500吨餐厨垃圾沼气化处理及资源化利用项目初步设计Word下载.docx
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4.1预处理系统19
4.2SCDR系统19
4.3出料滤池19
4.4好氧后处理系统19
4.5沼气净化增压20
4.6加热及热交换设备20
4.7其它设备20
4.8附属设施21
4.9沼气工程电脑控制系统21
4.9.1控制系统功能21
4.9.2计算机控制系统23
4.10总体布局28
4.10.1总平面布置原则28
4.10.2总平面布置28
4.10.3竖向设计28
4.10.4厂区交通及绿化29
4.11公用辅助工程29
4.11.1给排水工程29
4.11.2供电工程29
4.11.3供热工程29
4.11.4绿化、道路30
第五部分建设期限和进度安排31
第六部分安全、消防、环保32
6.1安全与消防32
6.1.1消防32
6.1.2脱硫32
6.1.3避雷32
6.1.4防冻32
6.1.5维修32
6.1.6电路33
6.1.7其他33
6.2环保33
6.2.1执行依据和环境标准33
6.2.2结论33
6.2.3主要环境问题33
6.2.4环境保护对策和措施34
6.2.5环境管理和安全防护34
第七部分节约能源35
7.1能耗指标及分析35
7.2节能措施综述35
7.2.1生产工艺过程设计：
35
7.2.2废水的利用36
7.2.3电力系统的设计及能源的合理安排：
36
第八部分运行管理及技术培训37
&
1运行管理37
1.1项目运行管理方式37
1.2项目运行管理总则37
1.3沼气工程安全生产制度：
38
1.4污水处理站交接班制度38
1.5沼气输配系统的安全运行：
39
1.6对沼气发酵装置的运行管理40
1.7电器及监测仪表的运行管理41
1.8对储气柜、净化设施和输气管路的运行管理41
1.9安全主要应注意以下方面：
42
1.10对沼气工程系统运行全面管理43
2技术培训43
第九部分有机肥生产方案44
9.1固体有机肥工艺流程44
9.2有机肥市场45
9.3沼气物料平衡47
第十部分工程造价48
第十一部分本项目的效益分析54
12.1经济效益分析54
12.1.1效益分析54
第十二部分其它说明55
注：
其它详见沼气工程施工图
第一部分总说明
1.1项目名称
餐厨垃圾沼气处理及资源化利用项目
1.2建设单位
公司
1.3建设地点
1.4建设年限
20---20--年
1.5工程模式
本着建设生态生产的宗旨，以节能减排、循环经济的原则，依据“资源---
能源---有机肥”资源循环再生的生态模式，用沼气供应人们生产生活用能或发电使用；
大部分沼液循环用于系统中稀释垃圾使用，多余沼液和沼渣作生产复合
有机肥使用。
1.6建设目标
日处理餐厨垃圾500T;
年产复合有机肥3.5万吨。
1.7建设内容及规模
总池容积为20000m3，其中主反应器16000m3,进料池800m3、调节池800m3、出料滤池、沉淀池计400m3、好氧池2000m3。
日处理餐厨垃圾500T（来源于城区的餐厨垃圾）。
恒温（35-40E）时，日产气约20000m3左右（根据原料中的有机成份变化），自身耗气约2000m3（常年平均，含余热利用）。
1.7.1建设规模
总池容积为2000m3,其中主反应器16000m3,进料池800m3、调节池800m3、出料滤池、沉淀池计400m3，好氧池2000m3。
1.7.2主要设施
进料池800立方米、调节酸化池800立方米、厌氧发酵器16000立方米、好氧池2000m3、贮气柜600立方米、有机肥生产厂房1000川、储气间500川、发电及锅炉房500川、办公及生活房1000川、日光温室6080川、储水池（作消防储水用）一个、水塘一个（作再净化用）。
1.8设计目标
建设沼气及厂房等设施砼工程量约8000立方米、年处理餐厨垃圾182500吨、年产沼气量365万立方米、年产复合有机肥3.5万吨。
年减排温室气体81000吨。
