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

内蒙古 xxx 奶牛养殖有限责任公司大型沼气综合利用工程 i 目目 录录 目目 录录i 第第 1 章章 总总 论论.1 1.1 项目摘要.1 1.1.1 项目名称1 1.1.2 主管单位1 1.1.3 建设单位1 1.1.4 建设地点1 1.1.5 工程模式1 1.1.6 建设期限1 1.1.7 建设目标1 1.1.8 建设内容与规模1 1.1.9 产品方案2 1.1.10 总投资估算2 1.1.11 资金筹措方案2 1.1.12 项目组织管理2 1.1.13 经济效益、社会效益和生态效益2 1.1.14 结论与建议3 1.2 报告编制依据.4 1.3 主要研究内容.4 1.4 主要技术经济指标.5 第第 2 章章 项目建设的必要性和可行性项目建设的必要性和可行性.6 2.1 项目的由来.6 2.2 建设的必要性.6 2.2.1 保护环境、维持生态平衡的需要6 2.2.2 促进农业资源综合利用，提高经济和社会效益的需要7 2.2.3 提升企业综合竞争实力，实现可持续发展的需要8 2.3 建设的可行性.8 2.3.1 具备建设示范性能源工程的现实条件8 2.3.2 有雄厚的经济实力和技术力量8 2.3.3 有充足的生产原料9 2.3.4 对沼渣、沼液消纳有较好的规划9 2.3.5 有相关政策的支持9 第第 3 章章 市场供求分析及预测市场供求分析及预测.10 3.1 沼气产量估算及供求平衡分析.10 3.1.1 沼气产量10 3.1.2 沼气工程可提供的能源预测与分配10 3.2 沼渣、沼液产量估算与供需平衡分析.10 内蒙古 xxx 奶牛养殖有限责任公司大型沼气综合利用工程 ii 3.2.1 施用沼渣、沼液的必要性10 3.2.2 沼渣、沼液产量估算11 3.2.3 沼渣、沼液供需平衡分析11 3.3 农业发展循环经济的需求.11 第第 4 章章 项目承担单位基本情况项目承担单位基本情况.12 4.1 建设单位情况.12 第第 5 章章 项目选址项目选址.13 5.1 选址原则.13 5.2 所在区基本情况.13 5.3 选址方案.14 第第 6 章章 生产工艺技术方案分析生产工艺技术方案分析.15 6.1 基本工艺要求15 6.2 厌氧发酵技术发展现状.15 6.3 常用厌氧发酵工艺简介.16 6.4 几种典型的厌氧反应器适用性能比较几种典型的厌氧反应器适用性能比较18 6.5 工艺选择原则.19 6.6 建设项目模式论证与选择19 6.7 能源生态型处理利用工艺说明20 6.8 能源生态型处理利用工艺要求及特点20 6.6 工艺流程21 6.7 工艺流程说明.21 6.8 工艺单元设计22 6.8.1 原料预处理单元22 6.8.2 核心单元23 6.8.3 沼气净化系统.24 6.8.4 后处理单元25 6.8.5 配套设施区26 第第 7 章章 项目建设目标项目建设目标.28 7.1 指导原则.28 7.1.1 以循环经济理念为指导，符合可持续发展生态农业的要求28 7.1.2 坚持因地制宜、突出特色，实现种植、养殖、加工的协调发展28 7.2 设计思路.28 7.3 产品方案.29 7.3.1 沼气的产生29 7.3.2 沼气燃用29 7.3.3 沼液29 7.3.4 沼渣30 7.4 建设目标.30 7.5 建设内容.30 内蒙古 xxx 奶牛养殖有限责任公司大型沼气综合利用工程 iii 第第 8 章章 项目建设内容项目建设内容.31 8.1 土建工程.31 8.1.1 设计依据31 8.1.2 设计范围31 8.2 电气自动控制工程.32 8.2.1 设计依据32 8.2.2 设计范围32 8.2.3 设计内容32 8.3 设备工程.33 8.4 公共工程.34 8.4.1 场区总平面布置34 8.4.2 场区工程34 8.4.3 安全与消防35 第第 9 章章 投资估算和资金筹措投资估算和资金筹措.36 9.1 估算依据.36 9.2 投资估算.36 9.3 资金筹措.36 第第 10 章章 建设期限和实施进度安排建设期限和实施进度安排.37 10.1 建设期限.37 10.2 项目实施进度安排.37 10.3 实施计划.37 10.3.1 工作流程37 10.3.2 过程控制39 10.4 技术规范及质量标准.40 第第 11 章章 环境评价与安全生产环境评价与安全生产.42 11.1 执行依据和环境标准.42 11.2 地理位置.42 11.3 环境质量状况.42 11.4 评价区内无珍贵人文景观及文物古迹保护目标43 11.5 环境主要污染及其治理.43 11.6 劳动保护与安全卫生44 11.6.1 设计依据.44 11.6.2 设计主要采用和执行的劳动安全卫生标准.44 11.6.3 安全和工业卫生防护的原则与要求.45 11.6.4 基本情况及建筑、场地布置.45 11.6.5 危害因素分析.45 11.6.6 劳动安全卫生措施.46 11.6.7 预期效果评价.49 第第 12 章章 项目组织管理与运行项目组织管理与运行.50 内蒙古 xxx 奶牛养殖有限责任公司大型沼气综合利用工程 iv 12.1 筹建期的组织与管理.50 12.2 运营期的组织与管理.50 12.3 劳动定员与培训.51 12.3.1 劳动定员51 12.3.2 劳动培训51 第第 13 章章 财务分析与风险评价财务分析与风险评价.52 13.1 经济效益.52 13.1.1 收入部分52 13.1.2 运行成本52 13.1.3 年经济效益52 13.1.4 投资利润率52 13.1.5 投资回收期53 13.1.6 沼气运行成本53 13.2 社会效益.53 13.3 生态效益.53 13.4 环境效益.54 13.5 评价结论.54 第第 14 章章 招标管理招标管理.55 14.1 招标依据55 14.2 招标范围55 14.3 招标方式55 14.4 招标程序55 14.4.1 招标准备工作.56 14.4.2 成立领导小组.56 14.4.3 发布招标公告，邀请投标人.56 14.4.4 组织投标人踏勘现场.56 14.4.5 现场开标、评标和定标.56 14.4.6 签订总承包合同.56 附附 件件.57 1.