保育舍設(shè)計圖

養(yǎng)豬生產(chǎn)者對豬只各個生長階段的飲水需求通常都不甚了解。加強飲水供應(yīng)對預(yù)防和治療膀胱炎和腎盂腎炎都具有重要作用1。不僅如此，加強泌乳母豬的飲水供應(yīng)之后，仔豬24日齡斷奶體重還可增加1kg，且母豬斷奶至配種的間隔可縮短一天，從原來的第6天提前到第5天（數(shù)據(jù)尚未發(fā)表）。為了總結(jié)豬場供水系統(tǒng)中的問題，開展了一項生產(chǎn)研究。材料和方法研究原理

對豬場中不同的供水系統(tǒng)進行了觀測記錄。目的是為了找出導(dǎo)致飲水供應(yīng)中斷或不足的問題。調(diào)查活動是在例行豬群健康檢查或特定疾病、異常檢查的過程當(dāng)中順便進行的。豬場生產(chǎn)者從來未曾要求特別針對供水系統(tǒng)進行過調(diào)查。由于是在其它調(diào)查的過程中順便進行，所以無法獲得豬場中所有飲水器的數(shù)據(jù)。但已有數(shù)據(jù)的比較分析可說明一些問題，并建立進一步研究的基礎(chǔ)。

供水系統(tǒng)

本研究中遇到的供水系統(tǒng)可劃分為六個部分：水源、過濾系統(tǒng)、豬場的貯水系統(tǒng)、圈舍附近的配水系統(tǒng)、飲水設(shè)施，以及周圍環(huán)境。

問題的防范

按發(fā)生頻率把供水系統(tǒng)的問題分成三類：1少見：發(fā)生過的豬場少于5家2不常見：發(fā)生過的豬場多于5家，少于20家3常見：發(fā)生過的豬場多于20家用來測試供水系統(tǒng)的設(shè)備：

跑表、量筒和漏斗、用來拆卸飲水器的扳手、改錐、鉗子和小刀、水壓計、卷尺、經(jīng)過消毒的400ml瓶子，以及收集水樣送檢時帶的手套。

表1

豬場位置及其索引符號位置索引符號調(diào)查的豬舍棟數(shù)種豬群規(guī)模生產(chǎn)系統(tǒng)北美北卡羅萊納NC35500－3500集約化，自繁自養(yǎng)，多場式。密西根Mg3300－650集約化，自繁自養(yǎng)。舍外分娩至斷奶。安大略Ca5500－1000集約化，自繁自養(yǎng)歐洲英國東北部NE12820－600集約化，自繁自養(yǎng)英國西北部NW306－1000集約化，自繁自養(yǎng)。舍內(nèi)群養(yǎng)英國中部Mid5100－250集約化，自繁自養(yǎng)英國西南部SW10150－950集約化，自繁自養(yǎng)英國英格蘭An7150－1000集約化，自繁自養(yǎng)。舍外分娩至斷奶西班牙Sp5300－750東南亞泰國Ta21000集約化，自繁自養(yǎng)馬來西亞Ma1750集約化，自繁自養(yǎng)非洲肯尼亞Ky5200－400集約化，自繁自養(yǎng)。舍外分娩至斷奶

飲水測試所依據(jù)的標準：水質(zhì)：水質(zhì)測試根據(jù)加拿大畜牧水質(zhì)測試準則進行2。在豬場環(huán)境中，水質(zhì)必須清澈透明、無嗅無異味。飲水器數(shù)量：至少每10頭豬配備一個有效的乳頭飲水器或鴨嘴飲水器3，并觀察豬只的相關(guān)行為。高度：飲水器高度以制造商說明或《中西部服務(wù)規(guī)劃》當(dāng)中的推薦標準為準4，并觀察豬只的相關(guān)行為。流速：對飲水器流速的評估很大程度上根據(jù)私人的建議或經(jīng)驗進行（表2），并觀察豬只的相關(guān)行為。。表2.關(guān)于水流速的私人建議豬只類型升/分哺乳仔豬0.3斷奶仔豬0.730kg生長豬170kg肥育豬1.5成年豬1.5-2泌乳母豬-乳頭飲水器1.5-2料槽上的鼻壓式飲水器最低2.5

飲水器的位置：飲水器的位置必須方便豬只飲用。每個飲水器與障礙物或其它飲水器之間至少應(yīng)留出一頭豬體長的距離。

飲水時間：任何豬（泌乳母豬除外）如果每天花10分鐘以上時間喝水，我們就認為飲水流速不能滿足需要。

豬場人員對飲水供應(yīng)的觀點：我們對57位工作人員進行了提問：“為了發(fā)現(xiàn)供水系統(tǒng)的問題，您每天都進行哪些檢查？”結(jié)果水源問題問題發(fā)生頻率實例/備注供水主干線污染少見有五家豬場反應(yīng)水質(zhì)有問題，有三家反映硝酸鹽含量過高。然而，后來在水質(zhì)化驗中這些問題都沒有得到證實。水井/場外貯水設(shè)施污染少見三例水井距離未加隔層的瀉糞池不足20米。豬場生產(chǎn)兩年之后，水中開始有糞味，生產(chǎn)性能開始表現(xiàn)得不理想，生長緩慢，上市日齡增加。調(diào)查顯示，在9個月當(dāng)中，平均日耗料一直在持續(xù)下降。細菌污染：有兩個豬場生產(chǎn)性能長期下降，其水中發(fā)現(xiàn)了大腸桿菌。有兩個豬場因為水管系統(tǒng)和飲水器當(dāng)中沉積鐵銹，有鐵細菌積累。由于水管和飲水器堵塞，霉菌得以滋生。泥沙沉積沙質(zhì)土壤地區(qū)常見水中富含泥沙，堵塞供水系統(tǒng)。這種情況下需要安裝過濾器來濾去泥沙。咸水自流井只有4家豬場發(fā)現(xiàn)。水中含鹽（NaCl）過高，不適于人、畜飲用。如果給豬飲用，則存在適口性問題，且增加食鹽中毒的機會。然而，這種水可用來沖洗豬舍或廁所。過濾器問題問題出現(xiàn)頻率實例/備注泥沙沉積不常見由于維護不良，或井水泥沙過多，造成過濾系統(tǒng)中泥沙沉積、阻塞。豬場人員常會對此習(xí)以為常，不予理睬。于是出現(xiàn)水壓、流速很不穩(wěn)定。不用過濾器少見常因維護不良造成。過濾器總是堵塞，因此豬場的人把過濾器卸掉。但這樣一來，飲水器就會經(jīng)常堵塞，造成豬群的飲水問題。場區(qū)配水問題問題發(fā)生頻率實例/備注水壓不足常見由于主干線或水井的水壓不夠，無法灌滿水箱。尤其在用水高峰時段容易出現(xiàn)這種情況，比如：沖洗豬舍的時候。另外，鄉(xiāng)村的供水線由于延伸過遠，也容易出現(xiàn)這種情況。水壓波動無相關(guān)信息*一天當(dāng)中水壓大幅波動，最低90Kpa，最高400Kpa，多由與當(dāng)?shù)赜盟枨蟮牟▌釉斐?。水壓波動造成飲水器水流速度也隨之波動。