1.8.1经济指标
年产值7981.625万元，年生产成本5874.64万元，企业年利润2106.985万元，回收期2.8年，投资回收率36%。
1.9工艺流程
工艺采用FBBR厌氧发酵生产沼气、沼气净化后发电供热、脱水沼渣作生产复合有机肥使用、沼液后直接作沼肥供周边农业生产使用，砖瓦及煤渣作生产免烧砖的原料使用。
1.10工程投资
总投资5837.7万元（不含征地和三通一平费用。
）
1.11资金筹措
资金来源由
公司筹集（由企业自筹资金和各级政府资助组成）。
1.12占地面积
总占地约约125亩。
其中建筑面积9000川，绿化和水面面积约30000叭占总面积的36%。
1.13劳动定员
整个项目劳动定员为160人（不含垃圾收集及运输人员），其中沼气工程日常管理（含发电厂）定员为40人；
有机肥生产工人定员为80人；
塑料回收及建材生产定员为20人；
整个项目管理及业务定员为20人。
1.14土建工程
混凝土、钢筋混凝土和砖混工程共计约8000立方米，房屋建筑面积总计为3000平方米，温室建筑面积6080平方米。
1.15建设单位情况
随着地方的经济的发展，生产垃圾和餐厨垃圾的处理已经成为急待解决的难题，严重制约地方的城市发展和生态环境的改善。
为提升地方的城市建设的质
量和水平，更好的服务于经济发展，公司按照——城市规划总体要求
和国家有关部委关于投资垃圾处理的文件精神，经多方考察研究，决定引进现代
先进垃圾处理技术，筹集资金，投资建设“------餐厨垃圾500t/d综合处理厂”工程。
工程概况：
项目名称：
餐厨垃圾500t/d综合处理厂
建设单位：
建设地点：
建设性质：
新建，属城市环境基础设施建设工程餐厨垃圾综合处理厂建成后，将服务于城镇及周边乡镇，主体机
械设备年限为15年，主体设备为50年。
建设内容：
整个工程按工艺构成可划分为：
餐厨垃圾贮料及上料系统；
消
解及排料系统；
消解产物分选系统；
筛上物焚烧系统；
制建材系统等五部分。
公用及辅助工程包括：
供水、排水、消防、供配电自控及通讯设施。
入场及厂区道路，绿化工程及环境监测系统等。
另外配套建设管理办公设施为综合办公楼。
垃圾处理工艺：
垃圾消解技术与焚烧相结合形成综合处理技术，可最大限度地体现出垃圾的无害化、减量化、资源化，使垃圾处理技术有效地结合起来，先采用垃圾消解法对垃圾进行处理，再进行分类，分出可焚烧部分及可再生资源利用部分，不仅为垃圾焚烧创造了条件，提高效率，也为垃圾资源化提供了能源,形成了良好的综合处理工艺。
第二部分
项目设计的依据
该项目依据以下相关:
1.
《沼气工程技术规范》
1部分:
工艺设计
2.
2部分:
供气设计
3.
3部分:
施工及验收
4.
《沼气工程技术规范》第
4部分：
运行管理
5.
5部分：
质量评价
（NY/T1220.1-2006）
（NY/T1220.2-2006）
（NY/T1220.3-2006）
（NY/T1220.4-2006）
（NY/T1220.5-2006）
2.1.1沼气总量
该工程主反应器规模为16000m3沼气工程。
日产气约20000m3左右，沼气工程常年自身加热耗气（夏季1000m3冬季3000m3）平均自身耗气约2000m3,系统自身加热主要靠发电余热加温和太阳能温室增温。
2.1.2每天消耗餐厨垃圾总量
每天消耗餐厨垃圾500T,其中干有机物含量为20%,折合干有机物为100T,如以降解率80%，每5公斤有机物产生1m3沼气计算，可日产沼气约20000m3。
2.2沼气
沼气的热值：
20000-23000KJ/m3
沼气出口压力：
6kPa
沼气管网压力：
2-4kPa
沼气灶前压力：
0.5-1kPa
沼气发电量约：
1.5-1.7kWh/m3
硫化氢含量V50PPM
沼气发电售价：
0.75元/m3
2.3沼渣液有机肥
经厌氧消化的沼渣和沼液中不仅保留了有机物分解后所生成的各种养分,
含N、P、K、Ca、Mo、Zn、Fe、Mn等元素，还含有生长素、维生素、有机酸、氨基酸等多种活性物质，适宜用作农用灌溉及农业肥料。
