一、沼气净化及利用系统

由于厌氧浆料有机成分中重要产甲烷原料为其中的挥发性固体(VS),因而，能够以VS为测算凭据推算厌氧的理论产气量。

以600t蕴含餐厨垃圾、粪便及污泥的厌氧浆料为例，结合三者的成分含量及有关配比分析，厌氧浆猜中的VS占溶化性总固体(TDS)的80%左右，按TDS含量10%推算，则VS的每天理论产量为600×10%×80%=48t/d。

凭据以往工程对产品中VS含量的测算，VS的现实降解率在85%左右，思考预处置系统VS的现实损失量，本次设计以80%为推算凭据，则VS的现实亏损量为48×80%=38.4t/d。

厌氧生物处置过程中的有机物降解速度或甲烷天生速度可用Monod公式来描述，即

式中，S为基质浓度，gCOD/L或gBOD/L；t为功夫，d；Umax为最大比基质降解速度，1/d,X为微生物或污泥浓度，gVSS/L；Ks为鼓和常数。

式中，VCH?为反映起头后的堆集甲烷产量，mL；Yg为基质的甲烷转化系数，mLCH?/gCOD；Vr为反映器的反映区容积，L。

由式(1-1)、式(1-2)得

由于在反映初期基质浓度很高，即能够以为S≥Ks,此时式(1-3)就能够简化为

其中Umax·CH4,需凭据试验确定，凭据类似工程现实尝试结论Umax·CH4的推算值约为0.65L/gVS,则代入上式可得

依照甲烷含量60%推算，则每天沼气产生量约为41600m?/d。

2.概化分子式推算

由于厌氧浆猜中蕴含餐厨垃圾、粪便及污泥，不利于推算混合后的概化分子，故对其进行别离推算。由于粪便水中有机物含量较少，且重要为调浆用水，故重要对餐厨及污泥进行产气量推算。凭据餐厨的成分分析表，在含水率为80%的情况下，求得均匀状态下该餐厨垃圾的概化分子式为C22H35O13N(S的含量暂不思考),此时在厌氧状态下产生CH4和CO2,有C22H35O13N+10H2O=10.5CH4+11.5CO2+NH3+5H2。

该概化分子式的分子量为521，此时在单元质量为1kg原料的情况下，CH?产量为96.46L，则在总的处置规模200t情况下，产生的CH?气体总量为19292m?/d，折合成沼气总产量为32153m?/d。

结合某市政工程设计钻研总院对污水处置厂污泥厌氧产气的钻研可知，混合污泥的产气量约为6.71m?/m?泥，本工程处置规模为100t/d,产气量约为6710m?/d,折合沼气产量为11183m?/d。

则总的沼气推算量为43336m?/d。

3.产气量确定

上述均为理论推算值，概化分子式的推算了局为CH?产量26002m?/d，VS理论产气量推算的了局为24960m?/d，两者的推算了局是根基吻合的。最终取均匀值推算，本工程以CH?产量25481m?/d为推算凭据，折合沼气产生量约为42468m?/d。

必要注明的是，以上为理论产气量，现实上，由于发酵集中在47d左右实现，那么产气总量会幼于理论产气量，现实产气量与理论产气量的比值必要凭据现实运营经验数据确定。

本项目中，气体利用暂按理论产气量60%左右思考，则沼气产量约为25481m?/d，因而，思考到产气量的不不造成分，本项目沼气处置规模依照20000m?/d思考。

（二）设计参数

1.净化前沼气品质

净化前沼气品质详见表1

2.净化后气体指标

净化后的气体指标详见表2。沼气提纯后质量指标满足《车用压缩天然气》 (GB 18047—2017)的划定。

（三）工艺流程

从厌氧发酵罐出来的沼气是一种燃料，其重要成分是甲烷和二氧化碳。经过净化后沼气利用有两种方式：一是部门沼气进锅炉点火，作为厂区需加热保温设备的热源：二是进入造CNG装置造备CNG，可用作车载燃气。

