规模化畜禽养殖场沼气工程设计规范

1规模化畜禽养殖场沼气工程设计规范1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(参见NY/T667-2003)的设计。畜禽养殖区沼气工程的设计可参照执行。2规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。GB12801生产过程安全卫生要求总则GB18596畜禽养殖业污染物排放标准GB50028城镇燃气设计规范GB50052供配电系统设计规范GB50057建筑物防雷设计规范GB50058爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范GBJ14室外排水设计规范GBJ16建筑设计防火规范GBJ65工业与民用电力装置接地设计规范CJJ31城镇污水处理厂附属建筑和附属设备设计标准CJJ55污水稳定塘设计规范CJJ64城市粪便处理厂设计规范NY/T667-2003沼气工程规模分类3术语和定义GB18596-2001、NY/T667-2003中确立的以及下列术语和定义适用于本标准。23.1沼气工程biogasplant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。3.2“能源生态型”处理利用工艺Processof“energyecological”disposingandusing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。3.3“能源环保型”处理利用工艺Processof“energyenvironment”disposingandusing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。4总则4.1沼气工程的设计应该符合当地总体规划，与当地客观实际紧密结合，能够正确处理集中与分散、处理与利用、近期与远期的关系。4.2沼气工程的设计应在不断总结生产实践经验和吸收科研成果的基础上，积极采用新技术、新工艺、新材料、新设备，以提高自动化水平、降低劳动强度、降低投资和运行费用。4.3沼气工程的设计应以减量化、无害化、资源化为目标，应首先考虑养殖场改进生产工艺，实行清洁生产，从源头上减少粪污排放量。4.4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。4.5沼气工程的原料应是养殖场的污水和粪便，应有充足和稳定的来源，严禁混入其它有毒、有害污水或污泥。4.6沼气工程的设计应充分利用沼气，充分利用附近的农田消纳沼液、沼渣。4.7沼气工程的设计应由具有相应设计资质的单位承担。4.8在进行工艺设计时，应首先根据沼气工程的建设目标选定工艺类型。4.9沼气工程主要由以下四个环节组成：前处理、厌氧消化、后处理、综合利用。4.10单元处理技术应先易后难，以节省投资和降低运行费用。5工程选址和总体布置5.1工程选址3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，并应根据以下因素综合考虑确定：a）在畜禽养殖场和附近居民区主导风向的下风侧；b）在畜禽养殖场的标高较低处；c）有较好的工程地质条件；d）满足防疫要求；e）有方便的交通运输和供水供电条件。5.2总体布置5.2.1沼气工程的总体布置应考虑到养殖场远期生产规模扩展的可能性，如必要，应依此作出分期建设方案。5.2.2总体布置应满足沼气工程工艺的要求，布置紧凑，便于施工、运行和管理。应结合地形、气象和地质条件等因素，经过技术经济分析确定。5.2.3竖向设计应充分利用原有地形坡度，并达到排水畅通、降低能耗、土方平衡的要求。5.2.4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。5.2.5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。5.2.6厌氧消化器、贮气柜、输气管道的设计及防火要求见GBJ16中的相关规定。5.2.7各种管线应全面安排，避免迂回曲折和相互干扰，输送污水、污泥和沼气管线布置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。5.2.8应设置废渣等物料堆放及停车的场地。5.2.9平面布置应留有汽车进出通道，各建筑物间应留有连接通道，其设计应符合下列要求：a）主要车行道的宽度：单车道为3m，双车道为5m，并应有回车道。车行道转弯半径不小于6m；b）人行道的宽度为1m～1.5m；c）通向建筑物顶端的扶梯与水平面夹角不大于40°,其宽度0.8m～1.0m；4d）高架物上不经常通行的部位可设置爬梯,其宽度为0.4m；e）绿地面积不宜小于总面积的30％。5.2.10沼气工程应设围墙(栏)。5.2.11各建筑物和构筑物群体效果应与周围环境相协调。5.2.12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。5.2.13应设置给水和排水系统，拦截暴雨的截水沟和排水沟应与场区排水通道相连接。5.2.14应配置简单的化验设备和必要的仪器、仪表、自动控制设备及沼气流量计。5.2.15处理构筑物和贮气柜应设置护栏等安全设施，护栏高度不宜低于1.1m。5.2.16沼气工程应有保温防冻措施。5.2.17沼气工程供电应按三类负荷设计，厂区内设置操作控制间、独立的动力和照明配电系统。5.2.18沼气工程的安全、防爆、防雷与接地参照GB12801、GB50028、GBJ16、GB50057、GBJ65等的相关规定执行。5.2.19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。应采用可靠的自动控制系统进行自动控制、自动检测。并应设有值班人员休息室。