第6章 工艺方案的选择
6.1基本要求
1)沼气工程的工艺技术方案设计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，减少投资和运行费用，采用的技术工艺尽可能接近国际先进水平或国内领先水平;
2)沼气工程的工艺技术方案设计符合当地总体规划，与猪场客观实际紧密结合，能够正确处理集中与分散、处理与利用、近期与远期的关系;
3)沼气工程的工艺技术方案应以减量化、无害化、资源化为目标，尽可能采用清洁生产技术;
4)沼气工程的工艺技术方案设计应考虑沼气的有效利用，充分利用附近苗圃、蔬菜基地和农田等消纳沼渣、沼液;
5)沼气工程的工艺技术方案设计，除了执行能源环境行业标准外，还应符合国家及地方现行的相关标准、规范的规定。
6.2典型工艺技术介绍
生产工艺的确定是沼气工程设计的关键。工艺是否合理直接关系到工程的处理效果、运转稳定性、投资、运转成本。因此，必须结合黑龙江省***对环境要求、用能特征，以及种植业、养殖业发展趋势和格润生态养殖有限公司粪污特征，综合考虑粪便资源、配套土地和能源需求等因素，慎重选择适宜的生产工艺，以达到最佳的处理效果、获取最大的经济效益。
目前比较成熟、适用的沼气生产工艺有两大类，一类是以综合利用为主的“能源生态型”处理利用工艺，另一类是以污水达标排放为主的“能源环保型”处理利用工艺。“能源生态型”处理利用工艺是指畜禽场污水经厌氧无害化处理后不直接排入自然水体,而是作为农作物的有机肥料的处理利用工艺。“能源环保型”处理利用工艺指的是畜禽场的畜禽污水处理后直接排入自然水体或以回用为最终目的的处理工艺，该工艺要求最终出水达到国家或地方规定的排放标准。
6.3 项目组成
*****************有限公司沼气工程由预处理系统、厌氧消化系统、沼气热电联产系统、沼液、沼渣利用系统及附属设施组成。
6.4 工艺技术方案的选择
6.4.1项目建设点基础情况
根据*****************有限公司提供的具体基础情况如下所示:
1) 格润生态养殖有限公司年出栏商品猪2万头;
2) 格润生态养殖有限公司每天可收集到鲜粪35t;
3) 格润生态养殖有限公司位于***，公司附近有有机作物种植2.2万亩。
6.4.2 工艺技术的选择
根据格润生态养殖有限公司的基础资料以及能源环保型与能源生态型工艺要求和特点，确定沼气工程选择能源生态型工艺技术方案。选择能源生态型的生产工艺的原因，是由于其具备以下优势:
1) 该建设项目产生的沼气净化后发电，用于周边农户用气，因此沼气不存在市场问题;
2) 沼气工程建设点位于黑龙江省***上甘岭区，有2.2万亩有机种植基地，同时建设大容量沼液贮存池，保证了沼液能够完全被消纳;
3) 选择该工艺技术方案经济合理，有利于节约项目投资金额降低运行费用，提高综合经济效益;
4) 该工艺中厌氧采用ADA技术，荷兰Preseco公司的ADA技术在反应过程中水解产出丰富的蛋白质，这种蛋白质可以在消化的过程中产生能量，从而使消化快速的进行与完成，并可依据温度平衡氨水与氨盐量的PH值;
5) 该项目采用的沼气热电联产设施，全部采用荷兰进口设备，设备性能稳定，造价高。但该公司采用这套设备主要目的有以下几个原因:一是周围村民居住比较分散不利于沼气直接输送;二是地方政府考虑到该地区的居民居住分散特点，为保护当地森林等生态环境，必须解决当地居民的能源问题;第三当地政府支持沼气热电联产这种新技术、新工艺、新设备在该地区的尝试和示范，并计划将该设备国产化后推广应用。
6.5 工艺技术方案的设计
6.5.1工艺流程
根据典型能源生态型处理利用工艺，结合*****************有限公司基础情况，*****************有限公司沼气工程工艺流程图见图6-1。