沼气利用系统内设置应急火炬点火系统，在后段的工序不能正常运行或产气量过多而无法正常贮存的情况下，将沼气通入火炬点火，预防含有大量甲烷的气 体直接排放。

（四）沼气的净化、存储和利用

从发酵罐出来的沼气进行脱硫、除尘、干燥处置。选取湿法+干法结合的脱硫工艺，最大水平去除沼气中的硫化氢。脱硫精度高，出口沼气中硫化氢浓度可降低至15ppm以下。

沼气经过低级过滤、精滤等过滤装置，有效去除沼气中含有的微幼颗粒，达到除尘主张。设置干燥器，对沼气中的水分进行去除，确保水分不会对管路及设备产生侵蚀。

脱硫、脱水的沼气经沼气压缩机压缩后，通过气水过滤器、拦截式预处置过滤器、低级油水分离过滤器、高效过滤器、冷冻干燥机除去鼓和水蒸气和微尘粒，再经过换热器后得到了干燥、无油、干净和温度合适的高品质压缩沼气。该高品质压缩沼气经吩禅管路均匀进入膜分离系统进行分离，分离出的二氧化碳可通过管路排入大气，而造得的甲烷气可通过加压计量后作为汽车燃料使用。

沼气储气柜用于暂存经脱硫后的沼气，本项目选取双膜气柜。图1、图2别离为沼气储气柜的道理图和实物图。

▲图1 沼气储气柜道理示意图

▲图3 沼气造CNG工艺流程图

用膜法工艺进行脱碳处置。进行膜分离提纯必要对沼气进行增压处置，以膜两面较高的压力差作为动力，利用膜材对分歧气体组分的通过率的分歧，来别离处置沼气中的分歧气体组分。

经膜分离后的富甲烷气体进入储气罐进行缓冲，为后续高压压缩提供不变气源，甲烷气体作为可燃气体进一步压缩至25MPa,造成制品CNG,供给新型燃气车辆使用，能够建设加气机使用。最终CNG产品的技术指标满足《车用压缩天然气》(GB18047-2017)的有关划定：总硫≤100mg/m?,硫化氢<15mg/m?,二氧化碳<3%,氧气≤0.5%,高位发热量>31.4MJ/m?

（五）沼气安全

沼气是可燃气体，在空气中荟萃到肯定浓度时会爆燃。本项目在日常运行时会产生大量沼气，在工艺设计、设备拔取上，充分思考到沼气的这一特点，针对性地采取如下措施，确保沼气可能得到安全的存储、利用。

1.压力；ご胧。

2.防火、防爆措施。

二、污水处置系统

已实现：40%/////////

（一）处置规模

污水处置系统重要处置脱水后沼液和厂区出产废水，其中沼液约550m?/d,设备洗濯水、车间冲刷水等其他出产废水约90m?/d，总计640m?/d,思考到污水产量拥有肯定的颠簸性，并思考肯定的余量，确定本系统处置规模为700m?/d。

（二）进水、出水水质

1.进水水质要求

凭据项目可研及同类项目经验，污水处置系统进水水质可如表3所示。

▲表3 污水处置系统进水水质参数

2.出水水质要求

污水处置系统出水执杏锥水传染物综合排放尺度》(DB 11/307—2013),具体指标如表4所示。

▲表4 污水处置系统出水水质参数

（三）工艺流程

凭据上述废水水质、水量特点和处置要求，确定本项目选取重要工艺组合为：水质平衡+表置式膜生物反映(两级 MBR)+部门 NF+浓缩液处置。工艺流程设计如图4所示。

▲图4 污水处置工艺流程示意图

三、除臭系统

已实现：60%/////////

（一）处置规模

本项目重要臭气起源为综合处置车间(餐厨垃圾预处置车间、粪便污泥预处置车间、污泥预处置车间)、脱水车间、污水处置系统等场所产生的臭气。本项目除臭系统设计风量为60000m?/h

（二）重要节造传染物

H?S、NH?、硫醇、有机硫化物、胺类等微量有机组吩禅体为恶臭气体重要传染物。表5为除臭系统重要节造传染物。

（三）气体排放尺度

满足《恶臭传染物排放尺度》(GB14554—1993)中厂界(防护带边缘)废气排放三级尺度(新建),且处置后无感官臭味。表6为臭气处置后的排放尺度。

▲表6 臭气处置后排放尺度

（四）工艺设计

本项目总除臭气量为60000m?h，凭据经验及现场情况，以及餐厨垃圾产生臭气成分复杂、浓度高的个性，设计中思考恶臭气体为混合型传染物质，碱性、酸性含硫传染物质和有机传染物质可能都存在。为顺利达到国度相应排放尺度，本工程选取一套齐全的化学洗涤除臭设备，一套齐全的生物过滤除臭设备，凭据对通常餐厨垃圾处置项目上的传染物质的分析，两种工艺的结合是能够满足排放需要的。另表思考到厂房大门处会有臭气表溢，以及一时情况臭气浓度增高的可能性，故在厂房大门周边以及臭气源左近加装一套植物液喷淋除臭系统辅助使用，以使除臭成效顺利达到。

