污水处理站沼气回用方案

污水处理站沼气回用方案

我公司污水处理站厌氧处理工段伴生沼气，具体参数不详，但根据既往工程经验及有关资料显示，我公司废水属于难降解化学合成废水，根据进水浓度和废水性质判断，COD沼气产量应该在0.60m3/kgCOD左右，甲烷含量在60%左右，其余为CO2、H2O、NH3、N2、H2及少量H2S等，综合热值在20～25MJ/m3沼气，以23MJ/m3沼气计，1m3沼气热值相当于0.786kg标煤，或相当于0.219m3液化石油气或0.4995kg液化气。

目前，厌氧池日降解COD能力已达2464kg左右，容积负荷已达4.05kgCOD/m3·d左右，降解能力基本达到原设计参数，所以，根据以上数据及我公司进行产品更迭后COD总量的基本情况，提出本方案。

一、沼气产量及性能参数

我公司产品更迭后，初步核算，污水总量为600m3/d，COD排放总量为4194kg/d，其中经预处理后，进入厌氧反应系统的COD总量为3045 kg/d，降解量为2436kg/d。

沼气日产量为：V=0.6×2436=1462m3/d；小时产量61m3/h。

沼气热值Q=23MJ/Nm3。

沼气由55％～70％的甲烷、25％～40％的二氧化碳和1％～5％的氮硫化物和硫化氢组成，具有较高的热值，但沼气与空气以1∶5～14（体积比）混合时，如遇明火会引起爆炸，空气中沼气含量到达一定浓度会具有毒性。因此，沼气是具有很高利用价值，同时，如果系统设计操作不当也有一定危险性的能源。

二、回用方案

关于沼气的利用问题，能源的回收利用是污水处理工程中设置厌氧反应池的初衷，但我公司污水改造后的沼气量有所减少，是否值得投资利用等论证后才能决定，本方案只是沼气利用方案。

我公司污水改造后，全负荷生产时的沼气产量将达到1462m3/d左右，由于产量较小，所以回用方案不建议建设较复杂的系统，建议通过简单而安全的处理后，用于燃油蒸汽锅炉的进水预热。

1、预热锅炉进水的可行性

1）、热值总量

按沼气产量1462m3/d计，总热值33626MJ/d，按锅炉进水平均温升△50℃时计算，可以预热8t/h水。燃烧效率按80%计，可以预热6t/h水。

2）、安全保障

沼气的爆炸极限范围为5%～15%，在储存和使用过程中必须严格遵守安全防火规范。系统各个环节都设有阻火器或安全水封，使用专用的沼气燃烧器，从其他单位使用情况看，只要系统设计、施工得当，操作使用规范，完全有能力避免爆炸事故的发生。

3）、卫生

燃烧系统的卫生要求主要表现在H2S的含量方面，由于我公司废水的硫化物含量很低，本沼气所含H2S大大低于常规沼气的平均水平（450PPm），本方案只用于锅炉进水的预热，必要时可以进行烟气脱硫处理，为了减少沿程压力损失，没有必要脱硫处理。

2、回收使用工艺流程

流程描述：从厌氧反应器来的含水沼气在一级水分离器内将水分及其他杂质分离后，直接进入或经压缩机增压后进入气柜，从气柜出来的干净沼气经水分离后进入预热器燃烧。

各设备进出口或过长管道上均设置阻火器或安全水封，各设备均设计安装有真空安全阀和超压安全阀，整个系统实现安全自动控制。

3、气柜容积

从本沼气回收利用的目的可以看出，用于锅炉水预热时，燃烧基本上是连续的，按60m3/h的沼气产量及1小时的缓冲量计算，气柜的最小容积应为60m3（湿式气柜），考虑到余量，设计气柜容积为100m3，为了保证燃烧头的进气压力，气柜设计成浮顶式湿式气柜，保证余热锅炉燃料气的稳压供应。

4、增压风机的设置

增压风机是否需要设置，关键看系统压降的大小、气柜压力及预热锅炉的使用压力，目前厌氧反应器可耐最大压力为1350mmH2O，如果系统压降加气柜压力不大于1350mmH2O，则沼气可以直接进入气柜，如果设备压降大，管路过长，则需要小功率增压风机。

4、沼气预热锅炉的设置

设置一台燃气量为60m3/h的热水锅炉，具体参数不详。

三、总投资和投资收益

1、总投资

总投资须待完整设计出来后才能决定，但根据有关数据显示，整套装置钢材使用量大概在15吨左右，其他运转设备有各种泵辅、预热锅炉和增压风机，但功率都很小，设备投资不大，气柜、燃气热水炉等产品市场上均有销售，估计总投资不超过30万元。具体投资

还需要设备部有关工程技术人员根据设计情况共同讨论后决定。

2、操作费用

本系统不用专人看管，由有关人员定期巡查即可，所以本系统的费用主要来源于各种泵辅和增压风机的运转费用（如果需要的话）和系统的维护费用，估计运转费用不超过0.10元/m3沼气。

3、投资收益

本系统投资收益包括社会效益和经济效益，系统投入运行后，除污染物减排外，每年可回收沼气482460m3/a，热量总值11096580MJ/a。根据沼气的热值，沼气完全回收后，假设利用率为80%，则相当于378.6t标煤或264.83t柴油，按我公司燃油锅炉的用油价格计算，每年可节省燃油费1191735元。

标煤的热值：7000大卡/kg=29.31MJ/kg

液化气热值：11000大卡/kg=46.05MJ/kg=105MJ/Nm3

柴油的热值：10000大卡/kg=41.9MJ/kg