规模化养殖场沼气工程介绍
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。
规模化养猪场沼气工程应用技术
甲烷（CH4）
54～80 35820 0.72 0.55 -82.5 46.4 5～15
无
标准沼气（CH460%， CO2<40%）
100 21520 1.22 0.94 -25.7～-48.42 59.35～53.93 8.80～24.4 微臭
沼气发酵原料及厌氧微生物
各种有机的生物质，如秸秆、杂草、人畜粪便、垃圾、污水、工业有机废物等都 可以作为生产沼气的原料。
内容
一.沼气技术的发展 二.养殖场沼气工程的应用模式 三.沼气工程的内容 四. 沼气发酵装置 五.综合利用
一、沼气技术的发展
1866年，勃加姆波（Bechamp）首先指出甲烷的形成是一种微生物学的过程。 1896年在英国埃克塞特市，用马粪发酵制取沼气点燃街灯。 1936年，英国首先在泰晤士河畔的废水工厂中应用厌氧消化技术，并将回收的沼气作为
三、大中型沼气工程建设的内容
1、粪污水的收集、饲养种类、饲养工艺、清粪工艺、养殖规模、粪污排 污量等；
2、所选厌氧发酵工艺、发酵池型； 3、储气系统； 4、沼气利用系统，输配气系统、发电系统； 5、沼气净化系统、监测系统； 6、沼渣、沼液综合利用系统，周围土地承受和消纳能力，周围种植结构、
品种、对水肥的需求； 7、固体肥料生产。
沼气是一种良好的气体燃料，燃烧时火焰呈蓝色，最高温度可 达1200℃左右。沼气中因含有二氧化碳等不可燃气体，其抗爆 性能好，辛烷值较高，又是一种良好的动力燃料。
甲烷与沼气的主要理化性质
理化性质
体积百分百（%） 热值（千焦／米３） 密度（克/生 标准状态） 比重（与空气相比） 临界温度（０Ｃ） 临界压力（ｘ105帕） 爆炸范围（与空气混合的体积百分
沼气微生物（产甲烷菌群）广泛存在于自然界里，诸如湖泊和沼泽的底层污泥中， 有机物质经沼气微生物的发酵作用而产生出可燃气体，自水中冒出来。所以，人 们称它为“沼气”。
规模化猪场沼气工程技术应用
厌氧发酵原料宜采用尽可能高SS浓度的畜禽粪水， 尽量减少沼液产量；厌氧消化宜采用中温消化 (35℃左右)，也可采用近中温消化(25～30℃)。
消化器的设计
• 消化器容积大小与沼气发酵原料的物料特性、消
化液浓度和水力滞留期有关。
❖ 沼气发酵是在pＨ中性条件下的厌氧发酵，
pＨ下降沼气发酵就会终止。而pＨ的变化受 发酵液中挥发酸浓度和碱度的影响。
❖ 发酵料掖温度在6.5-7.8之间。
7.选取接种物
❖在确定系统运行温度后，要选择同类工程的活性污
泥作接种物（菌种）。是否是相同的菌种，或富集 菌种的多少，决定系统启动速度的快慢。如不具备 接种同类污泥条件，需要在驯化上下功夫，启动的 时间要长些，速度会慢些。沼气池排出的活性污泥 和污水沟底正在发泡的活性污泥，都可作为选取接 种物的对象。接种量约占发酵容积的1/10∽1／3， 接种量越多，启动速度越快，在此基础上逐渐富集。
• 消化器容积V1与每日处理原料量、消化液浓度、
消化液密度和水力滞留期有关，公式如下：
•
V1
Gf
HRT qy
消化器总容积＝消化器中消化液容积（V1）＋消化器的储气 容积（V2），一般取V2＝（8％～10％）V1，即 ：
V＝V1＋V2
消化器的保温设计
• 采取中、高温运行的大中型沼气工程，消化器内
料液的温度或是35℃，或是54℃。而消化器周围 环境温度却随着四季更替或昼夜交换而变化，为 确保消化器能在恒温条件下运行，必须以当地最 寒冷时刻的气温条件，确定保温层的厚度，对消 化器进行保温设计。
机组型号： 500GF1-1RZ 发动机型号： Z12V190ZLDk-2 额定功率： 500kW 额定转速： 1000r/min 额定电压： 400V 额定功率因数：0.8（滞后） 机油消耗率： ≤1.5g/kWh 外形尺寸： 5040×1970×2690mm 机组总质量： 12500kg 冷却方式： 强制水冷 起动方式： 24V直流电起动
畜禽场沼气工程技术方案
畜禽场沼气工程技术方案一、项目背景随着生活水平的提高和工业化进程的加速，环境污染问题日益严重。
其中，畜禽养殖业排放的废水、废气和废渣对环境造成了严重的污染。
