有機(jī)垃圾厭氧處理工程總圖布局要點解析

來源：《CE碳科技》微信公眾號

作者：中城環(huán)境 崔開放

隨著全國垃圾分類政策的推廣，家庭廚余垃圾被越來越多的分離出來，與之相應(yīng)的廚余垃圾處理需求迫在眉睫，同時隨著三部委的聯(lián)合發(fā)文，污泥的終端處理也越來越多的受到重視。無論是家庭廚余垃圾、餐館飯店所產(chǎn)生的餐廚垃圾、污水處理廠所產(chǎn)生的污泥、城市糞污還是果蔬垃圾、園林垃圾，業(yè)內(nèi)都統(tǒng)稱為“有機(jī)垃圾”。

有機(jī)垃圾處理目前以“預(yù)處理＋厭氧發(fā)酵產(chǎn)沼氣的資源化利用”工程為主。筆者一直從事有機(jī)垃圾處理工程的總圖設(shè)計工作，積累了少許經(jīng)驗。本文詳細(xì)歸納了有機(jī)垃圾厭氧處理工程廠內(nèi)各建、構(gòu)筑物單體的火災(zāi)危險類別，結(jié)合工藝及配套輔助專業(yè)設(shè)計，總結(jié)了此類工程的總圖布局要點，供同類工程設(shè)計時參考與交流。

一、有機(jī)垃圾厭氧處理的主要建、構(gòu)筑物

有機(jī)垃圾厭氧處理工程內(nèi)各建、構(gòu)筑物單體主要由以下三大類組成：主工藝生產(chǎn)單體、輔助生產(chǎn)單體、生活管理單體，下面將各單體的使用功能作詳細(xì)的介紹。

1． 主工藝生產(chǎn)單體

該類建構(gòu)筑物為有機(jī)垃圾處理過程主工藝鏈相關(guān)的單體，主要由有機(jī)垃圾預(yù)處理車間、厭氧罐、沼氣儲柜、沼氣凈化車間、沼氣利用車間、儲油罐區(qū)（針對餐廚垃圾項目而言）、污水處理車間、污水處理水池、沼渣處理車間等。

（1）有機(jī)垃圾預(yù)處理車間

該單體為此類工程的核心，承擔(dān)著有機(jī)垃圾的接收、暫存，分選破碎，制漿，分離提油（此處指餐廚垃圾，污泥和城市糞便、果蔬及園林垃圾不存在提油環(huán)節(jié)），漿料輸送等功能。其上游處理工序為有機(jī)垃圾的車輛運輸，下游處理工序為厭氧發(fā)酵等。

（2）厭氧罐

該單體為有機(jī)垃圾厭氧產(chǎn)沼的關(guān)鍵工段，預(yù)處理車間制取的有機(jī)漿料在這里緩存、停留、發(fā)酵、輸送，為沼氣產(chǎn)生創(chuàng)造良好的環(huán)境，并負(fù)責(zé)將收集到的沼氣送往下一工段進(jìn)行儲存、凈化。

（3）沼氣儲柜

厭氧工段產(chǎn)生的沼氣在這里進(jìn)行緩存，起到儲存沼氣的作用。

（4）沼氣凈化車間

對源生沼氣進(jìn)行脫水、脫硫，以凈化沼氣中的雜質(zhì)，使沼氣中的CH4占比增多，提高沼氣品質(zhì)，以備沼氣的資源化利用。

（5）沼氣利用車間

沼氣的資源化利用在此進(jìn)行，主要的利用方式有：加壓提純制備CNG、沼氣發(fā)電、沼氣燃燒產(chǎn)熱。

（6）儲油罐區(qū)

主要由粗油脂儲罐（針對餐廚垃圾項目而言，其他有機(jī)垃圾項目不存在此區(qū)域）。

（7）污水處理車間、水池

對厭氧工段產(chǎn)生的污水進(jìn)行處理以達(dá)標(biāo)排放的主要單體。

（8）沼渣處理車間

對預(yù)處理車間、厭氧漿料脫水產(chǎn)生的沼渣進(jìn)行堆肥處理生產(chǎn)有機(jī)肥的單體。

2． 輔助生產(chǎn)單體

為全廠工藝生產(chǎn)提供水源、熱源、電源等外部條件的輔助性建構(gòu)筑物。主要有：鍋爐房、綜合水泵房、變配電室、車庫、停車場、地磅房等。

3． 生活管理單體

組成了有機(jī)垃圾處理廠的管理區(qū)，為生產(chǎn)工人、管理人員提供住宿、辦公、娛樂等活動以及環(huán)保展示功能的場所。主要有：門衛(wèi)、管理樓、宿舍樓、宣教中心（樓）等。