*只測了一個豬場，數(shù)據(jù)不足。缺水少見在我們調(diào)查過的豬場當(dāng)中，有四家發(fā)現(xiàn)了主干線故障造成缺水的情況。其中有一家豬場斷水達3天之久。200多頭斷奶仔豬表現(xiàn)出了食鹽中毒的癥狀。水箱問題問題發(fā)生頻率實例/備注水箱蓋封閉不嚴常見病原微生物容易經(jīng)墊料上的塵埃和昆蟲污染飲水。光線也會促進藻類的滋生。這些都會促進疾病的擴散（例如，經(jīng)嚙齒動物傳播的鉤端螺旋體），而且海藻和墊料也會堵塞管線。無水箱蓋常見病原微生物容易經(jīng)墊料上的塵埃和昆蟲污染飲水。光線也會促進藻類的滋生。這些都會促進疾病的擴散（例如，經(jīng)嚙齒動物傳播的鉤端螺旋體），而且海藻和墊料也會堵塞管線。遭污染常見即使在蓋子封閉良好的水箱中，也有一例當(dāng)中發(fā)現(xiàn)了死老鼠。有77例水箱中生長了過多的霉菌，內(nèi)壁粘滑。球形閥里粘有抗生素少見有球形閥的閥球上粘有綠色粘滯的金霉素，這種情況發(fā)現(xiàn)了四例?？股赜锌赡軙撀涞斤嬎?dāng)中，臨近屠宰的豬只飲入后會造成藥殘超標。導(dǎo)致問題的原因是用藥前沒有預(yù)先把抗生素溶解。球形閥問題少見兩例舍外飼養(yǎng)的豬場中發(fā)現(xiàn)舍外給料槽供水的水箱中的球形閥被水槽中回流的泥漿阻塞、封閉。球形閥被水箱壁卡住，成半關(guān)閉狀態(tài)。球形閥換過，尺寸過大，不合適。球形閥綁死不常見發(fā)現(xiàn)了七例，其中一例為有意見的員工惡意破壞，其它六例為用藥之后意外忘記所致。所有這七例都造成了豬只的食鹽中毒癥狀。水箱容量不夠常見就這一點本身來說不成問題，但在下列情況下就會成問題：飲水給藥時，如果水箱過小，可能就不得不投很多次，可能達到每天15次之多。主干線水壓過低，水箱喝干之后續(xù)水的速度供不上豬只飲用。水箱安置不當(dāng)常見水箱供水線路過長。調(diào)查中遇到的最長的距離是100m，由一個80升的水箱來供水。這種情況下，應(yīng)采用多個水箱，或?qū)⑺浒仓迷谥行奈恢茫蛩闹茌椛涔┧?。水箱高度不常見配水系統(tǒng)中的水壓是由水箱高度決定的。有些豬場當(dāng)中，水箱的高度不夠，不能滿足配水系統(tǒng)的水壓要求。配水問題問題發(fā)生頻率實例管線內(nèi)徑變小常見內(nèi)徑變小會影響飲水器水流速度。造成此問題的原因主要有：礦物質(zhì)沉積，例如，碳酸鈣就會在維護不良的金屬管內(nèi)部沉積，使管徑變小。阿卡辛（一種塑料的商品名）管道則不易出現(xiàn)這種問題。在美國的北卡羅萊納州，鐵細菌是一個常見的問題，造成管線堵塞，內(nèi)徑變小。水中添加含糖的制劑常會刺激藻類的生長，如：殺菌劑、甜水劑等。安置不當(dāng)常見配線過長，水壓減弱。參見“水箱問題”直徑不夠常見大多數(shù)豬場的豬舍配水系統(tǒng)都采用13mm水管，而22mm的水管更合適一些。定時給水常見對于素質(zhì)良好的工作人員來說，定時給水沒有問題。然而，很多情況下豬只的飲水需要得不到滿足。常常是供水的時候水流超過了豬的需要，而供水之后長達若干小時的時間里豬喝不上水。有豬場老板抱怨說，員工有時會忘記打開供水開關(guān)，尤其是在周末。有意地限制供水不常見傳統(tǒng)的豬場管理當(dāng)中，對剛斷奶的母豬常限制飲水，以降低乳房炎的發(fā)病。在現(xiàn)代的生產(chǎn)系統(tǒng)中這種措施已很少應(yīng)用。連接飲水器的水管旋轉(zhuǎn)常見飲水器裝在圍欄處，伸向欄內(nèi)。當(dāng)配水管延軸向旋轉(zhuǎn)時，飲水器會被轉(zhuǎn)到欄桿當(dāng)中，造成豬只飲水非常困難。水太熱不常見熱帶地區(qū)貯水設(shè)施不良，供給豬只的飲水溫度超過30℃。凍冰常見水管安置不合理，絕熱性能不好。如采用舍外飼養(yǎng)系統(tǒng)，則應(yīng)準備備用的飲水器具，如果配水管結(jié)冰，就用這些飲水器具給豬只喂水。飲水設(shè)備的普遍故障問題發(fā)生頻率實例/備注水流速度不夠常見常伴隨下列情況發(fā)生：飲水器中有物質(zhì)沉積，如：鐵銹、沉淀物、麥秸等。飲水器選擇不當(dāng)，例如：低壓系統(tǒng)配備高壓飲水器。水流調(diào)節(jié)設(shè)置不對，可能由于水流調(diào)節(jié)器選擇不當(dāng)或維護不良造成。忽視水流速度問題。流向飲水器的水流速度不夠。飲水器過高常見造成飲水障礙，尤其是矮小豬只，觸動飲水器有困難，造成水的浪費。為了解決問題，有的豬場墊上了水泥臺，又導(dǎo)致豬只腿部受傷。飲水器過低常見造成豬只飲水困難，浪費增加，飲水時間延長。角度不對常見造成豬只飲水困難，浪費增加，飲水時間延長。還會造成飲水器過渡磨損，使用壽命縮短。長期飲用角度不良的飲水器之后，豬只會表現(xiàn)出面部變形，類似于萎縮性鼻炎的癥狀飲水器數(shù)量不夠常見尤其常見于乳頭飲水器和鴨嘴式飲水器。大家普遍沒有按照英國農(nóng)林漁業(yè)部（MAFF）3推薦的每10頭豬一個飲水器的標準去做。飲水器不夠常導(dǎo)致飲水不足，尤其是社群地位較低的豬。飲水器離得太近常見導(dǎo)致一頭或幾頭豬長期占據(jù)所有的飲水器。安置不合理常見飲水器距某面墻或食槽等太近，造成飲水不便。飲水器的安置不便于員工操作常見飲水器安置在豬欄后部，不便操作，員工常忽略維護和檢查。飲水器問題不常見飲水器質(zhì)量存在問題。飲水器型號與豬只日齡不相符常見給仔豬用成年豬飲水器，或反過來，給成年豬用仔豬飲水器，增加了浪費，造成飲水時間過長。飲水器漏水常見造成浪費，且導(dǎo)致墊料、棲息區(qū)潮濕，增加染病機會。維護不良常見調(diào)查中，飲水器未經(jīng)拆卸、水管未經(jīng)沖洗連續(xù)使用的最長時間記錄是14年。目前這些飲水器已不能正常工作了。飲水器種類混雜常見同一豬舍甚至同一欄位當(dāng)中采用不同類型的飲水器。這樣會造成水流不一致，從而造成采食量不一致、同一豬舍中不同欄位豬只的生長速率不一致。在兩個進行飼養(yǎng)試驗的豬場中發(fā)現(xiàn)了這種問題。特定飲水器的問題問題發(fā)生頻率實例/備注乳頭式飲水器上述問題常見乳頭飲水器完全不出水的情況是很少見的。通常是鐵銹在球形閥附近沉積，造成水流速度緩慢。對特定型號的飲水器來說，水壓、水流過大常見這種情況下水流會呈噴射狀，甚至噴到隔壁欄位的豬身上。這么高的流速會造成飲水困難。北卡有豬場報道育成豬使用這樣的飲水器后發(fā)生了窒息。仔豬飲水器更容易存在這個問題。鴨嘴式飲水器角度不對常見角度不對有兩種情況：左右角度不當(dāng)，

造成兩個問題：飲水位置不合適，造成浪費、飲水時間長。帶有鼻環(huán)的母豬易受傷。為了避免這種情況，有兩個豬場不得不把鴨嘴式飲水器上下顛倒安置。前后與墻之間的角度不當(dāng)造成浪費。鼻壓式飲水器水不能直接流到水槽里常見鼻壓式飲水器的水應(yīng)該流到水槽里。這種飲水器是以間接的方式給豬供水的。安裝不當(dāng)時，水會噴到水槽外，豬只無法飲水，且造成浪費，并浸濕墊料。料槽用作水槽的情況塞滿墊料常見造成豬只飲水困難，常因維護不良、泥沙沉積所致。被糞便污染常見由于安置不當(dāng)、維護不良而造成。水深不夠常見料槽中水深不夠，豬需要花更長的時間才能喝到足夠的水。料槽深度不夠不常見料槽盛水太少，供不上飲用。料槽的傾斜度不一致常見由于設(shè)計不合理或維護不良，造成料槽傾斜度不一致，有的料槽溢水，造成浪費。粘有腐敗飼料常見豬未吃光飼料會出現(xiàn)這種問題，例如：母豬發(fā)情采食減少、母豬從產(chǎn)箱轉(zhuǎn)出而飼料仍在自動添加、豬只生病，停止采食、飼料供應(yīng)過多等情況。料槽中剩料會造成供水系統(tǒng)污染，有些母豬會因此減少飲水。腐敗飼料還會堵塞通往下游的水路（有個豬場的料槽因此堵了三天）。如果飼料發(fā)霉，還會增加支原體感染的風(fēng)險。食槽不干凈常見尤其是食槽的末端，容易積累發(fā)霉的剩料，富含真菌毒素，還會招引嚙齒動物和蒼蠅。病豬護理欄的料槽沉積發(fā)霉飼料和其它雜物的問題更嚴重，尤其是料槽不便清洗的情況下。有5家豬場存在沙門氏菌問題，料槽不清潔使他們面臨嚴重的疾病威脅。豬在料槽里打滾常見舍外飼養(yǎng)時若沒有給豬準備足夠的泥塘，又沒有采取措施禁止母豬到食槽里打滾，就容易出現(xiàn)這種問題。還有5家豬場采用室內(nèi)群養(yǎng)方式，飲水用長槽，槽太寬，于是豬也到槽里打滾。豬到食槽里打滾會增加鉤端螺旋體感染的機會。浮子骯臟常見在采用浮子調(diào)節(jié)水位的系統(tǒng)中，浮子的維護通常都非常差，甚至被完全忽略。食槽有穿孔常見尤其是采用共用食槽/水槽的產(chǎn)房容易發(fā)生。由于維護不良加上生銹，造成食槽穿孔、漏水。另外還有10家豬場有意地鑿穿食槽，免得母豬到里面打滾戲水。濕飼系統(tǒng)對病豬或緊急情況準備不足常見許多采用濕飼的豬場都沒有準備額外的供水方式。水/料混合不當(dāng)少見有兩家豬場生長速度緩慢，我們對供水進行了調(diào)查：調(diào)查了水/料混合比例。農(nóng)林漁業(yè)部推薦的比例（1995）是2.5：1（水：料）。這兩家豬場的混合比例不對。使用火雞飲水器不干凈常見霉菌滋生得很快，每2～3天就應(yīng)該用消毒劑清洗一次，這樣才能抑制霉菌的滋生。應(yīng)采用溫和的消毒劑，如：碘制劑。用于25kg以上的豬只常見不應(yīng)給大豬使用火雞飲水器。大豬會把火雞飲水器到處亂拱，造成飲水浪費。調(diào)查中，兩家豬場存在這個問題。安置不當(dāng)常見例如：碰到了地面，常流水，造成浪費。在全封閉式飼養(yǎng)條件下這種問題常不易發(fā)現(xiàn)。周圍環(huán)境跑電不常見戶外采用電圍欄時，電圍欄碰到供水系統(tǒng)，豬只飲水時遭電擊。有6家豬場出現(xiàn)了這種問題。砂質(zhì)土壤上接地傳導(dǎo)不良，造成所有的金屬器具都帶電，包括飲水器。地面易滑常見尤其是飲水器安置在舍外的情況。冬天飲水器周圍地面會結(jié)冰，豬容易滑倒，于是母豬寧愿渴著也不愿冒險去喝水。有一家豬場因為這個問題導(dǎo)致了膀胱炎和腎盂腎炎。圈內(nèi)其它設(shè)施安置不當(dāng)常見食槽安置不當(dāng)，造成飲水不便。有些豬場欄內(nèi)的輪胎之類的大型玩具安置不當(dāng)，也影響豬只飲水。有些豬只影響其它豬只飲水常見有些豬只也會影響其它豬只飲水。夏季多發(fā)，處于支配地位的豬只會在飲水器前打滾，影響其它社會地位較低的豬只飲水。飼養(yǎng)密度過大時更容易出現(xiàn)這種問題?；揪S護方面的總結(jié)清潔維護規(guī)程不完善，甚至根本沒有常見多數(shù)豬場都沒有制定清潔維護規(guī)程。而有時因為圈舍布置的關(guān)系，連每天例行檢查一次都做不到。不同批次間不進行清洗常見盡管這些豬場都聲稱采用了全進全出生產(chǎn)方式，但他們幾乎都沒有將供水系統(tǒng)的清洗消毒納入批次間的清洗程序。只有兩家豬場（NE、NC）在不同批次間清洗供水系統(tǒng)。其它各地的所有豬場都不清洗供水系統(tǒng)。不給哺乳仔豬供水常見沒有為哺乳仔豬安置飲水設(shè)施，尤其是戶外飼養(yǎng)的豬場，還有幾個老式的戶內(nèi)飼養(yǎng)豬場。57為養(yǎng)豬生產(chǎn)者關(guān)于飲水問題的回答常見57位養(yǎng)豬生產(chǎn)者被問及“從什么現(xiàn)象可以判斷供水系統(tǒng)出了問題？”。對這個問題，最普遍（32人）的回答是“豬只停止采食”。其它的回答包括“聚集在飲水器周圍（12人）”、“飲水器不出水（6人）”、“飲水器水流不暢（4人）”、“豬只飲水時間過長（2人）”、“飲水器外觀骯臟（1人）”等。生產(chǎn)人員總是對飲水問題視而不見常見大家都想當(dāng)然地覺得，既然欄位當(dāng)中有飲水器，那么它會給豬只提供飲水，并且不管水流速度多慢，豬只總會花足夠的時間來喝水，直到喝飽為止。本次研究發(fā)現(xiàn)，豬只會聚在飲水器旁，互相咬斗，爭奪飲水器?；蛘哂袝r候，一頭豬會站在那里不停地連喝30分鐘，而生產(chǎn)人員卻沒有注意到這一情況。討論水是豬所需要的最重要的營養(yǎng)，因為它在豬體內(nèi)所占的比例最大5。

