养殖场沼气工程设计方案.docx

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养殖场沼气工程设计方案

** 养 猪 场

沼 气 工 程

初步设计

建 设 地 点：

**县镇村

建 设 单 位：

** 县* *养猪场

法 人 代 表：

联 系 电 话：

一、概述 ...................................................................................................................... 3

二、设计依据与设计范围 .............................................................................................. 4

2.1、设计依据 ................................................................................................................. 4

2.2、设计原则 ................................................................................................................. 4

2.3、设计范围 ................................................................................................................. 5

三、基本设计参数及要求 .............................................................................................. 5

3.1、基本设计参数 ......................................................................................................... 5

3.2、主要设计参数 ......................................................................................................... 5

四、沼气系统规划设计 .................................................................................................. 5

五、工艺流程设计 .......................................................................................................... 6

5.1、设计原则 ................................................................................................................. 6

5.2、工艺流程设计 ......................................................................................................... 6

5.3、工艺流程描述 ......................................................................................................... 7

六、各单体设计和主要设备选型 .................................................................................. 7

七、总平面设计 .............................................................................................................. 8

7.1 设计依据 ................................................................................................................... 8

7.2 总平面布置 ............................................................................................................... 8

八、主要仪器设备选型 .................................................................................................. 9

九、工程造价概算 .......................................................................................................... 9

十、劳动定员和操作管理 ............................................................................................ 10

10.1、劳动定员 ............................................................................................................. 10

10.2、操作管理 ............................................................................................................. 10

10.3、劳动保护和安全生产 ......................................................................................... 11

十一、技术经济指标分析 ............................................................................................ 11

11.1、占地面积：

 ......................................................................................................... 11

11.2、运行费用分析：

 ................................................................................................. 11

1

十二、效益分析 ............................................................................................................ 12

12.1、经济效益分析 ..................................................................................................... 13

12.2、环境效益分析：

 ................................................................................................. 13

12.3、社会效益分析：

 ................................................................................................. 13