附表.57 2.附图.57 内蒙古 xxx 奶牛养殖有限责任公司大型沼气综合利用工程 1 第第 1 章章 总总 论论 1.1 项目摘要项目摘要 1.1.1 项目名称项目名称 内蒙古 xxx 奶牛养殖有限责任公司大型沼气综合利用工程 1.1.2 主管单位主管单位 xxxx 1.1.3 建设单位建设单位 内蒙古 xxx 奶牛养殖有限责任公司 1.1.4 建设地点建设地点 内蒙古 xxx 奶牛养殖场内 1.1.5 工程模式工程模式 能源生态型 1.1.6 建设期限建设期限 6 个月 1.1.7 建设目标建设目标 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”。 1.1.8 建设内容与规模建设内容与规模 养殖场年存栏量为 900 头奶牛，每日产生粪便量约 22.5 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； 内蒙古 xxx 奶牛养殖有限责任公司大型沼气综合利用工程 2 2.沼气发电机等配套设备。 1.1.9 产品方案产品方案 1.年产沼气 36.5 万 m3； 1.年产沼液肥 1.57 万吨； 2.年产有机肥 2113 吨； 1.1.10 总投资估算总投资估算 本项目总投资 470 万元，其中包括土建投资 102.42 万元，仪器设备投资 279.20 万元， 公用工程投资 22.5 万元，间接费用 52.17 万元，不可预见费 13.69 万元。 1.1.11 资金筹措方案资金筹措方案 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%。 1.1.12 项目组织管理项目组织管理 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。 1.1.13 经济效益、社会效益和生态效益经济效益、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 1.57 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。 内蒙古 xxx 奶牛养殖有限责任公司大型沼气综合利用工程 3 2、效益分析 （1）经济效益 1）沼气：沼气价格按照 1.5 元/m3计算，年产沼气 36.5 万 m3，年可获经济效益 36.51.5=54.75 万元。 2）沼液肥：年产沼液肥 1.57 万吨，每吨按 30 元计，年产值 47.12 万元。 3）有机肥：年产有机肥 2113 吨，每吨按 180 元计，年产值 54.75 万元。 （2）节能效益 该项目年产沼气 36.5 万 m3，按照热值及热值利用率推算，1m3沼气相当于 0.7 公斤标 准煤，每年可替代煤 25.55 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。 1.1.14 结论与建议结论与建议 结论结论：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：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 内蒙古 xxx 奶牛养殖有限责任公司大型沼气综合利用工程 4 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。 1.2 报告编制依据报告编制依据 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（2004-2020） （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 （2006-2010） ； 11、ny/t1220-2006 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。 1.3 主要研究内容主要研究内容 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； 内蒙古 xxx 奶牛养殖有限责任公司大型沼气综合利用工程 5 6.投资估算与资金筹措； 7.效益分析及评价。 1.4 主要技术经济指标主要技术经济指标 表表 1-1 主要技术经济指标主要技术经济指标 序号名 称单 位指标值 产品品种与年均产量 沼气m3365000 沼液肥t15706 1 有机肥t2113 投资 土建万元102.42 仪器设备万元279.20 公用工程万元22.5 间接费用万元52.17 不可预见费万元13.69 2 总投资 470 万元 万元 331.03 资金筹措 国家投资万元200 当地政府扶持资金万元25 3 企业自筹资金万元245 效益分析 年收益万元139.90 运行成本万元46.64 利润万元93.26 税前内部收益率%23.77% 税前动态投资回收期年4.21 税前净现值万元337.68 税后内部收益率%21.26% 税后动态投资回收期年4.7 4 税后净现值万元316.68 内蒙古 xxx 奶牛养殖有限责任公司大型沼气综合利用工程 6 第第 2 章章 项目建设的必要性和可行性项目建设的必要性和可行性 2.1 项目的由来项目的由来 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 4.1 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 5.2 亩。 