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1、万头猪场沼气工程引言：一般我们所提到的万头猪场，指的是出栏量在1万头左右的养猪场，其实际存栏量一 般在5000-6000头。万头猪场的粪便及污水的排放量是比较大的，对周边的环境影响也比较 严重，因此对于固废的再利用和合理的排放显得尤为重要，一般情况我们都采用建设沼气工 程，已达到粪便和污水的合理再利用，并且产生的三沼成了很好的有力资源。如何建设好沼 气工程是我们在此探讨的重点。1首先要谈的是万头猪场的牲畜组成和周期情况：1.1万头猪场牲畜组成和数量如下：1.1.1妊娠母猪数=周配母猪数X15周；1.1.2临产母猪数=周分娩母猪数X单元产栏数；1.1.3哺乳母猪数=周分娩母猪数X3周；1.1.4
2、空怀断奶母猪数=周断奶母猪数+超期未配及妊检空怀母猪数（周断奶母猪数的 1/2）；1.1.5后备母猪数=（成年母猪数X30%三12个月）X4个月；1.1.6成年公猪数=周配母猪数X3三2.5（公猪周使用次数）+1-2头（按3次本交计算）；1.1.7仔猪数=周分娩胎数X4周X10头/胎；1.1.8保育猪=周断奶数X4周；1.1.9中大猪=周保育成活数X16周；1.1.10年上市肉猪数=周分娩胎数X52周X9.1头/胎（仔猪7周龄上市）；1.1.11配种分娩率 85%，胎均产活仔9. 5头以上，胎均上市9. 3头，成年母猪年淘汰（更 新）率30%，成年母猪年产胎数2.20头，年均提供上市仔猪数 2
3、0.46头。1.2万头猪场实际存栏情况：1.2. 1妊娠母猪数：360头；1.2.2临产母猪数：20头；1.2. 3哺乳母猪数：60头；1.2.4空怀断奶母猪数：30头；1.2.5后备母猪数：48头；1.2.6成年公猪数：30头；1.2.7后备公猪数：6头；1.2.8仔猪数：800头；1.2.9保育猪：760头； 1.2.10中大猪：2949头； 合计：5063头(其中基础母猪为 470头) 在此基础上才可以达到万头猪场的年上市肉猪数1万头以上。 2根据万头猪场各种猪的组成及周期计算产粪量、尿液及污水量。2.1根据以上数据可以计算出万头猪场每天的产粪量。母猪总数为518头，母猪日产粪量约为3.
4、6公斤，每天产粪1.86T；公猪总数为36头， 公猪日产粪量约为2.6公斤，每天产粪0.09T；仔猪总数为800头，仔猪日产粪量约为1 公斤，每天产粪0.8T；保育猪和大中猪总数为3709头，保育猪和大中猪日产粪量约为1.75 公斤，每天产粪6.5T；万头猪场平均日产粪量约为9.25T，平均每头猪的产粪量约为1.83 公斤。2.2根据不同种类猪的组成计算尿液量和污水量。 由于区域环境的不同以及季节的变化，猪场的产尿量和污水用量差异比较大，在这里我 们还是取平均值，一般每头猪的尿液量为3.5kg/天，污水量为20kg/天；因此按照平均值计 算，日产尿液量大概在17.72T，冲洗污水量大概在101
5、.26T。3万头猪场建设沼气工程规模及选型的确定。3.1反应器容积规模的确定。3.1.1以CSTR工艺为例：以CSTR工艺为例，进料浓度一般为8%，HRT为24天，猪粪的含水量为82%，要达到8% 的进料浓度,9.25T鲜粪需要添加11.56T的尿液和冲洗污水，因此，每天的进料量为20.81T， 平均滞留时间为24天，厌氧反应器的容积至少在500m3，如果考虑反应器的容积率，一般 在85%，反应器容积就要考虑扩大到600m3规模。3.1.2以USR工艺为例：如果采用USR工艺，进料浓度可以控制在3-5%，那么每天的进料量就将增加到41.65T； 因为USR反应器的固体滞留期(SRT)和微生物滞
