大丰收果业有限公司沼气池建设项目设计

1 1 项目总论项目总论 1.11.1 项目名称与实施单位项目名称与实施单位 1.1.11.1.1 项目名称项目名称 项目名称：大丰收果业有限公司沼气工程建设项目 1.1.21.1.2 项目实施单位项目实施单位 项目实施单位：大丰收果业有限公司 1.21.2 项目主管单位项目主管单位 1.2.11.2.1 项目主管单位项目主管单位 项目主管单位：金溪县发改委 1.31.3 可行性研究报告编制依据及原则可行性研究报告编制依据及原则 1.3.11.3.1 编制任务依据编制任务依据 1、 大丰收果业有限公司沼气工程建设项目可行性研究报告委 托书； 2、 农业部沼气工程技术规范第 1-5 部分 ； 1.3.21.3.2 编制法律、法规性依据编制法律、法规性依据 1、 农业部规模化畜禽养殖场沼气工程运行、维护及其安全技术 规程 ； 2、 大丰收果业有限公司建设项目猪场排污工程技术方案 3、 农业部规模化畜禽养殖场沼气工程设计规范 ； 4、农业部大中型畜禽养殖场能源环境工程建设规划 ，以及农 业部科技教育司能源生态处关于“集约化畜禽养殖场大中型沼气工程” 的有关要求； 5、国家环保总局畜禽养殖业污染防治技术规范HJ/T81- 2001； 6、 恶臭污染物排放标准GB14554-93 国家标准； 7、 大气污染物综合排放标准GB16297-1996； 8、 环境空气质量标准GB3095-1996； 9、 建筑给排水设计规范GB50015-2003； 10、 室外排水设计规范GB50013-2006； 11、 工业企业总平面设计规范GBJ16-87-2001； 12、 畜禽养殖业污染物排放标准GB18596-2001； 1.3.31.3.3 编制原则编制原则 1、认真贯彻执行国家有关环境保护的政策、法规，符合国家有关 规范及标准。 2、坚持养猪废水处理后施行达标排放原则，充分发挥项目的社会 效益、环境效益和经济效益。 3、养猪废水用沼气池处理工艺，因地制宜并力求技术先进可靠、 经济合理、高校节能、操作方便。 4、在净化污水的同时，对沼渣、沼液进行妥善的处置，为沼渣、 沼液的利用创造条件。 5、遵守国家环境保护法规和地方环保的有关规定，建设做到“三 同时” ，对“三废”进行处理并达到规定排放标准。 6、项目设计要充分合理地利用土地，尽量节约土地资源。 7、项目设计要在设备选择上做到先进性、实用性、可靠性、灵活 性，并留有发展的空间。 1.41.4 项目提要项目提要 1.4.11.4.1 项目区域项目区域 本项目建设地确定在大丰收果业有限公司内。 1.4.21.4.2 项目目标项目目标 大丰收果业有限公司沼气工程建设项目 3 依托大丰收果业有限公司现有条件和内在优势，进行养殖污水处 理和沼气生产。 1.4.31.4.3 项目建设内容和规模项目建设内容和规模 本项目拟建设集水沉淀池 40 m3、调节池 50 m3、高效厌氧器 800 m，好氧池 450 m，氧化塘 1500 m，沼气储存池 300m等，污水日处 理量 60 吨，年产沼气量 126150 m3。 1.4.41.4.4 项目的实施与管理项目的实施与管理 在项目实施单位内部成立项目办公室，新增沼气生产机构，实行 项目法人责任制建立和完善各项规章制度，采用先进技术和生产模式， 实施科学化项目管理，力求实现经济效益与社会效益的最大化。 1.4.51.4.5 投资估算及资金筹措投资估算及资金筹措 本项目总投资 130 万元，其中建设投资 120 万元，流动资金 10 万 元。 1.4.61.4.6 项目产品方案项目产品方案 本项目产品主要有沼气、沼肥。项目达产后，年产沼气 126150 m3，年产沼肥 1252 吨。 1.4.71.4.7 项目效益情况项目效益情况 项目社会效益：本项目建设新增就业岗位 2 人；沼气及其相关产 品的销售能够缓解农村能源紧张局面，改善农民居住环境，提高农民 的生活质量；项目经营收入能够增加农民的收入和地方财政收入，从 而为社会主义新农村建设提供必要的物质保障。 项目生态效益：本项目日处理养殖污水 60 吨，保护了水资源，增 进了人民身体健康；发酵产生的沼气，能够补充农村能源消耗，降低 生态环境压力，提高森林覆盖率，改善水土保持；经发酵消毒后的沼 肥是优质的有机肥，能够改善土壤结构，肥沃土地资源，提高农产品 质量和产量。 1.51.5 结论与建议结论与建议 1.5.11.5.1 综合评价结论综合评价结论 项目采用的技术先进合理，项目建设条件具备，项目具有显著的 经济、环境和社会效益，项目建设切实可行。 1.5.21.5.2 存在的问题及建议存在的问题及建议 本项目利用中温发酵技术进行沼气生产，要求高浓度粪水。目前 养殖场粗放冲洗污水不仅浪费水资源，而且致使粪水干物质含量低于 工艺方案的要求。建议养殖场要加强冲洗用水量的控制。本项目电力 生产量部分供自身使用，其余部分需要外销，建议养殖场要与周边住 户和相关供电部门做好协调工作。 大丰收果业有限公司沼气工程建设项目 5 2 2 项目背景项目背景 2.12.1 项目项目由来由来 自改革开放以来，随着我国经济的迅速发展和人民生活水平的显 著提高，全社会的食品消费结构发生了很大的变化。肉类食品在社会 食品消费结构中所占的比例快速上升，社会对肉类食品的需求不断增 长。