养猪场沼气工程工艺计算复习过程
大型养猪场沼气工程设计(上)
目录1 绪论 11.1 课题研究背景 11.2 废水特点及基本参数 12 工艺路线的确定及选择依据 2 2.1 初沉池 22.2 厌氧生物处理 22.3 好氧生物处理 32.3.1 氧化沟法 32.3.2 接触氧化法 42.3.3 生物滤池法 52.3.4 序批式活性污泥法 53 工艺流程及简要说明 74 主要构筑物及设备的选型 8 4.1 格栅 84.2 集水池 104.3 混凝沉淀池 114.3.1 混合阶段 114.3.2 絮凝阶段 114.3.3 沉淀阶段 134.4 水解酸化池 164.4.1 反应池容积 164.4.2 上升流速的核算 16 4.5 厌氧反应器UASB 17 4.5.1 反应机理 174.5.2 工作原理 174.5.3 设计计算 184.6 配水池 264.7 好氧反应器SBR 27 4.7.1 设计参数 274.7.2 设定条件 274.7.3 水质指标 274.7.4 设计计算 274.7.5 注意事项 314.8 高效浅层气浮池 324.9 污泥浓缩 334.9.1 设计说明 334.9.2 容积计算 334.9.3 工艺构造尺寸 334.9.4 排水和排泥 335 总结 34参考文献 35致谢 37附图 381 绪论1.1 课题研究背景近年来，我国工厂化生产的大型猪场发展迅速，而且规模不断扩大，生产规模从几千头发展到几十万头。
但与此同时，由于规模化养猪场往往建在大中城市近郊和城乡结合部，环境法规不健全，认识不足，特别是资金短缺，绝大多数养殖场在建场初期未考虑畜禽粪便处理。
畜禽排放的大量粪尿与养殖场的大量废水，大多未经妥善回收利用与处理、处置即直接排放，对环境造成严重的污染，产生极其不良的影响。
不少养殖场粪便随地堆积，污水任意排放，严重污染了周围环境，也直接影响着养殖场本身的卫生防疫，降低了畜产品的质量。
就解决畜禽养殖污染而言，养殖场粪尿发酵产沼气是一个有着多重作用和价值的技术手段和有效措施[1]。
沼气产量计算
沼气产量计算沼气产量计算一、1，按养殖规模计算，一般估算为：5头猪、1头牛、150只鸡的粪便可产沼气1立方米。
2、按照池容计算。
3、按照池中的干物质计算，如每公斤猪粪(干物质)产气量为0.43立方米/千克。
4、按照去除的污染物计算，如没除去1kgCOD可产生约0.35立方米沼气。
但每种计算方法计算出的结果差别很大。
二、沼气池需进调配成干物质含量（TS）为8%的粪污水料液，根据日粪污干物质产量和水力滞留期（20天），需要沼气池有效容积为800m3。
计算公式如下：沼气池有效容积=（干物质日产量×水力滞留期）/发酵料液浓度=（X×20d）/8% =800m3，（产气量）则粪污干物质量为3.2t/d粪便中干物质在厌氧反应阶段被降解50%，经固液分离后进入沼液约20%，转化为沼渣的干物质为总量的30%，新鲜沼渣含水率为65%。
日产沼渣量：(3.2t/d×30%)÷（1-65%）=2.74t/d；沼液日产量：（3.2t/d÷8%）-3.2t/d×50%-2.74t/d=35.66t/d；部分沼液回流去调节池调节粪水料液浓度，可减少清水用量并提高粪水料液中产沼气细菌的含量，沼液回流量按20t/d计。
因此，每天需要排放的沼液量为：35.66-20＝15.66 t/d；三、沼气的产生分两部分进行计算1、每去除1kgCOD产生0.35立方甲烷，然后由沼气的成分计算一下沼气的量；2、按每去除1kgTS约产生0.5kg沼气。
两者加起来就跟实际的差不多了，毕竟理论跟实际会有一点差距的。
四、首先计算每日粪便干物质量（一般粪便含水率80%左右），考虑干物质量损耗后，产沼率为0.28～0.32 m3/kg 干物质。
养殖场沼气工程设计方案讲解
**养猪场沼气工程初步设计建设地点：**县镇村建设单位：**县**养猪场法人代表：联系电话：目录一、概述3二、设计依据与设计范围42.1、设计依据42.2、设计原则42.3、设计范围5三、基本设计参数及要求53.1、基本设计参数53.2、主要设计参数5四、沼气系统规划设计5五、工艺流程设计65.1、设计原则65.2、工艺流程设计65.3、工艺流程描述7六、各单体设计和主要设备选型7七、总平面设计87.1设计依据87.2总平面布置8八、主要仪器设备选型9九、工程造价概算9十、劳动定员和操作管理1010.1、............................................................................................................................. 