xxx 镇境内地势平坦，有天然海子 60 处，水域面积 1.6 万亩，有沙丘 10 处，占地约 4.3 万亩，总造林面积 7.97 万亩，其中经济林 3.4 万亩，森林覆被率 16.2%。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 193.9 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 2.5 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。 2.2 建设的必要性建设的必要性 2.2.1 保护环境、维持生态平衡的需要保护环境、维持生态平衡的需要 1.水体污染水体污染 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 内蒙古 xxx 奶牛养殖有限责任公司大型沼气综合利用工程 7 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。 2.2.2 促进农业资源综合利用，提高经济和社会效益的需要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 内蒙古 xxx 奶牛养殖有限责任公司大型沼气综合利用工程 8 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。 2.2.3 提升企业综合竞争实力，实现可持续发展的需要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。 2.3 建设的可行性建设的可行性 2.3.1 具备建设示范性能源工程的现实条件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。 2.3.2 有雄厚的经济实力和技术力量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 内蒙古 xxx 奶牛养殖有限责任公司大型沼气综合利用工程 9 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。 2.3.3 有充足的生产原料有充足的生产原料 xxx 奶牛养殖有限责任公司现有奶牛存栏量 900 头，日产粪污 22.5 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。 2.3.4 对沼渣、沼液消纳有较好的规划对沼渣、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。 2.3.5 有相关政策的支持有相关政策的支持 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。 内蒙古 xxx 奶牛养殖有限责任公司大型沼气综合利用工程 10 第第 3 章章 市场供求分析及预测市场供求分析及预测 3.1 沼气产量估算及供求平衡分析沼气产量估算及供求平衡分析 3.1.1 沼气产量沼气产量 xxx 奶牛养殖有限责任公司现有奶牛存栏量 900 头，日产粪污 22.5 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 1.0 计算，本工程日产沼 气为 1000m3，年产气量为 36.5 万 m3。 3.1.2 沼气工程可提供的能源预测与分配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。 3.2 沼渣、沼液产量估算与供需平衡分析沼渣、沼液产量估算与供需平衡分析 3.2.1 施用沼渣、沼液的必要性施用沼渣、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 3-1。 表表 3-1 沼肥成分表沼肥成分表 肥料 有机质 （%） 氨基酸 （%） 全氮 （%） 全磷 （%） 全钾 （%） 适用范围 沼液/0.03-0.080.02-0.070.02-0.060.0049-0.01 沼液可直接用于作物基肥，也适合 作追肥。 沼渣35-5010-24.60.78-1.610.4-0.710.6-1.2 沼渣可直接作基肥，也可堆沤后用。 内蒙古 xxx 奶牛养殖有限责任公司大型沼气综合利用工程 11 3.2.2 沼渣、沼液产量估算沼渣、沼液产量估算 本工程年产沼液肥 15706 吨，有机肥 2113 吨。 3.2.3 沼渣、沼液供需平衡分析沼渣、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。 3.3 农业发展循环经济的需求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。 内蒙古 xxx 奶牛养殖有限责任公司大型沼气综合利用工程 12 第第 4 章章 项目承担单位基本情况项目承担单位基本情况 4.1 建设单位情况建设单位情况 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。 内蒙古 xxx 奶牛养殖有限责任公司大型沼气综合利用工程 13 第第 5 章章 项目选址项目选址 5.1 选址原则选址原则 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。 5.2 所在区基本情况所在区基本情况 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 4.1 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 5.2 亩。 xxx 镇境内地势平坦，有天然海子 60 处，水域面积 1.6 万亩，有沙丘 10 处，占地约 4.3 万亩，总造林面积 7.97 万亩，其中经济林 3.4 万亩，森林覆被率 16.2%。