽污水处理设施应设置溢流口、排泥管、排空阀和检修人孔。厌氧消化器和贮气柜应设有安全窗，确保装置正常运转。安全、防爆、防雷与接地参照相关规定执行。控制室应有良好的照明，设有监控所有设备运转、故障、程序操作、显示的控制屏（台），操作应具有集中与就地操作的功能。应有紧急状态报警装置。配备必要的检测和测量仪器。如用电量、产气量、pH值等。3.6.2总体布置3.7前处理前处理的目的是将粪便污水调质均化，为厌氧产沼气创造条件；污水进入固液分离机前应通过格栅清除污水中较大的杂物；以鸡粪为原料时宜设沉砂池；以牛粪为原料时应有粪草分离装置；沟渠坡度应确保污水自流入沉砂池或计量池。3.7.1“能源生态型”一般规定3.7前处理前处理的目的是用物理方法尽量清除粪污中的固形物；污水进入固液分离机前应通过格栅清除污水中较大的杂物；应在排污后3h内进行污水的固液分离；沉淀池应设在固液分离机后；沟渠坡度应确保污水自流入沉砂池、集水池。固液分离机是否需要与污水中SS浓度和污水量有关，当SS浓度不大于2000mg/l和污水量小于50m3/d时可不用。3.7.2“能源环保型”一般规定3.7前处理格栅清除污水中较大的杂物。污水中常常含有一些比较大的杂物，如编织袋等，为了防止泵及处理构筑物的机械设备和管道被磨损或堵塞，使后续处理流程能顺利进行面设置格栅。在排水时应及时清理格栅，以防堵塞。格栅栅条间空隙宽度、过栅流速和格栅倾角的规定系参考城市污水处理厂和粪便处理厂设计规范，结合现有沼气工程的运行经验而规定。一般采用人工清理，污水量大时也可使用格栅机。3.7.3前处理主要工艺单元3.7前处理调节池调节池的作用：收集污水，贮存污水，匀浆，保证后续工序的平衡运行。养殖场一般每天上下午各冲水一次，因而其最小容积为每日污水量的一半。3.7.3前处理主要工艺单元固液分离机•应根据被分离物料的性质、流量、脱水要求，经技术经济比较后选用；•污水进入固液分离机的含水率一般不应小于98％；•固液分离机的设置应考虑到废渣的贮存、运输。3.7前处理3.7.3前处理主要工艺单元沉淀池沉淀池以平流和竖流式沉淀池应用最多。新鲜的畜禽粪水有比较好的沉淀性能。畜禽污水水力滞留时间应大于1h，不易大于3h。总高不易大于5米，有效水深2～4米。设计参数参见GBJ14的相关规定。沉淀池应设排泥管道。3.7前处理集水池–畜禽养殖场污水厌氧处理系统前，应设置集水池。作用是保证厌氧进料的连续性。–集水池容积不应小于该池水泵30min的出水量。防止水泵频繁启动3.7.3前处理主要工艺单元泵与泵房–泵的选择应根据其用途和输送介质的种类、流量、扬程和工作性质等因素确定，应符合下列要求：–泵应尽量选用同一型号；便于维修、管理和减少备用量。–进料泵应设置一台备用泵与工作泵并联。3.8厌氧消化厌氧消化器（沼气池）的选择和设计应根据粪污种类、工程类型和工艺路线确定。根据处理工艺不同，可分为两类：适用于“能源生态型”处理工艺的高SS浓度的厌氧消化器，如USR、全混池、卧式推流池等适用于“能源环保型”处理工艺的低SS浓度的厌氧消化器，如UASB、厌氧滤器、厌氧流化床等。3.8.1厌氧消化器分类典型厌氧消化器四种材料——搪瓷板瓶装、利浦罐、混凝土浇注、碳钢焊接；搪瓷板瓶装、利浦罐、碳钢焊接特点施工周期短、质量容易控制、寿命短、投资高；混凝土现浇特点：施工周期长、质量不易控制、寿命长、投资低；3.8厌氧消化根据发酵原料选用适宜的厌氧消化器；厌氧消化器应设有取样口和测温点；厌氧消化器在设计上要有防止超正、负压的安全装置及措施。其防止超正、负压力装置的安全范围，应满足工艺设计的压力及池体安全的要求；厌氧消化器的下部管道凡有阀门处应设计为串联式双阀门，内侧阀门为常开；3.8.2一般规定3.8厌氧消化池体侧面下部应设有检修人孔、排泥管（其管径不小于100mm），人孔中心与池外地平的距离不大于1m。直径不宜小于600mm厌氧消化器必须达到抗渗和气密性要求，并应采取有效的防腐蚀措施和保温措施。厌氧消化器应有沉降检测点。厌氧消化器内的溢流管可采用倒U型管、溢流堰方式，应设有水封器和通气管。3.8.2一般规定3.8厌氧消化厌氧消化器形式主要有升流式固体反应器(USR)、全混合厌氧消化器(CSTR)和塞流式反应器（PFR）；厌氧发酵原料宜采用高SS浓度的畜禽粪水。厌氧消化宜采用中温消化(35℃左右)，也可采用近中温消化(25～30℃)，或采用高温消化(55℃左右)。高温消化消耗的热能大，一般不采用。中温发酵主要设计参数宜符合表1的规定。表中数据主要是现有工程运行效果和设计资料总结得出。厌氧消化一般采用一级厌氧消化。3.8.3高SS浓度厌氧消化器CSTR3.8厌氧消化对于投配率(%)，进料CODcr高时宜用下限值，进料CODcr低时宜用上限值。厌氧消化器的总有效容积，可按下式计算：V=TQ其中：V－厌氧消化器的总有效容积，单位为立方米（m3）；Q-设计处理量，单位为立方米每天（m3/d）；T－设计水力滞留期，单位为天（d）（中温，PFR取15d～20d、USR取8d～15d）；3.8.3高SS浓度厌氧消化器3.8厌氧消化3.8.3高SS浓度厌氧消化器表1中温发酵厌氧消化器主要设计参数序号项目升流式厌氧固体床全混合厌氧消化器塞流池1温度(℃)35℃左右35℃左右35℃左右2水力滞留期(d)8～1510～2015～203TS浓度(%)3～53～67～104CODcr去除率(%)60～8055～7550～705CODcr负荷(kg/(m3·d))5～103～82～56投配率(%)7～125～105～7塞流式反应器3.8厌氧消化厌氧消化器主要有升流式厌氧污泥床(UASB)、复合厌氧反应器(如UBF)。进料的SS浓度越低越好。厌氧消化一般采用常温消化，但最低温度不宜低于15℃。主要参数宜符合表2的规定。3.8.4低SS浓度厌氧消化器3.8厌氧消化厌氧消化器的总有效容积，可按下式计算：V=24(So-Se)Q/(Uv)其中：V——厌氧消化器的总有效容积，单位为立方米（