内蒙古xxx奶牛养殖有限责任公司大型沼气综合利用工程可行性研究报告.doc

目录目录I第1章总论111项目摘要1111项目名称1112主管单位1113建设单位1114建设地点1115工程模式1116建设期限1117建设目标1118建设内容与规模1119产品方案21110总投资估算21111资金筹措方案21112项目组织管理21113经济效益、社会效益和生态效益21114结论与建议312报告编制依据413主要研究内容414主要技术经济指标5第2章项目建设的必要性和可行性621项目的由来622建设的必要性6221保护环境、维持生态平衡的需要6222促进农业资源综合利用，提高经济和社会效益的需要7223提升企业综合竞争实力，实现可持续发展的需要823建设的可行性8231具备建设示范性能源工程的现实条件8232有雄厚的经济实力和技术力量8233有充足的生产原料9234对沼渣、沼液消纳有较好的规划9235有相关政策的支持9第3章市场供求分析及预测1031沼气产量估算及供求平衡分析10311沼气产量10312沼气工程可提供的能源预测与分配1032沼渣、沼液产量估算与供需平衡分析10321施用沼渣、沼液的必要性10322沼渣、沼液产量估算11323沼渣、沼液供需平衡分析1133农业发展循环经济的需求11第4章项目承担单位基本情况1241建设单位情况12第5章项目选址1351选址原则1352所在区基本情况1353选址方案14第6章生产工艺技术方案分析1561基本工艺要求1562厌氧发酵技术发展现状1563常用厌氧发酵工艺简介1664几种典型的厌氧反应器适用性能比较1865工艺选择原则1966建设项目模式论证与选择1967能源生态型处理利用工艺说明2068能源生态型处理利用工艺要求及特点2066工艺流程2167工艺流程说明2168工艺单元设计22681原料预处理单元22682核心单元23683沼气净化系统24684后处理单元25685配套设施区26第7章项目建设目标2871指导原则28711以循环经济理念为指导，符合可持续发展生态农业的要求28712坚持因地制宜、突出特色，实现种植、养殖、加工的协调发展2872设计思路2873产品方案29731沼气的产生29732沼气燃用29733沼液29734沼渣3074建设目标3075建设内容30第8章项目建设内容3181土建工程31811设计依据31812设计范围3182电气自动控制工程32821设计依据32822设计范围32823设计内容3283设备工程3384公共工程34841场区总平面布置34842场区工程34843安全与消防35第9章投资估算和资金筹措3691估算依据3692投资估算3693资金筹措36第10章建设期限和实施进度安排37101建设期限37102项目实施进度安排37103实施计划371031工作流程371032过程控制39104技术规范及质量标准40第11章环境评价与安全生产42111执行依据和环境标准42112地理位置42113环境质量状况42114评价区内无珍贵人文景观及文物古迹保护目标43115环境主要污染及其治理43116劳动保护与安全卫生441161设计依据441162设计主要采用和执行的劳动安全卫生标准441163安全和工业卫生防护的原则与要求451164基本情况及建筑、场地布置451165危害因素分析451166劳动安全卫生措施461167预期效果评价49第12章项目组织管理与运行50121筹建期的组织与管理50122运营期的组织与管理50123劳动定员与培训511231劳动定员511232劳动培训51第13章财务分析与风险评价52131经济效益521311收入部分521312运行成本521313年经济效益521314投资利润率521315投资回收期531316沼气运行成本53132社会效益53133生态效益53134环境效益54135评价结论54第14章招标管理55141招标依据55142招标范围55143招标方式55144招标程序551441招标准备工作561442成立领导小组561443发布招标公告，邀请投标人561444组织投标人踏勘现场561445现场开标、评标和定标561446签订总承包合同56附件571附表572附图57第1章总论11项目摘要111项目名称内蒙古XXX奶牛养殖有限责任公司大型沼气综合利用工程112主管单位XXXX113建设单位内蒙古XXX奶牛养殖有限责任公司114建设地点内蒙古XXX奶牛养殖场内115工程模式能源生态型116建设期限6个月117建设目标总投资470万元建设沼气工程，以生物质能转化技术为核心，将养殖场产生的粪便等转化为再生资源。其同步产品沼气用于发电和供户；沼渣、沼液转化为固、液态有机肥料，回用于农业种植业。最终形成“养殖废弃物资源化种植业”的良性循环系统，最大限度提高能源和资源的利用率，实现污染物的“零排放”。118建设内容与规模养殖场年存栏量为900头奶牛，每日产生粪便量约225吨，每日的牛尿水量为27吨，根据每天的粪污量，建设项目如下1容积为1000M3CSTR反应罐1座与容积为400M3膜式气柜合建，及配套脱水、脱硫等设施，日产气量为1000M3；2沼气发电机等配套设备。119产品方案1年产沼气365万M3；1年产沼液肥157万吨；2年产有机肥2113吨；1110总投资估算本项目总投资470万元，其中包括土建投资10242万元，仪器设备投资27920万元，公用工程投资225万元，间接费用5217万元，不可预见费1369万元。