劳动定员1010.2、............................................................................................................................. 操作管理1010.3、............................................................................................................................. 劳动保护和安全生产11十一、技术经济指标分析1111.1、占地面积：1111.2、运行费用分析：11十二、效益分析1212.1、经济效益分析1312.2、环境效益分析：1312.3、社会效益分析：13一、概述**县**生态农业开发位于**县****八组，是一独资民营企业，主要从事生态安全猪的养殖和饲料加工，公司注册资本金300万元，总资产400万元，其中固定资产310万元，公司拥有员工18人，其中中级职称2人，大专学历以上员工3人。
畜牧业大中小规模养殖户沼气处理项目技术方案
畜牧业大中小规模养殖户沼气处理项目技术方案目录目录 ............................................................................................................................................ - 2 - 第一章项目概况................................................................................................................................. - 4 -1.1项目规模 (4)1.2项目必要性 (5)1.3工程范围 (6)1.4编制单位 (6)第二章设计依据、原则、思想............................................................................................................. - 9 -2.1设计规范与标准 (9)2.2设计原则 (10)2.3设计思想 (11)2.4设计布局 (11)第三章工艺设计................................................................................................................................ - 13 -3.1工艺设计依据 (13)3.2工艺设计计算 (13)3.2.1 水力滞留时间计算.................................................................................................................. - 13 -3.2.2 进料浓度计算（COD） ......................................................................................................... - 13 -3.2.3 容积有机负荷 ........................................................................................................................ - 14 -3.2.4沼气产气量计算 ..................................................................................................................... - 14 -3.3工艺选择 (15)3.4工艺流程简述 (15)3.5主要工艺设备描述 (18)3.5.1 预处理系统 ............................................................................................................................ - 18 -3.5.2 CSTR厌氧反应系统 ................................................................................................................ - 20 -3.5.3 