防渗膜建沼液收集池,沼气池发电电力可以自给自足的良性循环。
1.设计框架及工艺流程
设计采取能源生态型模式,要求废水进人厌氧反应器之前应先进行固液分离,同体粪渣出售制作有机肥,污水经厌氧消化处理后不直接排入自然环境,而是作为农作物的有机液体肥料。工程建设的目标是尽可能多生产沼气,养殖场粪污经厌氧消化后,剩余的沼渣、沼液可作为优质有机肥施用于农作物,使粪便得到能源、肥料等多层次的资源化利用,最终达到污水减量化、无害化、资源化利用的目的。这是符合规模养殖场现状的一种有效污染治理模式.
2.模式设计
模式设计选择防渗膜处理加养殖场沼气池收集模式,存栏生猪1200头,按生猪平均体重68kg,每头猪每天排泄大便1.73kg,排泄尿为2.83kg,养殖场全面实施雨污分离与干清粪下艺,日排放污水总量为24t。
3.1 前处理系统
3.1.1 漏缝地板 猪圈采取半漏缝地板按存栏猪每头0.4m2铺设,靠外墙铺设漏缝地板与地面的垂直距离不小于60cm,地面按10%御坡度向外墙倾斜,并用水泥同化抹光,以便人工从外墙清粪。
3.1.2 雨污分离 雨水、生活洗涤用水走明沟,人畜粪污走暗沟,全面实现雨污分离,有效防止猪场污水随着雨水直接排放。
3.1.3 格栅 设置2道同定格栅拦截畜禽废水中较长纤维、毛等杂物,粗格栅栅条间隙为25mm,细格栅栅条间隙为15mm,设置倾角为45°。
3.1.4 沉砂池 沉淀畜禽废水中较大颗粒砂粒,减轻后道下序的污泥量。规格为2mXlm,有效水深为0.8m,前部设一水流挡板达到降低流速、快速沉降悬浮物效果。
3.1.5 酸化滤床 酸化滤床分为上下层,上层为人工滤床,用以过滤粪渣,实现无动力固液分离;下层为酸化调节池,利用粪污中同体物沉降性能好和有机物分解(水解、酸化)快的特点,降低粪污浓度,贮存、调节厌氧发酵处理的水质、水量;上、下层之间用倾斜不小于30°的水泥漏缝板隔开,漏缝板上铺滤网,滤床滤网上的粪渣向行沥干后经卸渣门收集、清扫、运到粪便堆场。利用养殖场地势落差,粪污通过猪圈旁的污水管道向流引人人下滤床,滤床前方设置均匀布水槽,使集中、间歇性进水变成均衡、连续性出水;人下滤床采用3个并联的独立单体,在前方布水槽中安置活动PVC套管,通过拨插套管方式随意控制3个滤床的进水,可以实现同一时间3个滤床分别进行过滤、沥干、清粪、清洗等不同操作;滤床卸渣门高lm,宽6m,底部距地面lm,方便车辆收集干粪或装袋,卸渣门设有活动档板,底部设有料液冋流槽,防止料液外溢。水解酸化池酸化采用半地下式砖混结构,滞留时间为12h,有效储水容积12m3,设计高度为1.8m,有效水深设计1.2m,平面尺寸为4.8mX2.lm,底部保持5%破度,设有污泥排渣管。
3.2 沼气厌氧发酵 采取厌氧发酵下艺为无动力、向流进料、常温发酵、单元组合曲流布料水压式沼气装置,池型选择阏形(即短壁阏柱池墙+球冠拱顶+反拱池底),结构为地下式防渗膜防渗结构。粪便污水经前处理系统后,从进料口进人装置,经过“八”字形档墙曲流布料,经各发酵单位逐级厌氧发酵,使粪污得到无害化和减量化处理,同时产生沼气。