1111资金筹措方案项目建设资金主要来源于国家投资、地方配套扶持资金和企业自筹。其中国家扶持资金200万元，占总投资的43；地方政府配套资金25万元，占总投资的5；企业自筹245万元，占总投资的52。1112项目组织管理依据农业部农业基本建设项目管理办法、大中型沼气工程建设项目指南，结合当地实际，建立和完善项目管理制度，使项目管理制度化、规范化。省、市、区成立相应的项目领导小组，审查项目总体规划、实施计划及经费开支情况，同时派专人全程监督项目的实施。XXX县农牧局成立相应的项目领导小组，审查项目总体规划、实施计划及经费开支情况，同时派专人全程监督项目的实施。1113经济效益、社会效益和生态效益1、市场预测项目日产沼气1000立方米，全年为养殖场内的生产活动进行正常供气，同时剩余的沼气用于发电；项目年可提供优质有机肥料2113吨，年生产沼液157万余吨，可全部用于周围蔬菜大棚和农田灌溉。经需求与供应分析，生产的沼气可以完全利用；有机肥供应不能满足需求；沼液也不能满足需求。总体说来供小于求，产品销售不会存在问题。2、效益分析（1）经济效益1）沼气沼气价格按照15元/M3计算，年产沼气365万M3，年可获经济效益365155475万元。2）沼液肥年产沼液肥157万吨，每吨按30元计，年产值4712万元。3）有机肥年产有机肥2113吨，每吨按180元计，年产值5475万元。（2）节能效益该项目年产沼气365万M3，按照热值及热值利用率推算，1M3沼气相当于07公斤标准煤，每年可替代煤2555万吨。（3）社会效益本项目建成后，产生有机肥可施用于农田，即能改良土壤，节约化肥和农药的使用量，又能增产增收，提高种植作物的质量，并最终形成“养殖沼气沼肥（种植）”的良性循环系统。该工程将成为XXX县XXX镇环境保护与资源综合利用示范工程，对当地的畜禽养殖业废弃物资源化利用起到带头作用，将有效改善由畜禽粪污直接排放引起的生态破坏，提高公众的环境保护意识，促进农业资源综合利用和农村经济的可持续发展。（4）生态环境效益该项目建成后，将养殖场的牛粪进行厌氧发酵，消除养殖场粪污对环境的污染，实现粪污的无害化处理。本工程产生的沼气是一种优质能源，可用来场区发电，减少对外部能源的依赖性。其次，沼渣、沼液是优质的有机肥，施用于周边蔬菜大棚和农田，既减少了化肥、农药的使用量，又可改善土壤环境质量，减轻农业面源污染，促进企业周围水土资源的合理利用和生态环境的良性循环。1114结论与建议结论本项目方案的设计依据科学合理，内容考虑全面，建立了以沼气工程为纽带，养殖粪污循环利用的解决方案。本项目实施后，可产生巨大的经济、社会、生态、环境效益，为XXX县的沼气工程建设及资源循环利用工程起到很好的示范作用。建议项目主管部门应制定严格的项目保障措施，加强资金使用的监管，按照项目实施方案及建设内容安排资金，专款专用，杜绝挪用。技术依托单位须加强技术指导，开展技术咨询与培训，确保项目顺利实施；项目区有关部门要建立健全有效的管理机制；建议内蒙古农业厅尽快立项，早日产生效益，发挥示范作用。12报告编制依据1、中华人民共和国可再生能源法；2、中国节能技术大纲；3、国家能源中长期发展规划纲要（20042020）（草案）；4、国家“十五”能源发展重点专项规划；5、农业部大中型沼气工程建设项目指南；6、国家发改委、建设部建设项目经济评价方法与参数第三版；7、国务院关于落实科学发展观加强环境保护的决定和国务院关于加强节能工作的决定；8、发展和改革委会会同有关部门制定的节能减排综合性工作方案、“十一五”资源综合利用指导意见、工业清洁生产审核指南编制通则、节能中长期专项规划；9、国家发展和改革委员会产业结构调整指导目录（2005）本鼓励类项目；10、农业部全国农村沼气工程建设规划（20062010）；11、NY/T12202006沼气工程技术规范；12、项目承办单位提供的其他有关资料；13、有关国家政策及信息资料。13主要研究内容1项目建设的必要性；2建设条件分析；3建设内容、规模及目标；4工艺技术方案及设备；5项目实施计划安排；6投资估算与资金筹措；7效益分析及评价。14主要技术经济指标表11主要技术经济指标序号名称单位指标值产品品种与年均产量沼气M3365000沼液肥T157061有机肥T2113投资土建万元10242仪器设备万元27920公用工程万元225间接费用万元5217不可预见费万元13692总投资470万元万元33103资金筹措国家投资万元200当地政府扶持资金万元253企业自筹资金万元245效益分析年收益万元13990运行成本万元4664利润万元9326税前内部收益率2377税前动态投资回收期年421税前净现值万元33768税后内部收益率2126税后动态投资回收期年474税后净现值万元31668第2章项目建设的必要性和可行性21项目的由来XXX奶牛养殖有限责任公司位于内蒙古XXX，XXX西部，镇政府所在地距县城32公里，全镇总人口41万人，其中农业人口33960人，总辖地面积326平方公里合49万亩，耕地面积18万亩，人均耕地52亩。XXX镇境内地势平坦，有天然海子60处，水域面积16万亩，有沙丘10处，占地约43万亩，总造林面积797万亩，其中经济林34万亩，森林覆被率162。