養(yǎng)豬業(yè)中飲水缺乏的問題由來已久，對于嚴重的缺水癥狀還有一個專門的病名，叫“食鹽中毒”，對這種病，大家已經(jīng)習(xí)以為常了6。過去，在母豬當(dāng)中，20％的死亡都是由于膀胱炎和腎盂腎炎導(dǎo)致的7。然而近些年來，由于大家認識到飲水供應(yīng)以及母豬排尿模式的重要性，這兩種病的發(fā)病率已大大降低。由于認識到泌乳母豬需要更多的飲水，人們得以在飲水充足的前提下對泌乳母豬的營養(yǎng)需求重新評估，這樣就可以通過優(yōu)化日糧進一步提高斷奶體重和母豬日后的繁殖性能。但只有在保證飲水充足的前提下才能實現(xiàn)這一點。

不幸的是，豬飲水需求方面的科研工作進行的很少，這方面的研究已經(jīng)超出了畜牧學(xué)科的范圍。本文對供水系統(tǒng)的問題進行了現(xiàn)場診斷，對各種問題進行了整理，以便于獸醫(yī)專家、畜牧專家以及豬場生產(chǎn)者在生產(chǎn)中加以避免，保障豬群的飲水供應(yīng)。

本文同時也提醒養(yǎng)豬業(yè)者，要加強基本畜牧管理工作，因為發(fā)現(xiàn)的許多錯誤都屬于常見錯誤（在調(diào)查的200家豬場中出現(xiàn)頻率超過20家）。共發(fā)現(xiàn)了68種問題，47種屬常見問題，8種不常見，13種少見。迄今為止，還沒有發(fā)現(xiàn)一家豬場的供水系統(tǒng)不存在任何問題的。問題分布在整個配水系統(tǒng)的各方面，但大部分問題都在舍內(nèi)，例如：水箱、配水管和飲水器。個別豬場、地區(qū)還有特殊的問題，例如：英國約克夏東部地區(qū)，由于水質(zhì)硬，供水系統(tǒng)長期使用后內(nèi)部會沉積碳酸鈣，造成阻塞。而北卡羅萊納地區(qū)則因沙塵的關(guān)系經(jīng)常造成過濾器堵塞，而且因為多數(shù)豬場都使用井水，鐵細菌問題也很嚴重。

除了出現(xiàn)“食鹽中毒”的8個豬場之外，其它豬場都沒有認識到自己的供水系統(tǒng)存在問題。改善供水系統(tǒng)并不能保證豬群一定會健康，但在改進了供水系統(tǒng)之后，許多豬場的豬群健康狀況都得到了提高，臨床發(fā)病率下降。尤其值得注意的是，有20家豬場被慢性腎盂腎炎所困擾，而改進了供水之后，這種病就消失了。

這項研究闡述了下列需要特別注意的方面：豬場生產(chǎn)者都懂得水對生命的重要性，但他們對豬的飲水需要卻了解甚少，也沒有確立可靠途徑來了解供水系統(tǒng)的確切信息。只有個別飲水器供貨商提供了說明，關(guān)于飲水器數(shù)量、流速和安置等方面為生產(chǎn)人員提出了建議。還有生產(chǎn)人員檢查飲水器時見到有一滴水流出來，就說那個飲水器是正常的，這實在令人失望。在很多豬場（超過20％）里，母豬的供水保障都不象仔豬那么好，而生產(chǎn)人員還是堅持認為母豬采食不夠的原因是因為某種疾病，而不是因為缺水。在應(yīng)對供水系統(tǒng)故障的時候，很少有豬場會采取積極的措施來進行清洗、維護及修理，只是消極地換掉出故障的飲水器。研究過程中，57位養(yǎng)豬生產(chǎn)者被問及“從什么現(xiàn)象可以判斷供水系統(tǒng)出了問題？”。對這個問題，最普遍（32人）的回答是“豬只停止采食”。事實上，如果觀察到這個現(xiàn)象，那么至少已經(jīng)停水24小時了。豬舍建筑在設(shè)計時就沒有考慮到飼養(yǎng)環(huán)境監(jiān)控方面的需要。當(dāng)前關(guān)于飲水方面的建議大多模糊不清，缺乏細節(jié)，無法為生產(chǎn)人員提供全面的指導(dǎo)。 大型養(yǎng)豬場綠化沼氣工程設(shè)計方案存欄500頭基礎(chǔ)母豬的沼氣工程設(shè)計方案

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言

隨著經(jīng)濟發(fā)展和人民生活水平的提高，全國各地的畜禽養(yǎng)殖業(yè)得到了迅猛的發(fā)展。但由于畜禽養(yǎng)殖場產(chǎn)生的糞污等污染物對環(huán)境的不利影響，使我國畜禽養(yǎng)殖業(yè)面臨著發(fā)展與環(huán)保的雙重壓力。在不以犧牲環(huán)境質(zhì)量為代價的前提下，實現(xiàn)畜禽養(yǎng)殖的快速增長，改變傳統(tǒng)的能源生產(chǎn)方式和消費方式，利用畜禽糞水開發(fā)利用生物質(zhì)產(chǎn)生清潔的能源是最好的選擇之一。利用厭氧消化技術(shù)處理畜禽養(yǎng)殖廢水，制取清潔能源——沼氣，在治理污染的同時變廢為寶，減少溫室氣體的排放量，從而實現(xiàn)國民經(jīng)濟的可持續(xù)性發(fā)展。

受居民的飲食結(jié)構(gòu)、畜禽產(chǎn)品的增殖性能、生產(chǎn)投資等因素影響，中國豬肉食用量在肉食消費中一直占有重要地位，養(yǎng)豬業(yè)在畜禽養(yǎng)殖中占有很大的比重。1983年到2005年豬肉消費占肉食品比例均大于60%。2004年中國肉豬存欄48189.1萬頭，出欄61800.7萬頭，豬肉產(chǎn)量4701.6萬噸，居世界第一位，肉類人均占有量達55.73

kg/人，其中豬肉36.17

kg/人，超過世界豬肉人均的15.74

kg/人。2004年我國全年畜禽養(yǎng)殖業(yè)糞便廢棄物的產(chǎn)生量為25.76億噸，其中豬年排泄糞便為12.31億噸，占總糞便量的47.8%，隨著養(yǎng)豬業(yè)的發(fā)展，必然導(dǎo)致更大量的糞便廢棄物，因此豬場糞污水的治理成為畜禽污染治理的關(guān)鍵。

隨養(yǎng)殖數(shù)量的增多，我國規(guī)?；B(yǎng)殖場的數(shù)量和規(guī)模不斷擴大，“十五”期間，畜牧業(yè)的規(guī)?；?、區(qū)域化和產(chǎn)業(yè)化進程呈現(xiàn)出加快發(fā)展的趨勢。2005年生豬規(guī)?；_飼養(yǎng)水平達到37.2%。在“十一五”畜牧業(yè)發(fā)展目標中預(yù)計，畜牧業(yè)規(guī)?；藴驶?、產(chǎn)業(yè)化程度將進一步提高，畜牧業(yè)繼續(xù)向集約型、資源高效利用型和環(huán)境友好型轉(zhuǎn)變，到2010年主要畜禽品種適度規(guī)模以上的標準化養(yǎng)殖場的產(chǎn)品比例分別提高10個百分點。

養(yǎng)豬業(yè)的發(fā)展為人們提供了大量高品質(zhì)的肉食來源，提高了人們的生活品質(zhì)；同時帶動了地方農(nóng)牧副業(yè)的發(fā)展，吸引了大量社會勞動力，增加了社會就業(yè)，實現(xiàn)了農(nóng)民增收；大型養(yǎng)殖場的建設(shè)提高了養(yǎng)豬業(yè)的整體科技水平，帶動了養(yǎng)豬業(yè)的發(fā)展。

然而，養(yǎng)豬生產(chǎn)過程中產(chǎn)生大量有機廢棄物，這些有機廢棄物中含有大量的生物質(zhì)能和有機肥資源，如不進行處理和綜合利用而直接排放，不僅嚴重污染了水源、生態(tài)自然環(huán)境，對生產(chǎn)產(chǎn)生不利影響，也造成資源的極大浪費；同時，糞水四溢，將導(dǎo)致病菌傳播，對企業(yè)擴大再生產(chǎn)和安全生產(chǎn)也將產(chǎn)生限制。因此，必須對大中型養(yǎng)豬場生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢棄物、廢水進行綜合利用和有效處理。開發(fā)生物質(zhì)能源，回收有機肥資源，將治理污染、凈化環(huán)境、回收能源、綜合利用、改善生態(tài)環(huán)境有機的結(jié)合起來，走生態(tài)畜牧業(yè)產(chǎn)業(yè)化可持續(xù)發(fā)展的道路，在正常生態(tài)環(huán)境條件下組織畜牧生產(chǎn)，使之成為綠色生態(tài)型養(yǎng)豬場。通過該項目的實施，發(fā)揮當(dāng)?shù)佚堫^企業(yè)的示范和輻射作用，逐步將項目所在的地區(qū)建設(shè)成為“自然環(huán)境優(yōu)美、人民生活滿意、綠色畜牧業(yè)興旺、農(nóng)村經(jīng)濟發(fā)達”的現(xiàn)代化生態(tài)畜牧業(yè)和綠色食品生產(chǎn)的示范地區(qū)。

本工程項目的目的就是在國家政策的鼓勵下，采用科學(xué)與全面的處理方法對養(yǎng)殖場的廢棄物進行有效的處理，使其轉(zhuǎn)化為有用的資源，實現(xiàn)無害化、資源化處理的最終目標，為該地區(qū)養(yǎng)豬場廢棄物的處理樹立一個樣板。

第一章

項目背景和設(shè)計思想

1.1項目設(shè)計思想

1.1.1循環(huán)經(jīng)濟思想

循環(huán)經(jīng)濟，本質(zhì)上是一種生態(tài)經(jīng)濟，它要求運用生態(tài)學(xué)規(guī)律來指導(dǎo)人類社會的經(jīng)濟活動。隨著上個世紀50、60年代以來生態(tài)學(xué)的勃興，使人們產(chǎn)生了模仿自然生態(tài)系統(tǒng)的愿望，按照自然生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)和能量流動規(guī)律重構(gòu)人類的經(jīng)濟系統(tǒng)，使得經(jīng)濟系統(tǒng)和諧地納入到自然生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)過程中，建立起一種新形態(tài)的經(jīng)濟。