这种变化也刺激了养殖业由传统的散养式养殖方式向现代规模化 养殖方式的转变。如今，规模化的养殖方式已成为主流。养殖方式的 改变与发展促进了农业增效和农民增收，同时也带来了一定的环境污 染问题。由于采取规模化养殖方式的养殖场中畜禽存栏量较大，所以 每天产生的粪污的数量很多。如果养殖企业不对粪污进行处理而直接 进行集中排放，将会污染当地生态环境，造成生态环境恶化，同时也 会给人体健康带来危害。 随着近年来我国国民经济的快速发展，国内对能源的需求也随之 大幅上升。我国正面临着巨大的能源需求压力。然而矿物能源的无节 制使用，又引起了日益严重的能源浪费和环境污染问题。鉴于这种情 况，可再生能源的开发以及环境资源的保护就显得十分重要了。国家 “十一五”规划以来，强调要加紧、加强建设环境友好、资源节约型 社会。在构建节约型社会的要素当中，低污染、低成本、可利用价值 高的能源被越来越广泛地接受。被视为绿色能源的沼气是这其中重要 的一种能源。 2009 年中共中央、国务院关于 2009 年促进农业稳定发展农民持 续增收的若干意见扶持农民专业合作社和龙头企业发展。 2.22.2 项目实施单位基本情况项目实施单位基本情况 大丰收果业有限公司经营范围为肥猪生产、繁育与销售。 2.32.3 项目建设的必要性项目建设的必要性 2.3.12.3.1 建设沼气工程有利于改善养殖场周边环境建设沼气工程有利于改善养殖场周边环境 1、建设沼气工程有助于减轻水污染程度 由于养殖污水没有进行有效治理，长期排放，必然会造成地表水 和浅层地下水污染，严重影响本场和附近村民的生产和生活。 建设沼气工程能对畜禽养殖场生产所产生的养殖污水进行发酵处 理，即能提供新的能源，又能减少养殖污水的排放，从而达到减轻水 污染的目的。 2、建设沼气项目有助于减轻空气污染程度 规模化养殖场未经有效处理的粪污会产生大量恶臭气体。这是因 为牲畜粪便中的微生物会把碳水化合物分解为有机酸、醇类等，把蛋 白质和脂类分解为氨、硫化氢、甲硫酸和粪臭素等有恶臭的化合物。 这些臭气严重影响养殖场内外大气环境质量，不仅对猪场从业人员和 周边农户产生危害，而且严重影响牲畜的生长性能，降低生产水平。 建设沼气工程，能对这些生产废气进行处理，减少乃至消除其对空气 的污染。 3、建设沼气项目有助于减轻土壤污染程度 大量牲畜粪污堆积在养殖场附近，并不断扩散，造成土壤富营养 化，使土壤无法种植利用。同时粪便中含有多种有害病菌和虫卵，进 入土壤后可以在土壤中寄生并传播，危害农业生产。建设沼气工程， 能将牲畜粪污进行发酵获得沼气和肥料，这不仅有助于节约企业成本， 同时还避免了牲畜粪污对土壤的污染。 2.3.22.3.2 建设沼气工程有利于缓解农村能源紧张局面建设沼气工程有利于缓解农村能源紧张局面 导致农村能源紧张局面的因素主要有两个：交通运输条件和农民 收入水平。由于我国农村地区基础设施建设落后，导致能源运输成本 大丰收果业有限公司沼气工程建设项目 7 偏高；同时由于受到收入水平的限制，使得我国农村地区居民并不习 惯于购买能源，而是选择砍伐树木作为能源来源的首选。在这种情况 下，由于受树木生长周期的影响，农村能源供给面越来越趋于紧张。 2.3.32.3.3 建设沼气工程有利于促进区域循环经济的形成建设沼气工程有利于促进区域循环经济的形成 采用规模化养殖方式养猪，猪舍多采用缝隙地板，用水冲洗清理 粪尿，每天要向外排放大量的粪尿污水。若不对这些粪尿污水进行开 发利用，将会导致环境污染，破坏生态平衡，也将给企业带来经济损 失。为了保护环境，维持生态平衡，就要改变规模化养殖业的这种 “自我封闭”的方向，运用生物工程技术对猪粪尿进行综合处理与利 用，形成物质的良性循环模式，促进农牧业全面发展。 2.3.42.3.4 建设沼气工程能创造生态效益建设沼气工程能创造生态效益 沼气是一种清洁、高效的可再生能源。1 立方米沼气完全燃烧后， 能够产生相当于 0.7 公斤无烟煤提供的热量。同时，沼气是一种清洁 能源，可以替代煤炭，起到减少排放二氧化碳的效果。 3 3 市场现状及分析市场现状及分析 3.13.1 沼气市场调查沼气市场调查 沼气是有机物质在厌氧环境中，在一定的温度、湿度、酸碱度的 条件下，通过微生物发酵作用产生的一种可燃气体。沼气是气体的混 合物，其中含甲烷 6070，此外还含有二氧化碳、硫化氢、氮气和 一氧化碳等。 在我国，能源资源总量十分丰富，资源品种也较齐全。从几种广 泛利用的常规能源来看，储量都比较大，但由于我国人口众多，我国 能源人均消耗量仅为 2.01t 标准煤，远远低于世界平均水平。随着我 国经济的快速发展，人均能源消耗量快速增加，居民对能源的需求越 来越大。中国自己的油气资源和天然气资源已经远远不能满足自身的 需求。为了解决日益短缺的能源，世界各国已经开始将沼气用作燃料 和用于照明。 在农村地区使用沼气也越来越普遍，我国很多地方政府已经开始 在本地区推广使用沼气。用沼气作为农村的能源，也具有许多优点。 例如，修建一个平均每人 l15 平方米的发酵池，就可以基本解决 一年四季的燃柴和照明问题；人、畜的粪便以及各种作物秸秆、杂草 等，通过发酵后，既产生了沼气，还可作为肥料，而且由于腐熟程度 高使肥效更高，粪便等沼气原料经过发酵后，绝大部分寄生虫卵被杀 死，可以改善农村卫生条件，减少疾病的传染。