本期沼氣工程項目案例取自某規(guī)模化種牛場，該種牛場為重點農業(yè)種子工程項目，承擔良種牛品種的引進、純種繁育與預選提高，為全省乃至全國提供合格的種公牛凍精及后備種牛。
根據(jù)畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染治理工程技術規(guī)范的相關規(guī)定，確定該項目污水排放量如下：
1)牛尿量：14.2t/d
成年牛尿量：463頭x30kg/(頭?d)=13.9t/d
后備牛尿量：32頭x10kg/(頭?d)=0.31t/d
牛尿液中COD的含量為6kg/t，消耗1kgCOD可以產生0.28m3~0.35m3的沼氣，該項目取0.30。
2)沼氣產量：14.2t/dx6kg/tx0.3m3/kg=25.6m3
按照平常每頭牛牛舍的沖洗水為30kg計算，則整個奶牛養(yǎng)殖場沖洗污水量為:495頭x30kg/(頭? d)=14.85t/d，合計養(yǎng)殖場每天產生污水約30t。
通過人工設計生態(tài)工程，協(xié)調發(fā)展與環(huán)境之間、資源利用與保護之間的關系，形成生態(tài)與經(jīng)濟的兩個良性循環(huán)，實現(xiàn)經(jīng)濟、生態(tài)、社會三大效益的統(tǒng)一。對于采用沼氣技術處理畜禽場排泄物的工程來說，關鍵的是選擇適合當?shù)貙嶋H情況的治理工藝與模式。該項目采用工藝模式為“能源生態(tài)型”，以產沼氣為主要目的，經(jīng)處理后的沼液、沼渣可充分利用。
對該項目而言，由于需將全部牛糞和部分沖洗水一起混合均勻后進入到厭氧罐進行厭氧發(fā)酵處理，其廢水中含固量較高，考慮到綜合效益，選擇升流式固體反應器（USR)是合適的。USR反應器結構簡單、造價低廉，具有較高的SRT和MRT，未反應生物固體和微生物靠自然沉淀滯留于反應器內，而且不需要出水回流和氣/固分離器。在重力作用下，比重較大固體物與微生物靠自然沉降作用積累在反應器底部，使反應器內始終保持較高的固體量和生物量，即有較長的SRT和MRT。
牛場的尿液、牛舍沖洗水、牛糞和生活污水進入集污池經(jīng)酸化調節(jié)后，泵進入進料池，在此調節(jié)水質水量，調節(jié)池內設置攪拌機，使物料充分混合均勻，以防止糞污沉積。合格的物料經(jīng)進料泵輸送到USR反應器，在反應器中，通過中溫發(fā)酵，利用厭氧微生物新陳代謝作用，將大部分有機物去除，產生大量沼氣、沼液。利用熱水鍋爐來保持厭氧反應器罐體內的發(fā)酵溫度。厭氧發(fā)酵產生的沼渣自流進入沼渣貯池，作為有機肥出售給周圍農戶；沼液經(jīng)自流進入沼液貯池存儲，用于農田灌溉施肥；產生的沼氣經(jīng)脫水脫硫后儲存于貯氣柜，并壓力調節(jié)后經(jīng)阻火器向用氣點供氣。
該項目工程主要構筑物由投糞一調節(jié)池、USR反應器、儲氣柜、沼渣一沼液儲存池和附屬用房構成，占地面積共800余平方米。
從運行狀況來看，在氣溫低的冬季(12月、1月和2月份）產氣量最低，鍋爐加熱的情況下，容積產氣率維持在0.64m3/(m3?d)~0.78m3/(m3?d)之間；在氣溫高的夏季，自然狀態(tài)下，容積產氣率維持在0.74m3/(m3?d)~0.82m3/(m3?d)之間。年平均日產沼氣量為350m3/d，完全滿足了養(yǎng)殖場的職工食堂、圈舍溫控，沼氣路燈及周邊50余戶農用氣需求。
沼渣沼液進行固液分離，分離出來的沼渣制成商品固體有機肥料；沼液中富含有機質、氮、磷、鉀等營養(yǎng)成分，可服務周邊村民的農用。
采用USR反應器的沼氣工程處理該項目規(guī)模化養(yǎng)牛場糞便是可行的，其容積產氣率較高。該工程系統(tǒng)具有運行成本低、 產氣穩(wěn)定、管理方便可靠等特點，與農業(yè)面源污染治理相結合，更是把畜禽養(yǎng)殖污水的治理與生態(tài)衣業(yè)相結合，對緩解環(huán)境壓力以及推動社會可持續(xù)發(fā)展方面具有重要的作用。
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