5.2.20化验室应配有动力电源、给排水系统、排风措施及良好的照明。6工艺6.1工艺流程沼气工程基本可分为“能源生态型”和“能源环保型”两类。6.1.1工艺流程6.1.2“能源生态型”沼气工程5“能源生态型”沼气工程其厌氧出水(沼液)依靠土地处理系统。要求周围有足够的农田消纳厌氧发酵后的沼液、沼渣，养殖业与种植业的规模要配套。可采用以下工艺。养殖场污水通过排水沟自流到调节池，调节池前设置格栅，以清除污水中较大的杂物。人工清出的粪便运到调节池内，与污水搅拌后流入计量池，计量池内设泵，定时定量地将料液送进厌氧消化器。为保持厌氧消化器内的温度控制在35℃左右，在计量池内有蒸汽加热系统，蒸汽由锅炉房引入。计量池和厌氧消化器内设有温度传感器，调整进入调节池的蒸汽量。也可使用其它加热方式。产生的沼气经脱硫、脱水、脱杂净化后进贮气柜，作为生产或生活用能。沼渣根据情况定期排出并可干化，作为有机肥使用。沼液进入后处理系统，作为农田的液体有机肥使用。6.1.3“能源环保型”沼气工程“能源环保型”沼气工程要求最终出水达到一定的标准后排放到自然水体。可采用以下工艺。养殖场污水经管道自流入调节池，在调节池前设置格栅，去除污水中较大的杂物。调节池内设提升泵，将污水抽至分离机，分离的粪渣人工清走作有机肥原料，分离的污水自流入沉淀池。沉淀池的上清液自流入集水池，集水池内设提升泵，将污水提升至厌氧消化器的布料装置并在池内均匀布水。厌氧消化器的出水自流入后处理系统。后处理以好氧处理为主要技术手段，处理的出水可达标排放或回用。6.2工艺设计内容工艺设计包括生产工艺、流程、设备的选择，参数和物料、能量平衡及配套公用工程的计算等。工艺设计应包括以下几个方面：6.2.1工艺技术流程的选择和确定通过多方案的比较、选择最佳的生产工艺方案和制定生产流程。生产流程反映由原料到产品的生产过程中，物料和能量的流向、变化以及所经历的设备、仪器和工艺过程。6.2.2工艺参数计算和物料衡算工艺参数是生产过程中应控制的各种技术数据，包括各个工艺单元的进料、出料有机物浓度，有机物去除率，污水量，厌氧工艺产沼气量，沼气的含硫量，等等。计算正常生产所需要的原材料、辅助材料、公用工程的用量，以及产生的主、副产物及废料量。66.2.3产装置和设备的确定比选各设备方案对建设规模的满足程度，对产品质量和生产工艺要求的保证程度，设备使用寿命，物料消耗指标，操作要求、备品备件保证程度，安装试车技术服务，以及所需的设备投资等确定机器设备，及其型号、规格和数量。6.2.4工艺设计图包括：工艺流程图，工艺平面布置图，水力高程图，各个处理工艺单元的条件图。7前处理7.1前处理工艺类型7.1.1“能源生态型”沼气工程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。7.1.2“能源环保型”沼气工程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。7.2前处理的一般规定7.2.1“能源生态型”沼气工程前处理的一般规定a、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；b、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；c、以鸡粪为原料时宜设沉砂池；d、以牛粪为原料时应有粪草分离装置；e、沟渠坡度应确保污水自流入沉砂池或计量池。其设计按GBJ14中第三章的相关规定。7.2.2“能源环保型”沼气工程的前处理的一般规定a、前处理的目的是用物理方法尽量清除粪污中的固形物；7b、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；c、应在排污后3h内进行污水的固液分离；d、沉淀池应设在固液分离机后；e、沟渠坡度应确保污水自流入沉砂池、集水池。其设计按GBJ14中第三章的相关规定；f、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。7.3格栅格栅的设计应符合以下要求：a）格栅应设于集水池前，其数量不宜少于二道，一道粗格栅栅条间隙为20mm～40mm去除大型杂物，一道细格栅栅条间隙为5mm～15mm去除中小型杂物。格栅应便于清除杂物和清洗；b）污水过栅流速一般为0.5m/s～0.8m/s，格栅倾角为45°～75°；c）格栅处应设置工作平台，其高度应高出格栅前最高设计水位0.5m。采用格栅机时，参照设备说明书。7.4调节池7.4.1在进水口处应设置调节池。7.4.2调节池容积应按式(1)计算：V=Q/n…………………………………………………………(1）式中：V—调节池有效容积，单位为立方米（m3）；Q—畜禽养殖场每日排污水量，单位为立方米每日（m3/d）；n—畜禽养殖场每日排污次数。7.5固液分离机选用固液分离机时，应遵守下列规定：a）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；8b）污水进入固液分离机的含水率一般不应小于98％；c）固液分离机的设置应考虑到废渣的贮存、运输。7.6沉淀池7.6.1沉淀池设计见GBJ14中6·4相关规定。7.6.2畜禽污水滞留时间应大于1h。7.6.3沉淀池应设排泥管道。7.6.4当以鸡粪为原料而前面未有沉砂池时应有沉砂功能。7.7集水池7.7.1畜禽养殖场污水厌氧处理系统前，应设置集水池。7.7.2集水池容积不应小于该池水泵30min的出水量。7.8泵与泵房7.8.1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：a）泵应尽量选用同一型号；b）进料泵应设置一台备用泵与工作泵并联。7.8.2泵房及室内机组基础布置、设计按GBJ14中4·3相关规定执行。8厌氧消化8.1一般规定8.1.1厌氧消化器的选择和设计应根据粪污种类、工程类型和工艺路线确定。8.1.2厌氧消化器设计，应符合下列规定：a）根据发酵原料选用适宜的厌氧消化器；b）