有机垃圾厌氧处理工程总图布局要点解析

来源：《CE碳科技》微信公众号

作者：中城环境 崔开放

随着全国垃圾分类政策的推广，家庭厨余垃圾被越来越多的分离出来，与之相应的厨余垃圾处理需求迫在眉睫，同时随着三部委的联合发文，污泥的终端处理也越来越多的受到重视。无论是家庭厨余垃圾、餐馆饭店所产生的餐厨垃圾、污水处理厂所产生的污泥、城市粪污还是果蔬垃圾、园林垃圾，业内都统称为“有机垃圾”。

有机垃圾处理目前以“预处理＋厌氧发酵产沼气的资源化利用”工程为主。笔者一直从事有机垃圾处理工程的总图设计工作，积累了少许经验。本文详细归纳了有机垃圾厌氧处理工程厂内各建、构筑物单体的火灾危险类别，结合工艺及配套辅助专业设计，总结了此类工程的总图布局要点，供同类工程设计时参考与交流。

一、有机垃圾厌氧处理的主要建、构筑物

有机垃圾厌氧处理工程内各建、构筑物单体主要由以下三大类组成：主工艺生产单体、辅助生产单体、生活管理单体，下面将各单体的使用功能作详细的介绍。

1． 主工艺生产单体

该类建构筑物为有机垃圾处理过程主工艺链相关的单体，主要由有机垃圾预处理车间、厌氧罐、沼气储柜、沼气净化车间、沼气利用车间、储油罐区（针对餐厨垃圾项目而言）、污水处理车间、污水处理水池、沼渣处理车间等。

（1）有机垃圾预处理车间

该单体为此类工程的核心，承担着有机垃圾的接收、暂存，分选破碎，制浆，分离提油（此处指餐厨垃圾，污泥和城市粪便、果蔬及园林垃圾不存在提油环节），浆料输送等功能。其上游处理工序为有机垃圾的车辆运输，下游处理工序为厌氧发酵等。

（2）厌氧罐

该单体为有机垃圾厌氧产沼的关键工段，预处理车间制取的有机浆料在这里缓存、停留、发酵、输送，为沼气产生创造良好的环境，并负责将收集到的沼气送往下一工段进行储存、净化。

（3）沼气储柜

厌氧工段产生的沼气在这里进行缓存，起到储存沼气的作用。

（4）沼气净化车间

对源生沼气进行脱水、脱硫，以净化沼气中的杂质，使沼气中的CH4占比增多，提高沼气品质，以备沼气的资源化利用。

（5）沼气利用车间

沼气的资源化利用在此进行，主要的利用方式有：加压提纯制备CNG、沼气发电、沼气燃烧产热。

（6）储油罐区

主要由粗油脂储罐（针对餐厨垃圾项目而言，其他有机垃圾项目不存在此区域）。

（7）污水处理车间、水池

对厌氧工段产生的污水进行处理以达标排放的主要单体。

（8）沼渣处理车间

对预处理车间、厌氧浆料脱水产生的沼渣进行堆肥处理生产有机肥的单体。

2． 辅助生产单体

为全厂工艺生产提供水源、热源、电源等外部条件的辅助性建构筑物。主要有：锅炉房、综合水泵房、变配电室、车库、停车场、地磅房等。

3． 生活管理单体

组成了有机垃圾处理厂的管理区，为生产工人、管理人员提供住宿、办公、娱乐等活动以及环保展示功能的场所。主要有：门卫、管理楼、宿舍楼、宣教中心（楼）等。

二、厌氧处理各建构筑物火灾危险性确定

1． 主工艺单体火灾危险性确定

（1）有机垃圾预处理车间

针对餐厨垃圾项目而言，餐厨垃圾含水率占到餐厨垃圾总量的80～95％，伴有少量的塑料袋、纸巾、竹木筷子等，正常情况下很难燃烧，所以一般认为餐厨垃圾预处理车间为丁类生产车间。

但另一种情况除外：预处理车间包含地沟油单独处理工序，且该部分面积大于5％本防火分区面积时。因为地沟油的加工生产属于“闪点稳定不小于60℃的液体”的丙类火灾危险性。

对于除餐厨垃圾外的其他有机垃圾项目而言，物料中不存在油脂及油脂的提取环节，因此车间的防火等级一般定义为丁类火灾危险性。

（2）厌氧罐

厌氧罐一般为圆柱形罐体构筑物或设备，成组布置。厌氧罐内储存的物料为含水率90％以上的污水浆料，属于戊类生产。但也存在一种特例：厌氧罐顶部有沼气储存空间的情况，因为沼气属爆炸下限小于10％的储存气体，所以该类型的厌氧罐也可按照湿式可燃气体储罐看待。