从以上可以看出沼气 在未来几年具有较好的市场前景。 3.23.2 生猪市场分析生猪市场分析 中国是一个生猪生产大国，同时也是猪肉及其制品消费大国。据 国家统计局的数据，2010 年，我国生猪存栏量为 4.94 亿头，出栏量为 大丰收果业有限公司沼气工程建设项目 9 6.3 亿头，猪肉产量已经达到世界猪肉总产量的 52%，中国人均猪肉消 费量也从 1990 年的 20 公斤上升到 2008 年的 39.6 公斤，目前我国高 收入人群中每天猪肉人均消费水平已经分别达到 100-150 克。而农民 年人均猪肉消费不足 20 千克。虽然短时间内我国居民很难达到高收入 人群的消费水平，但是随着人民生活水平的提高，二元消费结构下农 村居民人均猪肉消费量将逐步提高，将是推动我国猪肉消费量增长最 主要的因素。其次，随着人口的自然增长，城市人口的较快增加。到 2011 年，专家预测猪肉消费量年增长 35%，我国肉类消费还存在着 成倍增长的空间。 但是就目前国内的生猪饲养结构及生产水平来看，仍然不能满足 社会发展的需要。一是目前我国的养猪结构仍以农户散养和小规模化 饲养为主，市场稳定和供应能力偏弱。据统计，目前，我国规模养猪 增势趋缓，农户养猪仍占多数，由于小养殖户饲养的品种落后、技术 落后、饲养条件差，抵抗市场风险和疫情风险的能力非常弱，受 2009 年严重疫情影响很多养殖户也只能望价兴叹。市场猪肉供应仍将非常 紧张。其次，目前国内生猪存栏仍然不足，今年政府给了养猪业大力 支持，引种、扩群的很多，但由于生猪生产周期长、饲养技术要求高 和资金投入需求大的影响，很难在短时间内改变猪肉紧缺的现状，在 未来两年内生猪市场行情不会大幅度下跌。第三，未来我国养猪业市 场变动将越来越小，行情会越来越稳定，养猪利润会越来越大。随着 国家宏观政策调控力度加大，生猪规模化、良种化的进程加快和养殖 结构逐渐转型，生猪市场将越来越稳定，猪价涨跌幅度将越来越小， 周期也会越来越短，养猪业将慢慢进入稳定利润时期 。优质、高效、 安全猪肉和猪肉制品仍将是国内消费主流。 3.33.3 产品方案产品方案 3.3.1 本项目沼气利用方案本项目沼气利用方案 根据本项目采用的沼气工艺流程特点，中温厌氧反应罐（ACS） ， 年产沼气量 34060 m3。 3.3.2 本项目沼渣利用方案本项目沼渣利用方案 沼气池有效容积=（干物质日产量水力滞留期）/发酵料液浓度； 日产沼渣量：(干物质量30%)（1-65%）=24t/d。 本项目沼气工程是一项能源环保型沼气工程，包括生产沼气、沼气 发电及沼渣制作肥等环节。项目达产年可提供副产品沼渣肥 338 吨， 本项目为了完全利用沼渣肥，添置了沼渣运送车、运粪推车等设备， 所产生的沼肥用于周边农田对有机肥的需求。 因此，本沼气工程产生的沼渣完全可由当地农田、林地和蔬菜种植 基地消纳，沼渣的销售也不存在市场问题。考虑到物流运输等综合因 素，本项目的产品将立足于本地市场。 大丰收果业有限公司沼气工程建设项目 11 4 4 建设条件与厂址选择建设条件与厂址选择 4.14.1 原材料、燃料动力供应情况原材料、燃料动力供应情况 4.1.14.1.1 原材料供应原材料供应 大丰收果业有限公司拥有生猪存栏量 6000 头，采用干清粪工艺， 每头猪每天废水量为 0.01 吨，则每天废水排放量约 60 吨，猪的粪便 资源丰富，沼气生产的原材料资源充足。 4.1.24.1.2 供水条件供水条件 养殖场内有深井供取水，水源充足。 4.24.2 项目区基本情况项目区基本情况 4.2.14.2.1 项目区自然地理条件项目区自然地理条件 地理位置 金溪县位于江西省中部，抚河中游，地舆坐标北纬 2741-28 06，东径 11627-11703之间， 东与资溪县、贵溪市接壤， 南和南城县交壤，西与临川区相邻，北连东乡和余江县，总面积 1358 平方千米。地处鄱阳湖平原与武夷山的过渡地带，地势东南高、西北 低，地貌分平原、丘陵、山地三种，平原占 20%，丘陵占 70%，山地 占 10% 。境内山地均属武夷山余脉，县境东端的云林峰与贵溪的仙水 岩、龙虎山诸峰相接，参差起伏，高大险竣。最高峰为出云峰，海拔 1233 米。金溪县建县于北宋淳代五年（994 年） ，隶属抚州，明清两代 属金溪县城所在地为秀谷镇，自建县以来，一直为县政府所在地，是 一座有着悠久历史的城镇，也是金溪全县的政治、经济、文化和信息 中心。 地形、地貌 金溪县境属鄱阳湖平原与武夷山的过度地带，它东枕云林峰，西 关灵谷岭，西南边沿抚河带东北三港汇流。全县地势东南高、西北低 ，由东南向西北缓缓倾斜，东部为弋阳-玉山侵蚀红岩丘陵盆地，西中 属赣抚中游河谷阶地丘陵区，西南边境为平坦的抚河冲击平原。全县 整体地貌以丘陵山地为主，其中山地占 64.88%,耕地占 21.2%，水面占 5.2%，道路和庄园占 8.72%。县东的笔架峰为全县之巅，海拔高 1363. 4 米。 地质 金溪县位于北武夷山隆起带北部边缘与官貌山隆起带南部边缘之 间，即东乡盆地南部构造复合交汇处，境内由元古界正旦系尚元群老 地层，为基底层，中生界侏罗系、白垩系地层覆盖在基底层，加里东 期侵入岩体之上。