后处理系统............................................................................................................................ - 23 -3.5.4 沼气净化、贮存、利用及余热系统......................................................................................... - 24 -3.6构筑物及设备清单 (27)第四章效益分析............................................................................................................................... - 28 -4.1社会效益 (28)4.2经济效益 (28)4.2.1运营成本分析.......................................................................................................................... - 28 -4.2.2经济效益评价......................................................................................................................... - 29 -4.2.3静态资金回收期 ..................................................................................................................... - 30 -4.3生态效益 (31)第五章培训 ..................................................................................................................................... - 32 -5.1培训的意义及关键因素 (32)5.1.1 重要性.................................................................................................................................... - 32 -5.1.2关键因素 ................................................................................................................................ - 32 -5.2制定培训计划的结构 (33)5.3利用现代化高科技的培训 (37)5.4外部培训方式 (37)5.5具体培训方案 (38)5.5.1 理论培训（初级培训）........................................................................................................... - 39 -5.5.2 现场培训 ............................................................................................................................... - 39 - 第六章服务与承诺 ............................................................................................................................ - 41 - 附件1 工艺流程图............................................................................................................................. - 43 - 附件2 构筑物及设备清单 ................................................................................................................ - 43 -第一章项目概况1.1项目规模根据养殖规模的实际情况分二类：一：小规模养殖户沼气处理项目养殖规模：按日存栏数300头猪计设计参数：均按成年育成猪算，第头猪每天产粪3.5kg，产尿5kg产生粪污：Q1=(3.5kg粪/天.头猪+5kg尿/天.头猪)* 300头=4250 kg粪污/天=4.25m3/天猪舍冲洗：Q2=5m3/天（含场区生活污水及粪污混合物）日处理量：Q d=Q1+Q2=9.25m3/天设计思想：中国的北方地区地处北纬42o至53o53’之间，紧靠西伯利亚冷空气源地，是中国最冷的自然区，冬季温度太低，沼气产量不高，所以控制沼气池内部温度是一个关键的技术。