土地肥沃、土壤多以红泥土，沙盖垆两黄土为主。大部分土地引黄灌溉，有4000多亩井水灌溉区，其中联丰三社2000亩为国家节水井灌项目区，渠系和灌排基本配套。农业生产根据市场进行了结构调整，种植业已经由粮、经二元结构向粮、经、草三元及多元结构转变，粮食作物增加了玉米和小杂粮种植面积。经济作物增加了甜菜、西甜瓜、玉米制种种植，减少了籽瓜、油料种植面积。突出表现为订单农业占有很大比重。交通发达，五陕公路由东向西横穿镇域，临五公路北线、刘海公路交汇于此。由镇区向北5公里到海子堰乡，西南行经15公里，连接110国道，南行复兴镇35公里直达XXX县火车站。村间公路畅通，实现了村村通班车，社社通等级公路的目标，村级公路总里程1939公里。形成了县、镇、村、社比较便利的交通网络。镇区有长途汽车站一处，年客流量为25万人次，有汽车、大车189辆，四轮车2858辆，摩托车1715辆。XXX奶牛养殖有限责任公司创立于2009年，注册资金200万元，公司现有奶牛存栏量900头，其中产奶牛头数为700头，为沼气工程提供了足够的原料。目前养殖场内有职工24人，技术工人5人，在传统奶牛饲养工艺的基础上，XXX奶牛有限责任公司不断吸收世界先进的奶牛生产技术，提升所产牛奶的质量，现在奶牛场日产优质奶16吨，主要用于供应内蒙古蒙牛公司。场部有丰富的畜牧资源，完善的现代化设施，良好的人文环境，将为沼气工程的建设提供坚实的基础。22建设的必要性221保护环境、维持生态平衡的需要1水体污染畜禽养殖场的污水中含有大量的污染物质，主要污染指标有BOD、COD、SS、大肠杆菌、蛔虫卵、氮和磷等。据环保部门对大型养殖场排出粪水的检测结果，COD超标5070倍，BOD超标7080倍，SS超标1220倍。按照目前我国规模化养殖场对环境污染的管理状况和正常水冲粪的流失率计算，一个10000头养猪规模的养殖场每年有157吨COD和117吨BOD流失到水体中，已相当于具有一定规模的工业企业的污染物排放量。如果管理不善，这些高浓度畜禽有机污水排入江河湖泊中，将造成水质不断恶化，畜禽污水中的高浓度N、P是造成水体富营养化的重要原因；畜禽污水排入河流中，会使对有机物污染敏感的水生生物逐渐死亡，严重威胁水产业的发展。畜禽粪便污染物不仅污染地表水，其有毒、有害成分还易渗入到地下水中，严重污染地下水。它可使地下水溶解氧含量减少，水质中有毒成分增多，严重时使水体发黑、变臭，失去使用价值。畜禽粪便一旦污染了地下水，极难治理恢复，将造成持久性的污染，因此需要将养殖场的粪污进行处理，并进行综合利用。2空气污染养殖场产生大量恶臭气体，其中含有大量的氨、硫化物、甲烷等有毒有害成分，污染周围空气，严重影响了空气质量。国际上许多发达国家都对恶臭气体的排放有严格的规定，如日本在恶臭法中，确定了8种恶臭物质，其中有6种与畜牧业密切相关，随着规模化畜禽养殖业的发展，畜禽养殖场的恶臭危害饲养人员及居民身体健康，并且也影响畜禽的正常生长。3危害农作物高浓度的污水用于灌溉，会使作物陡长、倒伏、晚熟或不熟，造成减产，甚至毒害作物，出现大面积腐烂，据调查，一些规模化畜禽养殖场的“肥水”造成周围农作物危害，农民要求赔偿的现象经常发生。此外，高浓度污水可导致土壤孔隙堵塞，造成土壤透气、透水性下降及板结，严重影响土壤质量。222促进农业资源综合利用，提高经济和社会效益的需要我国面临着巨大的能源与环境压力，国内石油、煤炭资源日渐枯竭，每年的石油进口量达到9100万吨以上；同时，矿物能源的无节制使用，引起了日益严重的环境污染问题。我国天然气缺口很大，其中人均生活用气只是韩国的1/5，尤其是农村燃气供应缺口更大。要实现2020年国民经济翻两番的目标，保障可靠的燃气供应是必备条件，因地制宜的利用当地生物质能资源生产各种可再生能源成为当务之急。沼气归类于绿色能源，把它作为优质的燃料，将得到高品位的燃气；同时沼气发电适用于大中小型沼气工程和规模化生产，必将发展形成前景广阔的新兴产业，产生良好的经济效益和社会效益。生产过程中产生的沼液、沼渣又是优质有机肥料，为生态农业的种植业所必需，因此，在强调可持续发展的大背景下，大力推广沼气工程建设是十分必要的。223提升企业综合竞争实力，实现可持续发展的需要该项目为XXX县XXX奶牛养殖有限责任公司大型沼气综合利用工程，不仅可以改善环境，还可以充分利用牛粪发酵产生的能源，有利于带动地方经济的发展。沼气发酵工程中产生的沼渣、沼液用于农作物的灌溉施肥，发展有机、绿色和无公害农产品，可促进农业生态良性循环。由于煤炭、电力、液化气等能源价格不断上涨，能源成本不断增加，已对企业效益产生一定影响；其次，厌氧发酵生产沼气目前技术成熟，发展前景广阔，属于可再生能源，沼气可用于生活燃气、发电和锅炉供暖等。因此，建设沼气工程对企业提升综合实力，实现可持续发展具有重要意义。23建设的可行性231具备建设示范性能源工程的现实条件XXX奶牛养殖有限责任公司位于内蒙古XXX县XXX镇，总有养殖用地65亩，为沼气工程提供足够的项目用地；养殖场严格按照企业管理体制和技术进行管理，生产场区环境地处野外，隔离条件好，现存栏奶牛900头，其中产奶牛700头，为沼气项目提供了足够的原料；养殖场周围有几百亩的蔬菜大棚和大量的农田耕地，足以消纳沼气工程产生的沼渣、沼液。综上所述，XXX奶牛养殖有限责任公司具备建设沼气工程的现实条件，本工程建成后必将达到良好的运行效果和良好的示范作用。