由于其不含任何有害化学物质，并且在沼气发酵过程中绝大多数的有害生物被杀死，所以沼渣沼液可成
为生产绿色食品和安全粮食生产的首选有机肥料。
沼渣沼液作有机肥的优点有：
1、有机营养与无机营养结合；
2、大量元素与微量元素结合；
3、肥效与药效结合；
4、速效与缓效结合；
5、植物体内酶激活与土壤肥力有效性相结合；
几年来经受了市场检验，在国内已有多个示范点，试种农作物品种有黄果、棉花、油菜、花生、茶叶、水稻、小麦等30个，经大面积、较长时间的实验结果表明：
与施用投入等价化肥比较，蔬菜增产15〜30%,粮食作物增产5〜15%，经济作物增产15〜20%。
而且，作物抗逆性增强，病虫害降低，产品品质提高、耐贮存。
这种肥料是目前唯一具有防虫防病功能的高效有机肥，它不光使粮食增产，还可实
现粮食安全，提高粮食品质。
如种植蔬菜，可直接获得环保型无公害蔬菜。
因此,深受广大用户和农民的欢迎。
随着全球有机农业的发展，无公害农产品、绿色食品的产量增大。
近年来市场上有机肥产品销量猛增，价格居高不下，沼肥将更有广阔的市场。
第三部分工艺设计
餐厨垃圾属高浓度的有机废水，发展沼气具有现实性和经济性，在产生沼气能源的同时，还可生产出大量的复合有机肥；
沼液可给周边的果林、蔬菜、粮食、棉花基地提供大量的沼液优质有机肥。
因而，实施该项目，目的是实现垃圾的资源化处理，使再处理餐厨垃圾过程中得到减量化、资源化、零排放的目的。
使在处理餐厨垃圾过程中实现节能增效，变废为宝。
因此，该项目的工艺路线是：
以污染治理和资源综合利用为主线。
3.1工艺流程
为达到餐厨垃圾处理中实现减排的目的，该项目以沼气为纽带，利用沼气发酵，使餐厨垃圾变成沼气能源、复合有机肥产品。
它的纽带作用是为农业生产安全粮食、绿色食品（蔬菜、水果）等提供优质的复合有机肥。
工艺采用“FBBR厌氧发酵生产沼气、沼气净化后发电供热、沼渣液作有机肥，多余沼渣作燃烧（用能）或脱水后直接作沼肥出售，多余沼液用于稀释餐厨垃圾或用BBR系统处理后达标排放”。
工艺路线是：
分检方法先采用水力分检，再二次人工分检出可回收物
沼气部分详细工艺流程如下:
分离池
1
调
节
池
沼液
部分污泥、沼液
沼气
加工固体有机肥
集气储气罩
沼渣储存池
厌氧间:
热
好氧及植物处理
卜加工液体有机肥
3、
4、
1、
2、
换热
八、、
器
沼液储存池
热泵
脱
水
垃圾等有机物
喷淋装置喷射装置仿生菌床动态发酵
燃烧
F
增压
发电
脱硫脱水
太阳能集热器
3.2工艺创新点和先进性
3.2.1创新点
1、建立全新的观念，将餐厨垃圾视为资源，不再认为餐厨垃圾是废弃物，并以系统工程的观点，全方位、多层次、多功能、快速的开发餐厨垃圾资源。
2、系统以垃圾处理、沼气发电、有机肥加工为一体，以沼气能源开发为纽
带，实现餐厨垃圾处理过程中的零排放，生产过程的零排物，从而达到垃圾处理
与资源综合利用两大目标。
技术开发路线是建立和实现能源、肥料共生体系。
3、工程的技术特色是集成式，优化组合国内外成功的、先进的实用技术，将餐厨垃圾蕴含的燃料、肥料等多种物质充分开发出来，最大限度地调动物料的能流与物流潜力，并不断开发出高新产品。
4、我们建立的餐厨垃圾处理系统，积极面对入世后的挑战，使城市垃圾走向资源大循环，以市场经济为导向，具有生态、环保、无害化、资源化、商品化和经济回报率高的特色。
3.2.2先进性
主要创新点、先进性：
项目采用的FBBR沼气处理工艺是在吸收国内外实践经验的基础上，在沼气发酵工艺上增加了前端酸化发热工段，并采用太阳能加
温、发电余热加温和出液余热升温于一体，使发酵原料达到恒温（35-40E）发
酵的条件；
利用提升式仿生菌床加快发酵速度；
采取分段分温及动态发酵等新工艺。
这样确保了厌氧处理工段稳定的恒温发酵条件，提高沼气的产气效率，并促
进消化反应速度，从而缩短发酵周期。
使单位容积的负荷为3kgCOD，产气量大
于0.8-1.25m3/m3•d（在目前是用常温产生沼气的大型工程中处于领先水平），这样实现了投资少、效益高的目的。
