ICS 65.020.30 B40 DB37 山 东 省 地 方 标 准 DB 37/T 3117—2018 畜禽场废弃物厌氧发酵制取沼气技术规程 Technical Regulation of anaerobic fermentation biogas technology in the livestock and poultry farm 2018 - 02 - 02 发布 山东省质量技术监督局 2018 - 03 - 02 实施 发 布 DB37/T 3117—2018 前 言 本标准按GB/T 1.1-2009给出的规则起草。 本标准由山东省农业厅提出。 本标准由山东省农业标准化技术委员会归口。 本标准起草单位：山东省农业科学院农业资源与环境研究所、山东省面源污染防控重点实验室、 农业部黄淮海平原农业环境重点实验室。 本标准主要起草人：姚利、王艳芹、袁长波、付龙云、李彦、杨光。 本标准为首次发布。 I DB37/T 3117—2018 畜禽场废弃物厌氧发酵制取沼气技术规程 1 范围 本标准规定了畜禽场废弃物厌氧发酵沼气工程的工艺设计、建造、运行维护、安全管理等。 本标准适用于山东省规模化畜禽养殖场和养殖小区的废弃物厌氧发酵制取沼气。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文 件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 GB 18596 畜禽养殖业污染物排放标准 GB 50014 室外排水设计规范 GB 7959 粪便无害化卫生要求 NY 525 有机肥料 NY/T 466 户用农村能源生态工程北方模式设计施工与使用规范 NY/T 667 沼气工程规模分类 NY/T 1220 沼气工程技术规范 NY/T 1221 规模化畜禽养殖场沼气工程运行、维护及其安全技术规程 NY/T 1222 规模化畜禽养殖场沼气工程设计规范 NY/T 1704 沼气电站技术规范 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。 3.1 畜禽场废弃物 本标准指畜禽养殖场产生的动物粪便、尿液及冲洗废水。 3.2 厌氧发酵 在无氧条件下，微生物分解有机物并产生沼气的过程。 3.3 滞留期 指发酵原料在厌氧反应器中发酵停留时间，单位为天（d）。 3.4 总固体 又称干物质，是指发酵原料除去水分以后剩下的物质，包括可溶性固体和不可溶性固体。原料中的 总固体含量（干物质浓度）常用百分率来表示，单位为百分率（%）。液体样品单位为毫克/升（mg/L） 或克/升（g/L）。 1 DB37/T 3117—2018 3.5 升流式厌氧固体反应器（USR） 是一种结构简单、适用于高悬浮固体有机物原料的反应器，原料从底部进入消化器内，与消化器里 的活性污泥接触，使原料得到快速消化。 3.6 完全混合式厌氧消化器（CSTR） 安装有搅拌装置的消化器，反应器内发酵原料和微生物处于完全混合状态。 3.7 升流式厌氧污泥床（UASB） 由底部的污泥区和中上部的气、液、固三相分离区组合为一体的厌氧消化装置。 3.8 复合厌氧反应器（UBF） 由底部升流式厌氧污泥床和上部厌氧过滤器组合为一体的厌氧消化装置。 3.9 高浓度发酵 物料TS浓度5 %～12 %的厌氧发酵为高浓度发酵。 3.10 低浓度发酵 物料TS浓度低于5 %的厌氧发酵为低浓度发酵。 4 工艺设计 4.1 设计原则 4.1.1 用。 4.1.2 4.1.3 4.1.4 沼气工程的设计应以无害化、减量化、资源化为目标，充分考虑沼气、沼液和沼渣的有效利 沼气工程的工艺设计应采用经过鉴定的新技术、新工艺、新材料、新设备。 沼气工程的工艺设计应与实际结合，正确处理集中与分散、处理与利用、近期与远期的关系。 沼气工程的工艺应根据畜禽养殖场废弃物的特性及实测数据进行设计。 4.2 前处理 4.2.1 沼气工程前处理含集水设施、物料混合设施、沉砂及除渣等预处理设施及加热保温等。 4.2.2 当以鸡粪为原料时，应在调节池后设沉砂池；以牛粪为原料时应有粪草分离装置；以鸭粪为原 料时应去除稻壳或预处理对稻壳进行腐解。 4.3 厌氧消化工艺选择 4.3.1 对于高浓度发酵，厌氧消化器的总有效容积，可按式（1）计算： V = TQ ............. (1) 式中： V ——厌氧发酵罐的总有效容积，单位为立方米（m³）； Q ——设计处理量，单位为立方米每天（m³/d）； T ——设计水力滞留期，单位为天（d）。 2 DB37/T 3117—2018 对于固体含量较低的养殖废水，厌氧消化器的总有效容积，可按式（2）计算： V = Q × S0 1000 × N v ......... (2) 式中： V ——厌氧发酵罐的总有效容积，单位为立方米（m³）； Q ——设计处理量，单位为立方米每天（m³/d）； S 0 ——进水有机物质量浓度，mgCOD Cr /L ； N v ——容积负荷，kgCOD Cr /m³·d 。（查标准） 4.3.2 适合高浓度粪污发酵的厌氧消化器主要有：完全混合式厌氧消化器（CSTR）、升流式厌氧固体 反应器（USR）等。