元古界正旦系下统尚元群地层分布于东部，约占总 面积的 20%，中生界侏罗系上统打鼓顶组及白垩系中统南雄群地层分 布于西部，约占总面积的 20%，加里东期混合花岗岩分布于总部，约 占总面积的 60%。 气候气象 金溪县属亚热带湿润气候，气候温和，四季分明，雨量充沛，日 照充足，无霜期长但受季风气候影响，温度和降水变幅较大，干湿比 较明显。年平均气温 17.7，最低 1 月平均 5.5，最高 7 月平均为 29.4 ，极端最高气温为 40.8（1978 年 7 月 15 日） ，极端最低气温为-8.2 o C（1967 年 1 月 6 日） 。年平均降雨量为 1856 毫米，最高达 2308.8 毫 米（1973 年） ，最少为 1133.6 毫米（1971 年） ，是江西省降水量最多的 县份之一。年平均无霜期 258 天，年平均日照时数为 1725.6 小时，年 平均风速 2.2 米/秒，全年主导风向为偏北风，夏季主导风向为南风。 地表水系 大丰收果业有限公司沼气工程建设项目 13 金溪县境内的主干河流为抚河。在金溪境内汇集了芦河、琅琚河、 双陈河、高坊河、对桥河。该河到长兴入金溪境，流经石门、琅琚、 大仙岭乡，长 49.3 公里，为金溪与临川县界河。河宽 200 至 1000 米， 最大流量 5000 立方米/秒，最小流量 45 立方米/秒，属常年河，四季可 通航。 金溪县城境内无大湖泊，水资源相对贫乏，工业发展和生活用水 全依赖水库供水，目前用水主要是马街水库的水，马街水库控制流域 面积 27.5 平方公里，总库容为 3753 万 m3，死库容 19.85 万 m3，防洪 库容 3120 万 m3，有效库容 3140 万 m3。县城境内还有一个比较大的 水库-高坊水库，因高坊水库的水还没有用到县城的生产和生活上来， 主要用于农田灌溉。今后县城继续发展，水厂水源不足时，可从高坊 水库引水到马街水库，以满足县城的用水需要。 资源优势 金溪是传统农业县，资源丰富，农产品以“绿色”著称。盛产优质 大米、黄栀子、蜜梨、蚕丝、茶叶、柑桔、生猪、淡水鱼等，形成了 优质水稻、黄栀子、蜜梨、蚕桑、南丰蜜桔等农业主导产业。近年来， 南丰蜜桔产业也风生水起，蓬勃发展，预计到 2010 年可达 12 万亩。 与农业产业相配套的龙头企业如雨后春笋茁壮成长。江西农业百强龙 头企业，金溪占有 2 席。 金溪植被良好，森林覆盖率达 60。年平均降水量 1856 毫米，最 多年达 2308.8 毫米，最少年为 1133.6 毫米，雨量充沛，县水资源也 相当丰富，境内有 6 条河流 2 大水库，水系发达，水量充沛，集雨面 积 1810 平方公里。按人口计，全县人均占有地表水 4692 立方米。比 全国人均 2780 立方米高 40。按耕地面积计，全县亩均占有水资源 2702 立方米，高出全国平均占有水资源 1800 立方米。 地下资源已探明极具开采价值的矿藏 20 余种，其中 9 种是金属矿。 特别是石墨矿品位最高，探明储量为 2700 万吨，是全国第二、江南第 一富矿。 4.2.24.2.2 社会经济状况社会经济状况 金溪是新兴工业县。近几年，金溪工业发展势头强劲。工业园区 是金溪主攻工业的大平台、主战场，始建于 2002 年，整体规划为 10 平方公里，共分 A、B、C、D 四区。2003 年，被列为江西省重点扶持的 十个县级工业园区之一，2005 年被批准为省级工业园。随着金溪开放 型经济不断发展，园区规模也不断壮大，不仅承接了长珠闽沿海地区 一些企业，而且吸引了韩国、东南亚等国外越来越多的企业家的战略 眼光，成为越来越多企业的“孵化器” 。工业园区企业主营业务收入、 工业增加值、税收年均增幅 30%以上，成为拉动县域经济的“助推器” 。 至 2009 年底，规模以上工业企业达 60 家、新增 14 家，实现税收 7732 万元、增长 29%，年纳税 100 万元以上的工业企业 20 家（其中 200 万 元以上 13 家，最多的一家达 1867 万元） ，5 个产品被认定为江西省新 产品。香料产业聚集加速。成功承办了第四届（2009）中国香精香料 行业年会，启动了 5000 亩香料产业园的规划建设，完成了第一期 1000 亩“三通一平” ，落户香料企业 6 家。全县香料企业数量达 20 家、产 品 100 余个，其中 4 个产品产量居全国第一。投产的 9 家香料企业全 年实现主营业务收入 4.1 亿元、增长 13.9%，税收 1051 万元、增长 13%。 园区后劲增强。县财政共投入 6000 多万元，用于征地及基础设施建设， 园区新增面积 1500 余亩；中小企业创业园一期工程已竣工交付使用； 通过“百日大突击” ，项目建设速度加快，20 多家企业相继竣工投产； 积极打造“零收费园区” ，园区服务环境得到优化。至 2009 年底，入 园企业达 143 家，其中投产 86 家，在建 57 家，园区全年实现主营业 大丰收果业有限公司沼气工程建设项目 15 务收入 29.16 亿元、增长 18.7%，税收 9195 万元、增长 73.4%，园区 用工同比增加 1000 余人。 2010 年金溪县政府工作报告，09 年完成生产总值 30.8 亿元，同 比增长 14%，财政收入 3.04 亿元、增长 35.4%，固定资产投资 29.2 亿 元、增长 37.6%，规模以上工业增加值 7.3 亿元、增长 22.3%，社会消 费品零售总额 10.3 亿元、增长 19%，农民人均纯收入 5407 元、增长 9.8%。