傳統(tǒng)經(jīng)濟與循環(huán)經(jīng)濟的不同之處在于：傳統(tǒng)經(jīng)濟是一種由“資源—產(chǎn)品—消費—污染排放”所構(gòu)成的物質(zhì)單向流動的線形經(jīng)濟。在這種經(jīng)濟中，人們以越來越高的強度把地球上的物質(zhì)和能源開采出來，在生產(chǎn)加工和消費過程中又把污染和廢物大量地排放到環(huán)境中去，對資源的利用常常是粗放的和一次性的，通過把資源持續(xù)不斷地變成廢物來實現(xiàn)經(jīng)濟的數(shù)量型增長，導(dǎo)致了許多自然資源的短缺與枯竭，并釀成了災(zāi)難性環(huán)境污染后果。與此不同，循環(huán)經(jīng)濟倡導(dǎo)的是一種建立在物質(zhì)不斷循環(huán)利用基礎(chǔ)上的經(jīng)濟發(fā)展模式，它要求把經(jīng)濟活動按照自然生態(tài)系統(tǒng)的模式，組織成一個“資源—產(chǎn)品—消費—再生資源”的物質(zhì)反復(fù)循環(huán)流動的過程，使得整個經(jīng)濟系統(tǒng)以及生產(chǎn)和消費的過程基本上不產(chǎn)生或者只產(chǎn)生很少的廢棄物，其特征是自然資源的低投入、高利用和廢棄物的低排放，從而根本上消解長期以來環(huán)境與發(fā)展之間的尖銳沖突。

從提倡一些廢棄資源回收和綜合利用到循環(huán)經(jīng)濟的提出，是經(jīng)濟發(fā)展理論的重要突破，它打破了傳統(tǒng)經(jīng)濟發(fā)展理論把經(jīng)濟和環(huán)境系統(tǒng)人為割裂的弊端，要求把經(jīng)濟發(fā)展建立在自然生態(tài)規(guī)律的基礎(chǔ)上，促使大量生產(chǎn)、大量消費和大量廢棄的傳統(tǒng)工業(yè)經(jīng)濟體系轉(zhuǎn)軌到物質(zhì)的合理使用和不斷循環(huán)利用的經(jīng)濟體系，為可持續(xù)發(fā)展的經(jīng)濟提供了新的理論范式。

在西方國家，循環(huán)經(jīng)濟已經(jīng)成為一股潮流和趨勢，有些國家甚至以立法的方式加以推進。循環(huán)經(jīng)濟是實施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略必然的選擇和重要保證，而在世界上呼聲很高的清潔生產(chǎn)，則是實現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟的基本形式。

生態(tài)農(nóng)業(yè)是以物質(zhì)循環(huán)和能量轉(zhuǎn)化規(guī)律為依據(jù)，以科學(xué)技術(shù)為支撐，以經(jīng)濟、生態(tài)、社會效益有機統(tǒng)一為目標的良性循環(huán)的新型農(nóng)業(yè)綜合系統(tǒng)。發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)，一是抓好無公害農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)基地建設(shè)。應(yīng)通過科學(xué)規(guī)劃、突出重點、成片開發(fā)、綜合治理，把農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化基地建成農(nóng)業(yè)生態(tài)園；二是積極發(fā)展有機農(nóng)業(yè)；三是積極探索循環(huán)農(nóng)業(yè)。根據(jù)生態(tài)循環(huán)再利用、再生產(chǎn)的循環(huán)鏈原理發(fā)展農(nóng)業(yè)，不僅可以凈化生活環(huán)境，解決能源與照明問題，而且還可以有效轉(zhuǎn)化利用廢棄物，促進種養(yǎng)業(yè)的良性循環(huán)，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)無害化。

1.2.2“豬——沼——農(nóng)”三位一體經(jīng)濟模式架構(gòu)

為滿足人們對肉食品的需求，擬建立萬頭豬場，常年向市場供應(yīng)優(yōu)質(zhì)商品豬。而為實現(xiàn)養(yǎng)殖發(fā)展與環(huán)境保護的協(xié)調(diào)發(fā)展，本養(yǎng)殖場建設(shè)中引進能源生態(tài)工程思想，采用沼氣工程技術(shù)治理養(yǎng)豬場糞污水，利用污水處理過程中的主要產(chǎn)物沼氣作為能源供應(yīng)養(yǎng)殖場利用，副產(chǎn)物沼肥供應(yīng)四季茶園使用，建立“豬——沼——農(nóng)”三位一體生態(tài)系統(tǒng)，實現(xiàn)豬場糞污水的綜合利用。

1.3沼氣工程節(jié)點功能

沼氣工程作為三位一體生態(tài)農(nóng)業(yè)系統(tǒng)的紐帶，其功能主要有兩點。一是以生物質(zhì)能轉(zhuǎn)化技術(shù)為核心，將養(yǎng)殖業(yè)糞污資源充分利用，并將有機質(zhì)轉(zhuǎn)化為能源（沼氣）；第二，保留污水中對植物生長有利的成分，使之轉(zhuǎn)化為優(yōu)質(zhì)有機肥（固態(tài)、液態(tài)）。

第二章

項目資源/產(chǎn)物計算

2.1沼氣產(chǎn)量計算

2.1.1干物質(zhì)量計算

豬場基礎(chǔ)母豬存欄量500頭，豬場總存欄量為5354頭，設(shè)計采用干清糞工藝，按《畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染物排放標準》計算，夏季污水排放量為1.8m3/（百頭?d），冬季污水排放量為1.2m3/（百頭?d），則排放污水量為64.2～96.4

m3/d。

日產(chǎn)糞便量為5.1t/d，豬糞含水率按82%設(shè)計，干物質(zhì)（TS）量計算見表2-1。本項目中，干物質(zhì)量按照0.92

t/d進行設(shè)計。

表2-1

豬糞干物質(zhì)量計算表

豬糞產(chǎn)量（t/d）（含水率78%）

1.13

豬糞產(chǎn)量（t/d）（含水率80%）

1.03

豬糞產(chǎn)量（t/d）（含水率82%）

0.92

豬糞產(chǎn)量（t/d）（含水率84%）

0.82

豬糞產(chǎn)量（t/d）（含水率86%）

0.72

豬糞產(chǎn)量（t/d）（含水率88%）

0.62

干物質(zhì)量（t/d）

0.92

含固率10%糞污總量（t/d）

9.2

2.1.2物料總量和補充水量計算

本設(shè)計中采用高濃度反應(yīng)器設(shè)計，養(yǎng)殖場產(chǎn)生的5.1t鮮豬糞全部投放到高濃度反應(yīng)器，并調(diào)配成10％干物質(zhì)濃度，約需要4.1m3污水，余下豬場排放的污水經(jīng)過水力篩，將部分存留在污水中的豬糞渣篩除，投入到配料池，與鮮豬糞一同調(diào)配（該部分物料包含在5.1t鮮豬糞中），過篩后污水進入儲肥池，進行厭氧處理儲存。物料總量和水量分配計算見表2-2。

表2-2

補充水量計算表

季節(jié)

糞便篩渣量（t/d）

污水總量

（m3/d）

高濃度物料量（t/d）

含固率

高濃度污水量

（t/d）

低濃度污水量

（m3/d）

夏季

5.1

96.4

9.1

10%

4.1

92.3

冬季

5.1

64.2

9.1

10%

4.1

60.1

2.1.3沼氣產(chǎn)量計算

考慮2%的干物質(zhì)損耗率，每天投TS

902kg，產(chǎn)沼率為0.28～0.32

m3/kg

TS，取值0.30

m3/kg

TS，可產(chǎn)沼氣271m3。

表2-3

日沼氣產(chǎn)量計算表

干物質(zhì)量(t/d)

920

干物質(zhì)損耗率

2%

干物質(zhì)投產(chǎn)量(kg/d)

902

產(chǎn)沼率(m3/kg)

0.30

產(chǎn)沼量(m3/d)

271

污水量（m3/d）

4.1

2.2

沼肥產(chǎn)量估算

2.2.1干物質(zhì)減量化計算

全天輸入干物質(zhì)量為902kg。厭氧階段消耗量為586kg，該部分TS消耗是生物質(zhì)能轉(zhuǎn)化、沼氣生產(chǎn)的主體。厭氧階段TS的輸出量為316

kg，其中0.17噸由厭氧反應(yīng)器底部作為沼渣排出，進入沼渣儲存池；0.67噸與厭氧反應(yīng)器上部出水一并排出。干物質(zhì)減量化計算詳見2-4。

表2-4

干物質(zhì)減量化計算表

物料量(t/d)

TS量(t/d)

生化消耗率

生化消耗量(t/d)

TS剩余量

(t/d)

沼渣TS含量(t/d)

沼液TS含量(t/d)

9.2

0.92

65%

0.60

0.32

0.08

0.24

2.2.2沼肥產(chǎn)量估算

一般情況下沼渣含水率為93%，沼液含水率為97%。沼渣干物質(zhì)含量0.08t/d，按93%含水率計算，沼渣產(chǎn)量為1.15

t/d；沼液干物質(zhì)含量為0.24

t/d，按97%含水率計算，沼液產(chǎn)量為7.79t/d。詳見表2-5。

表2-5

沼肥產(chǎn)量計算表

沼渣

沼液

水消耗(t/d)

沼渣量(t/d)

干物質(zhì)(t/d)

含水率

沼液量(t/d)

干物質(zhì)(t/d)

含水率

1.15

0.08

93%

7.79

0.24

96.90%

0.26

第三章

產(chǎn)物供需平衡分析和解決方案選擇

3.1沼氣利用方案

能環(huán)工程日產(chǎn)沼氣270

m3，計劃全部作為燃氣使用。

3.2沼肥種養(yǎng)平衡和有效利用解決方案

能環(huán)工程日產(chǎn)沼渣1.15噸（含水率93%）、沼液7.79噸。消納該部分沼肥必須有相應(yīng)量的土地承載。

3.2.1

沼肥優(yōu)勢分析

沼肥是沼氣發(fā)酵的殘余物，含有較全面的養(yǎng)分和豐富的有機質(zhì)，是具有改良土壤功效的優(yōu)質(zhì)有機肥料。沼肥中含有豐富的氮磷鉀等大量營養(yǎng)元素和多種微量營養(yǎng)元素，據(jù)測定，沼肥中含有全氮（N）0.03%～0.08%，全磷（P2O5）0.02%～0.06%，全鉀（K2O）0.05%～1.0%，而且這些營養(yǎng)元素基本上是以速效養(yǎng)分形式存在的.因此，沼肥的速效營養(yǎng)能力強，能迅速被作物吸收，養(yǎng)分可利用率高，是多元的速效復(fù)合液體肥料。另外，沼肥中還富含多種氨基酸和維生素等，因此，沼肥也是畜禽飼料的良好添加料。

根據(jù)有關(guān)研究表明，沼肥作為優(yōu)質(zhì)有機肥料與化肥或其它有機肥相比，能顯著提高作物的產(chǎn)量和品質(zhì)，并防病抗逆，其機理在于沼肥的養(yǎng)分結(jié)構(gòu)易于吸收，有改土培肥、營造良性土壤微生態(tài)系統(tǒng)作用，其生命活性物質(zhì)有助于提高抗逆能力。一般沼肥主要有兩個處理去向：第一個是在農(nóng)耕施肥季節(jié)，沼肥直接輸送（管道、車輛）到果園、苗圃、農(nóng)田等施肥用地，作為液態(tài)有機肥使用；第二個是在非農(nóng)耕施肥季節(jié)，沼肥進入有機肥生產(chǎn)區(qū)，與畜禽糞便混合后加入50%左右的作物秸稈、稻殼等，加工成固體有機肥儲存銷售。