传统的处理方法往往成本高，效果差。
因此，采用沼气工程技术处理畜禽养殖业的废弃物成为了一种广泛应用的解决方法。
沼气工程技术是通过将有机废弃物进行发酵产生沼气，再将沼渣作为有机肥料施用于农田，达到资源化回收利用的目的。
在畜禽场中，沼气可以用作生活用燃气，替代传统的煤气和木柴，大大减少了对森林资源和矿产资源的开发和破坏，降低了碳排放，对环境有利，同时也减少了畜禽养殖业的生产成本。
因此，在畜禽养殖业中推广沼气工程技术具有重要的意义。
二、项目建设内容本项目位于某某地，总投资约为1000万元，项目计划建设一个年产3000立方米的沼气工程项目。
主要建设内容包括：沼气池、发酵罐、废气处理系统、脱硫净化系统、沼气利用设备等。
1. 沼气池：建设一个容积为5000立方米的沼气池，选用优质的玻璃钢材料制作，确保耐腐蚀和密封性。
2. 发酵罐：建设3个发酵罐，每个罐体积为1000立方米，用于进行有机废弃物的混合发酵，产生沼气。
3. 废气处理系统：引入先进的废气处理设备，对沼气发酵产生的废气进行处理，保证经过处理后的废气排放符合国家标准。
4. 脱硫净化系统：采用脱硫净化设备，对沼气中的硫化氢进行去除，提高沼气的质量。
5. 沼气利用设备：建设沼气发电站，利用沼气发电，同时将发电过程中产生的余热用于畜禽场的供暖。
三、项目效益1. 环境效益：沼气工程技术有效处理了畜禽养殖业的有机废弃物，减少了对环境的污染，降低了碳排放，对环境有利。
2. 经济效益：沼气可以用作生活用燃气，替代传统的煤气和木柴，大大减少了对森林资源和矿产资源的开发和破坏，降低了生产成本，提高了畜禽场的经济效益。
3. 社会效益：项目建成后可吸纳就业人数100人，增加了当地的就业机会，提高了畜禽养殖业的现代化水平，对提升当地农业产值有一定积极作用。
大型养猪场沼气工程设计方案
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=X q(α×m0-W0)式中X q=16t m0=18% W0=1- m0=82%配水比a= 11.5若发酵物料干物质含量m p=8% 含水量w p=92%则X=则α==11.5W=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。
万头猪场沼气工程
万头猪场沼气工程引言：一般我们所提到的万头猪场，指的是出栏量在1万头左右的养猪场，其实际存栏量一般在5000-6000头。
万头猪场的粪便及污水的排放量是比较大的，对周边的环境影响也比较严重，因此对于固废的再利用和合理的排放显得尤为重要，一般情况我们都采用建设沼气工程，已达到粪便和污水的合理再利用，并且产生的三沼成了很好的有力资源。
如何建设好沼气工程是我们在此探讨的重点。
1 首先要谈的是万头猪场的牲畜组成和周期情况：1.1 万头猪场牲畜组成和数量如下：1.1.1 妊娠母猪数=周配母猪数×15 周；1.1.2 临产母猪数=周分娩母猪数×单元产栏数；1.1.3 哺乳母猪数=周分娩母猪数×3 周；1.1.4 空怀断奶母猪数=周断奶母猪数+超期未配及妊检空怀母猪数（周断奶母猪数的 1/2）；1.1.5 后备母猪数=（成年母猪数×30%÷12 个月）×4 个月；1.1.6 成年公猪数=周配母猪数×3÷2.5(公猪周使用次数)+1-2头(按3次本交计算)；1.1.7 仔猪数=周分娩胎数×4 周×10 头/胎；1.1.8 保育猪=周断奶数×4 周；1.1.9 中大猪=周保育成活数×16 周；1.1.10 年上市肉猪数=周分娩胎数×52 周×9.1 头/胎(仔猪 7 周龄上市)；1.1.11 配种分娩率 85%，胎均产活仔9.5 头以上，胎均上市9.3 头，成年母猪年淘汰（更新）率30%，成年母猪年产胎数2.20头，年均提供上市仔猪数 20.46 头。
1.2 万头猪场实际存栏情况：1.2.1 妊娠母猪数：360 头；1.2.2 临产母猪数：20头；1.2.3 哺乳母猪数：60头；1.2.4 空怀断奶母猪数：30头；1.2.5 后备母猪数：48头；1.2.6 成年公猪数：30头；1.2.7 后备公猪数：6头；1.2.8 仔猪数：800头；1.2.9 保育猪：760头；1.2.10 中大猪：2949头；合计：5063 头（其中基础母猪为 470 头）在此基础上才可以达到万头猪场的年上市肉猪数1万头以上。
