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20%）
沼液肥：
12400t/a（TS:
1.5%）
1.1.6原料供应方案
根据现场调查，原料需要量如表4-1所示：
表4-6原料统计表
原料
类型
进料量
（t/d）
含固率TS
（%）
可挥发性固体含量VS（%）
产气率
（mL/gVS）
沼气产量（m3/d）
粪污
50
8
85
350
1190
总计
----
-----
1100（取整）
根据上表计算本项目日产沼气1100m3，甲烷含量为50%-55%。
1.1.7产品供应方案
1、沼气：
本项目日产沼气1100m3，甲烷含量≥50%；
沼气经净化处理后部分用于发电，满足厂区内所有用电设备负荷；
剩余沼气用于厂区锅炉燃烧给系统供热。
2、沼渣肥、沼液肥：
本项目日产沼渣肥11t，沼液肥38t，全年按330天计，年产沼渣肥3630吨、沼液肥12400吨、运输半径3公里以内。
粪污经厌氧发酵后产生的沼渣沼液作为肥料用于周边农作物种植，可提高农产品的产量和品质，同时不含有任何对人体有害的物质。
1.1.8产品方案汇总
表4-7产品方案汇总表
产品
用途
单位
日输出量
年输出量
沼气
厂区自用
m3
1100
363000
沼渣
沼渣肥
t
11
3630
沼液
沼液肥
38
12400（取整）
1.1.9工艺流程
本项目拟采用CSTR中温发酵有机废弃物工艺，工艺流程如图4-8所示。
沼气生产工艺流程简要说明：
粪污通过运输车输送至调配池，调整浓度为8%，停留1天后泵入CSTR反应器。
物料在反应器中温发酵，消化好的沼渣沼液进入缓冲水池暂存，再泵至固液分离机，分离后的沼渣作为沼渣肥，沼液进入沼液储池存储，用作沼液肥；
沼气经化学脱硫塔除去硫化氢后进入柔性气柜储存，一部分沼气用于发电，剩余部分进入锅炉为厂区提供热源。
该系统热量需求主要来源于物料升温以及系统散热所需热量。
此部分热量来自本项目自产沼气燃烧供热。
图4-8工艺流程图
1.1.10核心设备
预处理粉碎系统
（1）渣浆泵
流量：
5m3/h
扬程：
20m
功率：
5.5kW
数量：
2台
（2）桨式搅拌机
4kW
1台
厌氧反应器
高温厌氧消化罐选择全混式厌氧消化罐（CSTR），厌氧装置是该沼气工程的核心设备，物料中的有机物在厌氧条件下经微生物降解，转化成甲烷、二氧化碳等，所产气体（沼气）含甲烷≥60%，可作为能源再次利用，既去除了有机污染物又回收了能源，清罐时间为10-15年。
在厌氧罐运行中，需要一定的保温，以保证厌氧污泥的活性。
反应器罐体采用钢结构制作，总容积1000m3，设置1座1000m3厌氧罐。
罐内有立式搅拌器、换热系统，罐体采用保温板加彩钢板进行保温。
技术说明：
（1）进料设计参数
50t/d
进料含固率（TS）：
35-38℃
（2）过程控制参数
CSTR停留时间（HRT）：
25d
VS降解率≥70%
（3）出料设计参数
出料温度：
沼气产量：
1100m3/d
甲烷含量：
≥50%
（4）罐顶搅拌装置
作用：
确保有机物料、罐内温度的分布均匀，避免罐内出现积砂、浮渣。
本项目厌氧发酵罐搅拌装置采用机械搅拌形式，选择罐顶安装的立式搅拌机。
搅拌机为进口全混式厌氧反应器（CSTR）专用大型立式搅拌机，搅拌机采用变频控制，可连续搅拌。
搅拌器位于厌氧罐内，用于搅拌反应物料，搅拌能力强、死角小，使得厌氧罐内物料处于完全混合状态，保证受热均匀，避免沉积和浓差分布。
搅拌轴液面位置设有螺旋破壳装置，将浮渣压入液面以下，有效避免液面结壳。
主要参数：
立式搅拌机
功率：
11kW
数量：
（5）温度变送器
在罐体的上、中、下三个位置分别安装温度变送器，用来检验罐内物料的实时温度并反馈给在线监测系统，以调控换热系统的供热情况。
当罐内温度低于35°
C时开启供热系统，以保证温度达到高温厌氧发酵的要求（35~38℃）。
测量范围：
0~100℃；
适用环境温度：
-40-70℃；
环境湿度：
0-95%；
3台
（6）正负压保护装置：
罐体正常使用压力范围为（-300Pa~2000Pa），罐体设有正负压保护器、压力变送器和调压装置，当罐内压力低于设置低压或高于设置高压时，调压装置启动，防止超压，保护罐体，使其在设计的压力范围内使用。
（7）进料、出料装置：
发酵罐采用连续方式进料，发酵罐中物料体积需保持恒定，因此发酵罐的排料时间、排料量与进料时间、进料量相同，即发酵罐进料与发酵残渣排料同时进行，由于发酵罐体为圆柱形结构，出料选为设有控制阀门的重力自然排料方式及泵出料方式，排放出的发酵残渣进入缓冲水池，随后进入固液分离系统。
（8）取样系统