利用太阳能给沼气工程加温，这是沼气工程中的一项重要突破。
利用该工艺技术可保证温度较低的北方地区一年四季正常产气。
而且根据沼气产生的不同
阶段、不同过程分区处理，实现了沼气的工业化生产。
这种工艺改变了现有的沼气工程发酵粗放型工艺，避免了沼气在寒冷地区冬天不能正常使用的缺点。
系统反应器内增设的仿生菌床，是菲涅尔公司的一项专利技术，把仿生学利用到了沼气工艺中，它可大大提高沼气菌的寄生数量，加快厌氧反应速度，是
提高沼气产量的一项重要措施。
把沼液中的余热回用到调节池内可大大提高发酵原料的温度，减少使用其它能源的总量，达到减少运行费用的目的。
在沼气工程的结构用料上吸取了历年用钢板制作的发酵罐易腐蚀、寿命短和混凝土发酵罐易渗气，且造价高等缺点，本方案中的主体结构为：
发酵间的料液储存间用混凝土结构，上部的气室用高强橡塑材料制作，这样既确保了使用寿命，又减少了维护费用。
几年来我公司在沼气行业中率先提出了七大新理念（已申报多项发明专利），即太阳能沼气、余热回收、水力分捡、分级分温发酵、自增温、仿生发酵、动态发酵。
运用这些新理念，使沼气工程可同时实现经济效益、社会效益和生态环境效益，资源获得高效的开发利用，为建设单位提供了一种投资少、效果好、效益高、运行稳定的新型环境工程。
我公司根据当前国际、国内市场需求开发的废弃物沼气化处理成套技术（FBBR），可广泛适用于工业有机废水、农业废弃物、城乡人们餐厨垃圾等各种有机物资源化处理。
且可满足大、中、小型不同处理规
模的需要，能使环境工程在实现环境效益的同时获得经济效益。
以沼气工程为纽
带，实现沼气、沼肥、中水联产的资源化利用。
该项技术在国内及欧、亚、非等国投入应用后，体现了投资少、效率高、管理简便、运行可靠等优点，具有广阔的应用前景和实用价值。
目前，该工艺在同类工程中属于首创。
在国内外处于领先水平。
3.3沼气主要工艺及设施3.3.1结构及结构简图
分级分温发酵、压差式自动出液、太阳能和发电余热增温。
每级反应器内采用连续动态下进上出形式进出料，渣液出口处设有渣液分离器，反应器内设有料液和热循环系统等装置。
主体反应器的料液间现场浇注，反应器的上端气室部分及配套设备和构件采取工厂化制造，现场组装固定。
在BBR内设有好氧酸化
区和热交换器，利用太阳能、好氧发热、发电余热和出液余热给FBBR增温，FBBR反应器内分为接种区、仿生消化区和渣液粗分离循环区。
系统结构采用分级分温动态仿生发酵，有效利用热能，发挥最佳效率。
沼气输配装有增压、净化、恒压、安全等装置。
沼气主体结构简图:
沼气工程工艺结构I
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1.日光温室2•滤渣池3•主池4•集气口5•集气储气罩6•破壳喷管7•输气管8.调节池9•进料口10.保温被11.水压式排气阀12.电动排气阀13.脱硫塔14.脱水塔15.压力探头16.16.太阳能集热器17.设备间18.增压机19.增压器20.阻火阀21.沼气锅炉
22.控制柜23.热水循环泵24.加热管25.菌床26.回喷管27.回喷泵28.回液泵29.破
壳泵30.好氧池31.充气管32.气泵33.固液分离池（脱水池）
3.3.2主要设备
3.3.2.1预热池：
考虑到减少投资和节约用地，该池设在MBR（多余沼液后处理池）上端，由于冬季餐厨垃圾的初温较低，如直接进入调节酸化池，会影响调节酸化池的酸化效率。
因此，餐厨垃圾在预热池内先预热后再流入调节酸化池，预热的热量来源于日光、好氧发热、沼液余热。
3.3.2.2分捡池：
该工程规模较小，分捡池设在进口池内，餐厨垃圾含有大量泥沙，重金属和浮漂物等，粪污在进入调节池前，必须先进行分捡，将泥沙、重金属和浮漂物取出，方法是用水重力使各物质分层，然后各自流向不同的去处。
3.3.2.3调节酸化池：
由于餐厨垃圾的排放量不均匀，不同工段、不同时间的流量波动较大，所以将餐厨垃圾先引入调节池中停留一定的时间，保证餐厨垃圾在池内与温度进行