沼肥不僅養(yǎng)分全、肥效快，而且易吸收，殘留少，便于改良土壤的根際環(huán)境，疏松土壤，是無公害栽培的首選肥料。沼肥作為一種優(yōu)良的有機肥料可以部分或全部代替化學(xué)肥料，大量試驗說明沼肥是一種優(yōu)質(zhì)、全效的液體有機肥料。在生產(chǎn)中，沼肥有機肥可以用作基肥、追肥和葉面肥。

沼肥用作基肥澆灌果樹，使其結(jié)果大，果實色鮮、味美、甜度好。沼肥用于稻田，作物生長強壯，植株挺拔翠綠，分蘗多、苗高且根系粗壯發(fā)達，有效穗、穗粒數(shù)、結(jié)實率都有所提高。據(jù)四川農(nóng)業(yè)科學(xué)院在水稻、玉米、棉花等作物上的試驗表明，畝施沼肥1500～2500

kg，可增產(chǎn)9.0%～26.4%，每100

kg沼肥增產(chǎn)水稻1.38

kg，玉米2.0

kg，棉花0.65

kg

沼肥用作追肥，效果也很明顯。根據(jù)肥料養(yǎng)分含量計算，每100

kg沼肥的N、P、K養(yǎng)分總含量相當(dāng)15：15：15的三元素復(fù)合肥60

kg。按照科學(xué)配方，合理施肥的原則，一般作物每畝每次追施三元素復(fù)合肥20

kg左右，折合施沼肥330

kg，一般7～15天追施一次，順水追施效果好。和同等養(yǎng)分含量的無機肥料相比，沼肥作追肥的作物，長勢強健，病蟲害少，果實大且有光澤，品質(zhì)好，產(chǎn)量和產(chǎn)值分別高出對照10%～20%。追施沼肥有機肥的小麥畝產(chǎn)增產(chǎn)20

kg，用沼肥澆灌大白菜，較化肥對照提前5～7天包心，增產(chǎn)30%。

沼肥內(nèi)含有作物需要的多種營養(yǎng)物質(zhì)，微量元素、生長素、抗生素，極宜作葉面追肥使用，效果有時比單純的化肥還要明顯。特別是在日光溫室蔬菜、果樹、花卉等反季節(jié)的栽培中使用，有明顯的壯秧、保果增產(chǎn)優(yōu)質(zhì)效果。能給作物補充營養(yǎng)，調(diào)節(jié)代謝，促進生長，增強光合作用，有利花芽分化，保花保果，果實膨大，產(chǎn)品光亮度好，品質(zhì)優(yōu)秀。作葉面肥，沼肥可單用也可與農(nóng)藥化肥混用。在作物上，可用溫室大棚內(nèi)栽培的反季節(jié)蔬菜、黃瓜、西紅柿、青椒、茄子、豆角、西胡等，?；?、保果效果明顯。葉菜可用于芹菜、韭菜、甘藍，生長迅速；果樹可用于油桃、櫻桃、杏、李等，口感極佳，糖度增加；花卉方面的非洲菊、百合、玫瑰，表現(xiàn)花朵大、鮮艷、枝粗等。

長期使用沼肥有機肥可以促進土壤團粒結(jié)構(gòu)的形成，改良土壤結(jié)構(gòu)，增強土壤保水保肥能力，提高土壤溫度，改善土壤的理化特性，提高土壤中有機質(zhì)、全氮、全磷以及土壤速效養(yǎng)分的含量，從而提高了土地肥力，并且減少化肥對環(huán)境的污染，降低用肥成本。根據(jù)試驗研究，施用沼肥有機肥的土地與施用普通化肥的土地比較，土壤有機質(zhì)含量增加1.0%～2.0%，全氮含量增加0.1%左右，土壤速效氮、速效鉀的含量分別提高60%左右，其中，沼肥有機肥對土壤速效磷增加最為明顯，施用沼肥有機肥的土壤速效磷含量是施用普通化肥的7～8倍。

3.2.2

沼肥承載土地量分析

根據(jù)有關(guān)資料，豬糞沼肥的養(yǎng)分組成與含量分別為：氨氮

0.056%，速效磷0.067%，速效鉀0.113%，在沼肥產(chǎn)量為每天8.94噸的情況下，每天產(chǎn)出的沼肥所含有的氮、磷、鉀養(yǎng)分量分別為：氨氮5.01

kg，速效磷5.99

kg，速效鉀10.10

kg。如果以一季作物施用氮肥（N）150～180

kg/hm2、磷肥（P2O5）45～75

kg/hm2、鉀肥（K2O）60～120

kg/hm2來計算的話，每天8.94噸沼肥所含養(yǎng)分需要的承載土地量分別為：氮0.03

hm2，磷0.08～0.13

hm2，鉀0.08～0.17

hm2。按雙季耕作，如冬小麥和夏玉米或大豆輪作來計算，則所需消納這些沼肥的土地量將減少一半。

根據(jù)試驗，沼肥用水稀釋5～10倍后，可以直接灌溉農(nóng)田，且具有一定的增產(chǎn)作用?；诖?，土肥專家在設(shè)計設(shè)施蔬菜營養(yǎng)液肥料、滴灌肥料和蔬菜、果樹專用液體肥料的濃度時，稀釋倍數(shù)一般為10～20倍。目前，國內(nèi)具有較成熟的設(shè)施蔬菜有機活性基質(zhì)無土栽培技術(shù)、滴灌栽培的技術(shù)和敞穴施肥技術(shù)；掌握各類蔬菜、果樹和農(nóng)作物的養(yǎng)分需求規(guī)律和施肥的最佳養(yǎng)分配比；完全可以把沼肥轉(zhuǎn)化為各種肥料。

第四章

工程設(shè)計范圍和處理能力

4.1

設(shè)計依據(jù)

1、《中華人民共和國水污染防治法實施細則》（環(huán)發(fā)[1999]214號)）

2、《污水處理設(shè)施環(huán)境保護監(jiān)督管理辦法》（(88)國環(huán)水字第187號）

3、《畜禽養(yǎng)殖污染防治管理辦法》（國家環(huán)境保護總局，2001年5月8日發(fā)布）

4、《規(guī)?；笄蒺B(yǎng)殖場沼氣工程設(shè)計規(guī)范》（NY/T

1222-2006）

5、《大中型畜禽養(yǎng)殖場能源環(huán)境工程建設(shè)規(guī)劃》（農(nóng)業(yè)部，1999）

6、《蓄禽養(yǎng)殖業(yè)污染物排放標準》（GB18596-2001）

7、《污水綜合排放標準》（GB

8978-1996）

8、《給水排水設(shè)計手冊》

9、業(yè)主提供的有關(guān)基礎(chǔ)資料。

4.2

設(shè)計原則

1、資源化原則。

畜禽糞污是一種有價值的寶貴資源，充分利用畜禽糞污資源是污染防治的重要原則。畜禽糞污經(jīng)處理后，可以產(chǎn)出再生能源（沼氣）、有機肥（固態(tài)、液態(tài)），具有較好的經(jīng)濟價值。

2、生態(tài)化原則。

遵循循環(huán)經(jīng)濟指導(dǎo)思想，依據(jù)物質(zhì)循環(huán)、能量流動的生態(tài)學(xué)基本原理，強化種養(yǎng)平衡，促進種植業(yè)與養(yǎng)殖業(yè)結(jié)合，實現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)的良性循環(huán)。

3、綜合效益原則。

兼顧環(huán)境效益、社會效益、經(jīng)濟效益，將治理污染與資源開發(fā)有機結(jié)合起來，使豬場糞污治理工程產(chǎn)出大于投入，提高污水處理工程的綜合效益。

4、可靠性原則

遵循技術(shù)先進、工藝成熟、質(zhì)量可靠的原則，在設(shè)計中吸取國內(nèi)外先進的處理工藝和施工技術(shù)，使工程達到國際先進水平。

5、管理簡便原則

合理處理人工操作和自動控制的關(guān)系，對不便人工操作，且人工成本較高的工藝，采用自動化技術(shù)，提高系統(tǒng)運行管理水平。

4.3

設(shè)計范圍

本設(shè)計范圍包括：能環(huán)工程工藝設(shè)計；機械設(shè)備設(shè)計；建筑與結(jié)構(gòu)設(shè)計；電氣設(shè)計；控制及儀表設(shè)計；平面與高程設(shè)計；消防、勞動生產(chǎn)保護與人員編制設(shè)計。

本設(shè)計范圍不包括場區(qū)所有道路鋪設(shè)、綠化等。

本工程污水匯集管線、自來水管線、電線電纜均由業(yè)主送至項目界區(qū)內(nèi)。

4.4

糞污處理量

總資源量為含固率18%的糞污總量5.1

t，變化幅度較小，因此，高濃度厭氧反應(yīng)器有機負荷變化較小。

第五章

能環(huán)工程工藝流程設(shè)計

5.1處理工藝選擇

5.1.1

預(yù)處理工藝選擇

預(yù)處理包括格柵、集水池、集糞池、配料池、等處理單元。

為了真正做到減量化、資源化、無害化，達到處理結(jié)果零排放的目標，本工程采用將糞污收集后投放到預(yù)處理單元，與其它污染物一起進入?yún)捬跸捱M行厭氧發(fā)酵處理。這條工藝路線不僅能獲得較大的生物質(zhì)能轉(zhuǎn)化資源，同時，實現(xiàn)了糞污減量化、無害化處理。

糞污水由匯集管網(wǎng)運送至預(yù)處理單元，經(jīng)與場區(qū)沖刷水混合后進行厭氧處理。

5.1.1.1格柵

格柵的作用是去除廢水中的大粒徑固體物質(zhì)，如懸浮物、漂浮物、纖維物質(zhì)和固體顆粒物質(zhì)，以保證后續(xù)處理單元和水泵的正常運行。

5.1.1.2集水池

集水池的功能是儲存能環(huán)工程中需要的補充水，該水來自養(yǎng)殖區(qū)沖刷水。集水池水由提升泵泵入進料池。

5.1.1.3

集糞池

集糞池用來暫存豬場輸送來的豬糞，通過集水池污水沖洗到進料池。

5.1.1.4

進料池

進料池的功能是將豬糞配比為含固率在10%左右的混合液。

進料料時間階段安排有幾種選擇，最好的時間安排為全天24小時均勻分配，但客觀上幾乎不可能實現(xiàn)。我們選擇批次配比方式，每天24小時內(nèi)分2批完成配比操作，每次1小時進行。

5.1.2

厭氧消化處理工藝選擇

厭氧消化工藝包括進料單元、厭氧消化單元、保溫增溫單元、以及沼肥運輸管網(wǎng)等構(gòu)成。

5.1.2.1

進料方式選擇

進料池內(nèi)物料由提升泵向厭氧消化單元進料。由于物料濃度高，提升泵采用單螺桿泵。進料方式有若干種選擇，可以采用均勻進料，也可采用分批進料方式。進料方式與沼氣釋放量密切相關(guān)，通過進料方式可以調(diào)控沼氣釋放階段，一般情況下，強進料階段沼氣釋放量會大幅度增大。本工程設(shè)計采取分2批輪流進料方式。