以猪粪为原料的沼气发酵工程
课程设计
题目：以猪粪为原料的沼气发酵工程
班级：13级农业建筑环境与能源工程
学号：**********
******
成绩：
日期：
以猪粪
1、工艺流程
2、工艺设计参数
猪粪量与产气潜力。村庄养猪场圈养猪2000头，按平均每头排粪5KG，TS=25%，猪粪收集率80%；每天收集湿粪量为2000头*5KG/（头·d）*80%=8000KG
分离草、沉沙、调浆沼气池发生装置
贮存沼气
计量调节、冬季加温
脱硫化氢、输送料液
0.4
12.90
3.60
3.60
1.80
输气管
输送沼气
4.53
0.9
附设装置
8.32
17.7
二沉池
蓄粪池
过滤池
污泥脱水
沉淀污泥
蓄集发酵液、供肥
进一步净化流出液
取泥饼，用作饲料
1.10
1.90
0.90
4.55
电气控制
控制流量、温度等
TS量为8000KG*25%=2000KG
猪粪的原料产气率按0.3m3/（KG·TS）计，每天可产沼气360m3。
厌氧塔设计参数：
150m3厌氧塔两座，总体积300m3。
日进料量20m3，HRT=153/（m3*d）。
TS去除率50%，COD去除率80%。
0.90
0.01
设计服务窗
设计、调试服务等
2.50
5.0
4、运转参数与效果
（1）发酵条件。发酵温度平均23.。c(20~28.。c)，日进料量12m3，HRT=25d。
（2）运转效果：进料TS4.2%，COD37000mg/l;出料COD6400mg/l,去除率82.8%，VFA118mg/l。
《沼气工程设计与施工》复习提纲
第一章1、沼气的产生沼气是多种有机质在一定温度、湿度、酸碱度及厌氧条件下，经微生物分解代谢所产生的一种可燃性混合气体。
沼气的产生过程称为沼气发酵，国际上统称厌氧消化。
地球上每年由光合作用生成4×1011吨有机物，其中约5%以不同形式在厌氧条件下被微生物分解生成沼气。
2、沼气的主要成分沼气是一种混合气体，除主要成分甲烷（CH4）外，还含有二氧化碳（CO2）、硫化氢（H2S）、氢气（H2）、一氧化碳（CO）等气体，其中甲烷含量为55%～70%，二氧化碳含量为25%～40%，其他含量较低。
甲烷（CH4），最简单的有机化合物，厌氧消化的最终产物，可燃，无色、无味，极难溶于水，性质较稳定，是沼气、天然气、煤气的主要成分之一。
3、沼气的特性沼气热值：20000~22000kJ/m3，约沼气热值：5000大卡；煤气热值：15000kJ/m3，3580大卡；天然气：37000~39000kJ/m3，9300大卡；液化石油气：50000kJ/m3，11900大卡；4、沼气工程的概念：最初是指以粪便、秸秆等农业废弃物为原料，以沼气生产为目标的系统工程。
单纯追求能源生产。
目前已拓展为以各种有机废弃物厌氧发酵为手段，以追求能源为目标，最终实现沼气、沼液、沼渣的综合利用。
5、请通过文献查阅，了解沼气工程在我国的发展历史、现状及存在问题；第二章1、原料有机物含量和沼气产量评价指标（1）总固体（TS）又称干物质浓度，指将一定量的原料放置在100~105℃烘箱内，烘干至恒重，烘干物质占总重的百分比。
单位：%（2）悬浮固体含量（SS）是指水中不能通过过滤器的固体物。
测定方法：定量滤纸过滤水样，将滤渣于100~105℃烘干称重得出。
单位：g/L或mg/L（3）挥发性固体（VS）和挥发性悬浮固体（VSS）将测过TS和SS的残留物进一步放于马弗炉中，于550±50 ℃灼烧至恒重，挥发部分占原烘干物的质量百分比。
单位：%（4）总有机碳（TOC）样品中有机碳（物质）的含量，CH4的物质来源。
万头养猪场大型沼气工程设
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图1 工艺流程设计图
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RH
RH
GAS
GAS
四、工艺参数设计
1、预处理阶段设计
（1）预处理阶段工艺流程
冲洗水 格栅
集水池
除渣池
均浆池
计量增温池
热回 热给 发酵罐
2、干物质量计算
2、产量估算表