2

一、概述

**县**生态农业开发位于 **县****八组，是一独资民营企业，主

要从事生态安全猪的养殖和饲料加工，公司注册资本金 300 万元，总

资产 400 万元，其中固定资产 310 万元，公司拥有员工 18 人，其中中

级职称 2 人，大专学历以上员工 3 人。

公司成立于 2007 年 5 月，以发展规模生猪养殖业为宗旨，致力于

生猪的产、加、销一体化经营，取得了较好的成绩，公司现有种猪群

280 头、杜洛克公猪 4 头，存栏肉猪 3000 头。

公司建有 700 立方米中型沼气厌氧发酵工程，年处理粪污 1460 吨，

产沼气 5.5 万立方米，集中供气 12 个农户，沼液用于果园、农田蔬菜

基地作肥料和渔场作饲料，基本实现废弃物零排放。

生猪养殖污染物具有潜在的危害。

生猪养殖产生大量的有机废水

和废渣，如果不及时处理， BOD、COD、大肠杆菌、蛔虫卵、氮、磷等

含量较高的高浓度有机废水不仅污染地表水，而且极易渗入地下，严

重污染地下水，使水体发黑变臭；高浓度的污水如果用于灌溉，会使

农作物生长过旺，表现出徒长、易倒伏、贪青晚熟，造成农作物减产；

肉猪养殖废弃物还可产生大量的氨、硫化氢等恶臭气体，严重影响当

地的空气质量，造成大气污染。

此外，生猪养殖场废弃物还是许多病

原微生物、有害寄生虫卵及蚊蝇滋生的载体，对当地的环境卫生状况

构成巨大的威胁。

同时，生猪养殖污染物具有较大的利用价值。

生猪养殖废渣是开

发有机肥料的好原料， **县是湖南省绿色食品基地县，有机肥料潜在

3

市场需求较大；高浓度有机废水经处理可回收大量的能源，能基本解

决养殖场及周边地区的居民生产生活用能源的需求

本方案沼气系统处理方案，废水设计采用二级生化厌氧处理工艺

（即沼气工艺），处理后的沼液沼渣作为农田、果园有机肥，养殖废弃

物经处理后基本零排放。

二、设计依据与设计范围

2.1、设计依据

2.1.1、**养猪场产生的废水水质、水量数据。

2.1.2、现场踏勘获得的处理场所得平面尺寸与相关资料、数据。

2.1.3、地方政府和环保部门的要求；

2.1.4、《畜禽养殖业污染物排放标准》（GB18596-2001）；

2.1.6、国家其它现行相关设计标准、规范等。

2.2、设计原则

按照国家环境保护的有关法律、法规、和标准及建设方的有关要

求，本设计按一下原则进行：

2.2.1、采用成熟可靠的工艺和技术、确保废弃物处理达标排放；

2.2.2、选择最佳工艺流程，充分利用当地地势，减少工程投资，

降低运行费用；

2.2.3、操作管理方便，减少人为因素对养殖废水系统运行稳定性

与可靠性的干扰。

4

2.3、设计范围

2.3.1、本设计为方案设计阶段。

2.3.2、本方案设计范围：

沼气系统区域内所有设施设备。

2.3.3、本方案设计包括：

工艺流程设计、构筑物（工艺设施）设

计、设备选型、电气与自控、工程造价概算等内容。

三、基本设计参数及要求

3.1、基本设计参数

根据**养猪场相关负责人介绍，按养殖 3000 头生猪计算，最大排

水量将达到 23m3/d（含猪尿、猪舍冲洗水、夏季生猪喷淋降温用水、

养殖场的生活用水等），猪粪等固体废弃物将达到 4 t/d。

按照环保部门

的研究结果和经验数据，废水水质数据见下表：

养猪废水特性表

原料名称

猪粪水

pH

7.0-7.8

COD（mg/L）

11000-26000

BOD5（mg/L）

7000-13000

SS（mg/L）

10000-60000

3.2、主要设计参数

根据相关资料和工程设计经验，生猪场养殖废弃物处理的主要参

数如下：

沼气容积产气率：

0.4 m 3/ m 3·d ；猪粪总发酵时间 15 d ，厌

氧发酵温度：

常温发酵。

四、沼气系统规划设计

针对**养猪场具体的场地情况，我们规划将沼气系统建设在建设

方制定的位置。

依山就势，充分利用现有的地形条件，减少废水提升，

5

节省工程造价，降低运行成本。

本沼气工程选择能源生态模式，即粪便污水经过沼气发酵后产生

沼气，沼气用于职工食堂、农户集中供气和发电，沼渣沼液还田利用，

最大限度实现资源化利用。

由于养殖场猪粪便污水悬浮物浓度较高、

水量大，故选用升流式固体反应器（USR）厌氧消化工艺。

五、工艺流程设计

5.1、设计原则

①遵循满足当前、兼顾长远的原则，在设计处理规模中考虑一定

的富余，以满足阳光乳业第二牧场未来发展的需要。

②采用高效可靠、操作管理简便、运行成本低廉、维护维修方便

的工艺技术和设备。

③充分利用拟用场地的特点，根据地形标高，合理布置各水池，

确保废水处理站投资省、占地面积少，运行费用低。

5.2、工艺流程设计（简图如下）

沼气柜—→沼气利用

↑

粪污废水 —→ 格栅沉砂池 —→ 调节池 —→ 厌氧反应器 —→ 沼液灌溉

↓

沼渣

农业利用

6

5.3、工艺流程描述

从猪舍排出的养殖粪污废水以及猪场排出的生活污水经下水管

道流至废水处理站。

首先经过格栅沉砂池去除废水中的大颗粒固态废

物和泥砂，然后废水进入调节池，用潜水泵将废水抽到 USR 厌氧反应

器（即沼气反应池）。

高浓度有机废水在此进行常温发酵，产生沼气，沼

气经罗茨鼓风机送至沼气柜，沼液、沼渣从 USR 厌氧反应器流出送至

沼液贮存池，用作农田和果园浇灌。

六、各单体设计和主要设备选型

6.1、进料调节池

进料调节池有效容积 30m³，水里停留时间为 1 天。

6.2、厌氧消化装置

工艺类型：

升流式固体反应器（USR）

处理粪污量：

27t/d（其中粪 4t/d，污水 23 t/d）

进料浓度（TS）:

2-3%

发酵温度：

常温（12℃以上）

有效池容：

700m³（2 座，单池容积分别为 200m³、150 m³）

水力停留时间（HRT）:

15d

产气量：

150m³/d

容积产气率：

0.4m³/m³·d 以上

6.3、沼液贮存池

沼液贮存池有效容积 800m³，水力停留时间 29 天。

6.4、沼气柜

7

沼气存储采用湿式贮气柜，有效容积 60m³。

6.5、沼气利用

鉴于本项目建成并全部投产后，可产生相当数量的沼气。

沼气产

生后，经过气水分离、脱硫净化，再通过沼气流量计后，主要用于养

殖场内用于生活设施（如做饭炒菜、烧水等）、多余部分送至周边 12

户农户生活使用。

七、总平面设计

7.1 设计依据

（1）拟建沼气站的平面位置及允许占地面积；

（2）国家有关设计规范和规定；

（3）项目所在地气象资料和地质资料；

（4）养殖场的周边环境。

7.2 总平面布置

总平面设计应满足养殖场总体规划要求，并与周边环境协调统

一，按照工艺设计流程，尽可能减少物质运输成本，充分利用拟用场

地的特点，根据地形标高，合理设计布置各水池标高，将调节池的标

高设计成最低，其余各水池标高适当提高，从厌氧反应池后各水池的

水力设计成自流。

这样，可减少土方开挖量，降低工程造价，同时降

低运行费用。

并按功能区设计布局，满足卫生、防火、安全等技术规

范要求，各建、构筑物之间设置必要的通道。

主车道宽度≥4m，附路设置便于运行管理。

围墙高 2m，绿化面积 20%。

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八、主要仪器设备选型

序

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

设备名称

格栅

沼气贮气柜

进料泵

搅拌泵

立式搅拌泵

热交换器

气水分离器

脱硫塔

脱硫剂

沼气凝水器

干式阻火器

沼气流量计

压力表

沼气输配管道配件及安装

沼气燃烧设备

生活用气设备

消防设备

避雷装置

型号

4PW

4PW

GF-100

TS-1000

BC-300

AF-100

LMN-80

50GFT52

单位

件

m³

台

台

太

套

台

太

吨

个

个

台

个

套

套

套

套

套

数量

1

60

1

1

1

1

1

1

0.2

1

1

1

1

1

15

1

1

1

九、工程造价概算

根据本工程技术方案和本公司同类工程造价经验，本工程造价概

算约为壹佰捌拾万元（含污水收集管道建设费用和电源进线等配套设

施建设费，含沼液灌溉管道等建设费用）。

具体工程价格以施工图和现场签证为依据，按照相关定额标准和

调差规定以及设备材料市场价格进行按实结算。

9

十、劳动定员和操作管理

10.1、劳动定员

沼气设施建成后，设专职操作人员 2 人，负责本系统运行操作管

理。

10.2、操作管理

本工程项目属中型厌氧生物处理工程，在生产过程中会产生大量

的易燃易爆的生物气体-----沼气，因此，按照要严格按照相关规范要求，

对本处理站进行定岗、定职、定责、定员。

实行专人管理专人操作，

培训合格后上岗。

未经培训人员不得上岗操作，不得随意更换操作工

人。

并要求操作管理人员做到：

①、定期或定时搅拌。

每天必须开启回流用潜水泵对 USR 厌氧反

应池内的料液进行搅拌，每次搅拌时间不得少于 30 分钟（搅拌越强，

越利于产生沼气）。

②、定期检查沼气发酵罐、贮气柜、供气管道等是否存在泄漏。

若发现异常情况应及时处置，并向主管领导汇报。

防止意外人身伤害