二、厭氧處理各建構(gòu)筑物火災(zāi)危險性確定

1． 主工藝單體火災(zāi)危險性確定

（1）有機(jī)垃圾預(yù)處理車間

針對餐廚垃圾項目而言，餐廚垃圾含水率占到餐廚垃圾總量的80～95％，伴有少量的塑料袋、紙巾、竹木筷子等，正常情況下很難燃燒，所以一般認(rèn)為餐廚垃圾預(yù)處理車間為丁類生產(chǎn)車間。

但另一種情況除外：預(yù)處理車間包含地溝油單獨處理工序，且該部分面積大于5％本防火分區(qū)面積時。因為地溝油的加工生產(chǎn)屬于“閃點穩(wěn)定不小于60℃的液體”的丙類火災(zāi)危險性。

對于除餐廚垃圾外的其他有機(jī)垃圾項目而言，物料中不存在油脂及油脂的提取環(huán)節(jié)，因此車間的防火等級一般定義為丁類火災(zāi)危險性。

（2）厭氧罐

厭氧罐一般為圓柱形罐體構(gòu)筑物或設(shè)備，成組布置。厭氧罐內(nèi)儲存的物料為含水率90％以上的污水漿料，屬于戊類生產(chǎn)。但也存在一種特例：厭氧罐頂部有沼氣儲存空間的情況，因為沼氣屬爆炸下限小于10％的儲存氣體，所以該類型的厭氧罐也可按照濕式可燃?xì)怏w儲罐看待。

圖1：左邊厭氧罐，右圖罐體有沼氣儲存空間

（3）沼氣儲柜

沼氣儲柜為甲類儲存，一般分干式氣柜、濕式氣柜、膜式氣柜三種情況，對應(yīng)的防火間距要求不同。

圖2：從左至右依次為干式氣柜、濕式氣柜、膜式氣柜

（4）沼氣凈化車間

屬于對“爆炸下限小于10％的氣體”進(jìn)行加工的甲類火災(zāi)危險性類別。

（5）沼氣利用車間

分兩種情況：加壓提純制備CNG—甲類火災(zāi)危險性類別的生產(chǎn)；沼氣發(fā)電、沼氣燃燒產(chǎn)熱—丁類火災(zāi)危險性類別的生產(chǎn)。

（6）儲油罐區(qū)

粗油脂儲罐為丙類儲存罐區(qū)。

（7）污水處理車間、水池

對污水進(jìn)行凈化處理，不產(chǎn)生沼氣，為戊類“常溫下使用或加工不燃燒物質(zhì)的生產(chǎn)”。

（8）沼渣處理車間

對沼渣進(jìn)行堆肥處理，不產(chǎn)生沼氣，為丁類“常溫下使用或加工難燃燒物質(zhì)的生產(chǎn)”。

2． 輔助生產(chǎn)單體火災(zāi)危險性確定

（1）鍋爐房：利用氣體、液體作為燃料進(jìn)行燃燒作氣體用的丁類生產(chǎn)。

（2）綜合水泵房：為戊類“常溫下使用或加工不燃燒物質(zhì)的生產(chǎn)”。

（3）車庫：民用建筑

（4）變配電室：一般為丁類建筑，當(dāng)采用浸油式變壓器時，為丙類建筑。

（5）地磅房：民用建筑。

3． 生活管理單體火災(zāi)危險性確定

門衛(wèi)、管理樓、宿舍樓、宣教中心（樓）一般均按民用建筑考慮。

三、有機(jī)垃圾厭氧處理工程總平面布局

1． 有機(jī)垃圾厭氧處理工程功能分區(qū)

該類項目的功能分區(qū)一般按照管理區(qū)、生產(chǎn)區(qū)＋輔助生產(chǎn)區(qū)進(jìn)行劃分。管理區(qū)與生產(chǎn)區(qū)之間應(yīng)留足防護(hù)距離，除了滿足防火間距以外，還要盡量考慮感觀、視覺、衛(wèi)生等需求，兩個分區(qū)之間盡量設(shè)置不小于10m寬的綠化隔離帶。

管理區(qū)和生產(chǎn)區(qū)應(yīng)分別設(shè)置出入口，并在兩區(qū)之間用人行便道進(jìn)行連接，既有效分離人、物流，又便于管理人員進(jìn)入生產(chǎn)區(qū)。