养鸡场沼气工程
二、沼气的资源量和产气量的确定
3、资源量确定 （1）猪粪尿排放量 存栏母猪日排粪量为3.0 kg，排尿量为4.0 kg 存栏商品猪日排粪量为1.5 kg，排尿量为2.0 kg （2）牛粪尿排放量 一头成年奶牛日排粪量为25 kg~30 kg，排尿量为30 kg 一头成年肉牛日排粪量为20 kg，排尿量为25 kg 一头青年牛日排粪量为10 kg，排尿量为10 kg （3）鸡粪排放量 每羽肉鸡日排粪量为： 存栏蛋鸡的日排粪量为： 0.05~0.1 kg/羽· d 0.11 kg/羽· d
有防爆风机把空气输送进外膜与内膜之间
的空间，使外膜保持球体形状并把沼气输 送出去，同时在恶劣天气条件下保护外膜。 贮气柜可抵抗强风、积雪、冰冻等恶 劣天气的影响，在寒冷地区冬季也能安全 运行。
五、工程案例介绍
北京德青源健康养殖生态园 2 MW沼气发电 工程（2007） 1. 鸡粪资源量：212 t/d，TS 30% 2. 工程规模：3,000 m3厌氧罐×4座。 3. 设计沼气产量：700万m3/年（20,000 m3/d） 4. 设计发电量：1,400万kW· h/年（40,000 kW· d） h/ 5. 年产有机肥：沼肥18万吨，供4万亩果园、 饲料地。 6. 年减排温室气体：80,000 t CO2当量。 7. 为张山营镇新农村180户居民提供沼气。 8. 现该项目已并网发电。
75~80 63~80
40~50
55~65 70~90
210~300
270~450 250~450
60
60 60
三、工艺选择
1、 工艺流程
三、工艺选择
2、发酵工艺
（1）厌氧发酵罐 完全混合厌氧反应器 （Continuous Stirred Tank Reactor, CSTR） 高浓度发酵原料：TS 8~12% 有搅拌装置，16转/分钟，每m3装机< 4瓦 发酵原料和微生物完全混合 处理量大，停留时间长，产沼气多 便于启动运行和管理
大型养猪场绿化沼气工程工艺参数设计方案
大型养猪场绿化沼气工程工艺参数设计方案
1.沼气设施规模
根据养猪场的规模和产生的废弃物量，确定沼气设施的容量。
一般推
荐每头猪产生的废物量为0.05-0.1m³/天，根据养猪场的实际情况进行计算。
同时考虑到养猪场未来的发展规划，适当增加一定的冗余量。
2.畜禽粪便处理
养猪场产生的废弃物经过必要的预处理后，可以输送到沼气池发酵产气。
预处理包括废弃物的固液分离，采用机械离心机等设备进行处理。
离
心机的主要参数包括旋转速度、筛板间距等，根据实际情况进行调整。
此外，还需要考虑废弃物的进料速度和含水率等因素。
3.废水处理
养猪场的废水一般含有大量的有机物和悬浮物，需要进行处理后才能
排放。
常见的废水处理方式包括厌氧处理和好氧处理。
厌氧处理主要是通
过厌氧池进行有机物的分解，产生沼气；好氧处理则是将废水加入到好氧
池中进行生化反应，降解有机物。
具体的工艺参数包括池体容量、进水量、回流比等，根据废水的水质和处理要求进行设计。
4.沼渣利用
沼气池中的沼渣经过沉淀和脱水处理后，可以得到沼渣。
沼渣具有一
定的肥料价值，可以用于农田施肥。
根据沼渣的含水率和肥料需求量，可
以确定沼渣的处理方式和利用途径。
综上所述，一个大型养猪场绿化沼气工程的工艺参数设计方案需要综
合考虑养猪场的规模、废物处理、废水处理和沼渣利用等多个因素。
在设
计过程中，需要根据实际情况进行参数的确定，并且保证各个环节的协调运作，以实现沼气工程的高效运行和可持续发展。
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气是作为主产品之一；（本案主要介绍能源生态 型）。
能源环保型沼气工程 畜禽养殖场的畜禽污水处理后达标排放或以回
用为最终目标的处理工艺。 沼气产生量相对有限，是作为副产品产生。
畜禽粪污产气量
目前国内的畜禽养殖场主要分为养牛场、养 猪场和养鸡（鸭）场；其粪污经处理产生大量沼 气，产气量如下表：
5.3.3 搪瓷盖顶USR反应器
5.3.4 单膜盖顶USR反应器
5.3.5 双膜盖顶USR反应器
5.3.6 一体化发酵设备
5.4 沼气净化
生物脱硫器
干式脱硫器
脱水器
5.5 沼气储存