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 内蒙古 xxx 奶牛养殖有限责任公司大型沼气综合利用工程 14 里程 193.9 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 2.5 万人次，有汽车、大车 189 辆，四轮车 2858 辆，摩托车 1715 辆。 5.3 选址方案选址方案 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。 内蒙古 xxx 奶牛养殖有限责任公司大型沼气综合利用工程 15 第第 6 章章 生产工艺技术方案分析生产工艺技术方案分析 6.1 基本工艺要求基本工艺要求 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。 6.2 厌氧发酵技术发展现状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 内蒙古 xxx 奶牛养殖有限责任公司大型沼气综合利用工程 16 积产气率视原料和温度不同，通常在 0.85.0m3/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。 6.3 常用厌氧发酵工艺简介常用厌氧发酵工艺简介 (1) 升流式厌氧污泥床（upflow anaerobic sludge blanket，简称 uasb） 图图 6-1 uasb 工艺流程图工艺流程图 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 内蒙古 xxx 奶牛养殖有限责任公司大型沼气综合利用工程 17 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（upflow anaerobic solid reactor，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 0.41.2 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（complete stirred tank reactor，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 图图 6-2 usr 工艺流程图工艺流程图 图图 6-3 cstr 工艺流程图工艺流程图 内蒙古 xxx 奶牛养殖有限责任公司大型沼气综合利用工程 18 搅拌，产气率视原料和温度不同在 0.85.0 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。 6.4 几种典型的厌氧反应器适用性能比较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 6-1 所示。 表 6-1 简要概括几种厌氧处理技术的特点 序号类别cstruasbusr 1原料范围所有类型有机原料高 cod 污水粪便 2原料 ts 浓度5 13%2%3 5% 3应用区域全国各地中部、南部中部、南部 4水力停留时间10 30 天1 5 天8 15 天 5单位耗能低高中等 6单池溶解300-3000m3200-3000m3200-2000m3 7操作难度中等中等中等 8产气率0.8 5.00.3 0.80.4 1.2 9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 6-2 所示。 表 6-2 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 内蒙古 xxx 奶牛养殖有限责任公司大型沼气综合利用工程 19 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 6.5 工艺选择原则工艺选择原则 （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。 6.6 建设项目模式论证与选择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 内蒙古 xxx 奶牛养殖有限责任公司大型沼气综合利用工程 20 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。 6.7 能源生态型处理利用工艺说明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。 6.8 能源生态型处理利用工艺要求及特点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。 6.6 工艺流程工艺流程 根据上述的工艺介绍及表 6-1 的对比结果，本工程选用 cstr 一体化工艺，流程如下 图所示： 调粪池 热 水 沼 气 沼 液 沼 渣 集水池 牛 粪 粪 污 内蒙古 xxx 奶牛养殖有限责任公司大型沼气综合利用工程 21 6.7 工艺流程说明工艺流程说明 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 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。 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 锅 炉 沼气 沼液沼渣浓缩池 沼 液 池 沼渣 生产用气、发电 农田灌溉 上清液 内蒙古 xxx 奶牛养殖有限责任公司大型沼气综合利用工程 22 6.8 工艺单元设计工艺单元设计 6.8.1 原料预处理单元原料预处理单元 （1）集污池：）集污池：用于储存调粪水量，