5.1.2.2

厭氧處理工藝選擇

1、各類厭氧工藝性能概述

（1）完全混合厭氧工藝（CSTR）

傳統(tǒng)的完全混合厭氧工藝（CSTR）是借助消化池內(nèi)厭氧活性污泥來凈化有機污染物。有機污染物進入池內(nèi)，經(jīng)過攪拌與池內(nèi)原有的厭氧活性污泥充分接觸后，通過厭氧微生物的吸附、吸收和生物降解，使廢水中的有機污染物轉(zhuǎn)化為沼氣。完全混合厭氧工藝池體體積較大，負荷較低，其污泥停留時間等于水力停留時間，因此不能在反應(yīng)器內(nèi)積累起足夠濃度的污泥，一般僅用于城市污水廠的剩余好氧污泥以及糞便的厭氧消化處理。

（2）厭氧接觸工藝反應(yīng)器

厭氧接觸工藝反應(yīng)器是完全混合式的，是在連續(xù)攪拌完全混合式厭氧消化反應(yīng)器（CSTR）的基礎(chǔ)上進行了改進的一種較高效率的厭氧反應(yīng)器。反應(yīng)器排出的混合液首先在沉淀池中進行固液分離，污水由沉淀池上部排出，沉淀池下部的污泥被回流至厭氧消化池內(nèi)。這樣的工藝既保證污泥不會流失，又可提高厭氧消化池內(nèi)的污泥濃度，從而提高了反應(yīng)器的有機負荷率和處理效率，與普通厭氧消化池相比，可大大縮短水力停留時間。目前，全混合式的厭氧接觸反應(yīng)器已被廣泛應(yīng)用于SS濃度較高的廢水處理中。

（3）厭氧濾器（AF）

厭氧濾器是采用填充材料作為微生物載體的一種高速厭氧反應(yīng)器，厭氧菌在填充材料上附著生長，形成生物膜。生物膜與填充材料一起形成固定的濾床。厭氧濾床可分為上流式厭氧濾床和下流式厭氧濾床二種。污水在流動過程中生長并保持與充滿厭氧細菌的填料接觸，因為細菌生長在填料上將不隨出水流失，在短的水力停留時間下可取得較長的污泥泥齡。厭氧濾器的缺點是填料載體價格較貴，反應(yīng)器建造費用較高，此外，當(dāng)污水中SS含量較高時，容易發(fā)生短路和堵塞。

（4）上流式厭氧污泥床反應(yīng)器（UASB）

待處理的廢水被引入UASB反應(yīng)器的底部，向上流過由絮狀或顆粒狀厭氧污泥的污泥床。隨著污水與污泥相接觸而發(fā)生厭氧反應(yīng)，產(chǎn)生沼氣引起污泥床的擾動。在污泥床產(chǎn)生的沼氣有一部分附著在污泥顆粒上，自由氣泡和附著在污泥顆粒上的氣泡上升至反應(yīng)器的上部。污泥顆粒上升撞擊到三相分離器擋板的下部，這引起附著的氣泡釋放；脫氣的污泥顆粒沉淀回到污泥層的表面。自由狀態(tài)下的沼氣和由污泥顆粒釋放的氣體被收集在三相分離器錐頂部的集氣室內(nèi)。液體中包含一些剩余的固體物和生物顆粒進入到三相分離器的沉淀區(qū)內(nèi)，剩余固體物和生物顆粒從液體中分離并通過三相分離器的錐板間隙回到污泥層。

UASB反應(yīng)器的特點在于可維持較高的污泥濃度，很長的污泥泥齡（30天以上），

較高的進水容積負荷率，從而大大提高了厭氧反應(yīng)器單位體積的處理能力。但是對于SS含量很高的污水，由于三相分離器泥、氣、水分離能力的限制，不可避免地造成出水中含泥量很高，整個系統(tǒng)的投資費用也較大。

（5）膨脹顆粒污泥床反應(yīng)器（EGSB）

EGSB是在UASB反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)相似，所不同的是在EGSB反應(yīng)器中采用相當(dāng)高的上流速度，因此，在EGSB反應(yīng)器中顆粒污泥處于完全或部分“膨脹化”的狀態(tài)，即污泥床的體積由于顆粒之間的平均距離的增加而擴大。為了提高上升速度，EGSB反應(yīng)器采用較大的高度與直徑比和很大的回流比。在高速上升速度和產(chǎn)氣的攪拌作用下，廢水與顆粒污泥間的接觸更充分，因此可允許廢水在反應(yīng)器中有很短的水力停留時間，從而EGSB可以高速地處理濃度較低的有機廢水。

（6）升流式厭氧固體反應(yīng)器（USR）

升流式厭氧固體反應(yīng)器是一種新型的專用以處理固體物含量較大的反應(yīng)器，其構(gòu)造特點是反應(yīng)器內(nèi)不設(shè)三相分離器和其它構(gòu)件。含高有機物固體含量（大于5%）的廢液由池底配水系統(tǒng)進入，均勻地分布在反應(yīng)器的底部，然后上升流通過含有高濃度厭氧微生物的固體床。使廢液中的有機固體與厭氧微生物充分接觸反應(yīng)，有機固體被液化發(fā)酵和厭氧分解，約有60%左右的有機物被轉(zhuǎn)化為沼氣。而產(chǎn)生的沼氣隨水流上升具有攪拌混合作用，促進了固體與微生物的接觸。由于重力作用固體床區(qū)有自然沉淀作用，比重較大的固體物（包括微生物、未降解的固體和無機固體等）被累積在固體床下部，使反應(yīng)器內(nèi)保持較高的固體量和生物量，可使反應(yīng)器有較長的微生物和固體滯留時間。通過固體床的水流從池頂?shù)某鏊缌髦脸赝?。在出水溢流渠前設(shè)置擋渣板，可減少池內(nèi)SS的流失，在反應(yīng)器液面會形成一層浮渣層，在長期穩(wěn)定運行過程中，浮渣層達到一定厚度后趨于動態(tài)平衡。不斷有固體被沼氣攜帶到浮渣層，同時也有經(jīng)脫氣的固體返回到固體床區(qū)。由于沼氣要透過浮渣層進入到反應(yīng)器頂部的集氣室，對浮渣層產(chǎn)生一定的“破碎”作用。對于生產(chǎn)性反應(yīng)器由于浮渣層表面積較大，浮渣層不會引起堵塞。集氣室中的沼氣經(jīng)導(dǎo)管引出池外進入沼氣貯柜。反應(yīng)池設(shè)排泥管可將多余的污泥和下沉在底部的惰性物質(zhì)定期排除。

2、幾種典型的厭氧反應(yīng)器適用性能比較

幾種典型的厭氧反應(yīng)器適用性能比較見表5-1。

表5-1

厭氧反應(yīng)器適用性能比較表

反應(yīng)器名稱

優(yōu)點

缺點

適用范圍

完全混合厭氧

反應(yīng)器（CSTR）

投資小、運行管理簡單

容積負荷率低，效率

較低，出水水質(zhì)較差

適用于SS含量很

高的污泥處理

厭氧接觸反應(yīng)器

投資較省、運行管理簡

單，容積負荷率較高，

耐沖擊負荷能力強

停留時間相對較長，

出水水質(zhì)相對較差

適用于高濃度、高

懸浮物的有機廢水

厭氧濾器（AF）

處理效率高，耐負荷能

力強，出水水質(zhì)相對較

好

投資較大，反應(yīng)器容

易短路和堵塞

適用于SS含量較

低的有機廢水

上流式厭氧污

泥床反應(yīng)器

（UASB）

處理效率高，耐負荷能

力強，出水水質(zhì)相對較

好

投資相對較大，對廢

水SS含量要求嚴格

適用于SS含量適

低的有機廢水

膨脹顆粒污泥

床反應(yīng)器

（EGSB）

處理效率較高，負荷能力

強，出水水質(zhì)相對較好

投資相對較大，對廢

水SS含量要求嚴格

適用于SS含量較

少和濃度相對較低

的有機廢水

升流式厭氧固

體反應(yīng)器

（USR）

處理效率較高，投資較省、運行管理簡單，容積負荷率較高。

對進料均布性要求高，當(dāng)含固率達到一定程度時，必須采取強化措施。

適用于含固量高

的有機廢水

3、厭氧工藝的選擇確定

從以上列表可知，各種類型的厭氧工藝各有其優(yōu)缺點和使用范圍，在一定的條件下選擇適當(dāng)?shù)墓に囆褪绞菂捬跆幚沓晒Φ年P(guān)鍵所在。對于本項目而言，由于需將全部豬糞和部分沖洗水一起混合均勻后進入?yún)捬豕捱M行厭氧發(fā)酵處理，其廢水中含固量很高，因此，選擇升流式厭氧固體反應(yīng)器（USR）是較為合適的。

本項目設(shè)計含固率為10%。對于高含固率來料，為避免進料分布不均勻問題，必須強化其進料的局部混合性。設(shè)計上底部配置攪拌機，以間歇混合攪拌方式來實現(xiàn)。我們定義該方式為USR-PM。

選擇USR-PM處理工藝，反應(yīng)器的固體滯留期（SRT）和微生物滯留期（MRT）遠大于水力滯留期（HRT）。厭氧罐頂部在出水溢流渠前設(shè)置擋渣板，可以減少罐內(nèi)內(nèi)懸浮固體物質(zhì)的流失，提高了固體滯留期（SRT）。固體有機物的分解率與SRT呈正相關(guān)，固體滯留期（SRT）加長，消化效率就大幅度提高；剩余厭氧微生物在重力的作用下沉淀下來，累積在固體床下部，使反應(yīng)器微生物滯留期（MRT）加長，既提高處理效率，又降低微生物對外加營養(yǎng)物質(zhì)的需求，減少污泥的量。

本設(shè)計方案選擇USR-PM為厭氧處理工藝。

5.1.2.3

厭氧反應(yīng)器結(jié)構(gòu)選擇

普通的厭氧反應(yīng)器均采用鋼砼結(jié)構(gòu)。近年來為了縮短施工周期，節(jié)省建筑材料，提高反應(yīng)池的施工質(zhì)量，建設(shè)美觀大方的能環(huán)工程處理裝置，也多有采用新材料、新技術(shù)建造的厭氧反應(yīng)器。典型的有德國的利普（Lipp）公司的利普罐和德國Farmetic公司的搪瓷拼裝罐。這些技術(shù)應(yīng)用金屬朔性加工中的加工硬化原理和薄殼結(jié)構(gòu)原理，通過專用技術(shù)和設(shè)備將鍍鋅或搪瓷拼裝建造成。

1、鋼筋混凝土制罐技術(shù)

鋼筋混凝土技術(shù)利用鋼筋的抗拉強度和混凝土的抗壓強度上各自的優(yōu)勢，實現(xiàn)優(yōu)勢互補，通過現(xiàn)場澆注，可以得到較好的強度和防水性能的罐體，由于混凝土具有耐酸堿，耐溫便等的性能，能夠很好的保護內(nèi)部鋼筋，使之免受腐蝕，因此結(jié)構(gòu)具有很好的防腐性能，結(jié)構(gòu)成型后，進行簡單的防腐和防滲處理就可以滿足工程需要，使用壽命長，可達50年，后期維護和運行管理費用較低。

