大型养猪场沼气工程设计方案1

大型养猪场沼气工程设计方案

受居民的饮食结构、畜禽产品的增殖性能、生产投资等因素影响，中国猪肉食用量在肉食消费中一直占有重要地位，养猪业在畜禽养殖中占有很大的比重。1983年到2005年猪肉消费占肉食品比例均大于60%。2004年中国肉猪存栏48189.1万头，出栏61800.7万头，猪肉产量4701.6万吨，居世界第一位，肉类人均占有量达55.73 kg/人，其中猪肉36.17 kg/人，超过世界猪肉人均的15.74 kg/人。2004年我国全年畜禽养殖业粪便废弃物的产生量为25.76亿吨，其中猪年排泄粪便为12.31亿吨，占总粪便量的47.8%，随着养猪业的发展，必然导致更大量的粪便废弃物，因此猪场粪污水的治理成为畜禽污染治理的关键。

2.1沼气产量计算

2.1.1干物质量计算

猪场基础母猪存栏量500头，猪场总存栏量为5354头，设计采用干清粪工艺，按《畜禽养殖业污染物排放标准》计算，夏季污水排放量为1.8m3/（百头.d），冬季污水排放量为1.2m3/（百头.d），则排放污水量为64.2～96.4 m3/d。日产粪便量为5.1t/d，猪粪含水率按82%设计，干物质（TS）量计算见表2-1。本项目中，干物质量按照0.92 t/d进行设计。

2.1.2物料总量和补充水量计算

本设计中采用高浓度反应器设计，养殖场产生的5.1t鲜猪粪全部投放到高浓度反应器，并调配成10％干物质浓度，约需要4.1m3污水，余下猪场排放的污水经过水力筛，将部分存留在污水中的猪粪渣筛除，投入到配料池，与鲜猪粪一同调配（该部分物料包含在 5.1t 鲜猪粪中），过筛后污水进入储肥池，进行厌氧处理储存。

加水量计算：

W=Xq(α×m0-W0)

式中Xq=16t m0=18%

W0=1- m0=82%

配水比a= 11.5

若发酵物料干物质含量mp=8% 含水量wp=92%

则X=则α==11.5

W=16(11.5×18%-83%)=17.33t≈17t 每天进入发酵罐物料总量约16＋17＝33t

（理论和实践测定：TS=8%之物料容重r≈1030㎏/m3）

.通过有效保温和增温措施，确保全年恒定中温发酵（t=33℃-38℃），

则设计容积产气率ξ＝0.8—1.2m3/m3.d

发酵罐的容积大小与发酵原料的特性、发酵液浓度和水力滞留期有关。

发酵罐的容积V1与每日处理原料量、发酵液浓度。发酵液密度和滞留期有关。

计算公式：

V1 = G f * HRT / q y

V1 为发酵罐内发酵液的容积；G 为发酵罐每天进料量；f 为发酵原料干物质含量；q 为发酵液浓度；y 是发酵液的密度。

发酵罐的总容积V等于发酵罐的发酵液容积V1加上发酵罐的储气容积V2。V2 一般取V2 = （8%~10% V1

V = V1 + V2

2.1.3沼气产量计算考虑2%的干物质损耗率，每天投TS 902kg，产沼率为0.28～0.32 m3/kg TS，取值0.30 m3/kg TS，可产沼气271m3。

表2-3 日沼气产量计算表

干物质量(t/d) 920

干物质损耗率2%

干物质投产量(kg/d) 902

产沼率(m3/kg) 0.30

产沼量(m3/d) 217

污水量（m3/d） 4.1

2.2.1干物质减量化计算

全天输入干物质量为902kg。厌氧阶段消耗量为586kg，该部分TS消耗是生物质能转化、沼气生产的主体。厌氧阶段TS的输出量为316 kg，其中0.17吨由厌氧反应器底部作为沼渣排出，进入沼渣储存池；0.67吨与厌氧反应器上部出水一并排出。

2.2.2沼肥产量估算

一般情况下沼渣含水率为93%，沼液含水率为97%。沼渣干物质含量0.08t/d，按93%含水率计算，沼渣产量为1.15 t/d；沼液干物质含量为0.24 t/d，按97%含水率计算，沼液产量为7.79t/d。

发酵罐总容积计算确定后按所选用的发酵罐类型来相应地确定罐体的内径和高多。要充分考虑如何提高发酵罐的利用率和协调各参数的关系。

3.1沼气利用方案

能环工程日产沼气270 m3，计划全部作为燃气使用。

3.2沼肥种养平衡和有效利用解决方案

能环工程日产沼渣1.15吨（含水率93%）、沼液7.79吨。消纳该部分沼肥必须有相应量的土地承载

一、沼气的综合利用：

沼气是一种混合气体，其中含有60%～70%的甲烷、30%～35%的二氧化碳，还含有少量的一氧化碳、氢、氨、硫化氢、氧和氮等。沼气作为优质气体燃料，除可用于煮饭、点灯外，还可广泛用于发电、孵鸡、育蚕、烘干、粮果贮藏、二氧化碳施肥等生产领域。

沼气炊事：农村家用沼气池所产生的沼气主要用于烧水、煮饭，为牲畜煮食等。

沼气照明：沼气灯是把沼气的化学能转变为光能的一种燃烧装置。特别是在偏僻、边远无电力供应的地区，用沼气进行照明，其优越性尤为显著。

沼气灯为温室蔬菜二氧化碳施肥，并增加日照：沼气中一般含有25%～35%的二氧化碳和50%～70%的甲烷。甲烷燃烧时又可产生大量的二氧化碳，同时释放出大量热能。

一般来讲，燃烧1立方米沼气可产生0.975立方米二氧化碳。根据光合作用原理，在种植蔬菜的塑料大棚内燃点一定时间、一定数量的沼气，棚内二氧化碳浓度和温度明显增高，能有效地促使蔬菜增产。施用二氧化碳的蔬菜植株生长健壮，叶绿素含量高，叶色深绿有光泽，开花早，雌花多，花果脱落少，而且嫩枝叶上冲有力，抗病性增强。

沼气升温育秧：温室育秧是解决水稻提早栽插，促进水稻早熟高产的一项技术措施。目前，多数温室都是用煤炭或薪柴作升温燃料，因此，每年育秧要耗费大量的煤炭或薪柴，育秧成本较高。利用沼气作为育秧温室的升温燃料，培育水稻秧苗是沼气综合利用的一项新技术，设备简单、操作方便、成本低廉、易于控温、不烂种、发芽快、出苗整齐，成秧率高，易于推广。织梦好，好织梦

沼气供热孵鸡：沼气孵鸡是以燃烧沼气作为热源的一种孵化方法。它具有投资少、节约能源、减轻劳动、管理方便、出雏率和健雏率高等优点。