在罐体内部中下部和中上部分别设置取样管，通过管道通道罐体外部方便取样位置并设置阀门，需要取样时，将阀门打开一定时间排出管道内积料后进行取样，方便快捷。
（9）换热装置
罐内设置加热盘管，通过外部热源对罐内反应物料增温，以保证反应的正常进行。
（10）保温装置
为保持热量，保证厌氧效果，罐体外侧设有岩棉隔热材料（罐壁150mm、罐顶150mm）保温。
罐体保温外做0.5mm波楞彩钢瓦做保护层。
（11）除砂及除浮渣装置
系统设计多级除砂措施，调配池设置加热盘管，利用物料温度的提升降低物料粘度，提高沉降速度，达到砂水有效分离，并尽量减少有机物损失；
调配池底部采用锥形设计，以便沉砂、除砂；
调配池内设有螺旋除砂机，及时外排清除。
CSTR厌氧反应罐设置排砂管、排砂泵、防涡挡板等措施，消除物料沉积，有利于物料中杂质以及粗砂重物质的及时排出。
排砂泵定时启动、自动进行除砂。
（12）在线监控系统
每座罐体均配备静压液位计、温度变送器、温度计、压力变送器、流量计等仪器仪表设备，用于监测液位、温度、压力、流量等数据的在线监测，并在自控系统中实时显示。
（13）其他配套设施
罐体设有爬梯，下部设有人孔，上部设有观察孔、透光孔、观察平台等辅助设施，便于操作人员观察罐内情况及搅拌器运行情况。
化学脱硫罐
本项目沼气采用化学脱硫，经处理后的沼气H2S含量≤50ppm。
型号：
Ф1.2m×
3.0m
材质：
碳钢防腐
2套
配套设备
（1）沼气风机
1.1kW
风压：
9.8kPa
风量：
2.16m3/min
2台（1用1备）
（2）气水分离器
规格型号：
DN600
不锈钢
柔性储气柜
气柜是一种用沼气专用膜材加工、制作，用来储存沼气的柔性双膜柜体，外膜具有抗静电、抗紫外线、耐老化等优点；
内膜具有抗甲烷渗漏、耐火、耐磨、耐褶、抗硫化氢等特点。
（1）本单元可以保证后续单元运行的连续性，对设备有一定的缓冲的作用，避免因气量过大或过小对后续处理单元造成冲击，损坏设备。
（2）当后续处理单元出现故障后，可以保证沼气存储量，而不至于因该单元出现问题，而把沼气全部燃烧掉，造成浪费。
本工程日产沼气1100m3，柔性储气柜主要设计参数：
有效容积：
300m3
结构形式：
PVC柔性材料
发电系统
净化后的沼气进入沼气发电机发电，沼气发电项目包含以下几个部分：
沼气输送部分，排气及余热利用部分，发电机组部分，冷却部分、电力输出部分等。
需达到沼气发电机组运行所必须的条件：
其他成份
油、水
灰尘
灰尘粒度
硫化物
含量
无液态成份
＜10mg/m3
＜50μm
＜200mg/m3
沼气发电机配有余热回收系统，回收余热主要分为两部分：
一部分是烟气余热回收，一部分是夹套热水余热回收，回收热量经过换热后能提供70℃热水，为厌氧系提供热量。
本项目按照沼气60%甲烷含量计算，发电量为1.8kW·
h/m3，设置120kW发电机组1套，同时配套余热回收系统，回收后的热量用于系统供热。
固液分离系统
沼渣沼液经过固液分离机分离，沼渣直接外运，输送至有机肥加工厂；
产生的沼液部分进行回流调配，其他剩余沼液作为有机肥输送至项目周围的大棚。
主要设备参数：
1）固液分离机
处理量：
形式：
螺旋挤压式
数量：
2）潜水渣浆泵（固液分离机进料）
3kW
3）潜水渣浆泵（沼液泵）
1.5kW
4）潜水搅拌机（缓存池）
推流式
1.1.11核心设备一览表
表4-8核心设备一览表
序号
仪器设备名称
数量
1
卷扬机
台
2
汽车衡
套
3
渣浆泵
4
潜水搅拌机
5
沉淀池浆式搅拌机
6
沉淀池潜水搅拌机
7
1#螺杆泵
鼓风机
9
厌氧罐，1000m³
座
10
CSTR加热系统
保温系统
12
CSTR顶搅拌装置
13
正负压保护器
14
阻火器
15
2#螺杆泵
16
空压机
17
1#静压液位计
18
1#温度变送器
19
热式气体质量流量计（沼气）
20
热水循环泵
21
热储罐
22
2#静压液位计
23
2#温度变送器
24
干式独立气柜，300m³
25
沼气风机
26
汽水分离器
27
28
发电机，120kw
29
沼气火炬
30
固液分离机
31
32
沼液泵
33
沼气锅炉
34
有机肥生产设备
35
CI费用及噴字
36
含配电柜和配电箱
37
仪器仪表
自控柜
39
编程调试
40
中控室大屏、视频
41
管道及阀门
42
设备管道安装
43
电气安装
44
设计费
项
45
1#消防泵
46
2#消防泵
47
视频监控系统
48
报警系统
49
联合试运行费
具体实施方案详见附件《某县东信养殖有限公司大型沼气工程专项实施方》和《某山泽农牧发展有限公司古云养殖基地大型沼气工程
专项实施方案》。
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