湿式气柜
双膜式沼气储存器
沼气储存二
高压储气柜ห้องสมุดไป่ตู้
5.6 沼渣沼液处理
沼液固液分离
干化场
6.1 工程实例
北郎中种猪场 沼气工程,沼气 供给附近村民 日常使用，沼 液用来浇灌果 树。采用搪瓷 USR发酵罐， 日产600方沼气， 02年建成并投 入使用。
规模化养殖场沼气工程说明
1. 概述
随着经济发展和人民生活水平的提高，全国 各地的畜禽养殖业得到了迅猛的发展，但由于畜 禽养殖场产生的粪污等污染物对环境的不利影响， 使我国面临着经济增长与环境保护的双重压力。 在不以牺牲环境质量为代价的前提下，实现国民 经济的快速增长，改变传统的能源生产方式和消 费方式，利用畜禽粪水开发利用生物质产生清洁 的能源是最好的选择之一。利用厌氧消化技术处 理畜禽养殖废水，制取清洁能源——沼气，在治 理污染的同时变废为宝，减少温室气体的排放量， 从而实现国民经济的可持续性发展。
尿 (kg/d) (kg/a)
饲养周期(d)
10.0 3650 365
猪 2.0 398.0 3.3 656.7 199
羊 鸡鸭
2.6 0.12 0.13
950.0 25.2 27.3
未计 -
-
未计 -
-
365 210 210
5.2.1 预处理系统
通常粪污中含有很多沉砂或浮渣等杂物影响后续的发酵，需要在 发酵前进行清除。
1．适应仓储作业过程的要求，有利于仓储业 务的顺利进行。 （1）单一的物流方向 （2）应尽量减少储存物资在库内的搬运距离， 避免任何迂回运输。 （3）最少的装卸环节 （4）最大程度地利用空间
2．有利于提高仓库的经济效益 (1)货区布局应充分考虑地形、地质条件，因 地制宜 (2)平面布置与竖向布置相适应 (3)货区布局能充分和合理地利用我国目前普 遍使用的门式、桥式起重机等固定设备 3．有利于保证安全生产和文明生产
2. 总则
符合当地总体规划，紧密结合当地实际情况； 积极采用新技术、新工艺、新材料，实行清洁生产； 以减量化、无害化和资源化为目标，促进生态农业建 设； 努力实现投资效益最大化、运行费用最低化和管理操 作简单化； 走环境保护、可持续发展的道路。
3. 大型沼气工程分类
能源生态型沼气工程 畜禽养殖场污水经厌氧消化处理后作为农田水
4.1 工艺流程
4.2 工艺流程二
5. 能源生态型沼气工程
原料收集 预处理系统 沼气发酵系统 沼气净化系统 沼渣沼液处理系统
5.1 原料收集
畜禽粪尿排泄量，因畜种、养殖场性质、饲 养管理工艺、气候、季节等情况的不同，会有很 大差别。
畜禽粪便排泄指数
项目
牛
粪 (kg/d) 20.0 (kg/a) 7300.0
粪草分离机
破碎机
5.2.2 预处理系统二
集水池、沉淀池及调节池等。
5.3.1 沼气发酵系统
集气室 出水渠
进水 配水系统
沼气 挡渣板 出水
固体床 排泥
USR是一种简单而 又低值的反应器，它 能自动形成比HRT较高 的SRT和MRT，未反应 生物固体和微生物靠 自然沉淀滞留于反应 器内，可进入高SS原 料如畜禽粪水和酒清 废液等。
牛粪
TS /% 18~20
oTS /%TS
68~76
产气量
CH4含
m3/t鲜粪 m3/t oTS 量/%
40~50 210~300 60
猪粪 20~25 75~80 55~65 270~450 60
鸡粪 30~32 63~80 70~90 250~450 60
沼气集中供气工程
地处北京密云县两河村，日产沼气1000方，供500户居民日常使用；
6.2 工程实例
乐陵鲁西 牛业沼气发电工 程，日产沼气 3000方，06年建 成并使用
6.3 工程实例
北京上中院 沼气集中供气工 程，日产沼气 500方，供村民 日常使用，采用 鸡粪发酵，07年 建成并使用。
6.4 工程实例
北京双 柳沼气集中 供气工程， 猪粪发酵， 日产350方。 2007年底建 成并投入使 用,全部工程 用时60天。
5.3.2 USR发酵罐运行参数
严格的厌氧环境； 适宜的碳氮比 碳氮比配成25-30：1为佳； 适宜的发酵温度 夏季采用常温发酵，冬季控制温度在30-35℃ ； 适宜的酸碱度 酸碱度在6.5-7.5之间产气量为最佳； 适宜的发酵浓度 适宜的进料干物质浓度控制在4%-10% ； 适当的搅拌 。 容积产气率1.2-1.8m方/方/天