三大产业由上年的 22.3：43.8：33.9 调整为 21.4：44.5：34.1。同时，万元生产总值能耗、二氧化硫和化学需氧 量排放总量在上年的基础上分别下降 3.6%、5.59%和 6.03%。 金溪县畜牧业生产是以生猪、鸡为主体，其次是牛、鸭、羊、兔、 鹅等较少。2008 年度，生猪饲养量 25.5 万头，生猪出栏数 15.3 万头； 鸡饲养量 171.8 万羽，鸡出笼数 99.7 万羽；牛饲养量 3.75 万头，牛 出栏数 0.77 万头；鸭饲养量 104.4 万羽，鸭出笼数 68.3 万羽；羊饲 养量 0.46 万头，羊出栏数 0.16 万头；肉类总产量 14884 吨，禽蛋产 量 2803 吨。 4.34.3 项目选址项目选址 本项目建设地点选择在金溪县陈坊积乡涂坊村。交通条件便利。 项目远离城市，项目实施地地势开阔高燥，地形呈阶梯状降落，排水 良好，易于防疫；项目建设地点远离居民生活区，周边无工业污染， 水源充足，适宜无公害生猪养殖。基地内严格执行生产区与生活区、 行政区相隔离的原则，人员、动物和物资运转采取单一流向，进料和 出粪道严格分开，以防止交叉污染和疫病传播。 5 5 项目总体方案设计项目总体方案设计 5.15.1 建设目标与指导思想建设目标与指导思想 本项目以发展循环经济作为指导思想。循环经济是一种实践可持 续发展理念的新的经济发展模式，它以资源环境是支撑人类经济发展 的物质基础这一根本认识出发，通过“资源产品废弃物再生资 源”的反馈式循环过程，使所有的物质、能量在这个永续的循环中得 到合理持久的利用，从而实现用尽可能小的资源消耗和环境成本，获 得尽可能大的经济效益和社会效益。循环经济本质上是一种生态经济， 其标志性的特征是遵循“4R”原则,即减量（Reduce） 、再利用 （Reuse） 、再循环（Recycle） 、再思考（Rethink）的行为原则。 随着经济的快速增长和人口的不断增加，我国水、土地、能源、 矿产等资源不足的矛盾越来越突出，生态建设和环境保护形势日益严 峻。大力发展循环经济，加快建立资源节约型社会，是缓解资源约束 矛盾的根本出路。 本项目的建设目标：利用养猪场的猪尿粪，经中温发酵，预年产 沼气量 126150 m3。 5.25.2 项目内容和规模项目内容和规模 5.2.15.2.1 项目内容：项目内容： 年产沼气量 126150 m3 的沼气工程及附属工程 5.2.25.2.2 项目规模项目规模 沼气工程及附属工程主体工程包括：集水沉淀池，调节池，高效 厌氧器、好氧池，氧化塘，沼气储存池等 5.35.3 沼气生产工艺流程沼气生产工艺流程 5.3.15.3.1 沼气生产工艺流程设计沼气生产工艺流程设计 大丰收果业有限公司沼气工程建设项目 17 根据项目区实际情况，项目区位于山区，道路崎岖，农田及 林地分布分散且面积广，所产沼液输送苦难，且投资比较大，基于这 种情况项目区设计采用能源环保型处理工艺（ACS+A/O 工艺） 。 本沼气生产工艺流程，采用中温发酵技术，利用猪圈的冲洗 废水以及猪尿粪，其中包括部分残留于猪圈内的饲料，生产沼气。具 体流程为：污水首先自流进入调匀池均衡水质、水量，通过调匀池提 升泵提升污水进入固液分离机，分离出来的浓缩液进入集水池，固液 分离机分离出来的猪粪等其它杂质可作为肥料生产的原始材料。 集水池污水通过水泵提升进入 ACS 高效厌氧反应器，进行 厌氧反应，厌氧过程中污水中的有机污染物质得到大幅度的降低，同 时将污水高分子有机物质分解为小分子有机物质，便于后段生物处理 设施的降解。ACS 高效厌氧反应器在生物降解过程中产生大量的沼气， 用于发电，产生可观的经济效益。 污水经厌氧处理后通过进水泵提升进入 A/O 生化处理系统， AO 工艺法也叫厌氧好氧工艺法，A(Anacrobic)是厌氧段，用与脱氮除 磷；O(Oxic)是好氧段，用于除水中的有机物。 本沼气工程工艺流程如图 5-1 所示。 图 5-1 大丰收果业有限公司沼气工程工艺流程 污泥回流 提升泵 提升泵 西区废水 集水沉淀池 固液分离机 干粪堆场 调节池高效厌氧器 汽水分 离器 脱硫装 置 沼气储 存池 中间池 兼氧池接触氧化池 池 混凝沉淀池 池 氧化塘 污泥池定期清运 外排 大丰收果业有限公司沼气工程建设项目 19 5.3.25.3.2 预处理工艺预处理工艺 （1）粪便收集 沼气站所用粪便来自养殖场的猪粪。 （2）预处理 收集的粪便进入进入固液分离机，分离出来的浓缩液进入集水 池。 5.3.35.3.3 厌氧消化工艺厌氧消化工艺 进液和混合-布水系统 废水通过布水系统泵入反应器内，布水系统使进液与从反应器 上部返回的循环水、反应器底部的污泥有效混合，由此产生对进液 的稀释和匀质作用。为了进水能够均匀地进入反应器的流化床反应 室，布水系统采用了一个特别的罩子形状的结构设计。 循环系统 在气体提升器中，气提原理使得气、水、污泥混合物快速上升， 气体在反应器顶部分离后，剩余泥水混合物经过一个同心管道向下 流入反应器底部，由此在反应器内形成循环流。气提动力来自于上 升和返回的泥水混合物中气体含量的巨大差别，因此，这个泥水混 合物的内循环不需要任何外加动力。