2、搪瓷拼裝制罐技術(shù)

拼裝制罐技術(shù)使用軟性搪瓷或其他防腐預(yù)制鋼板，以快速低耗的現(xiàn)場拼裝使之成型，預(yù)制鋼板采用栓接方式拼裝，栓接處加特制密封材料防漏。此種預(yù)制鋼板形成的保護層不僅能阻止罐體腐蝕，而且具有抗酸堿的功能。拼裝罐具有技術(shù)先進、性能優(yōu)良、耐腐蝕性好、維修便利、外觀美觀，可拆遷等特點，其使用壽命達30年。

3、利浦制罐技術(shù)

利浦制罐技術(shù)利用金屬塑性加工中的加工硬化原理和薄殼結(jié)構(gòu)原理，通過專用技術(shù)和設(shè)備，將一定規(guī)格的鋼板，應(yīng)用“螺旋、雙折邊、咬合“工藝來建造圓型的LIPP池、罐。由于是機械化、自動化制作和采用薄鋼板作為建筑材料，LIPP技術(shù)具有施工周期短，造價較低，質(zhì)量好等優(yōu)點。

結(jié)合本工程特點，主體厭氧反應(yīng)器選擇鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，以方便使用和運行管理。

5.1.2.4

厭氧反應(yīng)器配置選擇

高濃度厭氧反應(yīng)器內(nèi)設(shè)置一臺攪拌器，使進料均勻分布于罐體底部并充分與厭氧微生物接觸。低濃度靠沼氣產(chǎn)氣過程以及進料過程并增加物料內(nèi)循環(huán)泵實現(xiàn)物料的攪拌。

罐底設(shè)排渣系統(tǒng)，定期將罐底惰性污泥排出。排出的污泥進入沼肥儲存池，然后運送到下一個處理單元。

反應(yīng)器上部設(shè)排水系統(tǒng)。排水采用堰槽出水方式，溢流進入下一個處理單元。

5.1.2.5

保溫與增溫選擇

厭氧消化反應(yīng)過程受溫度影響很大，本項目厭氧處理單元設(shè)計為中溫，其最佳溫度范圍為35～38℃。為了保證厭氧反應(yīng)在冬季仍可正常運行，必須對系統(tǒng)實施整體保溫措施，同時還需對厭氧消化罐進水進行增溫處理。

1、保溫

系統(tǒng)整體保溫包括管道、閥門保溫；配料池、厭氧消化罐以及儲氣柜的保溫。

對于各種管路能地埋的則地埋，地上管路采用北方地區(qū)常規(guī)保溫方式實現(xiàn)；對厭氧消化罐、沼氣儲氣柜，采用聚苯乙烯和聚氨酯等材料進行強化保溫。另外，在厭氧反應(yīng)器旁邊設(shè)置一個沼氣凈化間，盡可能地將管路、閥門設(shè)置在該房間內(nèi)，起到保溫作用。

2、增溫

增溫能耗主要分為兩部分，一部分為把參與反應(yīng)物料的溫度由常溫提升到反應(yīng)溫度，這一過程主要在進料池中進行，另一部分是保證USR反應(yīng)器在相對穩(wěn)定的溫度下運行，補償其運行過程中散失到環(huán)境中的能量。為降低反應(yīng)過程中的能耗，在本設(shè)計中一方面采用較高的物料濃度，在保證有機負荷不變的情況下，降低水的含量，降低物料增溫能耗，另一方面，在反應(yīng)器池體外增設(shè)一層保溫層，以降低反應(yīng)器的熱量散失。

為保證反應(yīng)器的正常啟動以及熱源的穩(wěn)定性，本系統(tǒng)中采用自廠區(qū)燃煤鍋爐產(chǎn)生的熱水作為熱源。

5.2沼氣應(yīng)用系統(tǒng)工藝選擇

5.2.1

沼氣凈化工藝選擇

厭氧反應(yīng)器剛產(chǎn)出的沼氣是含飽和水蒸氣的混合氣體，除含有氣體燃料CH4和惰性氣體CO2外，還含有H2S和懸浮的顆粒狀雜質(zhì)。H2S不僅有毒，而且有很強的腐蝕性。因此新生成的沼氣不宜直接作燃料，還需進行氣水分離、脫硫等凈化處理，其中沼氣的脫硫是其主要問題。

對于畜禽糞污產(chǎn)生的沼氣，其中H2S氣體含量約為2000mg/m3，而沼氣作為燃氣要求沼氣中含H2S氣體含量小于100

mL/m3，沼氣的脫硫凈化處理是必須的。

沼氣脫硫主要有生物脫硫、化學(xué)脫硫兩種方法。

生物脫硫法是利用無色硫細菌，如氧化硫硫桿菌、氧化亞鐵硫桿菌等，在微氧條件下將H2S氧化成單質(zhì)硫。這種脫硫方法已在德國沼氣脫硫中廣泛使用，在國內(nèi)某些工程已有采用，其優(yōu)點是：不需要催化劑、不需處理化學(xué)污泥，產(chǎn)生很少生物污泥、耗能低、可回收單質(zhì)硫、去除效率高。這種脫硫的技術(shù)關(guān)鍵是如何根據(jù)H2S的濃度來控制脫硫塔中氧化還原反應(yīng)過程。

化學(xué)脫硫是將沼氣通過脫硫劑床層，沼氣中的H2S與活性氧化鐵接觸，生成三硫化二鐵，然后含有硫化物的脫硫劑與空氣中的氧接觸，當(dāng)有水存在時，鐵的硫化物又轉(zhuǎn)化為氧化鐵和單體硫。這種脫硫再生過程可循環(huán)多次，直至氧化鐵脫硫劑表面的大部分空隙被硫或其它雜質(zhì)覆蓋而失去活性為止。再生后的氧化鐵可繼續(xù)脫除沼氣中的H2S。上述均為放熱反應(yīng)，但是，再生反應(yīng)比脫硫反應(yīng)要緩慢。為了使硫化鐵充分再生為氧化鐵，工程上往往將上述兩個過程分開進行。

本工程擬采用生物脫硫的方法對沼氣進行脫硫處理。

厭氧罐中輸出的含飽和水蒸氣的沼氣經(jīng)過生物脫硫塔、氣水分離器和凝水器等專用設(shè)備凈化處理后貯存在儲氣柜中。

5.2.2

沼氣儲存工藝選擇

由于沼氣產(chǎn)用速率之間的不平衡，所以必須設(shè)置儲氣柜進行調(diào)節(jié)。沼氣主要用于鍋爐燃燒使用，儲氣柜的容積按日產(chǎn)量的60%設(shè)計。儲氣柜結(jié)構(gòu)形式有多種，包括混凝土結(jié)構(gòu)、壓力容器、膜結(jié)構(gòu)等，本工程選擇鐘罩結(jié)構(gòu)儲氣柜。

5.2.3

沼氣輸配工藝選擇

沼氣輸配系統(tǒng)指從沼氣儲氣柜至沼氣使用前一系列沼氣輸配設(shè)施的總稱。對于該大型沼氣工程來說，主要指沼氣由儲氣柜輸送到沼氣用戶的輸氣管路和相關(guān)的閥門組成。沼氣輸配管道在工程建設(shè)中占有相當(dāng)重要的位置，因此，合理選擇性能可靠、施工方便、經(jīng)濟耐用的管材，對安全供氣和降低工程造價有著重要意義。沼氣輸配過程中使用的主要管材是鋼管和聚乙烯管。相關(guān)的沼氣輸送管網(wǎng)需要根據(jù)當(dāng)?shù)鼐唧w情況進行設(shè)計。

5.3

沼肥利用工藝選擇

沼肥有三個去向：第一個是在農(nóng)耕施肥季節(jié)，沼肥輸送（管道、車輛）至果園、苗圃、農(nóng)田等施肥用地，作為液態(tài)有機肥使用；第二個是在非農(nóng)耕施肥季節(jié)，將沼肥輸送至農(nóng)田附近的大型儲存池，以備施肥季節(jié)使用；第二個是將沼肥運至有機肥生產(chǎn)區(qū)，與常規(guī)農(nóng)用肥料如尿素、復(fù)合肥等按一定營養(yǎng)比例配比混合后，加工成高肥效的商品肥出售。

5.4

工藝流程設(shè)計

見附圖初設(shè)方案：1--工藝流程框圖；2--分區(qū)定位圖；3--平面布置圖；4--工藝高程圖。

5.5工藝流程描述

5.5.1

預(yù)處理階段描述

格柵集水池

豬舍沖洗水由污水匯集管網(wǎng)（或污水渠）經(jīng)人工格柵匯集到集水池；提升泵按配比時間安排將其提升至調(diào)節(jié)池和配料池。

集糞池

由豬場清理出來的豬糞，運輸?shù)郊S池，并通過集糞池由集水池內(nèi)污水沖洗到進料池。

進料池

將由集糞池流過來的豬糞及污水進行調(diào)配，使物料達到10％的干物質(zhì)濃度，以供應(yīng)高濃度厭氧反應(yīng)器使用。配料池內(nèi)配有加溫設(shè)施，實現(xiàn)冬季時的物料加溫。

5.5.2

厭氧消化處理階段描述

進料---攪拌---反應(yīng)循環(huán)過程。物料經(jīng)提升泵提升進入?yún)捬醴磻?yīng)器，進行厭氧消化處理。本工程設(shè)計采取分2批輪流進料方式進行，進料時間根據(jù)豬場清糞方式安排，一般間隔不小于6小時，兩組進料先后進行，1小時以內(nèi)完成進料過程，進料結(jié)束后啟動攪拌，攪拌1小時后停止。厭氧罐按進料（1小時）----攪拌（1小時）-----反應(yīng)（4小時）----攪拌（1小時）-----反應(yīng)（4小時）……這個循環(huán)過程進行。

產(chǎn)沼

物料進入?yún)掟B(yǎng)反應(yīng)器與厭養(yǎng)活性污泥混合接觸，通過厭養(yǎng)微生物的吸附、吸收和生物降解作用，使有機污染物轉(zhuǎn)化為CH4和CO2為主的氣體（沼氣）。厭氧反應(yīng)器內(nèi)設(shè)置一臺攪拌機，使物料與厭養(yǎng)活性污泥充分混合。厭氧罐罐體外部設(shè)增溫管網(wǎng)系統(tǒng)以及保溫層。

集氣

厭氧反應(yīng)器產(chǎn)生的沼氣由集氣室收集，經(jīng)沼氣輸送管路送入后續(xù)沼氣凈化處理單元。

排料

厭氧罐采用上部益流出水方式，出水自流進入沼肥儲存池。

排渣

排渣系統(tǒng)定期排渣，保持反應(yīng)器內(nèi)污泥活性。沼渣排放可以是每天一次，或者是數(shù)天一次，將根據(jù)實際情況確定。

5.5.3

沼氣凈化儲存階段描述

沼氣凈化系統(tǒng)