表2 产量估算表
参数及产量 TS量（t/d） 进料流量（m3/d） 配水量（m3/d） 沼液回流比 年产沼渣量（t/y） 年产沼液量（m3/y） 沼气产量（m3/y） 计算值 4t/d 40m3/d 20m3/d 25% 511t/y 11169m3/y 365000m3/y 设计取值 4t/d 40m3/d 20m3/d 25% 511t/y 11000m3/y 365000m3/y
万头养猪场大型沼气工程设
——以安徽省兴安农牧科技发展有限公司为例 以安徽省兴安农牧科技发展有限公司为例
姓 名：刘 雨 露 专 业：环境科学 指导教师：肖 新
沼气池计算方法
根据养殖规模计算沼气池容积：对于中小型养殖场和较大规模的庭院养殖户，沼气池容积应根据发酵原料的数量、一定温度下发酵原料在池内停留的时间和投料浓度计算，其计算公式如下：
V＝（G•Ts•HRT）/（r•m）
式中：G—每天可供发酵的原料湿重（千克）；
Ts—原料中干物质含量的百分比（%）；
HRT—原料在池中的滞留天数（水力滞留期）；
r—发酵原料浓度换算成的容重（千克/立方米），r＝原料浓度×发酵液容重，发酵液容重一般取水的容重，即1000
千克/立方米；
m—池内装料有效容积（%）。
例题：一养猪场，养猪250头，每天可产鲜猪粪1000千克，其干物质含量为20%，发酵原料容重为6%×1000千克/立方米，在35℃条件下发酵滞留期为15天，要求池内只装料85%，求需建多大的沼气池？
解：V＝（G•Ts•HRT）/（r•m）
＝（1000×0.2×15）/（60×0.85）
＝58.82 （立方米）
经过计算，修建60方米的沼气池，即可满足要求。
（3）根据生产用能计算沼气池：如果规划利用沼气池所产
生的沼气，开动发动机可利用下列公式计算池容：
V＝（t•u•Ne） /（a•Vo）
式中：V—沼气池净空容积（立方米）；
t—加工机器工作时间（小时）；
u—发动机耗气量（立方米/千瓦•时）；
Ne—发动机功率（千瓦）
a—沼气池池容产气率，〔立方米/（立方米•天）〕Vo—装料容积（%）。
大型养猪场沼气工程设计设计
大型养猪场沼气工程设计设计目录1 绪论 (1)1.1 课题研究背景 (1)1.2 废水特点及基本参数 (1)2 工艺路线的确定及选择依据 (2)2.1 初沉池 (2)2.2 厌氧生物处理 (2)2.3 好氧生物处理 (3)2.3.1 氧化沟法 (3)2.3.2 接触氧化法 (4)2.3.3 生物滤池法 (5)2.3.4 序批式活性污泥法 (5)3 工艺流程及简要说明 (7)4 主要构筑物及设备的选型 (8)4.1 格栅 (8)4.2 集水池 (10)4.3 混凝沉淀池 (11)4.3.1 混合阶段 (11)4.3.2 絮凝阶段 (11)4.3.3 沉淀阶段 (13)4.4 水解酸化池 (16)4.4.1 反应池容积 (16)4.4.2 上升流速的核算 (16)4.5 厌氧反应器UASB (17)4.5.1 反应机理 (17)4.5.2 工作原理 (17)4.5.3 设计计算 (18)4.6 配水池 (26)4.7 好氧反应器SBR (27)4.7.1 设计参数 (27)4.7.2 设定条件 (27)4.7.3 水质指标 (27)4.7.4 设计计算 (27)4.7.5 注意事项 (31)4.8 高效浅层气浮池 (32)4.9 污泥浓缩 (33)4.9.1 设计说明 (33)4.9.2 容积计算 (33)4.9.3 工艺构造尺寸 (33)4.9.4 排水和排泥 (33)5 总结 (34)参考文献 (35)致谢 (37)附图 (38)1 绪论1.1 课题研究背景近年来，我国工厂化生产的大型猪场发展迅速，而且规模不断扩大，生产规模从几千头发展到几十万头。
但与此同时，由于规模化养猪场往往建在大中城市近郊和城乡结合部，环境法规不健全，认识不足，特别是资金短缺，绝大多数养殖场在建场初期未考虑畜禽粪便处理。
畜禽排放的大量粪尿与养殖场的大量废水，大多未经妥善回收利用与处理、处置即直接排放，对环境造成严重的污染，产生极其不良的影响。
养猪场沼气工程初步设计说明书
养猪场沼气工程初步设计说明书目录总论 (3)一、项目概述 (3)二、设计项目意义 (3)三、设计原则 (3)四、设计依据 (3)沼气工程技术 (4)一、处理工艺选择 (4)1.预处理工艺选择 (4)2.厌氧消化处理工艺选择 (4)3.工艺流程 (6)4.贮气柜 (7)5.沼净化输送 (7)二、沼气产量计算 (7)1.发酵原料 (7)2.物料总量和补充原料计算 (7)3.沼气产量计算 (8)4.发电量 (8)5. 沼气制备工程中各设备、建筑一览表 (8)三、沼肥产量估算和利用 (8)1.干物质减量化计算 (8)2.沼肥产量的估量 (8)3.沼液沼渣的利用 (9)四、增温与保温系统 (9)1.增温系统设计 (9)2.保温系统设计 (9)五、给排水 (10)1.给水 (10)2.排水 (10)负荷计算 (10)主要设备和建筑 (10)一、沼气制备工程中的主要设备一览表 (10)二、沼气制备工程中的主要建筑一览表 (11)沼气工作人员编制 (11)参考文献 (11)养猪场沼气工程初步设计说明书总论一、项目概述对某养猪场的粪便和污水利用沼气工程进行综合处理，以达到能源的充分利用和环境保护的目的。
