范围:本文件规定了规模奶牛场废水黑膜厌氧沼气工程的术语和定义、总体要求、工程选址与布局、工艺设计、组织施工、运行与维护。 本文件适用于宁夏规模奶牛场黑膜厌氧沼气池处理养殖废水的工程设计、建设与运维管理; 主要技术内容:术语和定义下列术语和定义适用于本文件。黑膜厌氧沼气池 black membrane anaerobic biogas digester通过锚固沟将沼气池底部铺设的HDPE膜和顶上加盖的HDPE膜四周固定密封，形成具有厌氧发酵、气体贮存功能的养殖废水处理设施。HDPE膜 high density polyethylene membrane以高密度聚乙烯树脂为原料生产的一种具有防渗防漏功能的塑料卷材。锚固沟 anchorage ditch围绕沼气池周边开挖的具有一定深度，用于固定HDPE底膜和顶膜的槽体。废水 wastewater泌乳牛舍的粪尿及奶厅污水。总体要求黑膜厌氧沼气工程的设计应符合当地总体规划，应与当地客观实际紧密结合。黑膜厌氧沼气工程工艺的设计应以奶牛场废水资源化、无害化利用为目标，实行清洁生产。黑膜厌氧沼气池中用于厌氧发酵的主要原料为奶牛场泌乳牛舍粪尿及奶厅污水，严禁混入其他有毒、有害污水或污泥。黑膜厌氧沼气工程设计应充分利用沼气，充分考虑沼液、沼渣就近还田利用。黑膜厌氧沼气工程设计应充分考虑生产安全，设计必要的安全设施、安全标识和报警系统。黑膜厌氧沼气工程设计应由具有沼气工程相关设计资质的单位承担。工程选址与布局工程选址黑膜厌氧沼气废水处理工程选址应考虑奶牛场整个生产系统的规划和要求，并满足以下条件：在奶牛场生产区、生活区和附近居民区常年主导风向的下风向或侧风向；在奶牛场的标高较低处；工程地质条件适合工程建设要求；满足防疫和环保距离要求；有方便的交通运输和供水、供电条件。总体布局黑膜厌氧沼气废水处理工程总体布局应考虑奶牛场远期生产规模扩展的可能性，并满足以下条件：总体布局应满足沼气工程工艺的要求，布置紧凑，便于施工、运行和管理；竖向设计应充分利用原有地形坡度，并达到排水畅通、降低能耗、土方平衡的要求；平面布置应考虑附属建筑物集中布局且与生产设备和处理构筑物保持一定距离，应设置沼渣等物料堆放的场地和沼液存贮池，应留有机动车进出通道和各建筑物间的连接通道；各种管线应全面布局，避免迂回曲折和相互干扰，输送污水、污泥和沼气的管线布置应尽量减少管道弯头，各种管线应用不同颜色加以区别；沼气工程外围应设围墙(栏)，高度≥1.5m；沼气工程应有保温防冻措施；沼气池设施安全、抗震、防爆、防雷与接地应符合GB 50011、GB 50016、GB 50057、GB/T 3836.1、NY/T 1221、NY/T 3437的规定，并设置易燃易爆等危险标识。工艺设计工艺流程工艺流程见图1。工艺流程图预处理粪尿和奶厅废水分别通过吸粪车运输和地下管网分流至污水收集池内，利用搅拌机混合搅拌后进入沉砂池，沉砂后的粪污进入二级收集池，利用泵将二级收集池粪污抽至黑膜沼气池。整个预处理工艺宜采用格栅、收集池、固液分离等，格栅和筛网的设计应符合GB 50014、HJ/T 250、HJ/T 262中的相关要求，固液分离设备的选用应符合GB 50014、JB/T 11379中的相关要求。黑膜沼气池容积黑膜沼气池容积一般按存栏1头奶牛建1m3沼气池设计；或按奶牛场日产污量进行设计，推荐水力停留时间45-60d，按照公式(1)计算:V=Q?T_HRT　(1)式中：V-黑膜沼气池容积，单位为立方米(m3)；Q-设计流量，单位为立方米每天(m3/d)；THRT-黑膜沼气池水力停留时间，单位为天(d)。结构黑膜沼气池基槽形状以长方形为宜，容积小于1000m3基槽深度在2.5m为宜，容积大于1000m3基槽深度可适当增加；沼气池顶膜和底膜形状基本对称，容积相当，沼气理论最大存气量计算见附录A。边坡边坡工程中总体设计规范、工程勘察、边坡稳定性评级以及侧向土压计算应符合GB 50330中的相关规定。工程场地有放坡条件，且无不良地质作用时宜采用坡率法设计边坡，边坡坡率取值见附录B。防渗防渗系统总体应符合GB 50286和CJJ 113规定。管道黑膜沼气池管道涉及进水管、排水管、排渣管、输气管，管道设计应符合以下要求：进水管宜布设于池体短边，从坝顶进入池内紧贴池壁，由主管道分成若干平行支管，达到均匀布水的目的；排水管宜与进水管对称布设，铺设标高低于液位20-30cm，总截面大于进水管；排渣管在池底部平行排列，可在主管上设支管或在管体上开孔增大排渣范围，采用虹吸或重力排渣（泥）；输气管高于液面沿池边环向间隔布设，管道打孔确保产生沼气及时吸收输出。保温黑膜沼气池底部应布置供暖管网，热源应充分利用沼气，保证北方冬季厌氧发酵正常。覆膜黑膜沼气池底部宜采用1.0mmHDPE膜，顶部宜采用1.5mmHDPE膜。