厭氧消化罐產(chǎn)出的沼氣經(jīng)集氣室收集進入沼氣凈化系統(tǒng)。沼氣經(jīng)過生物脫硫塔、氣水分離器、凝水器等專用設(shè)備凈化處理后貯存在濕式儲氣柜中。

沼氣儲存柜

用于貯存凈化后的沼氣。柜體結(jié)構(gòu)鐘罩式儲氣柜。

沼氣輸配系統(tǒng)

用于沼氣的輸送。主要通過調(diào)壓閥、管路等完成沼氣的輸配。

沼氣利用系統(tǒng)

沼氣全部作為燃料使用。

5.5.4

沼肥處理階段描述

厭氧反應(yīng)器出水溢流進入沼肥儲存池，然后運輸車輛在農(nóng)耕季節(jié)將沼肥運輸至農(nóng)田或蔬菜大棚使用，在非農(nóng)耕季節(jié)，運輸至儲存池待農(nóng)耕時節(jié)使用。

第六章

工藝參數(shù)設(shè)計

6.1

物料負荷

平均設(shè)計物料流量：Q平＝9.2

m3/d

6.2

預(yù)處理階段工藝參數(shù)設(shè)計

6.2.1

格柵槽

（1）功能：用于安裝格柵，攔截水中大的懸浮物質(zhì)

（2）結(jié)構(gòu)：地下鋼砼結(jié)構(gòu)

（3）尺寸：0.5mx0.8m

（4）池數(shù)：1池

6.2.2

人工格柵

（1）設(shè)備寬度：W0＝500mm

（2）渠寬：W1＝500mm

（3）有效柵隙：b＝10mm

（4）格柵傾角：α＝60°

（5）設(shè)備臺數(shù)：1

6.2.3集水池

（1）功能：儲存補充水

（2）池體結(jié)構(gòu)：地下鋼砼結(jié)構(gòu)

（3）尺寸：0.90mx2.08mx2.00m

（4）有效容積：3.74m3

（5）池數(shù)：1池

6.2.4集水池污水提升泵

（1）功能：將補充水從集水池提升至配比軟化池

（2）流量：20

m3/h

（3）揚程：7m

（4）電機功率：0.75kW

（5）設(shè)備類型：潛污泵

（6）設(shè)備數(shù)量：2臺（1用1備）

6.2.5集糞池

（1）功能：暫存由豬場輸送來的豬糞

（2）池體結(jié)構(gòu)：地下鋼砼結(jié)構(gòu)

（3）尺寸：1.30mx2.08mx0.5m

（4）容積：1.35m3

（5）池數(shù)：1池

6.2.8進料池

（1）功能：豬糞與來水充分攪拌混合后進料

（2）池體結(jié)構(gòu)：地下鋼砼結(jié)構(gòu)

（3）尺寸：2.20m×2.20m×2.00m

（4）高度：2.0m

（5）容積：9.68

m3

（6）池數(shù)：1池

6.2.9配料池攪拌機

（1）功能：將配料池內(nèi)糞與水?dāng)嚢琛⒒旌?/p>

（2）功率：7.5

Kw

（3）數(shù)量：1臺

6.3

厭氧消化處理階段工藝參數(shù)設(shè)計

6.3.1厭氧消化罐1

（1）功能：低濃度厭氧消化處理主體反應(yīng)器

（2）尺寸：Φ6.00mx8.10m

（3）有效水深：6.60

m

（4）有效容積：187m3

（5）停留時間：20

d

（6）發(fā)酵溫度：常溫

（7）材質(zhì)結(jié)構(gòu)：鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，外設(shè)保溫層，圓臺形保溫頂結(jié)構(gòu)

（8）數(shù)量：1座

6.3.2厭氧反應(yīng)器進料泵

（1）功能：將糞污從調(diào)節(jié)池提升至厭氧反應(yīng)器

（2）流量：10

m3/h

（3）揚程：15

m

（4）電機功率：3.0kW

（5）設(shè)備類型：螺桿泵

（6）設(shè)備數(shù)量：2臺（1用1備）

6.4

沼氣凈化儲存階段工藝參數(shù)設(shè)計

6.4.1沼氣凈化系統(tǒng)

功能：沼氣凈化。設(shè)計參數(shù)和主要設(shè)備參數(shù)：

（1）生物脫硫塔

脫硫效果：大于90%

處理能力：20m3/h

數(shù)量：2套

（2）氣水分離器

型號：

非標

數(shù)量：

2臺（1用1備）

（3）水封

型號：

非標

數(shù)量：

1臺

（4）凝水器

型號：

非標

數(shù)量：

2臺

（5）干式阻火器

型號：

非標

數(shù)量：

1臺

（6）沼氣流量計

型號：

非標

數(shù)量：

1臺

6.4.2沼氣貯存系統(tǒng)

（1）鐘罩儲氣柜

功能：貯存厭氧消化罐產(chǎn)生的沼氣

構(gòu)造形式：碳鋼焊接結(jié)構(gòu)

尺寸：Φ8.00x3.3m

有效容積：165.79

m3

數(shù)量：1個

（2）儲氣柜水封

功能：貯存厭氧消化罐產(chǎn)生的沼氣

構(gòu)造形式：鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)

尺寸：Φ8.80mx3.80m

有效容積：231.00m3

數(shù)量：1個

6.5

沉淀池參數(shù)設(shè)計

6.5.1沉淀池

（1）功能：沼液沉淀

（2）構(gòu)造形式：鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)

（3）尺寸：1.00mx4.38mx2.0m

（4）有效容積：8.76m3

（5）池數(shù)：1池

第七章

其它設(shè)計

7.1

建筑與結(jié)構(gòu)設(shè)計

7.1.1設(shè)計原則

1、根據(jù)工藝流程的要求，在滿足廠區(qū)內(nèi)工藝要求、交通運輸、環(huán)保、防火等前提下，使廠區(qū)建筑物、構(gòu)筑物、道路、綠化有機地結(jié)合在一起。

2、注重環(huán)境保護，使能環(huán)工程成為環(huán)境優(yōu)美的示范項目。

7.1.2工程地質(zhì)情況

項目所在地的地質(zhì)情況為雜地，要求項目所在地原土承載力不小于8噸/

m2。以鉆探地質(zhì)報告為準。

本沼氣工程項目的主要構(gòu)筑物厭氧消化罐的體積較大，高度較高，對不均勻沉降極為敏感，在地基處理當(dāng)中要選擇合適的持力層。

當(dāng)場地空間開闊時，基坑可以按一定坡度進行放坡開挖。當(dāng)構(gòu)筑物距離很近且埋深不同時，可采用一些措施進行臨時支護。對深基坑，施工中還應(yīng)考慮降水及護坡處理。

7.1.3主要構(gòu)（建）筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計

7.1.3.1構(gòu)筑物

主要構(gòu)筑物名稱、尺寸、結(jié)構(gòu)形式等見下表。

表7-1

主要構(gòu)筑物尺寸表

序

號

構(gòu)筑物名稱

結(jié)構(gòu)尺寸

（mm）

規(guī)模

（m3）

數(shù)量

總規(guī)模

（m3）

結(jié)構(gòu)形式

1

格柵集水池

900*2080*2000

3.74

1

3.74

鋼砼結(jié)構(gòu)

2

集糞池

1300*2080*500

1.35

1

1.35

鋼砼結(jié)構(gòu)

3

進料池

2200*2200*2000

9.68

1

9.68

鋼砼結(jié)構(gòu)

4

厭氧反應(yīng)器

Φ6000*8100

211.29

1

211.29

鋼砼結(jié)構(gòu)

5

厭氧反應(yīng)器底板

φ8000*500

25.12

2

25.12

鋼砼結(jié)構(gòu)

6

沉淀池

1000*4380*2000

8.76

1

8.76

鋼砼結(jié)構(gòu)

7

泵房

3300*2800*2000

18.48

1

18.48

鋼砼結(jié)構(gòu)

其他構(gòu)筑物體積不大，擬采用普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)或磚混結(jié)構(gòu)。所有構(gòu)筑物的抗?jié)B問題，均以混凝土本身的密實性來滿足抗?jié)B要求。根據(jù)構(gòu)筑物的重要性及水力梯度來確定其抗?jié)B標號，混凝土強度等級一般不小于C25，抗?jié)B等級不小于S6，水灰比不大于0.55。宜采用普通硅酸鹽水泥，骨料應(yīng)選擇良好級配，嚴格控制水泥用量。為提高混凝土的抗?jié)B能力，滿足工藝使用要求，盡量減少伸縮縫。建議在混凝土中加入適量的添加劑，用以補償混凝土的收縮變形，提高混凝土的密實度及抗?jié)B能力。

7.1.3.2建筑物

主要建筑物名稱、尺寸、結(jié)構(gòu)形式見下表。

表7-2

主要建筑物尺寸表

序

號

構(gòu)筑物名稱

結(jié)構(gòu)尺寸

（mm）

規(guī)模

（m2）

數(shù)量

總規(guī)模

（m2）

結(jié)構(gòu)形式

1

沼氣凈化間

3000*3000*3300

9.00

1

9.00

磚混結(jié)構(gòu)

2

辦公控制室

3000*6000*3300

18.00

1

18.00

磚混結(jié)構(gòu)

3

宿舍

3600*3000*3300

10.80

1

10.80

磚混結(jié)構(gòu)

4

衛(wèi)生間

3600*3000*3300

10.80

1

10.80

磚混結(jié)構(gòu)

7.1.4抗震設(shè)計

遵照國家“建筑抗震設(shè)計規(guī)范”（GBJ11-89）及“構(gòu)筑物抗震設(shè)計規(guī)范”（GB50191-93）的有關(guān)規(guī)定。所有構(gòu)（建）筑物按地震烈度6級設(shè)防。

7.1.5反應(yīng)器設(shè)計

表7-2

反應(yīng)器結(jié)構(gòu)尺寸表

序

號

反應(yīng)器名稱

結(jié)構(gòu)尺寸

（mm）

規(guī)模

（m3）

數(shù)量

總規(guī)模

（m3）

結(jié)構(gòu)形式

1

厭氧反應(yīng)器

Φ6000*8100

918.45

1

918.90

鋼筋混凝土

2

儲氣柜鐘罩

Φ8000*3300

165.79

1

165.79

碳鋼焊接

3

儲氣柜水封

Φ8800*3800

231.00

1

231.00

鋼筋混凝土

7.2機械設(shè)備設(shè)計

機械設(shè)備設(shè)計及選型設(shè)計原則如下：

（1）各設(shè)備的選型力求經(jīng)濟合理滿足工藝的要求，并配合土建構(gòu)筑物形式的要求。

（2）潛水電機的防護等級不低于IP68，其它配套電機和就地控制箱防護等級不低于IP55。

（3）考慮到污水介質(zhì)的特性，設(shè)備材料選用的原則是與介質(zhì)接觸部分采用耐腐蝕的不銹鋼材料或鑄鐵和高強度塑料材料，其余材料可以是碳