该规模化的养猪场位于浙江省南部某市郊区内，主要经营种猪、商品育肥猪。
该养殖场占地200亩，养殖场周围有较大规模的农田、果园、蔬菜地或鱼塘，年出栏种猪、商品育肥猪5000头，每天产生粪便约9.0t，产生废水约25t。
二、设计项目的意义畜禽粪便是一种有价值的资源。
畜禽粪便中含有高浓度的生物质资源，经厌氧发酵后可以产生优质清洁的能源—沼气。
沼气既可用于发电、锅炉、民用燃气等，可节省大量能源；同时沼气发酵的残余物，也称肥沼，含有丰富的营养，特别是含有多种水溶性养分，是一种速效性的优质肥料。
另外，一般通过带有前处理的沼气处理系统，COD、BOD和TS的去除率可达到85%，再经好养和物化处理，污染物去除率可达95%以上，达到污水排放标准【1】。
种猪养殖场沼气工程工艺流程
艺， 生产 固体颗粒有 机肥料 。反应器采用半地下式建筑 结构 ， 以利于保温 。 前处理 系统 和反 应器地上 部分采用高效 目光温室 保温增温 ， 冬季和春秋低 温时段 ， 在 通过气煤混 烧炉对 发酵物料升温 ， 以维持２ ℃左右的近 中温发酵温度 。 ８
３ 后 处理 工 艺 、 从 反 应 器 溢 流 的 上 清 液 流 进 沉 淀 池 ， 淀 污 泥 通 过 沉 污 泥 泵 泵 回 反 应 器 ， 淀 后 的 上 清 液 作 为 果 园 、 地 和 沉 菜 草地的液体肥料 ， 用于 农 田 。沼 渣 用 于 生 产 有 机 颗 粒 复 混肥料。 ４ 沼气利 用工艺 、 由消化器产生的沼气 ， 大部分用于养殖场职工生活
基本风压 设 计 基 准 期 ０ ３ ＫＮ ｍ ．５ ／ ５ 年 Ｏ
２７ ・
・
养殖业 ・
种 搪 养 殖 场 沼 专 工 程 艺 流 ． 工 厶 ， － 程 Ｊ １ ．
穆 伟航 王新慧
７０ ６ ） １ ０ ８ （ 西省 农业 工程勘 察设 计 院 陕
工艺流程 以沼 气为纽 带的 能源 生态 工程建 设是 随着 集约 化养 殖 业和集约化种植业 的发展而发展的 ， 具有显著 的经济 、 生
用能和饲料加工及畜禽繁殖供 暖生产用能 ， 少部分沼气 用于与煤混 烧 ， 获得蒸 汽用于料液升温 ， 以维持２ ℃左 ８ 右 的发 酵温 度 。 ５ 复合有机肥生产系统 本项 目采取的活性有机肥生产设备与技术 ， 直接利 用从猪舍清理的鲜猪粪 以及沼渣 为主要原料 ， 用上述 采 技术， 对猪粪进 行发酵 、 颗粒化制肥 。发酵周期为２ ～ ４ ２ 天 。经过 高温 好氧发酵 ， ８ 猪粪成为性状 良好 的腐植颗 粒 。然后 根 据不 同 农肥 的Ｎ Ｐ、 Ｋ等含 量标 准添 加原 料， 通过粉碎 、 拌后 进入造粒装置 ， 搅 成型后经干燥 、 筛 分 成 为成 品 包装 后 入 库 或 出 售 。 采用活性有机肥生产设备 与技术 ， 将其首先生成活 性有机肥 ， 后经过 养料调配 、 然 造粒等工序 ， 最终 生成商 品复合有机肥 ， 提高其附加值 。 二 、 艺 参 数 工 根据 该种猪场 每天可收集 的原料 量和所处地理位 置， 结合 国内外 已有大 型沼气 工程实践 ， 工程拟选定 本 近 中温 发 酵 工 艺 ， 要工 艺 设 计 参 数 为 ： 主 发 酵温 度 ２ ～３ ℃ ５ ０ 水 力滞 留期 １ 天 Ｏ 设 计压 力 ２ ０ ｍＨ２ ５ｒ ａ Ｏ 容积产气 率 ０ ５ ．ｍ ｍ ・ ． ～Ｏ ８ ／ 天 Ｔ 去除率 ｓ ６ ％ ０ Ｃ ＯＤ去除率 ８ ％以上 ５ 地 下 构 筑 物 顶 均 布 活 荷 载标 准 值 ２ ５ ．ＫＮ／ ｍ 地上构筑物顶均布活荷载标准值 ０ ７ ．ＫＮ／ ｍ
沼气产量计算
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5000头，猪场总存栏量为53540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640.2～960.4 m3/d。
日产粪便量为200.4/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30.68 t/d进行设计。