232有雄厚的经济实力和技术力量XXX奶牛养殖有限责任公司养殖场内配套设施齐全、管理规范、有雄厚资金实力，为沼气工程的建设提供了可靠的资金保障；XXX奶牛养殖有限责任公司有一支懂技术、善管理、会经营的科技队伍，养殖场现有员工24人，其中技术人员5人，为沼气工程的建设提供了坚实的技术与管理基础。因此，XXX奶牛养殖有限责任公司在沼气工程建设的资金筹措和技术管理等方面均有可靠保障。233有充足的生产原料XXX奶牛养殖有限责任公司现有奶牛存栏量900头，日产粪污225吨，粪污COD含量高，可生化性好，是厌氧发酵的良好原料。充足的牛粪与废水为项目建设提供所需原料。234对沼渣、沼液消纳有较好的规划该沼气工程项目建成后，产生的沼液作为沼液肥，用于灌溉养殖场周围农田、蔬菜大棚等；沼渣用于加工有机肥，出售获利或施用于周围农田。XXX奶牛养殖有限责任公司周围有大量农田、蔬菜大棚，足以消化该工程产生的沼液、沼渣。235有相关政策的支持国家为了推进农村养殖业、种植业等行业的循环经济的落实，相继出台了相应的支持政策，如果能申请到国家的扶持资金，将对项目的建设提供重要的帮助。（1）国务院关于加快发展循环经济的若干意见明确指出“加大对循环经济投资的支持力度。各级投资主管部门在制定和实施投资计划时，要加大对发展循环经济的支持。对发展循环经济的重大项目和技术开发、产业化示范项目，政府要给予直接投资或资金补助、贷款贴息等支持，并发挥政府投资对社会投资的引导作用。各类金融机构应对促进循环经济发展的重点项目给予金融支持”。（2）中华人民共和国可再生能源法于2005年2月28日第十届全国人民代表大会常务委员会第十四次会议通过。国家将可再生能源的开发利用列为能源发展的优先领域，通过制定可再生能源开发利用总量目标和采取相应措施，推动可再生能源市场的建立和发展。国家鼓励各种所有制经济主体参与可再生能源的开发利用，依法保护可再生能源开发利用者的合法权益。第3章市场供求分析及预测31沼气产量估算及供求平衡分析311沼气产量XXX奶牛养殖有限责任公司现有奶牛存栏量900头，日产粪污225吨，建设容积为1000M3的一体化厌氧反应罐，一体化厌氧反应罐的容积产气率按10计算，本工程日产沼气为1000M3，年产气量为365万M3。312沼气工程可提供的能源预测与分配根据业主要求，本工程所产沼气主要用于场区自用及发电。32沼渣、沼液产量估算与供需平衡分析321施用沼渣、沼液的必要性沼渣、沼液用于农田施肥，在保持和提高土壤肥力的效果上远远超过化肥。其中的磷属有机磷，肥效优于磷酸钙，不易被固定，相对提高了磷肥肥效；沼渣、沼液中含有大量腐殖质，调节土壤的水分含量、温度、空气含量和肥效，适时满足作物生长发育的需要，并可改良土壤，提高作物产量；沼渣沼液还可调节土壤的酸碱度，形成土壤的团粒结构，延长和增进肥效，提高土壤通透性，促进水分迅速进入植物体，并有催芽、促进根系发育等作用。同时，沼液还是高效的叶面肥，具有较强的抗病虫害作用。实践证明，由于沼肥的肥效和其特有的性质，可生产优质农产品和无公害绿色产品，改善瓜果、蔬菜口感品质，提高产品档次；不仅病虫害可大大减少，同时可以提高蔬菜、水果的贮存时间，这在农业生产中是很重要的一个增收环节。沼渣、沼液肥效成分及适用范围见表31。表31沼肥成分表肥料有机质（）氨基酸（）全氮（）全磷（）全钾（）适用范围沼液/00300800200700200600049001沼液可直接用于作物基肥，也适合作追肥。沼渣355010246078161040710612沼渣可直接作基肥，也可堆沤后用。322沼渣、沼液产量估算本工程年产沼液肥15706吨，有机肥2113吨。323沼渣、沼液供需平衡分析XXX奶牛养殖有限责任公司周围有几百亩的蔬菜大棚和大面积的农田，按照一般经验，每亩农田每年可消纳沼液沼渣肥20T，该项目所产沼液沼渣所需接纳农田的面积为578亩，据现场调查，该沼气工程生产的沼液沼渣有足够的消纳空间。通过相关数据分析，XXX奶牛养殖有限责任公司大型沼气工程建成后产生的沼渣沼液可为周边的农田贡献部分肥料，不足部分种植农户可采用其它形式肥料补足。33农业发展循环经济的需求循环经济理论是建设生态综合种养园区的支撑理论。循环经济的本质是物质、能量的梯次和闭路循环使用。以“整体、协调、循环、再生”为总的指导思想，按照“减量化、无害化、资源化、生态化”的原则，以污染物的资源化利用为切入点，促进物质和能量的循环，形成一个经济、合理、完整、多层次、多功能的良性循环系统，最终实现污染的“零排放”。该沼气工程产生的沼气可解决养殖场内生产生活用火，同时还可以用于发电；沼渣、沼液还可用于附近蔬菜大棚和农田施肥，变废为宝，资源全面综合利用，为社会主义新农村建设提供基础。同时，该项目“三沼”综合利用，提供能源的基础上切断了污染源，避免造成二次污染。第4章项目承担单位基本情况41建设单位情况XXX奶牛养殖有限责任公司位于内蒙古XXX县XXX镇，XXX镇境内地势平坦，土地肥沃、土壤多以红泥土，沙盖垆两黄土为主。大部分土地引黄灌溉，有4000多亩井水灌溉区。农业生产根据市场进行了结构调整，种植业已经由粮、经二元结构向粮、经、草三元及多元结构转变，粮食作物增加了玉米和小杂粮种植面积。