即本综合除臭系统蕴含3个部门：

第一部门：化学洗涤塔除臭系统；

第二部门：生物除臭系统；

第三部门：植物液喷淋除臭系统。

1.化学洗涤塔除臭系统

湿式化学洗涤系统利用化学反映机理，通过酸碱溶液和碱酸性有机气体的化学反映来对恶臭气体进行去除，如硫化氢(H?S)、甲硫醇(CH?S)、甲硫醚(C?H?S)、二硫化碳(CS?)和二甲二硫(C?H?S?)等强恶臭酸性气体使用氢氧化钠、次氯酸钠往来除。为了提供反映的效能，洗涤系统选取精密的pH和氧化还原电位节造道理，严格地节造加药系统和洗涤塔的运行和操作，以保障达到所要求的排放尺度。

2.生物除臭系统

生物除臭系统利用微生物降解或转化空气中的挥发性有机物以及硫化氢、氨等恶臭物质。

生物除臭系统可去除空气中的异(臭)味、挥发性物质VOC和有害物质。具体利用领域蕴含节造/去除城市污水处置设施中的臭味、工业出产过程中的出产臭气、受传染泥土和地下水中的挥发性物质、室内空气中浓度较低的传染物等。生物除臭系统能够降解大无数挥发性和半挥发性的烷烃、烯烃和芳烃，这些物质通常拥有可生物降解性和水溶性较大的特点，处置成效95%以上。

3.植物液喷淋除臭系统

为了更好地处置扩散开来的臭气，设计使用超细植物液喷淋系统，对餐厨垃圾预处置车间、粪便间和污泥脱水车间等沉点致臭区域直接进行植物液喷洒除臭。

植物液喷淋除臭系统由节造系统、铜合金喷嘴、不锈钢304资料输送管、除臭剂配药系统等组成，自动化节造。专用雾化喷嘴有专用的除臭剂进口，调节相宜的流量比例，雾化喷嘴即能喷出幼于40μm的雾滴。在微幼的液滴表表形成极大表表能和表表积，更易吸附空气中的异味分子，并使异味分子中的立体结构产生变动，变得更不不变，更易降解＝谠煜低晨善揪菹质登榭，轻易调整运行功夫和运行距离功夫。直接植物液喷淋通常选用植物除臭剂，运行用度省，占地面积幼，装置运行方便。

植物除臭剂的原资料含有天然植物提取液，经过先进的微乳化，使它能够与水相溶，呈通明状。它不含酒精，非易燃易爆，非毒性，还可生物降解，不会产生二次传染。

四、产品规划

已实现：80%//////////

本项目通过厌氧发酵系统出产出沼气、粗油脂，实现资源循环利用，保障食品安全和人民身段健全。沼气提纯后出产CNG,工业粗油脂作为紧缺的化工原料，宽泛利用于各类化工企业中，从源头上解决“地沟油”返回餐桌所带来的风险。

处置规模为200t/d餐厨垃圾，300td粪便，100t/d脱水污泥时可产生工业粗油脂3.6t/d，产生沼气约26700m?/d，一部门经锅炉点火给厂区工艺、采暖供热，渣滓沼气可出产CNG约16619m?/d。

▲图5 某餐厨垃圾措置厂总平面安插图

随着厌氧消化技术在有机固体废料措置项目中日趋成熟，通过厌氧消化产生沼气并资源化利用成为餐厨圾资源化的沉要蹊径，拥有很强的发展潜力。将来，通过对反映器前提、环境因子和基质前提等前提的进一步分析和钻研，有望提升厌氧消化系统的经济和环境机能，促效进厌氧消化的大规模工程化，实现更高、更环保的处置成效。

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编纂｜吴幼清