3.2.1 厌氧发酵装置 养殖场每天污水排放量为24t,按发酵液滞留期9d。确定厌氧发酵容积为216m3。在实施过程中,根据地形采取埋地下式,按3个单元底部连通组合,每个单元容积为72m3。按实际经验全年产气率取0.2m3/m3?d,平均日产气量为43.2m3,水压池按停止用气12h的最大产气量计算,设计容积为21.6m3,尺寸为6mX3m,有效高度为1.2m。水压池底部的标高与主池投料液面(即零压液面)在一个水平线上,为池墙体顶部圈梁上部球冠拱顶开始处上方约20cm处。设计参数如表1。
沼气厌氧发酵装置设计参数
3.2.2 压力调节 水压池有效高度设计为1.2m,意味着池内最大下作压力为12kPa。考虑到用气高峰时沼气供应问题,设计了一种简易调节主池内沼气压力,使贮存沼气空间増加的方法。在水压间有效高度向下40cm处増设一个阀门,作为可活动的泄流口,用以调节压力,増加沼气产生量。在夜间停止消耗沼气的前提下,打开活动泄流口,实现主池内压力在8?12kpa间调节,料液冋落,沼气存贮空间増加。然后关闭活动溢流口,重新调整压力平衡。这样的设计灵活、可操作性强,节省了贮存沼气装置的资金投人。
3.2.3 曲流布料墙 在主池内设置“八”字形档墙,使原料进人池内时,由档墙进行布料,形成多路曲流,増加新料扩散面,充分发挥池容负载能力,提高池容产气率。“八”字形档墙相距主池墙体为0.7m,窄边相距0.2m,墙宽0.72m,高1.2m,两墙夹角为130°,结构为单砖砌体。主池最终出口下沿设置塞流墙,沿墙体建设,高度为0.35m,起到塞流同菌作用。
3.2.4 排沼渣装置 经过干清粪下艺进人厌氧消化池的粪污,同形物含量大大减少,沼气发酵较完全,产生沼渣也相对少,利用山地落差,可以在主池外建3mX1.5m,深0.6m的出渣间,池子上方位于主池批顶圈梁处。3个主池各在批顶圈梁下方同定安放一根4m长110mm的PVC管,下端距池底中心最低300mm处,上端伸至拱顶圈梁上方200mm处。PVC管上端再接可活动lm长的PVC竖直管,外面套上直径300mm,lm长的水泥套管,防止出渣时沼渣四溢。出渣时,拨掉竖直PVC内套管,利用水压间的压力将沼渣压出,然后再用管道向流引人出渣间,实现向自动出渣。
3.1 前处理系统
3.1.1 漏缝地板 猪圈采取半漏缝地板按存栏猪每头0.4m2铺设,靠外墙铺设漏缝地板与地面的垂直距离不小于60cm,地面按10%御坡度向外墙倾斜,并用水泥同化抹光,以便人工从外墙清粪。
3.1.2 雨污分离 雨水、生活洗涤用水走明沟,人畜粪污走暗沟,全面实现雨污分离,有效防止猪场污水随着雨水直接排放。
3.1.3 格栅 设置2道同定格栅拦截畜禽废水中较长纤维、毛等杂物,粗格栅栅条间隙为25mm,细格栅栅条间隙为15mm,设置倾角为45°。
3.1.4 沉砂池 沉淀畜禽废水中较大颗粒砂粒,减轻后道下序的污泥量。规格为2mXlm,有效水深为0.8m,前部设一水流挡板达到降低流速、快速沉降悬浮物效果。