XXX奶牛养殖有限责任公司现有养殖用地65亩；养殖场内有工作人员24人，其中技术人员5人；公司年存栏奶牛为900头，其中产奶牛有700头。XXX奶牛有限责任公司本着发展本身企业带动地方经济的宗旨，不断改进养殖技术、改良奶牛产奶量、降低饲料成本提高出奶率，促进了企业的快速长久发展，也带动了当地农业经济的持续增长。第5章项目选址51选址原则1、符合当地养殖区的总体规划；2、符合国家政策和生态能源产业发展规划；3、满足项目对原材料、能源、水和电的供应需求；4、交通方便；5、满足养殖业防疫要求，并远离水源；6、节约用地，同时有远期扩建的余地；7、处理后的沼液有较好的出路；8、充分利用地形地貌，节约项目用地，尽量不占农田。52所在区基本情况XXX奶牛养殖有限责任公司位于内蒙古XXX县XXX镇，XXX镇在XXX县西部，镇政府所在地距县城32公里，全镇总人口41万人，其中农业人口33960人，总辖地面积326平方公里合49万亩，耕地面积18万亩，人均耕地52亩。XXX镇境内地势平坦，有天然海子60处，水域面积16万亩，有沙丘10处，占地约43万亩，总造林面积797万亩，其中经济林34万亩，森林覆被率162。土地肥沃、土壤多以红泥土，沙盖垆两黄土为主。大部分土地引黄灌溉，有4000多亩井水灌溉区，其中联丰三社2000亩为国家节水井灌项目区，渠系和灌排基本配套。农业生产根据市场进行了结构调整，种植业已经由粮、经二元结构向粮、经、草三元及多元结构转变，粮食作物增加了玉米和小杂粮种植面积。经济作物增加了甜菜、西甜瓜、玉米制种种植，减少了籽瓜、油料种植面积。突出表现为订单农业占有很大比重。交通发达，五陕公路由东向西横穿镇域，临五公路北线、刘海公路交汇于此。由镇区向北5公里到海子堰乡，西南行经15公里，连接110国道，南行复兴镇35公里直达XXX县火车站。村间公路畅通，实现了村村通班车，社社通等级公路的目标，村级公路总里程1939公里。形成了县、镇、村、社比较便利的交通网络。镇区有长途汽车站一处，年客流量为25万人次，有汽车、大车189辆，四轮车2858辆，摩托车1715辆。53选址方案根据本项目特点和业主提供资料，本项目建设地点位于XXX县XXX镇XXX奶牛养殖有限公司内，区位交通便捷，五陕公路由东向西横穿镇域，临五公路北线、刘海公路交汇于此。由镇区向北5公里到海子堰乡，西南行经15公里，连接110国道，南行复兴镇35公里直达XXX县火车站。项目建设地，排水方便，水源充足，水质良好，符合防疫和环保条件，资源优势与气候优势利于沼气和沼渣沼液肥生产。第6章生产工艺技术方案分析61基本工艺要求1、沼气工程的工艺技术方案设计在不断总结生产实践经验和吸收科研成果的基础上，积极采用新技术、新工艺、新材料、新设备，以提高自动化水平，降低劳动强度，减少投资和运行费用，采用的技术工艺尽可能接近国际先进水平或国内领先水平。2、沼气工程的工艺技术方案设计做好前期工作，实地考察和收集必要的资料。要符合当地总体规划，与客观实际紧密结合，能够正确处理集中与分散、处理与利用、近期与远期的关系。3、沼气工程的工艺技术方案以减量化、无害化、资源化为目标，尽可能采用清洁生产技术。4、沼气工程的工艺技术方案设计考虑沼气的有效利用，充分利用附近苗圃、花卉、蔬菜基地和农田施用沼渣、沼液。5、沼气工程的工艺技术方案设计，除了执行能源环境行业标准外，还应符合国家及地方现行的相关标准、规范的规定。62厌氧发酵技术发展现状（1）欧洲沼气工程技术应用现状欧洲的沼气厂从20世纪70年代开始建设，90年代进入快速发展期，到2000年以后欧洲的沼气产业更是得到了迅猛发展。在1997年，欧洲仅有沼气工厂767座，2004年发展到4000多座。以德国为例，1997年拥有沼气厂500座，2000年发展到1000座，截至2006年，已经突破3500座。欧洲的沼气工程得到迅速发展的根本原因，在于欧洲各国对可再生能源的鼓励政策（各国政府相继制定了发电上网优惠政策）、严格的环保法律和政府引导下的经济效益驱动。欧洲沼气厂的主要盈利途径是依靠沼气发电，其技术特点是低能耗、产气率高和热电联产（CHP）完善。目前大多数采用以高浓度有机废弃物联合消化为特点的CSTR工艺，并配备了热电联产系统。这种全混式CSTR的工艺是先对各类畜禽粪污及其它有机废弃物进行预处理，调整进料TS浓度612范围内，泵入带有机械搅拌的CSTR反应器，其容积产气率视原料和温度不同，通常在0850M3/M3之间。沼气经热电联产系统转化为电能和热能，产生的电能并网销售，回收的热能通常用于周边农场、村镇供热以及补偿沼气工程本身所需的热消耗。由于CSTR工艺产气率高，费效比显著，热电联产产生的热能通常大于原料加热所需热量，大大降低了沼气生产成本。在欧洲，沼气厂产生的沼液沼渣，一般不经固液分离直接用于农田施肥。（2）我国沼气工程技术应用现状我国于1979年召开了全国沼气工作会议，1980年成立了沼气工程协会，大中型畜禽养殖场沼气工程技术在近几年得到快速发展。到2005年底，全国已建成养殖场沼气工程3500处。经过二十多年的大中型沼气工程尝试和探索，证明比较成功的技术有UASB、USR和HCF等工艺，应用较多的是USR工艺，小部分采用HCF和UASB工艺，近年来，CSTR工艺在国内也得到了越来越多的应用，并取得好良好的运行效果。