有趣的是，这个循环流的流量 随着进液中的 COD 量增大而增大，因此反应器具有自我调节作用， 即在高负荷条件下，产生更多的气体，从而也产生更多的循环水量， 导致更大程度的进水稀释。这对于稳定的运行意义重大。 污泥保有率高 对于高效厌氧反应器的顺利运行，是否有高的污泥保有量至关 重要。反应器在以污泥为反应介质的基础上，设计有两层三相分离 器 ，在底层三相分离器处，大部分污泥得以拦截，沼气得以收集； 在顶层三相分离器处，沼气干扰较小，能顺利实现固液分离，污泥 得以保存。 容积负荷高，占地面积小 反应器内污泥浓度可高达 50g/L，而且内部没有惰性填充物或惰 性物积累，污泥中有效菌种（VSS）的含量很高（80%） ；而且强 烈的内循环又使泥水处于良好的流化状态，使得污泥活性更好的发 挥，容积负荷都可高达 10kgCOD/(m3.d)。 厌氧发酵温度的选择 从温度上来分，厌氧发酵分 为高温发酵，中温发酵和低 温发酵，此外，还有常温发 酵等。温度对厌氧发酵的影 响如图 5-2 所示。 本项目选用中温厌氧消 化工艺来处理粪便产沼气， 主要因为中温发酵（38） 产气效率相对较高，并且减少了冬季进料的增温量。 5.3.45.3.4 A-O-CA-O-C 系统系统 A-O-C 系统是硝化-反硝化-混凝沉淀分离工艺的简称，本系统 是利用自养型好氧微生物与兼氧型微生物进行生化处理的设施。功 能是对污水中溶解的含碳有机物进行降解和对污水中的氨氮进行硝 化反硝化过程。硝化反应即由于硝化菌的作用将氨态氮转化为硝酸 盐氮的过程： NH4+ + 3/2 O2- NO2 - + H2O+ 2H2 能量 2NO2 -+ O2- 2NO2 - 能量 图 5-2 温度对厌氧发酵产气情况的影响 硝化菌 反硝化菌 大丰收果业有限公司沼气工程建设项目 21 污水中的含碳有机物，在此池可进行较为彻底地氧化分解，而 对氮、磷等植物性有机物去除很少，但在好氧微生物（硝化菌）的 作用下，可将含氮有机物转化成亚硝酸盐氮和硝酸盐氮，达到除氮 效果。 池内部设置组合填料和曝气器。填料上附着积累好氧微生 物。氧化池曝气器采用微孔薄膜曝气器，主要起充氧作用，效果是 一般穿孔曝气装置的 2-3 倍，且具有阻力低、曝气均匀、不易堵塞、 运行寿命长、不用维护、噪声低等特点。 生物接触氧化池是目前好氧处理中常用的工艺，相对传统的 活性污泥法，由于填加了填料，为微生物的生长提供了一个附着的 介质，使微生物能大量生长，同时还能减少污泥的流失，不用回流 污泥，因此能获得高质量的处理水质、占地面积小、易于安装，运 行操作方便等许多优点。 与许多传统的生物水处理工艺相比，生物接触氧化池具有以 下主要特点： （1）出水水质优质稳定 由于生物填料的增加，不但提高了反应装置对污染物的整体去 除效率，保证了良好的出水水质，同时反应器对进水负荷（水质及 水量）的各种变化具有很好的适应性，耐冲击负荷，能够稳定获得 优质的出水水质。 （2）剩余污泥产量少 该工艺可以在高容积负荷、低污泥负荷下运行，剩余污泥产量 低，降低了污泥处理费用。 （3）占地面积小，不受设置场合限制 生物反应池内能维持高浓度的微生物量，处理装置容积负荷高， 占地面积大大节省；该工艺流程简单、结构紧凑、占地面积省。 操作管理方便，易于实现自动控制。 5.3.55.3.5 沼气净化工艺沼气净化工艺 厌氧发酵罐刚产出的沼气是含饱和水蒸气的混合气体，除含有 气体燃料 CH4和 CO2外，还含有 H2S 和悬浮的颗粒状杂质。H2S 不仅 有毒，而且有很强的腐蚀性。对于畜禽粪便产生的沼气，其中 H2S 气体含量很高，必须进行脱硫、气水分离等净化处理，其中沼气的 脱硫是其主要问题。 本工程拟采用生物脱硫的方法对沼气进行脱硫处理。 生物脱硫法是利用无色硫细菌，如氧化硫硫杆菌、氧化亚铁硫 杆菌等，在微氧条件下将 H2S 氧化成单质硫或亚硫酸。这种脱硫方 法已在欧洲广泛使用，在国内某些工程已有采用，其优点是：不需 要催化剂、不需处理化学污泥，产生很少生物污泥、耗能低、可回 收单质硫、去除效率高。H2S 去除率可达 90%以上。 2H2S + O2 2H2O +2S 2H2S +3O2 2H2SO3 厌氧罐中输出的含饱和水蒸气的沼气经过专用设备净化处理后 使用。 5.3.65.3.6 沼气贮存工艺沼气贮存工艺 本工程选择双膜干式贮气柜贮存沼气。 双膜干式沼气贮气柜由外层膜和内层膜组成，外层膜构成贮气 柜外部球体形状，内层膜与底部围成内腔以贮存沼气。贮气柜设有 防爆风机，防爆风机自动按要求调节气体的输送量至用户，以保持 贮气柜内气压的稳定。外层膜设有一道上下走向的软管，由上述防 爆风机把外面空气经此软管输送进外层膜与内层膜之间的空间，使 大丰收果业有限公司沼气工程建设项目 23 外层膜保持球体形状并同时把沼气压送出去。并配有超声波测距仪， 自动调节和控制沼气的贮存量。 5.45.4 沼气利用沼气利用 本项目年产沼气量 126150 m3。 厌氧消化处理后所产生的沼气是一种优质的生物气体能源。在 标准状态下（0，101.325 kPa） ，每立方米沼气可产生热量约为 5500 kcal（23.1 MJ） 。 