有機(jī)垃圾厭氧處理工程廠區(qū)內(nèi)應(yīng)設(shè)置停車場，且分類設(shè)置：通勤車輛停車場應(yīng)設(shè)置在管理區(qū)；有機(jī)垃圾運輸停車場應(yīng)設(shè)置在生產(chǎn)區(qū)邊緣，或者輔助生產(chǎn)區(qū)，并利于車輛進(jìn)出的位置。

2． 有機(jī)垃圾厭氧處理工程各建構(gòu)筑物防火間距確定

各工段單體的最小防火間距參照《建筑設(shè)計防火規(guī)范》（GB 50016－2014）2018版、《大中型沼氣工程技術(shù)規(guī)范》（GB／T 51063－2014）進(jìn)行確定，詳見下表：

注：1、以上各單體建筑設(shè)計防火等級均應(yīng)按照一、二級設(shè)計；2、厭氧罐與其他單體的防火間距不限，總圖布置時宜考慮管線布置、檢修通道等需求，一般不小于3米；3、“濕可”為濕式可燃?xì)怏w儲罐的縮寫；“D”為相鄰較大一座罐體的直徑；4、“厭氧罐—戊類”、“沼氣儲柜—膜式”，這兩個特殊的分類在《大中型沼氣工程技術(shù)規(guī)范》（GB／T51063－2014）中有說明，在進(jìn)行總圖方案布局的時候，可先向當(dāng)?shù)叵缹彶闄C(jī)構(gòu)進(jìn)行咨詢，是否可將厭氧罐、沼氣儲柜定義為這兩類，以便減小防火最小間距，以便節(jié)省工程占地；5、表中“≥”表示：沼氣儲柜或者油儲罐按最小儲量的計算。

四、有機(jī)垃圾厭氧處理總圖布局要點匯總

由于有機(jī)垃圾厭氧處理工藝比較復(fù)雜，由機(jī)械、燃?xì)猓ㄕ託猓?、臭氣、污水、電力、熱力等多工段組合而成，所以在總圖設(shè)計過程中需要考慮的因素很多，除了正常市政環(huán)衛(wèi)工程的布局要求外，還尤其要注意以下幾點：

1． 預(yù)處理車間的火災(zāi)危險性：丙類和丁類的不同不僅會影響總圖布置的防火間距，也會影響給排水、電氣等其他專業(yè)的設(shè)計。

2． 厭氧罐的定義：有儲氣功能的厭氧罐的火災(zāi)危險性較大，必須按照沼氣儲柜（罐）進(jìn)行布局。成組布置的厭氧罐一般在罐頂?shù)母鲀饪臻g之間是聯(lián)通的，總圖布局時需按總的儲氣量來計算．

對于無儲氣功能的厭氧罐，可按照“厭氧消化器應(yīng)分組布置，厭氧消化器之間及厭氧消化器與站內(nèi)其他設(shè)施的間距應(yīng)能滿足檢修和操作要求”進(jìn)行布置。

3． 油儲罐：建議布置在室外，幾個儲油的罐子可以成組布置；建議埋地，可減少其與建筑物的防火間距。

4． 沼氣儲柜：要分清沼氣儲柜的類型，濕式儲柜、干式儲柜、膜式儲柜的防火間距均有不同，且沼氣儲柜以及有儲氣功能的厭氧罐也有防爆區(qū)域的防護(hù)要求，需要劃定防爆區(qū)域。所以，沼氣儲柜一般布置在遠(yuǎn)離生產(chǎn)區(qū)、管理區(qū)的廠區(qū)邊緣。

5． 火炬：分封閉式火炬與散放式火炬。封閉式火炬可按丁類構(gòu)筑物設(shè)置防火間距，散放式火炬應(yīng)按照“散發(fā)明火的地點”進(jìn)行布局?？倛D設(shè)計時，應(yīng)建議業(yè)主選用封閉式火炬，可減小1／2的防火間距。

6． 與周邊市政設(shè)施的關(guān)系：廠區(qū)需布置在居民區(qū)最小風(fēng)頻的上風(fēng)向；沼氣儲柜距離廠外市政道路按照儲氣量的增大而加大，并應(yīng)不小于15米。

五、結(jié)語

目前，國內(nèi)有機(jī)垃圾處理工藝方興未艾，各類技術(shù)也在蓬勃發(fā)展中，在設(shè)計及技術(shù)規(guī)范上還未及時對該類工程各工段單體進(jìn)行明確的定義，所以在總圖布局中一定要慎之又慎，選擇合適的規(guī)范來界定防火間距，以確保此類工程在建成后安全運營的基礎(chǔ)上，盡最大限度的節(jié)約土地資源，節(jié)省建設(shè)投資。

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