63常用厌氧发酵工艺简介1升流式厌氧污泥床（UPFLOWANAEROBICSLUDGEBLANKET，简称UASB）图61UASB工艺流程图UASB工作原理废水中的有机污染物在厌氧条件下经微生物降解，转化成甲烷、二氧化碳等，所产气体（沼气）含甲烷大于50，可作为能源再次利用，主要用于发电、锅炉燃烧等，既可去除有机污染物，又可回收能源。其工艺流程是先对养殖场污水进行固液分离，废水首先被尽可能均匀的引入UASB反应器（污泥反应区、气液固三相分离器包括沉淀区和气室三部分组成）底部，污水在厌氧状态下反应，分解有机物，产生沼气。通过气、液、固三相分离器，可使反应器中保持高活性及良好的沉淀性能的厌氧微生物，经分离污泥颗粒将沉淀到污泥床的表面，气体进入集气室。出水往往需进一步好氧处理，进行达标排放。是一种以环保治理为主，生产能源为辅的能源环保型沼气工程工艺。2升流式厌氧固体反应器（UPFLOWANAEROBICSOLIDREACTOR，简称USR）USR工艺流程是先对各类畜禽粪便及其它有机物进行预处理，除去大颗粒和粗纤维物质（进料TS浓度35）后，进入USR反应器，USR反应器采用上流式污泥床原理，不使用机械搅拌，产气率视温度不同在0412之间。沼渣沼液COD浓度含量很高，不适宜好氧处理达标排放，一般用于农田施肥进行生态化处理，是典型的能源生态型沼气工程工艺。采用USR工艺产生的沼气如进行热电联产CHP，热能输出部分可满足20左右原料的升温要求，在我国北方地区的冬季，自身热量无法满足运行要求，需要使用锅炉或其它能量进行加热。3完全混合式厌氧消化器（COMPLETESTIRREDTANKREACTOR，简称CSTR）CSTR工艺流程是先对各类畜禽粪便及其它有机物进行粉碎处理，调整进料TS浓度813范围内，进入CSTR反应器后，CSTR反应器采用下进料上出料方式，并带有机械图62USR工艺流程图图63CSTR工艺流程图搅拌，产气率视原料和温度不同在0850之间。沼渣沼液COD浓度和TS浓度含量高，一般不经固液分离即可直接用于农田施肥，是典型的能源生态型沼气工程工艺。采用CSTR工艺产生的沼气如进行热电联产CHP，热能输出部分可满足大部分北方地区冬季的原料加热要求，不需外来能源加热。64几种典型的厌氧反应器适用性能比较1、几种厌氧处理技术的特点概括几种厌氧处理技术的特点概括如表61所示。表61简要概括几种厌氧处理技术的特点序号类别CSTRUASBUSR1原料范围所有类型有机原料高COD污水粪便2原料TS浓度5132353应用区域全国各地中部、南部中部、南部4水力停留时间1030天15天815天5单位耗能低高中等6单池溶解3003000M32003000M32002000M37操作难度中等中等中等8产气率0850030804129经济效益较高较低偏低2、几种典型的厌氧反应器性能比较上述几种典型的厌氧反应器性能比较如表62所示。表62几种典型的厌氧反应器性能比较反应器名称优点缺点适用范围完全混合厌氧反应器（CSTR）投资省、运行管理简单、具有搅拌装置、耐冲击负荷能力较强、产气率高要有搅拌装置适用于高浓度、高悬浮物的粪污处理厌氧接触反应器投资较省、运行管理简单，容积负荷率较高，耐冲击负荷能力强停留时间相对较长，需要设置污泥回流装置适用于高浓度、高悬浮物的有机废水上流式厌氧污泥床反应器（UASB）处理效率高，耐负荷能力强，出水水质相对较好投资相对较大，对废水SS含量要求严格适用于SS含量低的可溶性有机废水升流式厌氧固体反应器（USR）处理效率较高，投资较省，运行管理简单，容积负荷率较高对进料均布性要求高，当含固率大于6以上时，必须采取强化搅拌措施适用于含固量较高的有机废水65工艺选择原则（1）采用先进、成熟、运行可靠的沼气工程技术，适应企业的发展；（2）在保证沼气工程达到设计要求的前提下，尽量减少投资和运行成本；（3）设备质量优良可靠，确保运行稳定，具有良好的性价比，创建“放心工程”；（4）沼气系统力求操作管理简便，降低劳动强度。66建设项目模式论证与选择沼气工程建设的关键是生产工艺的确定。工艺是否合理直接关系到工程的处理效果、运转稳定性、投资、运转成本。因此，必须结合粪污特征和沼气的利用特点，综合考虑粪便、农作物秸秆资源、配套土地和能源需求等因素，慎重选择适宜生产工艺，以达到最佳的处理效果和经济效益。目前比较成熟、适用的生产工艺有两大类一类是以综合利用为主的“能源生态型”处理利用工艺，是指农作物秸秆经厌氧无害化处理后不直接进入自然水体，而是作为农作物的有机肥料的处理利用工艺。另一类是以污水达标排放为主的“能源环保型”处理利用工艺，是指农作物秸秆处理后直接进入自然水体获以回用为最终目的的处理工艺，该工艺要求最终出水达到国家或地方规定的排放标准。综上所述，由于内蒙古XXX县XXX奶牛养殖有限责任公司大型沼气综合利用工程有充裕的面积可作氧化塘，且厂区周围有大量农田。从投资、运行管理简单方面考虑，该沼气工程项目优先选择“能源生态型”处理工艺。67能源生态型处理利用工艺说明采用能源生态型沼气工程，项目建设目标是尽可能多产沼气，并通过对沼渣、沼液的综合利用实现沼气工程社会和经济效益双丰收。农作物秸秆在经厌氧消化处理后，沼渣、沼液作为优质有机肥料，用于绿色食品生产，使粪便得到能源、肥料多层次的资源化利用，生态农业得以持续发展。这种工艺遵循了生态农业原则，具有良好的经济效益和环境效益。68能源生态型处理利用工艺要求及特点1、工艺适宜的条件（1）气站周围应有较大规模的鱼塘、农田、果园和蔬菜地，可供沼液、沼渣的综合利用。