5.55.5 沼气工艺单元设计与设备选型沼气工艺单元设计与设备选型 5.5.5.5.1 1 污水处理系统污水处理系统 集水沉淀池 设计参数 设计水量：Qeq5m3/h 有效容积：40m3 有效深度：3.0m 污水停留时间：45min 结构形式：砖混 配套设备： a、集水池提升泵数量：4 台 型号：QX25-1.5流量：Q=5m3/h 扬程：H=10m功率：N=1.5kw 形式：高效无堵塞潜污泵转速：1440r/min 材质：铸铁品牌：上海达源或同等 品牌 b、固液分离机数量：2 台 型号：LK-60分离粒径：3m 最大处理量：10m3/h筛网材质：SUS304 材质：碳钢品牌：上海达源或同等 品牌 调节池 设计参数 设计水量 qeq=5m3/h 容积 V=Q/n,(V 为调节池的有效容积，单位 m3；Q 为养殖场每 天的排污水量，单位 m3；n 为养殖场每天排污次数) 计算出调节池 的有效容积： 50m3 污水停留时间：10h 结构形式：地下式砖混 配套设备： a、调匀池提升泵数量：2 台 型号：MPE350-2H流量：Q=5m3/h 扬程：H=20m功率：N=2.2kw 形式：高效无堵塞潜污泵转速：1440r/min 材质：铸铁品牌：上海达源或同等 品牌 b、曝气装置数量：1 套 形式：穿孔管曝气孔径：4.2mm 材质：UPVC品牌：上海达源或同等 品牌。 ACS 厌氧反应器 设计参数 设计水量：Qeq5m3/h 大丰收果业有限公司沼气工程建设项目 25 有效容积：800m3 容积负荷：15kgCOD/m3.d 有效深度：11.5m 污水停留时间：40h 结构形式：碳钢防腐，成套装置 配套设备： a、厌氧循环泵数量：1 台 型号：ISG-50-160(I)流量：Q=5m3/h 扬程：H=20m功率：N=1.5kw 形式：立式离心泵转速：1440r/min 材质：铸铁品牌：上海达源或同等 品牌 吹脱沉淀池 设计参数 设计水量：Qeq5m3/h 有效容积：133m3 结构形式：钢砼 配套设备： a、提升泵数量：1 台 型号：ISG-50-160(I)流量：Q=5m3/h 扬程：H=20m功率：N=1.5kw 形式：立式离心泵转速：1440r/min 材质：铸铁品牌：上海达源或同等 品牌 兼氧池 设计参数 利用原有池体改造 配套设备 a、曝气装置数量：1 套 形式：穿孔管曝气孔径：4.2mm 材质：UPVC品牌：上海达源或同等品牌 b、兼氧池提升泵数量：1 台 型号：MPE350-2H流量：Q=5m3/h 扬程：H=20m功率：N=2.2kw 形式：高效无堵塞潜污泵转速：1440r/min 材质：铸铁品牌：上海达源或同等品牌 c、组合生物填料数量：150m3 型号：150*50mm品牌：上海达源或同等品牌 d、填料支架数量：1 套 型号：12.010.2m材质：碳钢防腐 品牌：上海达源 好氧池 设计参数： 设计水量：Qeq5m3/h 有效容积：450m3 有效水深：3.5m 污水停留时间：30h 填料负荷：1.63kgCOD/m3.d 填料区高度：3.0m 结构形式：地上式钢砼 大丰收果业有限公司沼气工程建设项目 27 配套设备： a、曝气管数量：120 组 曝气管直径：215品牌：上海达源或同等 品牌 b、组合生物填料数量：150m3 型号：150*50mm品牌：上海达源或同等 品牌 c、填料支架数量：1 套 型号：12.010.2m材质：碳钢防腐 品牌：上海达源 d、曝气鼓风机数量：1 台 型号：BK5009风量：8.51m3/min 功率：8.33kw转速：1150rpm 材质：铸铁品牌：百事德或同等品 牌 混凝沉淀池 设计参数： 设计水量：Qeq5m3/h 反应时间：30min 水力负荷：0.95m3/m2.h 结构形式：半地上钢砼 配套设备： a、加药泵数量：2 台 型号：FXS-1加药量：1000L/h 功率：0.25kw扬程：5.0kgf/cm2 材质：轴不锈钢，膜片丁氰橡胶品牌：国产 b、溶药计量槽数量：2 台 型号：PT-1000L有效容积：1000L 材质：聚氯乙烯品牌：慈溪吉祥或 同等品牌 c、污泥提升泵数量：1 台 型号：ISG-50-160流量：5m3/h 扬程：7m功率：1.5kw 材质：铸铁品牌：上海达源或同等 品牌 d、斜管填料数量：15m3 型号：500.5mm品牌：上海达源或同等 品牌 e、斜管支架数量：1 套 型号： 53.0材质：碳钢防腐 品牌：上海达源 氧化塘 设计参数： 设计水量：Qeq5.0m3/h 长宽比：2:1 有效容积：1500 m3 有效水深：3.0m 塘内坡度：1.5:1 塘外坡度：1:2 污泥浓缩池 大丰收果业有限公司沼气工程建设项目 29 设计参数： 设计水量：Qeq5m3/h 有效容积：50m3 有效水深：3.5 m 结构形式：半地上钢砼 配套设备： a、污泥提升泵数量：1 台 型号：ISG-50-160流量：5m3/h 扬程：7m功率：1.5kw 材质：铸铁品牌：上海达源或同等 品牌 5.5.25.5.2 沼气脱硫净化沼气脱硫净化系统系统 生物脱硫 功 能：采用生物方法去除沼气中的 H2S 型 号：STS-250 处 理 量：20 m3/h 数 量：2 套（一用一备） 气水分离器 型 号：GS-500 处 理 量：20 m3/h 数 量：1 套 凝水器 型 号：NS-250 数 量：2 套 干式阻火器 型 号：HF-100 数 量：1 套 沼气流量计 型 号：JLQD-50/70 流 量：20 m3/h 数 量：1 台 5.65.6 沼气土建工程和公用工程设计沼气土建工程和公用工程设计 5.6.15.6.1 设计原则设计原则 根据工艺流程的要求，在满足站内工艺要求、交通运输、环 保、防火等前提下，使建筑物、构筑物、道路、绿化有机地结合在 一起。 