3.1.5 酸化滤床 酸化滤床分为上下层,上层为人工滤床,用以过滤粪渣,实现无动力同液分离;下层为酸化调节池,利用粪污中同体物沉降性能好和有机物分解(水解、酸化)快的特点,降低粪污浓度,贮存、调节厌氧发酵处理的水质、水量;上、下层之间用倾斜不小于30°的水泥漏缝板隔开,漏缝板上铺滤网,滤床滤网上的粪渣向行沥干后经卸渣门收集、清扫、运到粪便堆场。利用养殖场地势落差,粪污通过猪圈旁的污水管道向流引人人下滤床,滤床前方设置均匀布水槽,使集中、间歇性进水变成均衡、连续性出水;人下滤床采用3个并联的独立单体,在前方布水槽中安置活动PVC套管,通过拨插套管方式随意控制3个滤床的进水,可以实现同一时间3个滤床分别进行过滤、沥干、清粪、清洗等不同操作;滤床卸渣门高lm,宽6m,底部距地面lm,方便车辆收集干粪或装袋,卸渣门设有活动档板,底部设有料液冋流槽,防止料液外溢。水解酸化池酸化采用半地下式砖混结构,滞留时间为12h,有效储水容积12m3,设计高度为1.8m,有效水深设计1.2m,平面尺寸为4.8mX2.lm,底部保持5%破度,设有污泥排渣管。
3.2 沼气厌氧发酵 采取厌氧发酵下艺为无动力、向流进料、常温发酵、单元组合曲流布料水压式沼气装置,池型选择阏形(即短壁阏柱池墙+球冠拱顶+反拱池底),结构为地下式防渗膜防渗结构。粪便污水经前处理系统后,从进料口进人装置,经过“八”字形档墙曲流布料,经各发酵单位逐级厌氧发酵,使粪污得到无害化和减量化处理,同时产生沼气。
3.2.1 厌氧发酵装置 养殖场每天污水排放量为24t,按发酵液滞留期9d。确定厌氧发酵容积为216m3。在实施过程中,根据地形采取埋地下式,按3个单元底部连通组合,每个单元容积为72m3。按实际经验全年产气率取0.2m3/m3?d,平均日产气量为43.2m3,水压池按停止用气12h的最大产气量计算,设计容积为21.6m3,尺寸为6mX3m,有效高度为1.2m。水压池底部的标高与主池投料液面(即零压液面)在一个水平线上,为池墙体顶部圈梁上部球冠拱顶开始处上方约20cm处。设计参数如表1。
沼气厌氧发酵装置设计参数
3.2.2 压力调节 水压池有效高度设计为1.2m,意味着池内最大下作压力为12kPa。考虑到用气高峰时沼气供应问题,设计了一种简易调节主池内沼气压力,使贮存沼气空间増加的方法。在水压间有效高度向下40cm处増设一个阀门,作为可活动的泄流口,用以调节压力,増加沼气产生量。在夜间停止消耗沼气的前提下,打开活动泄流口,实现主池内压力在8?12kpa间调节,料液冋落,沼气存贮空间増加。然后关闭活动溢流口,重新调整压力平衡。这样的设计灵活、可操作性强,节省了贮存沼气装置的资金投人。
3.2.3 曲流布料墙 在主池内设置“八”字形档墙,使原料进人池内时,由档墙进行布料,形成多路曲流,増加新料扩散面,充分发挥池容负载能力,提高池容产气率。“八”字形档墙相距主池墙体为0.7m,窄边相距0.2m,墙宽0.72m,高1.2m,两墙夹角为130°,结构为单砖砌体。主池最终出口下沿设置塞流墙,沿墙体建设,高度为0.35m,起到塞流同菌作用。
3.2.4 排沼渣装置 经过干清粪下艺进人厌氧消化池的粪污,同形物含量大大减少,沼气发酵较完全,产生沼渣也相对少,利用山地落差,可以在主池外建3mX1.5m,深0.6m的出渣间,池子上方位于主池批顶圈梁处。3个主池各在批顶圈梁下方同定安放一根4m长110mm的PVC管,下端距池底中心最低300mm处,上端伸至拱顶圈梁上方200mm处。PVC管上端再接可活动lm长的PVC竖直管,外面套上直径300mm,lm长的水泥套管,防止出渣时沼渣四溢。出渣时,拨掉竖直PVC内套管,利用水压间的压力将沼渣压出,然后再用管道向流引人出渣间,实现向自动出渣。