（2）沼气用户与气站距离适中。（3）气站周围环境容量大，环境不太敏感和排水要求不高地区。2、工艺特点（1）沼气、沼肥产量大。（2）沼液、沼渣进行综合利用，建立以沼气为纽带的良性循环的生态系统，提高沼气工程的综合效益。（3）工艺简单，管理、操作方便。（4）工程投资少，运行费用低，投资回收期短。66工艺流程根据上述的工艺介绍及表61的对比结果，本工程选用CSTR一体化工艺，流程如下图所示67工艺流程说明集污池作为储水作用，主要用于存放一定的水量用于稀释收集的干清粪，使之达到进料浓度要求，同时集污池里的水经过一段时间的晾晒后温度升高，与干清粪混合后进料温度能有所上升。养殖场内的干清粪通过人工收集或是上料机输送进入调粪池，同时集水池中储存的调粪水用泵泵入调粪池，在调粪池中通过搅拌机的作用下进行调粪，调好的粪浆格栅沉砂渠净化间固液分离机调节池CSTR厌氧反应器有机肥生产车间湿式气柜调粪池锅炉沼气沼液沼渣浓缩池沼液池沼渣热水沼气沼液沼渣生产用气、发电农田灌溉集水池上清液牛粪粪污从调粪池中自流进格栅沉砂渠，在格栅沉砂渠中通过格栅去除漂浮物，同时把牛粪中的沙子沉淀下来，提高后期发酵反应的效率，之后粪浆自流进调节池，由进料泵泵入一体化厌氧反应罐；在厌氧反应罐内的厌氧菌的作用下进行厌氧发酵，发酵产生的沼气首先进入反应罐顶部的干式气柜中进行贮存，然后经脱硫、脱水等净化装置处理后用于厂区用气和发电；发酵剩余的沼渣、沼液自流入沼液沼渣浓缩池，浓缩后的上清液自流到沼液池里存储，而沼渣通过沼渣沼液泵打到固液分离间进行固液分离，分离出来的水回流至沼液池，与之前的上清液一起当做沼液肥，用于周围蔬菜大棚和农田的灌溉；固液分离后的沼渣要先晾晒，使含水率下降到生产有机肥的标准后进入有机肥加工车间，通过造粒、干燥、包装等顺序制成有机肥出售。68工艺单元设计681原料预处理单元（1）集污池用于储存调粪水量，有效容积至少可容纳一天的水量，每天的调粪水量为28M3，所以集污池的有效容积至少为28M3。设计尺寸为32MX32MX35M主要设备提升泵型号65WQ301022功率22KW数量1台（2）调粪池用于干清粪和调粪水的混合均化，设每天调粪2次，则调粪池的有效容积至少为每天干清粪和调粪水总体积的一半25M3。设计尺寸为3MX3MX33M主要设备浆式搅拌机型号JBJ221500/10004/C功率4KW数量1台（3）格栅沉砂渠用于去除进料粪污中的悬浮物和沉淀沙粒。设计尺寸为4MX8MX12M主要设备人工格栅数量1道栅距5MM材质不锈钢（4）调节池用于存放从格栅渠出来的粪污，起调节水量的作用，设每天调粪2次，则调粪池的有效容积至少为每天干清粪和调粪水总体积的一半25M3。设计尺寸为3MX3MX33M主要设备浆式搅拌机型号JBJ221500/10004/C功率4KW数量1台潜水切割进料泵型号WQ30184/QG功率4KW数量2台一用一备682核心单元建设一体化厌氧反应罐一座，包括容积分别为1000M3CSTR厌氧反应罐和400M3的干式气柜。（1）一体化反应罐设计尺寸114MX105M容积1000M3数量1座配套设备侧搅拌装置型号JBT/W1355043555/A功率55KW数量2台（2）干式气柜设计尺寸114MX57M容积400M3数量1座配套设备气柜鼓风机用于调节干式气柜内膜和外膜之间的压力，保证气柜处于特定的工作压力。683沼气净化系统（1）水封器型号SF500数量1台（2）汽水分离器型号QSFL500参数Q235A，06MX16M数量1台（3）脱硫罐型号TL500参数Q235A，06MX2M数量2台（4）阻火器防止沼气回火而引起爆炸型号防爆管道式数量1台684后处理单元（1）沼液沼渣浓缩池沼液沼渣暂存，体积按照一天半的沼液沼渣产生量设计，所以有效容积至少应为76M3。设计尺寸为45MX45MX40M配套设备沼液沼渣泵型号WQH22/8/S功率22KW数量2台（1用1备）（2）沼液池用于沼液的存贮，存贮量及体积按照沼液10天的产生量设计，所以沼液池的有效容积应至少大于等于10的沼液产生量430M3。设计尺寸上边162MX122M，下边12MX8M，高为3M,倾角为55。结构地下防渗土池数量1座配套设备沼液泵型号80WQ50103功率3KW数量2台（1用1备）685配套设施区（1）控制室（面积18M2）尺寸6MX3MX33M结构砖混结构，地上式数量1间（2）门卫室（面积135M2）尺寸45MX3MX33M结构砖混结构，地上式数量1间（3）预处理间（面积72M2）尺寸9MX8MX33M结构砖混数量1间（4）锅炉房（面积225M2）尺寸45MX5MX35M结构砖混数量1间配套设备锅炉型号LSG05数量1台（5）净化间（面积147M2）尺寸42MX35MX30M结构砖混数量1间（6）发电机房（面积20M2）尺寸5MX4MX45M结构砖混数量1间配套设备发电机组功率60KW数量1台（7）固液分离间（面积20M2）尺寸5MX4MX33M结构砖混数量1间配套设备固液分离机型号LJF功率70KW数量1台（8）有机肥加工车间（面积360M2）尺寸36MX10MX4M结构砖混数量1间配套设备有机肥加工设备数量1套第7章项目建设目标71指导原则711以循环经济理念为指导，符合可持续发展生态农业的要求循环经济理论是建设生态综合种养基地的支撑理论。