各种消化器的主要设计参数如下： a) 升流式厌氧固体反应器一般采用立式圆柱形，有效高度 6 m～12 m，应选用合理的布水方式避 免短路、勾流，以保证液体均匀上升。其设计应满足下列要求： 1) 布水器的喷水孔应朝池底，与水平面夹角不大于 40 º； 2) 布水器设置于厌氧发酵罐底部，距池底的距离应不大于 1 m。 b) 完全混合厌氧发酵罐的高径比宜为 1.5～2；宜采用连续搅拌，搅拌功率宜为 0.001 kW/m³～ 0.005 kW/m³。 4.3.3 适合低固体浓度养殖废水的厌氧消化器主要有：升流式厌氧污泥床（UASB）、复合厌氧反应器 （UBF）等。 各种消化器的主要设计参数如下： a) 升流式厌氧污泥床平面形状有矩形和圆形，高度不宜超过 10 m；反应器的设备有三相分离 器、布水系统、排泥装置和沼气收集系统等。 b) 复合厌氧反应器填料宜填充在反应器上部的 1/3 处，填料厚度以 0.5 m～2 m 为宜。 4.3.4 厌氧消化器主要技术参数宜符合表 1 的规定。 表1 表厌氧消化中温发酵主要技术参数 项目 单位 CSTR USR UASB UBF 温度 ℃ 33～35 33～35 33～35 33～35 水力滞留期 d 15～30 10～20 1.5～3 2～4 TS浓度 % 5～10 5～6 ＜1 ＜1 COD负荷 kg/m³·d 3～8 5～10 5～10 2～10 COD去除率 % 55～75 60～80 70～85 70～85 4.3.5 厌氧发酵罐应有保温措施，宜采用外保温；加热可采用罐外热交换或池内热交换。 4.3.6 养殖小区发酵工艺 a) b) 规模较小的养殖场和养殖小区可建设地下式的中小型沼气工程，以圆形池和拱形沼气池为 主。 养殖小区沼气工程以“一池三建”为建设单元，包括沼气发酵池、原料（粪便或秸秆）预处理 （沉淀、调解、进出料、搅拌等装置）、沼气供气（沼气净化、储存、输配、计量和利用装置） 和沼肥利用设施（沼渣、沼液处理及综合利用装置）等。土建工程主要包括沼气发酵池、贮气 水封池、前处理池、沼液贮存池、保温室、沼气管网等；设备主要包括泵、流体管网、电器 3 DB37/T 3117—2018 c) 控制、脱硫塔、沼气灶具、检测设备等。养殖小区集中供气沼气工程以供气（10～50）户为基 本建设单元。 中小型沼气工程根据畜禽养殖场发酵原料的数量、一定温度下发酵原料在装置内停留的时间 和投料浓度等工艺条件确定，沼气发酵装置的容积，可按式（3）计算： V = b × n × TS × HRT r×t ×m .................... (3) 式中： b-单位畜禽每天的平均排粪量（kg、湿重）； n-养殖畜禽的数量（头、只）； TS-畜禽粪便原料中干物质含量的百分比（%）； HRT-原料在池中的滞留天数（d）； r-发酵原料浓度（%）； m-池内装料有效容积（%）； t-发酵料液比重（kg/m³ ）； d) 修建的沼气池要达到结构牢靠、不漏水、不漏气的要求，除了合理设计以外，必须按照设计 图纸要求，认真细致地进行施工，确保施工质量。 4.4 后处理 4.4.1 沼渣沼液暂存池 沼气工程须配套建设足够容量的沼渣沼液暂存池。暂存池容积应结合沼液产生量、作物种类及种植 面积、运输距离、沼液施用量及频率等因素综合确定。沼液池的容积应不小于最大利用间隔期内厌氧消 化装置沼液的排放量，且沼液在施用前应储存5 d以上时间。沼渣沼液暂存池应设置安全防护栏。 4.4.2 固液分离 厌氧消化后的沼渣、沼液需做进一步的固液分离，分离后的沼渣可以用于生产固态有机肥。分离出 的沼液进贮液池后可以作为液态有机肥用于农田。 4.4.3 后处理工艺 沼液后处理一般采用好氧处理系统或稳定塘，好氧处理应选择有较高脱氮除磷能力的工艺，如SBR （序列间歇式活性污泥法）、氧化沟等。 4.5 沼气净化储存 4.5.1 厌氧消化产生的沼气应经过脱水、脱硫处理后进入沼气储存和输配系统。 4.5.2 沼气中水分宜采用重力法脱除；在沼气输送管路的最低点设置凝水器，将管路中的冷凝水排 出。 4.5.3 沼气脱硫可以采用干法脱硫或生物脱硫，使沼气中的硫化氢含量小于 20 mg/m³；化学脱硫须定 时更换脱硫剂。 4.5.4 沼气贮存系统包括贮气柜、流量计等。贮气柜可采用低压湿式贮气柜，也可采用低压干式贮气 柜、高压贮气柜等方式储气。低压干式贮气柜（工作压力小于 10 kPa）可采用双膜气柜和活塞式贮气 柜；高压干式贮气柜（工作压力大于 0.4 MPa）须设置安全阀、放散管、排污管以及压力检测装置，有 效贮气量宜按照 NY/T 1220.2 第 6.3 条的规定计算。贮气柜须做好防腐、防冻处理。 4 DB37/T 3117—2018 4.5.5 沼气用于民用炊事时，贮气柜的容积按日产气量的 50 %～60 %计算；沼气用于烧锅炉或发电 时，应根据沼气供求平衡曲线确定贮气柜的容积。 4.5.6 沼气贮气柜出口应设阻火装置。 4.6 沼气利用 4.6.1 集中供气 a) 沼气输配系统设计优先考虑沼气供应的安全性和可靠性，保证不间断向用户供气。 b) 沼气管网宜采用低压供气。 c) 沼气输配管网的使用寿命应不小于集中供气工程的设计使用寿命。 d) 室外输配管网的干管和支管材质宜选用 PE 管及防腐镀锌钢管、焊接钢管等。 4.6.2 沼气发电 a) 沼气发电设施装