表2-1 猪粪干物质量计算表猪粪产量（t/d）（含水率78%） 1.13猪粪产量（t/d）（含水率80%） 1.03猪粪产量（t/d）（含水率82%） 0.92猪粪产量（t/d）（含水率84%） 0.82猪粪产量（t/d）（含水率86%） 0.72猪粪产量（t/d）（含水率88%） 0.62干物质量（t/d） 9.2含固率10%粪污总量（t/d） 922.1.2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51t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41m3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51t鲜猪粪中），过筛后污水进入储肥池，进行厌氧处理储存。
物料总量和水量分配计算见表2-2。
表2-2 补充水量计算表季节粪便筛渣量（t/d）污水总量（m3/d）高浓度物料量（t/d）含固率高浓度污水量（t/d）低浓度污水量（m3/d）夏季51 964 9110% 41 923冬季51 642 9110% 41 6012.1.3沼气产量计算考虑2%的干物质损耗率，每天投TS 9002kg，产沼率为0.38～0.52 m3/kg TS，取值0.50 m3/kg TS，可产沼气4501m3。
表2-3 日沼气产量计算表干物质量(kg/d) 9200干物质损耗率 2%干物质投产量(kg/d) 9020产沼率(m3/kg) 0.50产沼量(m3/d) 4501污水量（m3/d） 412.2 沼肥产量估算2.2.1干物质减量化计算全天输入干物质量为9020kg。
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养猪场沼气工程工艺
计算
养猪场沼气工程工艺计算
一、物料衡算计算
1.发酵原料
一般一头猪日排粪便2kg , 猪粪便含固率为20%,排尿量3kg 【1】，该养猪场年出栏量5000头。
粪便量=2x5000=10000kg/d =10t/d
粪便固体量TS=10t/d×0.2=2t/d
排尿量=3000×5 =15000kg/d=15t/d
2.沼气产量计算
考虑5%的干物质损耗率，每天投粪便固体量TS为2000kg，产沼率
为0.28～0.32 m3/kgTS，取值0.30 m3/kg TS，则可产沼气为：
沼气量=2000x(1-0.05)x0.3=570 m3/d
日沼气产量计算表
3.沼肥产量估算和利用
①干物质减量化计算
全天输入干物质量为2000kg，厌氧阶段消耗量为 TS 的65%为1300kg，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700kg，其中205kg，由厌氧反应器底部作为沼渣排出，进入沼渣储存池；495kg与厌氧反应器上部出水一并排出。
干物质减量化计算表
②沼肥产量的估算
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0.205t/d，按93%含水率计算，则：
沼渣产量=0.205/0.07=2.93t/d
沼液干物质含量为0.495/d，按97%含水率计算，则
沼液产量=0.495/0.03=16.5t/d
沼肥产量计算表
二、热量平衡计算
1.沼气日产热值
沼气的热值常在5000～6000kcal/m3【2】,取值5500kcal/m3，已知沼气日产量为570 m3/d，则
沼气日产热值=5700x5500=3135000kcal
2.沼气锅炉的日耗热量
沼气锅炉主要用于厌氧罐冬季加温和为场内生产与生活供热或蒸汽。
沼气锅炉的热效率较高，一般在90%以上转化为热水或蒸汽加以利用。
一般每天用100 m3/d用于沼气锅炉，则
沼气锅炉的日耗热量=100x5500=550000kcal
三、水平衡计算
本设计中采用高浓度反应器设计，养殖场产生的10t/d鲜猪粪全部投放到高浓度反应器，并调配成6％干物质浓度，则可配成沼气原料34t，需要配浆水24t，此部分水取自养殖场畜禽尿液和污水。
已知养殖场畜禽尿液有10t，则
补水量=24t/d-10t/d=14t/d
四、电衡算计算
1.设备电力消耗
本沼气工程用电设备一览表【3】
整个沼气工程用电设备总共有9台，每天用电量为130.5kW.h。
计算如下：
设备用电量=6+48+48+16.5+12=130.5kW.h
2.发电量
570m3沼气全部用于发电，按照国产发电机组每立方沼气发电量1.7kWh计算，则每日最大可产生电能约969Kw.h。
日发电量=570x1.7=969 Kw.h
五、全厂工艺流程物料平衡图
参考文献
1.徐南孙，贾仁安，王禾丘能源系统生态工程研究【M】南昌：江西科学技术出版社，1998.
2.樊京春，赵勇强，秦世平中国畜禽养殖场与轻工业沼气技术指南北京：化学工业出版社，2009.1
3.王仲颖，高虎，秦世平中国工业化规模沼气开发战略北京：化学工业出版社，2009.1。