循环经济的本质就是物质、能量的梯次和闭路循环使用。以“整体、协调、循环、再生”为总的指导思想，按照“减量化、无害化、资源化、生态化”的原则，建设示范项目典型。由于周边种植业配套合理，具备形成一个比较完善的生态循环系统的基础，为物质、能源的可再生回收利用提供了可能。项目将以沼气工程为纽带，把污染治理和资源循环利用有机的结合为一体，真正实现养殖场粪污的无害化、资源化和商品化，形成没有污染的可持续发展的农业生态循环经济体系。以循环经济理念为指导的生态农业，体现出现代农业、生态农业、环保农业的优势，以污染物的资源化利用为切入点，促进物质和能量的循环，形成一个经济、合理、完整、多层次、多功能的良性循环系统。712坚持因地制宜、突出特色，实现种植、养殖、加工的协调发展该设计必须突出区域性特点，突出地方性特色。在设计时必须从当地的实际出发，在充分调查研究的基础上，正确识别影响当地经济社会环境可持续发展的有利条件和制约因素。建设要切合实际，既具有前瞻性和科学性，又具有现实性和可操作性。通过种植、养殖业的有效结合，实现废弃物的回收利用，每年可消化养殖场所产生的牛粪及生产污水，实现废弃物的综合利用。沼气用来发电，可解决场区用电紧张的问题，而沼渣和沼液可成为农肥，可以促进养殖场周边种植业的发展，真正实现“物尽其用，地尽其利”的循环经济模式，取得环境效益和经济效益的双赢。72设计思路按照循环经济的原则，依据“资源产品资源”的循环再生模式，针对项目区的实际情况和排放要求，产品设计方案为粪污经厌氧发酵产生沼气，沼气用于XXX奶牛养殖有限责任公司的生产生活用气；沼气发酵后的沼渣沼液可直接施肥，也可添加适量的氮、磷、钾和各种微量元素，经深加工制成高效有机肥，做叶面喷施肥和无土栽培营养液，也可作为追肥使用，能快速补充植物所需营养，并可预防多种病虫害，明显提高产品品质与产量，从而促进养殖场周边农村绿色农业、有机果品产业的发展，提高产品的附加值和经济回报率。73产品方案表71本项目产品方案序号产品数量（年产）1沼气365万M32有机肥2113吨3沼液肥157万吨731沼气的产生沼气产生原理是利用厌氧细菌的分解作用，将有机物碳水化合物、蛋白质和脂肪经过厌氧消化作用转化为沼气和二氧化碳。732沼气燃用随着常规能源的日益减少以及环境问题的日趋严重，新能源的开发利用（尤其是可再生能源的开发和综合利用）越来越受到重视。沼气燃用是国家完善新能源和可再生能源开发和综合利用的重要内容，是缓解我国能源紧缺状况的有效手段。沼气的主要成分是甲烷，通常占总体积的6070，其次是二氧化碳，约占总体积的2540，其余是硫化氢、氮、氢和一氧化碳等其他约占总体积的5左右。甲烷的热值很高，达36840KJ/M3，甲烷完全燃烧时仅剩二氧化碳和水，并释放出热能，是一种清洁燃料。由于沼气中甲烷含量的不同，沼气的发热值约在2093025120KJ/M3，其着火温度为88，沼气中因含有二氧化碳等不可燃气体，抗爆性能好。733沼液沼液是经厌氧发酵所产生的，经厌氧处理后，寄生虫和害虫的虫卵多数被杀死（杀灭率可达96以上），减少了病虫害的来源；其次，沼液中还含有吲哚乙酸、赤霞素等杀虫成分，可以有效杀死蚜虫、红蜘蛛等害虫，因此沼液可用于喷淋花卉、苗圃、果树和灌溉农田等，从而降低农药使用量。养殖场周边有耕地较多，可充分消纳沼气工程所产生的沼液。734沼渣沼渣是经厌氧发酵所产生的沉积物，可加工成生物有机肥，用以改良土壤、增加土壤中的有机物含量，经常使用的土壤，有机物、氮、磷、钾等营养元素明显增加，土壤活性增强、肥力增强，促进农业增产，降低了化肥的使用。厌氧处理后的沼渣经晾晒，用作果园、农田、林地等的基肥，为农作物提供养分。74建设目标（1）日处理粪污225T（2）年产沼气量365万M3（3）年产有机肥2113T（3）年产沼液157T75建设内容新建沼气工程主要包括以下内容（1）3584M3集水池一座（2）297M3调粪池一座（3）1000M3CSTR一体化厌氧反应罐一座（4）81M3沼渣沼液浓缩池一座（5）430M3沼液池一座（6）18M2控制室一间（7）135M2门卫室一座（8）72M2预处理间一座（9）225M2锅炉房一座（10）147M2净化间一座（11）20M2发电机房一座（12）20M2固液分离间一座（13）360M2有机肥生产车间一座第8章项目建设内容81土建工程811设计依据（1）建筑设计规范；（2）建筑设计防火规范；（3）建筑及各专业提供的设计条件。812设计范围土建工程范围集污池、调粪池、CSTR一体化反应罐基础、沼渣沼液浓缩池、沼液池、控制室、门卫室、预处理间、固液分离间、净化间、锅炉房、发电机房、有机肥生产车间等各种建筑、构筑物。以上建筑物的耐火等级均为一、二级，根据功能进行初级装修。建筑物地上部分外墙均采用外墙涂料装饰，涂料颜色应与整个沼气站建筑相协调。构筑物具体形式、规模、数量见表81。表81主要构筑物明细表序号建设内容建筑形式单位数量单位造价元合计万元1集污池钢砼M3133218002402调粪池钢砼M3118718002143格栅沉砂渠钢砼M3153818002774调节池钢砼M3118718002145一体化设备基础钢砼M351018009186沼液沼渣浓缩池钢砼M321718003907沼液池粘土M243060025808控制室砖混M21814002529