红泥塑料沼气工程工艺流程.doc

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红泥塑料沼气工程简介
一、 简介
在吸收、 消化国内外先进工艺技术, 研究、 改进台湾《畜禽粪尿处理设施工程设计、 施工手册》的基础上, 自成一套红泥塑料沼气工程的工艺设计、 设备和施工技术, 处理畜禽养殖污水。
1、 养殖场实行雨污分离;
2、 养殖场实施干法清粪工艺;
3、 处理污水TS浓度≤1.5%;
4、 排水达到GB18596－ 《畜禽养殖业污染物排放标准》;
二、 工艺流程
1、 红泥塑料沼气工程核心技术为红泥塑料厌氧发酵工艺。该工艺在台湾经过十几年的发展使用, 技术先进, 工艺成熟, 运行稳定。当前台湾省200头以上饲养规模的养猪场90%以上采用该工艺治理粪便污水, 效果显著。工艺流程见图1。( 见下页)
2、 一级处理( 前处理)
( 1) 猪场实行雨污分流。
( 2) 猪舍实施干法清粪工艺
( 3) 格栅: 两道以上, 先粗后细, 拦截猪粪污水中较长纤维、 毛等杂物。人工定时清理格栅表面杂物。
( 4) 沉砂井: 沉淀猪粪污水中较大颗粒砂粒, 定期清理。前部设计水流档板, 促进固形物快速沉降。
图1 工 艺 流 程 图
有机肥
干法清粪
猪 舍
粪渣