6、留期(MRT)比水力滞留期高得多的，从而提高 了固体有机物的分解率和反应器的效率。所以采用USR工艺可以适当缩短HRT，一般控制在 15天-18天比较适宜，由此可以得出，采用USR工艺反应器的容积可以选择在600m3-750m3 的规模范围内。因此可以得出一个结论，一个万头猪场如果采用CSTR工艺，需要建500-600m3规模的 反应器；如果采用USR工艺，需要建600-750m3规模的反应器。不过根据各地气候条件和业 主的需要也可以在满足原料充足的条件下适当的调整规模大小。建议养殖业主和设计单位在设计大中型沼气工程的时候，一定要结合养殖场实际粪源量 的情况来设计反应装置的容积规模，不能随意扩
7、大或缩小；如果设计规模小于养殖场实际原 料的处理量，就会造成多余无法处理或者进入反应器后造成容积负荷增大，影响反应效果和 产气率。如果设计规模大于养殖场实际原料的处理量，就会造成反应器容积率降低，滞留时 间延长，降低产气率的同时也增加了污泥的沉淀几率，会造成大量污泥堆积无法排除，影响 整个反应器的正常运行。3.2 储气装置规模的确定：根据反应器的规模，基本可以确定储气规模，我们按照常温发酵1:1的容积产气率来计 算，一般储气柜的容积确定为反应器容积的 50%60%，如果主要用于发电，则储气柜的容 积确定为反应器容积的 40%；储气装置和沼气利用都必须严格按照反应器规模来量身定做， 储气装置的规
8、模只要按照比例来确定就比较简单，在这里我们主要谈沼气利用装置的选择。3.3 增温加热装置规模的确定：一般在北方，沼气工程多用于锅炉供暖。据有关资料，一个15m3的沼气池能够保证50 平方米的房屋进行利用沼气采暖。按照有关数据计算，单位面积供暖热指标为 81.5 104.5w/m?；农户住宅热负荷：0总=单位面积供暖热指标X建筑面积，供暖时间：8h/d,燃 烧器热负荷：Q=3Q 总，按 100w/mJ360J/h/m2计，取面积 100 /户，360kJ/h/m X100 tf=36MJ/h=1.7 m3沼气，采暖8小时，需要沼气13.6皿3 ；因此600m3规模的沼气工程可以 供 44 户农户
9、的供暖需要。而在南方沼气工程多用于供户和沼气发电，按照每户每天用气2m3计算，一个600m3规模的沼气工程可以满足300 户的用气需求。3.4 沼气发电装置规模的确定：如果沼气用于沼气发电，农村以3-10kw沼气机和沼气发电机组为主；酒厂、糖厂、畜 牧场、污水处理厂的大中型环保能源工程，主要以单机容量为50-200kw的沼气发电机组为 主。“十五”期间研制出 20600kW 纯燃沼气发电机组系列产品，气耗率 0.60.8m3kw h（沼气热值21MJ/m3）。用于发电的沼气，其组分中甲烷含量应大于60%，硫化氢含量 应小于0.03%,供气压力不低于26kPa。以柴油机改装为全燃沼气的奥托机时，
10、因为沼气 中含CO2，在不改变原发动机容积的情况下，由于不能增加混合气的热值，所以沼气发动机 热效率一般在25%30%范围。发动机的热效率为35%,发电机的热效率为90%时，则每立 方米沼气可发电约1.52度。因此600m3规模的沼气站发电机组规格选择：日沼气产量三24 小时 X 1.5kwh/m3,即 600m324hX1. 5kwh/m3 =37.5kwh/h,选择 35KW 50KW发电机组比较适宜。4 结论：根据以上情况的分析，得出的结论是：一个万头猪场可以选择建设600m3规模CSTR工 艺反应器，也可以选择建设600-750m3规模的USR工艺反应器；在北方可以供44户居民取 暖需要，在南方可以供300户居民生活用气需要；可以安装35KW50KW发电机组，供应养 殖场和周边用电需要。