充分的混合；
然后再流入厌氧间发酵，其流量由泵来控制。
另外，餐厨垃圾可在该池内充分进行酸化处理，使杂气排出，酸碱度适中。
因此，调节池不可缺少，它是保证整个系统正常运行的关键。
3.3.2.4FBBR反应器：
（1）好氧反应器为仿生结构生物反应器。
利用仿生菌床是我公司的一项
核心自主的专利技术，是利用仿生菌床来加速好氧生物反应的速度，并将好氧反
应所产生的热能用于原料加热。
好氧反应是微生物为了自身生命及生长繁殖，吸附污水中的有机物作为营养进行合成和分解代谢的全程。
好氧工艺采用BBR反
应器，可用人为的办法来增加好氧菌的菌群，并在菌床的作用下，实现仿动物的
消化性能，加速有机物的分解。
通过热交换器将好氧中产生的热量交换与新进入的餐厨垃圾中，达到提高餐厨垃圾初始温度的目的。
（2）FBBR:
柔性集气仿生沼气反应器新工艺（FlexibleBionicBiogasReactor，简称FBBR）新工艺，，也是我公司的发明专利之一。
该工艺是在吸收国内外实践经验基础上，结合沼气发酵工艺的特点，并考虑沼气对防腐和密封性的要求等综合因素，在行业内首创了该新型沼气工艺结构。
该工艺在结构和用料上都进行了较大的改进，采取太阳能温室增温和内部仿
生结构。
对各种发酵原料首先进行砂石杂物分离并预热后入池，原料分级分温动
态发酵。
将气室和发酵间采用不同的材料，彻底解决了设备强度、密封、防腐、寿命、造价问题。
将主池置于地下，这样大大减少了投资，并提高了保温性能，减少运行动力。
为确保沼气的产气效率，多处采用仿生结构，促使消化反应速度
及产气率进一步提高。
为确保产气量和缩短发酵周期，提高降解率，利用自身好
氧发热、沼渣余热和太阳能使粪污加热至恒温（约35-40度左右）；
发酵池内利
用料液循环进行搅拌，实现动态发酵，渣液出口处设有渣液分离池等。
该工艺结构目前在同类工程中处于较领先的技术水平。
在沼气领域中，我公司在短短的三年间，先后提出了太阳能沼气，仿生菌床，分级分温和动态发酵四项重要理念，已受国内外同行的高度关注及纷纷效仿，这些理念已在多处工程中体现出较好的效果。
运行使用这些新技术，可使发酵的
低温原料能在厌氧发酵中确保高效、正常运行，通过二年的工程示范，冬季产气
稳定。
（3）BBR和FBBR的优点在于：
提高了好氧和厌氧的反应速度，缩短了分解时间，确保了厌氧反应所需的温度。
因此，该工艺流程具有以下优点：
1）提高了分解速度，利用人造仿生菌床消化器，人为增加生物菌的种群，加速消化分解。
2）实现了厌氧段的恒温发酵，该工艺为降低自身能耗，原料增温来源于太阳能、发电余热或沼气加热、好氧段的自身发热和沼液中的热回收于一体，使发酵料液提高到35-40C左右，实现厌氧段中恒温发酵，确保厌氧段的高负荷和冬季的正
常运行。
3）实现了动态发酵，动态发酵可提高分解效率。
料液在运动时可充分与生物菌
接触，在同等条件下，可使好氧和厌氧效率提高20%以上。
4）造价低，用地少，系统结构简单、紧凑，造价低，占地面积少。
并方便维护和使用。
5）自身多能互补，耗能少，运行费用低。
利用太阳能和自身的余热可使系统耗能减少40%以上（在同等温度条件时）。
加上余热利用，可实现厌氧发酵中的能源自给，不需再用外来能源。
3.4厌氧、好氧中的处理效率
表3-1好氧、厌氧中的处理效率（粪便加水后）
工艺段
项目
CODcr
（mg/l）
BOD5
SS
沙、泥及金
属（mg/l）
进水（初始）
23000
21000
17000
250
分检
出水
16300
50
去除率
4%
80%
进水
调节酸化
21800
20000
15600
10
5%
SCDR反应
3300
3000
3100
90%
脱水机及一
600
300
200
沉池
93%
980%
BBR反应器
（二沉池的
70
25
部分出水）
97%
95%
3.5膜生物反应器（MBR）
该设备是沼液再处理的实施设备，该设备安装
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