注重环境保护，使该沼气工程成为环境优美的示范项目。 5.6.25.6.2 建筑与结构设计建筑与结构设计 本沼气工程项目的主要构筑物厌氧发酵罐的体积较大，对不均 匀沉降较为敏感，在地基处理当中要选择合适的持力层（120 kPa） 。 同时避免不均匀沉降及其它不利因素。最终以钻探地质报告为准。 当场地空间开阔时，基坑可以按一定坡度进行放坡开挖。当构 筑物距离很近且埋深不同时，可采用一些措施进行临时支护。对于 深基坑，施工中还应考虑降水及护坡处理。 抗震设计：遵照国家“建筑抗震设计规范” （GB50011-2001）及 “构筑物抗震设计规范” （GB50191-93）的有关规定。 5.6.35.6.3 机械设备设计机械设备设计 机械设备设计及选型设计原则如下： 各设备的选型力求经济合理满足工艺的要求，并配合土建构 筑物形式的要求。 大丰收果业有限公司沼气工程建设项目 31 潜水电机的防护等级不低于 IP68，其它配套电机和就地控制 箱防护等级不低于 IP55。 考虑到污水介质的特性，设备材料选用的原则是与介质接触 部分采用耐腐蚀的不锈钢材料或铸铁和高强度工程塑料，其余材料 可以是碳钢材料但必须重防腐处理。 5.85.8 沼气工程总图设计沼气工程总图设计 5.8.15.8.1 平面布置原则平面布置原则 沼气站平面布置应遵循以下原则： 功能分区明确，构筑物布置紧凑，节约用地，减少占地面积。 流程力求简短、顺畅，避免迂回重复。 建筑物应尽可能布置在南北朝向。 站内绿化面积不小于 35%，总平面布置满足消防的要求。 交通顺畅，使运行、管理方便。 5.8.25.8.2 功能区划分功能区划分 沼气站根据其功能分为五个区： 预处理区。主要包括固液分离机、集水池等。 厌氧发酵区。主要包括厌氧发酵池，该部分是沼气站的核心。 沼液后处理区。主要包括兼氧池、好氧池、混凝沉淀池。 沼气净化贮存及利用区。主要包括沼气净化、双膜干式贮气 柜。 管理办公区。 5.8.35.8.3 建筑单体建筑单体、道路及绿化、道路及绿化 建筑单体：站内建筑物应本着符合工艺要求为主的原则确定， 在满足功能要求的情况下，各建筑力求美观、统一。建筑物装修按 与周围环境相协调为唯一目标，建筑物之间力求统一。 道路：站内车行道路设计为 6.0 m 宽，道路系统能满足防火 及运输要求，车行道采用混凝土路面。 绿化：大面积绿化并配有适当绿篱，绿化面积达到并超过规 范标准。 5.8.45.8.4 高程设计高程设计、给水和排水、给水和排水 高程设计：沼气站内地面标高以原始地面高度为相对标高 0.00 计。 给水：沼气站内生产、生活、消防用水接自给水管网。沼气 站内进水管由 DN50 镀锌钢管引入用水点，消防、生产、生活水管共 用。 排水：生产、生活污水经污水管道收集后排入集水池一并处 理。站内雨水经雨水管道收集后排出场外。 5.8.55.8.5 通讯通讯 为便于生产管理，在管理房内设固定电话机以便于生产指挥及 联络。 5.8.65.8.6 消防消防 沼气站内按照建筑设计防火规范GB50016-2006 进行设计。 站内道路满足消防车行驶要求。 所有建筑物均按二级耐火等级设计，建筑材料均采用非燃烧 体材料。 在管理房内按要求配置干粉灭火器和砂箱。 站内严禁烟火、在厌氧发酵罐处应张贴“严禁烟火”标志。 大丰收果业有限公司沼气工程建设项目 33 6 6 物资采购物资采购 6.16.1 采购原则采购原则 建材物资采购遵循经济适用原则，择优选择建材供应商。仪器 设备采购遵循技术先进、安全可靠、经济适用原则。原材料采购必 须遵循就地取材，经济合理的原则。 6.26.2 项目物资采购方式、采购种类及数量项目物资采购方式、采购种类及数量 6.2.16.2.1 原辅材料的采购原辅材料的采购 本项目主要原辅材料为牲畜粪便，燃料为柴油。这些饲料的采 购方式主要由项目单位生产提供，养殖粪水为沼气生产提供原料， 其余的原辅材料的采购方式主要是按照市场价格就近采购，但总的 来说还是靠公司自己生成的饲料为主要原辅材料，外购相对还是次 要的。 6.2.26.2.2 土建设施物资的采购土建设施物资的采购 由于本项目中的沼气工程需要修建大量规模相对较小的建筑， 主要包括：集水池、调节池、进料泵房、沼气发电机房、厌氧操作 间、管护房、蓄水池等，而这些建筑主要是钢砼结构，这些建筑的 建设需要大量的土建材料，主要是水泥和钢筋。这些材料主要是通 过就近市场购买。 6.2.36.2.3 设备物资的采购设备物资的采购 项目工程的仪器设备购置采用公开招标方式进行。遵循公开， 公平，公正和诚实守信的原则，委托有相应资质的招标代理机构办 理招标事宜，选择质量保障体系可靠，技术力强，商业信誉好且价 格合理的承包商、供应商为中标者。 6.36.3 建设物资采购计划及管理建设物资采购计划及管理 6.3.16.3.1 物资采购计划物资采购计划 建设物资。本项目