及设备设施损坏事故的发生。

③、按操作规程定时开启各种动力设备（提升用潜水泵可自动运

行）；

④、不定时巡视检查下水管道是否堵塞并及时清理；

⑤、定期检查与保养各种设备（主要是给罗茨鼓风机加机油与黄

油）检查潜水泵是否堵塞并进行清理；

⑥、不定时巡视检查各设备的运行情况，发现问题，及时关机并

10

采取相关措施解决，在遇到自己无法解决的问题时，及时向上级报告；

⑦、做好本区域的安全保卫工作，搞好废弃物处理站区域的现场

卫生，保养本区域的花草树木等。

10.3、劳动保护和安全生产

在设备运行过程中，厌氧发酵装置、贮气柜、沼气输入输出管道

等设备内都有沼气存在，而沼气属于易燃易爆气体，因此需要严格管

理。

首先，废弃物处理站内的所有设备设施要求防雷接地，电控仪器

应按规定选型配套，室外应配备消防水设施、市内配备两个中型干粉

灭火器。

设备在运行过程中或停止后一段时间内，任何人不得随意进

入各发酵池等容易发生危险的区域，避免发生不必要的人身伤害事故

的发生。

设备设施如果需要检修，需要征得相关部门的同意，并派出

专业技术人员负责现场指导经通风数日后，再用活体动物做试验，确

认没有危险后方可进行，同时现场必须有人监护。

十一、技术经济指标分析

11.1、占地面积：

将设备房控制房等建筑物建设在水池（调节池）上时，本生活

废水处理站总占地面积约 1000m2。

11.2、运行费用分析：

由于本沼气系统采用生化处理工艺，在不计算设备折旧、设备

维护等费用的情况下，处理站每天处理养殖废水 27m3，直接运行费用

（包括人工费 120 元、电费 126 元）合计为 246 元/天，分摊费用为 9.1

元/m3 废水。

按年运行 365 天计算，本沼气系统的年运行总费用为 89800

11

元。

直接运行费用析计算如下：

（1）、人工费：

本沼气系统设专职操作人员 2 人，负责运行操作管理。

按人均工

资福利按 1600 月/人，每天的人工费合计为 120 元（2 人*1800 元/人月

÷30 天），分摊到每立方米污水中的人工费用为 3.8 元。

（2）、电费：

本污水处理站的动力设备有潜水泵等，总装机功率为近 20kW，最

大运行功率约为 15 kW，每天运行 12 小时，每天消耗电力约 180 kW•

h；平均电价按 0.7 元/kW•h 计算，每天电力消耗费用为 180kW•h*0.7

元/kW•h=126 元。

分摊到每立方米废水中的电力费用消耗为 3.9 元。

本沼气系统日常维护相当简便，仅需要定期（一般为 1 次/月）

对设备检查并加注润滑油外，基本上不需要维修，因而维护保养费用

也是相当的低廉。

年运行收入（沼气收入与有机肥收入）分析计算如下：

年沼气生产量约为 150 m3/d*365d==55,000 m3，按照沼气价格 0.6

元/ m3（参考天然气和液化石油气的价格）计算，年沼气收入为33,000

元；

年有机肥生产量约为 2 T/d*365d==730 T，按照有机肥价格 15.0

元/ T（参考天然气和液化石油气的价格）计算，年有机肥收入为 12200

元。

十二、效益分析

12

12.1、经济效益分析

本养殖废弃物建成并全部投产运行后，年运行总费用（人工费加

电费）为 89800 元，年沼气收入为 33,000 元，年有机肥收入为 12200

元，收支两抵后，年支出费用为 44600 元。

12.2、环境效益分析：

本工程项目在建成投产后，按设计数据和设计能力计算，每年可降

解化学需氧量 COD220 吨、降解 BOD 120 吨、降解悬浮物 SS 280 吨、

cr5

降解 NH3-N 11 吨、处理固态养殖废弃物 1460 吨。

 环境效益非常显著。

同时，在降解有机