图1：左边厌氧罐，右图罐体有沼气储存空间

（3）沼气储柜

沼气储柜为甲类储存，一般分干式气柜、湿式气柜、膜式气柜三种情况，对应的防火间距要求不同。

图2：从左至右依次为干式气柜、湿式气柜、膜式气柜

（4）沼气净化车间

属于对“爆炸下限小于10％的气体”进行加工的甲类火灾危险性类别。

（5）沼气利用车间

分两种情况：加压提纯制备CNG—甲类火灾危险性类别的生产；沼气发电、沼气燃烧产热—丁类火灾危险性类别的生产。

（6）储油罐区

粗油脂储罐为丙类储存罐区。

（7）污水处理车间、水池

对污水进行净化处理，不产生沼气，为戊类“常温下使用或加工不燃烧物质的生产”。

（8）沼渣处理车间

对沼渣进行堆肥处理，不产生沼气，为丁类“常温下使用或加工难燃烧物质的生产”。

2． 辅助生产单体火灾危险性确定

（1）锅炉房：利用气体、液体作为燃料进行燃烧作气体用的丁类生产。

（2）综合水泵房：为戊类“常温下使用或加工不燃烧物质的生产”。

（3）车库：民用建筑

（4）变配电室：一般为丁类建筑，当采用浸油式变压器时，为丙类建筑。

（5）地磅房：民用建筑。

3． 生活管理单体火灾危险性确定

门卫、管理楼、宿舍楼、宣教中心（楼）一般均按民用建筑考虑。

三、有机垃圾厌氧处理工程总平面布局

1． 有机垃圾厌氧处理工程功能分区

该类项目的功能分区一般按照管理区、生产区＋辅助生产区进行划分。管理区与生产区之间应留足防护距离，除了满足防火间距以外，还要尽量考虑感观、视觉、卫生等需求，两个分区之间尽量设置不小于10m宽的绿化隔离带。

管理区和生产区应分别设置出入口，并在两区之间用人行便道进行连接，既有效分离人、物流，又便于管理人员进入生产区。

有机垃圾厌氧处理工程厂区内应设置停车场，且分类设置：通勤车辆停车场应设置在管理区；有机垃圾运输停车场应设置在生产区边缘，或者辅助生产区，并利于车辆进出的位置。

2． 有机垃圾厌氧处理工程各建构筑物防火间距确定

各工段单体的最小防火间距参照《建筑设计防火规范》（GB 50016－2014）2018版、《大中型沼气工程技术规范》（GB／T 51063－2014）进行确定，详见下表：

注：1、以上各单体建筑设计防火等级均应按照一、二级设计；2、厌氧罐与其他单体的防火间距不限，总图布置时宜考虑管线布置、检修通道等需求，一般不小于3米；3、“湿可”为湿式可燃气体储罐的缩写；“D”为相邻较大一座罐体的直径；4、“厌氧罐—戊类”、“沼气储柜—膜式”，这两个特殊的分类在《大中型沼气工程技术规范》（GB／T51063－2014）中有说明，在进行总图方案布局的时候，可先向当地消防审查机构进行咨询，是否可将厌氧罐、沼气储柜定义为这两类，以便减小防火最小间距，以便节省工程占地；5、表中“≥”表示：沼气储柜或者油储罐按最小储量的计算。

四、有机垃圾厌氧处理总图布局要点汇总

由于有机垃圾厌氧处理工艺比较复杂，由机械、燃气（沼气）、臭气、污水、电力、热力等多工段组合而成，所以在总图设计过程中需要考虑的因素很多，除了正常市政环卫工程的布局要求外，还尤其要注意以下几点：

1． 预处理车间的火灾危险性：丙类和丁类的不同不仅会影响总图布置的防火间距，也会影响给排水、电气等其他专业的设计。

2． 厌氧罐的定义：有储气功能的厌氧罐的火灾危险性较大，必须按照沼气储柜（罐）进行布局。成组布置的厌氧罐一般在罐顶的各储气空间之间是联通的，总图布局时需按总的储气量来计算．

对于无储气功能的厌氧罐，可按照“厌氧消化器应分组布置，厌氧消化器之间及厌氧消化器与站内其他设施的间距应能满足检修和操作要求”进行布置。

3． 油储罐：建议布置在室外，几个储油的罐子可以成组布置；建议埋地，可减少其与建筑物的防火间距。

4． 沼气储柜：要分清沼气储柜的类型，湿式储柜、干式储柜、膜式储柜的防火间距均有不同，且沼气储柜以及有储气功能的厌氧罐也有防爆区域的防护要求，需要划定防爆区域。所以，沼气储柜一般布置在远离生产区、管理区的厂区边缘。

5． 火炬：分封闭式火炬与散放式火炬。封闭式火炬可按丁类构筑物设置防火间距，散放式火炬应按照“散发明火的地点”进行布局。总图设计时，应建议业主选用封闭式火炬，可减小1／2的防火间距。

6． 与周边市政设施的关系：厂区需布置在居民区最小风频的上风向；沼气储柜距离厂外市政道路按照储气量的增大而加大，并应不小于15米。

五、结语

目前，国内有机垃圾处理工艺方兴未艾，各类技术也在蓬勃发展中，在设计及技术规范上还未及时对该类工程各工段单体进行明确的定义，所以在总图布局中一定要慎之又慎，选择合适的规范来界定防火间距，以确保此类工程在建成后安全运营的基础上，尽最大限度的节约土地资源，节省建设投资。

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