猪场污水通过排水沟自流汇集到集水池，集水池前设置两道格栅，以清除污水中较大的杂物。集水池内设一潜污泵，定时地按照工艺要求将污水输送到沼气池。公司鲜粪经装卸车运至场区，通过上料系统投入沼气池内，为保持沼气池的温度保持在35℃范围内，在沼气池内设置温度传感器，可通过传感器的温度变化控制沼气池的换热量。沼气池内沼液自流入平板滤池，其滤液资流入调节池后进入贮液池。干
化的沼渣经过处理干燥制粒初加工成有机肥施用于蔬菜生产基地和市场销售。
沼气池产生的沼气经脱硫、脱水等设备后贮存于贮气柜，供沼气热电联产用于养殖场自身和周边农户用电。
图6-1*****************有限公司沼气工程工艺流程图
6.5.2 工艺设施设计说明
1、集水池
为满足沼气池进料的定期、定量需求，设置集水池满足其工艺要求。集水池前设置两道格栅，池内设置一台污水泵。
2、沼气池的选择
根据典型厌氧池的特征，该工程采用在荷兰Preseco公司的ADA技术和塞流式厌氧池基础上研制的塞流式高浓度沼气发酵装置作为生产沼气的厌氧池，选择高浓度厌氧池作为生产沼气厌氧池的原因在于:
2 该池具有传统厌氧池结构简单、能耗底、稳定性好的特点;
2 该厌氧池采用的搅拌装置，保证了进入的废水、鲜粪和厌氧污泥的充分接触;
2 厌氧池的直接进料，避免了鲜粪前处理的投资和运行费用，并有效控制了蒸汽换热过程的热损耗。
2 荷兰Preseco公司的ADA技术在反应过程中水解产出丰富的蛋白质，这种蛋白质可以在消化的过程中产生能量，从而使消化快速的进行与完成，并可依据温度平衡氨水与氨盐量的PH值。
3、平板滤池
为满足沼渣作为基肥运输和施用，沼渣的含水率越低越好;沼液作为液体有机肥，一般采用污水泵、管道等进行输送，因此悬浮物的浓度越低越好。为方便沼渣的贮存、使用，须设置干化场进一步分离沼渣中水分，降低了沼渣的含水率和沼液中的悬浮物含量。
4、贮液池
贮液池的主要功能是贮存平板滤池分离出的沼液，满足果园和菜地等作物需要施用，贮液池设置3000m3。
5、附属设施
根据工艺要求，附属设施有进料车间、沼气热电联产车间和办公室等。
6.5.3沼气的利用
鲜猪粪的干物质浓度(TS%)一般为18%，猪粪每公斤干物质原料的产气率约为0.25m3/kgTS，故每天沼气产量为Q=35T/d ×1000×18%×0.25m3/ kgTS=1575m3/d。
在稳定的工作运行状况下，每天可产沼气1575m3左右，沼气经气水分离器、脱硫净化塔净化处理后进入700m3贮气柜。沼气作为清洁高效能源，热值为22000kj/m3，每m3沼气可发电1.5kWh。每天生产的沼气通过300kw沼气发电机组发电2362.5kWh，直接为饲料厂、养殖场补充提供日常用电。
6.5.4沼渣、沼液的利用
厌氧消化器每天添加的发酵原料为70t，其平均TS%=9%，经厌氧发酵后，排放的发酵物料约为70t，但其TS%下降为4.5%左右，按上述工艺，每日沼渣的排放量约为3.5t，每日沼液约为66.5t。
经厌氧发酵后的沼肥通过干化场等干燥和制粒工艺用以有机作物种植用肥。综合利用的主要设施包括管道输送设备和液肥喷灌设施等。为了使液肥用于农田喷灌，一般田间地下设置ф300的压力管，每40M左右设喷灌消火栓一组，配200M左右消防水带和消火喷枪，用于液肥的施用。 第7章 项目建设目标
项目达产后日生产沼气约1575m3，发电2362.5kWh，日处理格润生态养殖有限公司鲜粪和污水约70t。该项目以沼气为核心，通过利用猪场污水和固体粪便生产沼气和有机肥，并利用沼气热电联产;沼渣、沼液用于有机作物种植蔬菜、水果等种植基地。该项目将环境保护和养殖业、种植业有机结合起来，达到猪场废弃物的无害化、资源化、减量化的目标;通过生产可再生能源缓解农村能源供需矛盾，降低不可再生能源的消耗;使项目区走上能源生态可持续发展的良性循环轨道，极大的促进了农村经济的可持续发展。沼气工程从根本上改变传统的粪便利用方式，促进物质高效转化和能源高效循环，提高资源利用率。并使其上连养殖业、下承种植业，促进农业种养一体化。通过沼气工程的建设，形成以沼气为纽带发展循环经济，建立节约型社会的有效途径。