污 泥 干 化 场
污水
格 栅

沉 砂 井

池

有 机 肥
加 工
干化污泥 辅 料
集 水 池

井
过滤污水

有机肥
固液分离机机
粪渣
有机肥使用
污泥井
沉淀调节池池
污泥
雨 水

污 污
泥 泥
生物氧化塘
排放
仿生态
氧化沟
沉淀
贮液池
红泥塑料厌氧槽
(前、 后)槽

果园
沼 沼液
气
利用

红泥塑料
贮气袋
阻火
增压

恒压脱硫
气水分离

( 5) 集水池: 暂时存贮猪粪污水, 保证固液分离机连续工作的装置。
( 6) 固液分离机: 利用机械降低污水悬浮固体浓度( SS) 、 总固体浓度( TS) 。采用台湾炼盛牌全自动高效固液分离机。
( 7) 沉淀调节池: 利用猪粪污水中固形物沉降性能好的特点, 降低猪粪污水TS浓度; 调节猪粪污水水量、 水质( 温度、 浓度、 酸碱度) 。池顶设有浮渣排除装置, 底部设有倒锥沉井和污泥排渣管。上清液经过出口调节器均衡进入后续厌氧装置。浮渣和沉降污泥定期排出, 经过污泥管( 沟) 进入干化场。
( 8) 干化场: 贮存并干化污泥。该工艺在各类处理池均设计了排浮、 沉渣( 污泥) 装置, 定期排出浮、 沉渣( 污泥) 经过管道( 沟) 集中到干化场, 利用自然条件浓缩、 干化后出售或处理利用。干化场滤出的污水回流至集水池,再次净化处理。
3、 二级处理
采用台湾省政府农林厅、 台湾省畜产试验所《猪粪尿处理设施工程设计、 施工手册》的红泥塑料厌氧发酵工艺, 由红泥塑料厌氧发酵前槽和红泥塑料厌氧发酵后槽组成。
( 1) 红泥塑料厌氧发酵前槽进口设有布水管道, 底部为倾斜结构, 出口设有排泥槽和污泥循环泵, 经过污泥循环泵将污泥回流至前端进行搅拌, 也可将剩余污泥排入干化场。各槽相对独立, 为并联结构。水力滞留期2天, 拱顶采用红泥塑料覆皮。
( 2) 红泥塑料厌氧发酵后槽与前槽串联, 底部为平底结构, 水流形式为整体推流式, 后部安装填料, 水力滞留期4-6天, 拱顶采用红泥塑料覆皮。
在红泥塑料厌氧前槽, 发酵料液酸化, 初步发酵产生沼气, 及时排出浮渣、 沉渣。在红泥塑料厌氧池后槽, 经过沼气微生物的活动, 大量降解有机物质并产生沼气。
4、 三级处理
采用仿生态氧化沟、 生物氧化塘等构造简单、 投资少、 易管理、 处理效果稳定的自然生物处理系统。
( 1) 沉淀贮液池: 沉淀的沼渣, 排至干化场。用肥时可直接提取沼液做为农田液体肥料, 不用肥季节, 沼液经上流式过滤槽后跌落进入后续处理单元。
( 2) 仿生态氧化沟: 该氧化沟是一个模仿自然生态净化系统, 利用地形落差实现浅层流动溶氧, 薄层跌落充氧, 深层种植水生植物、 以及经过设置的多道过滤屏等自然过程降解去除有机物和进行脱氮、 除磷, 滞留期≥3天。整个系统无需任何设备, 无能耗。
( 3) 生物氧化塘: 在自然条件下, 经过藻菌共生系统, 进一步净化水质, 滞留期20～30天。
三、 工艺特点
( 1) 针对当前畜禽养殖粪污水治理中忽视前处理, 造成后续处理负荷重, 治理效果差的问题, 该工艺特别强调前处理应充分减量化, 以减少投资, 确保治理达标排放。
( 2) 台湾炼盛牌全自动高效固液分离机( LK－60、 LK－120) , 每小时处理污水量20～40t, 配套功率2.50～3.75KW, 脱水后粪渣含水率60～65％, TS降低35％。机体采用SUS304不锈钢材料, 使用寿命长。滤网采用水切型滤网, 过滤彻底, 坚固耐用。清洗采用齿轮连杆逆向机构, 清洗彻底。滤渣采用挤压脱水, 出渣含水率低。配有智能控制装置和液位探测系统, 可实现启动、 过滤、 挤压、 中间洗网、 停机洗网全自动。适用于畜牧业、 食品加工业等废水处理。
( 3) 红泥塑料耐腐蚀、 抗老化, 吸热性能优。红泥塑料覆皮厌氧槽能充分利用太阳能, 加热池内污水, 提高发酵温度, 从而提高了发酵速率、 降解率和产气率。
( 4) 红泥塑料厌氧前槽设有污泥回流装置, 后槽安装填料, 附着生物膜, 截流活性污泥, 有机物降解率高。红泥塑料拱顶易打开, 便于清渣维修。采用多槽组合, 单个发酵槽维修不影响整体正常运行。
( 5) 红泥塑料厌氧槽系卧式半地下砖混结构, 构造简单, 施工容易。红泥塑料覆皮气密性好, 安装、 拆卸容易, 减轻了常规地埋式沼气工程混凝土浇筑池体, 特别是密封层施工的难度和强度, 省工省时。
( 6) 产生的沼气用红泥塑料贮气袋贮存, 经气水分离、 脱硫、 增压、 阻火, 实现稳压安全供气。
本工程使用的柔性贮气袋集中了低压湿式贮气柜和低压干式贮气柜的优点, 是当前沼气工程贮气技术发展方向。
系统构成:
红泥塑料贮气系统由恒压、 脱硫塔、 红泥塑料贮气袋、 卸压阀等构成; 供气系统由增压机、 贮压罐、 减压阀、 阻火净化分配器、 计量器等构成。
厌氧发酵产生的沼气, 首先经厌氧发酵池自动排水器, 排出管道中的冷凝水, 达到沼气初步脱水净化的作用。
①恒压装置: 控制沼气恒定压力, 沼气由红泥塑料厌氧罩朝红泥塑料贮气袋单向流动; 并有一定的脱硫净化作用。
②脱硫塔: 去除沼气中硫化氢含量的主要装置。
③红泥塑料贮气袋: 调节用气高峰, 贮存沼气的设施。
④卸压阀: 控制贮气袋压力在额定范围。
⑤增压机: 红泥塑料贮气袋压力一般低于500Pa, 而沼气利用设备一般额定压力大于800Pa, 增压机可提高输出沼气压力, 并对沼气具有良好的脱水净化作用。
⑥贮压罐: 用于贮存压力气体并保持较高恒压的设施, 可避免增压机频繁启动, 并对沼气具有良好的脱水净化作用。
⑦减压阀: 调节贮气罐输出沼气的压力, 保证供气压力符合使用要求。
⑧阻火净化分配器: 利用火焰熄灭的临界孔径原理, 防止火焰传播的设备, 可调节供气量, 并对沼气具有良好的脱水净化作用。
⑨计量器: 用于衡量沼气流量的仪表。
⑩控制系统: 实现贮、 供气系统自动控制的装置。
主要特点:
①使用条件不受季节、 地域气候的限制;
②红泥塑料贮气袋采用大型双工位高周波熔接机加工, 焊接牢固, 使用寿命 以上;
③制作简便, 运输方便, 对存放点基础无特别要求, 施工容易。
④建设工期短, 投资少, 比低压湿式贮气柜减少投资40%以上;
⑤安装拆卸容易、 维修、 搬迁方便简单( 可随养殖场一同搬迁, 实现一次投资, 长期受益) ;
⑥可根据产气量、 贮气量大小随时增减贮气袋数量;
⑦商品化程度高, 能够实现专业化、 规范化、 工厂化生产。
( 7) 对台湾猪粪尿处理工艺技术进行改进, 提高了应用效果。沉砂池为回形结构, 效果明显; 沉淀调节池设置出口调节器, 上清液可24小时均衡进入后续厌氧处理装置; 根据大陆对两相厌氧消化工艺研究成果, 缩短厌氧发酵时间( 6-8天左右) 。仿生态氧化沟自然处理系统设计独特、 构造简单、 投资少、 易管理、 处理效果稳定。
( 8) 工程部分结构、 材料和设备实现工厂化、 专业化、 规范化生产, 商品化程度高。养猪场沼气工程土建部分竣工后, 安装调试一般七天即可完成, 工期短、 施工简便、 管理方便。有利规模化推广, 产业化发展。
四、 工艺补充说明
1、 如果养殖场有土地消纳沼液、 沼渣, 则可根据土地容量减少仿生态氧化沟和稳定塘的投资。
2、 处理牛粪污水, 可在沉淀调节池设多道手提式格栅, 由粗到细, 拦截牛粪污水中杂草和长纤维。也可在沉淀调节池设置搅拌器, 经过搅拌防止和减少浮渣量。
3、 冬季严寒地区, 工程可建保温棚, 池体可建保温层, 本公司可设计利用沼气发电余热增温系统, 加上红泥塑料厌氧槽覆皮吸热性能优, 可控制厌氧发酵在较高温度下进行。
4、 处理污水浓度较高时( 3%－10%) , 可设计在厌氧发酵前槽设置搅拌器, 经过适度搅拌的作用, 提高厌氧发酵效率。