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***公司大型沼气工程项目初步设计方案 2009年4月
第四章 总体布局
4.1总体设计指导思想
根据项目可研报告和农业部关于该项目的批复，经过现场实地勘测，收集资料，进行方案讨论，着重从总平面、工艺选择、池体结构、配套设施、环境保护、设备、电气、安全、给排水、加热保温、建筑单体和技术经济等环节进行了分析研究，形成该初步设计技术方案。
按照建设部“建筑工程设计文件编制深度的要求（09年新版）”和**省农林厅“**省农业基本项目（沼气工程）初步设计编制要求”完成本初步设计方案。
在设计方案中，充分利用场地和周边地形条件，提高土地利用率，力求最佳设计布局方案，在满足工艺要求的前提下，努力创造出一个整体有序、布局合理、物流畅通、环境优美的沼气中心，提供安全、卫生、清洁的工作环境。
4.2布局划分
根据项目选址原则以及工程运行过程对材料、能源的需求，考虑猪粪、尿冲洗水收集的要求，项目建设地点选择在徐州宁山种猪场内，已预留5亩沼气工程建设用地。养殖场远离居民区，周边均为农田，在养殖场附近有2处千亩设施疏菜种植基地，为消纳沼气工程所产生的沼渣、沼液提供了有利条件。
4.3沼气站布置
沼气站场区占地3477m2，全场建筑物占地1089m2，场区绿地面积1371m2，绿化率39.4%，场区内道路及硬化地面占地面积1017m2，建筑密度31.3％，场区内修主干路（净道）路宽为4.5m，环绕厂内各建筑通道。场区物流沿主辅路干道均能行走，沼气站内交通道路畅通，消防通道满足要求。沼气站与其它建筑和人员活动区域相距很远，施工不会造成对周围环境的影响。总平面布置见初步设计总平面。
1、沼气站场区建筑布置分为三个功能区，即沼气生产储存区，包括厌氧发酵系
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统和贮气系统；沼气净化、发电区，包括发电机房、净化间和控制室；预处理区，包括集水池匀浆进料池；空余部分为绿化草坪和道路，厂区内道路连接成一个整体。
2、沼气站布置依场区现有面积，考虑建筑、场区方位等以及沼气生产各环节和发电输配方案，设计沼气站内物流由东到西，排水向西北方向，以期各类能流物流运移路程最短。道路各控制点之间纵向、横向坡度均大于1.0％，场区双车道路边转弯半径为6m。
3、交通组织：沼气站内主要物流直接与各功能区连接，沼气站与整个场区交通环路通畅，消防通道满足要求。
4、沼气站内各类建筑和总平面技术经济指标如下：
沼气站内建筑项目一览表
序号 1 2 3 4 名称 控制室 净化室 发电机房 洗手间 尺寸m×m 4.0×5.0 4.0×5.0 8.0×5.0 4.0×5.0 1500 m3 数量 序号 1 1 1 1 1 6 7 8 9 10
名称 沼液池 贮气膜顶 集水池 匀浆池 进料池 尺寸 m×m×m 数量 500m3 500m3 8.0×5.0×2.8 φ5.0×2.8 φ5.0×2.8 1 1 1 1 1 5 厌氧发酵罐 14
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第五章 工艺设计
5.1粪便资源量
项目承担单位***公司是由*****公司投资的大型养殖企业，创办于2007年10月，位于****处北侧，猪场总占地面积182亩，猪舍总面积25000平方米，仓库、办公楼、职工宿舍及猪粪收集棚25000平方米，种公、母猪1400头，年出栏商品猪2.5万头。
发酵粪便资源量按：
1、种母猪存栏1400头；每头猪日产鲜粪6公斤，计8.4吨。日产猪尿及冲洗水8公斤，计11.2吨。
2、商品猪存栏量10000头；每头猪日产鲜粪2公斤，计20吨。猪尿及冲洗水6公斤，计60吨。
3、合计日产鲜粪28.40吨，猪尿及冲洗水71.2吨，总粪污量99.60吨。
5.2设计参数
5.2.1 设计发酵污水量：100吨
5.2.2 厌氧发酵参数
1、有效容积：1500 M3 2、水力停留时间：15d 3、Ph：6.8-7.2
4、运行温度：33℃-35℃
5、发酵罐日产气量：猪粪水CODcr取26000mg/l（即26kg/ M3）计算，USR发酵罐CODcr去除率为80%，每公斤CODcr产甲烷按0.35M3计算，沼气中甲烷含量为60%，则最大日产沼气量为：
26×0.8×100×0.35÷0.6=1213M3/d，50M3/h；
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5.2.3 发电、储气参数：
1、日最大发电量：1213×1.5=1820度/天；
2、发电机运行时间：12小时/天(间隔运行)，即每天6：00点-12：00点和14：00点-20：00点运行。
3、储气容积：500 M3 ，最大间隔时间≤10h，间隔时间内最大产气量≤500 M3，满足储气要求。
5.2.4 发电机余热利用参数：
1、余热量：在标准状态下（0℃，101.325kPa），每立方米沼气含热值为5500kcl，其中用于发电热值为1.5kw.h×860kcal/kw.h=1290kcal，占总能量的23.45%； 总能量的40%左右可以以余热的形式回收，则可回收余热量为：5500×0.4=2200kcal；其余的能量以各种形式被损失掉。
本工程可产余热量为：1213×2200=2668600kcal，即：2668600kcal÷238=11213MJ/天，用于发酵罐增温。
5.3厌氧发酵工艺的选择
5.3.1厌氧反应器工艺分析 1、完全混合厌氧反应器（CSTR）
完全混合厌氧反应器（CSTR）适用于畜禽粪污发酵工艺。它在沼气发酵罐内采用搅拌和加温技术，这是沼气发酵工艺中的一项重要技术突破。搅拌和加热，使沼气发酵速率大大提高，完全混合式厌氧反应器也被称为高速沼气发酵罐。其特点是：固体浓度高，TS 8~12%，可使畜禽粪便污水全部进行沼气发酵处理。优点是处理量大，产沼气量多，便于管理，易启动，运行费用低。一般适宜于以产沼气为主，有使用液态有机肥条件的地区。由于这种工艺适宜处理含悬浮物高的畜禽粪污和有机废弃物，具有其他高效沼气发酵工艺无可比拟的优点，现在被欧洲等沼气工程发达地区广泛采用。
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