锚固沟锚固沟与内壁边缘保留距离宜不小于1.5m，深度宜不小于1.0m，宽度宜不小于0.8m，阴阳角处应做圆角过渡。搅拌装置黑膜沼气池内应布置液体循环搅拌泵，促进底部积攒气体释放，满足后期沼气池清理强制抽渣。沼液沼渣沼液沼渣处理应符合NY/T 2374的规定。沼气净化沼气净化处理应符合NY/T 1220.2的规定。组织施工一般规定施工应符合GB 50236、GB 50268、GB 50286、GB 50330的规定。施工流程施工流程图施工流程见图2。施工流程图场地清表场地清表范围宜大于构筑物外边线3m；清表深度宜不小于20cm，达到表面无根类、无石块和无腐殖质。施工放线施工放线要控制标高，以少挖多填为原则，定好少挖线和多填线；放线时需考虑坝体宽度，预留施工和走道宽度。土方挖填土方挖填施工步骤包括挖、填、刷、压。施工过程中需要注意以下几点：按少挖线开挖，按多填线填埋，要求开挖、填埋土方基本平衡；挖到设计标高后，对少挖与多填的土方进行刷坡作业，然后填土至坝顶设计标高；分层压实时每层虚土厚度不超过0.3m，放坡系数范围保证在1～3，应采用机械压实；在坝体压实到出水管顶标高时开槽，进行铺设和回填，继续分层压实；利用压路机对池底、坝顶最少碾压2遍，震压1遍，压实系数≧95%，表面无硬物，素土覆面。压实后对基层平整，不得有树根、瓦砾、钢筋头等可能损伤衬垫的杂物。底膜铺设环境条件防渗材料应符合CJ/T 234的规定。底膜铺设前应具备以下环境条件：气温一般宜在 5℃以上，若在低温条件下施工，土工膜应适度张紧，在高温条件下施工，土工膜应适度放松；池底与内边坡交接处可留200mm高褶皱膜；风力应在4级以下，底膜铺设完成应进行固定。铺设和焊接底膜铺设和焊接应符合以下要求：铺设前，先依据铺设区域进行丈量剪裁，应减少焊缝；坝坡纵向接头距离坡脚、弯角处宜大于1.5m，应设在池底平面上；坡脚及四边预留1.5%的余量；铺设高密度聚乙烯土工膜时，膜块间形成的结点应为T字型，不得为十字形结点；当土工膜长度不够时，需要长向拼接，应先焊横缝再焊纵缝，不得十字交叉，在池壁上不宜横向焊接；焊缝不得有滑焊、跳走现象，应平直，在拐角及畸形地段应避免出现焊缝；“T” 型焊缝需要做加强处理，可采用“T”字型加强或是椭圆补丁加强，确保无渗漏；打磨时要做到挤压焊接宽度与打磨宽度一致，不应超出区域随意打磨；底膜铺设完成后应开展验收，对焊接工艺进行外观检查，采用充气法、真空法对每条焊缝进行检查，确保焊缝整齐平直、连接平滑、结合精密。管道安装与焊接管道安装池内管道宜使用聚乙烯（PE）材质管道，便于与底膜焊接，安装时应注意以下几点：管道安装前与管道有关土建和连接设备已就绪；管道安装应横平竖直；管道安装时，管道组成件、法兰、阀门和连接设备应选用配对的类型、标准和等级；管道安装完毕，应按设计要求进行水压或气压试验，试压过程中，不能敲击管子，开启和关闭阀件要缓慢；埋地管道在试压合格并采取防腐措施后，应及时回填土。管道与底膜焊接管道与底膜的焊接应注意以下几点：提前预制HDPE膜材质管套，并进行防漏实验；管道穿过底膜需要用双层管套焊接，第一层管套与底膜用双轨焊机焊接，管套与管道使用单轨焊机热熔，并对单轨热熔焊缝进行加强处理；第二层管套与管道用挤压焊机焊接，并用管箍固定。管套先与管道焊接，再与底膜焊接。进水试压试验底膜铺设完成后应进行进水试压试验，注水检查若发现水位下降、膜下泥土松软等现象，需抽水重新检查，重复以上步骤，直到试验通过。顶膜铺设顶膜铺设应在池内液位达到设计高度时开始，顶膜整体焊接后覆盖水面上，周边与底膜共用锚固沟进行锚固。锚固沟回填压实锚固沟回填时底膜与顶膜之间应填充一定厚度土层，回填过程中需要分层淋水压实，回填完成后淋水放置一段时间后再进行下一步工序。运行与维护运行前期准备黑膜沼气池HDPE防渗膜铺设完成，进水、出水、排泥、沼气管道连接完成，试压试漏完成后，开始进入初期运行阶段。初期运行检查水泵、管材、阀门等设备，设备正常运行，黑膜沼气池开始进水，运行过程中，定期打开排渣（泥）阀门进行排泥操作；出水管开始出水后，每日观察黑膜沼气池出水水质。稳定运行黑膜沼气池正常进水运行，定期进行排渣（泥），观察出水情况，对出水水质取样检测；池内开始产气后，关注顶膜鼓起高度，及时连接沼气利用设施，保证沼气及时利用。维护维护应遵循以下规定：定期检修、保养水泵、管材等设备，保证设备正常工作，严禁带病作业；每日巡查顶膜，发现破损立即处理，避免沼气外泄产生安全隐患；每日巡查沼气管道，避免堵塞及漏气；定期巡查池体雨水冲刷、渗水、混凝土开裂等风险，及时修复。运行安全运行安全应注意事项如下:黑膜沼气池水平30m范围内严禁烟火，严禁锯焊等易出现火花的操作；黑膜沼气池距离沼气利用设施不得低于50m，距离高低压输电线不得低于50m；HDPE 膜2.0m范围内不能有尖锐物体；黑膜沼气池旁应设置警示牌，整体完工后四周应设置围栏，避免人员在沼气池范围内活动