沼气工程建设项目可行性研究报告书.doc

昭通市昭阳区绿博养殖专业合作社废物综合利用及污染防治工程可行性研究报告广州市环境保护工程设计院有限公司开远低碳循环经济投资有限公司2013年9月目 录第一章 项目摘要31.1项目概述31.2编制依据：71.3编制原则、范围和任务81.4综合评价9第二章 项目建设的必要性与可行性102.1 项目建设背景102.2 项目建设必要性132.3 项目建设可行性14第三章 市场供求分析及预测163.1 沼气市场供求状况预测163.2 产品市场前景分析16第四章 项目地点选择分析184.1 选址原则184.2 建设地点184.3 建设条件18第五章 工艺技术方案235.1 工艺技术方案确定原则235.2 生态模式比选245.3 工艺技术路线比选255.4 工艺流程275.5 主要工艺技术参数295.6 工艺设备与设施规模确定基本依据305.7 主要工艺设施与设备选型31第六章 工程建设方案及目标366.1 拟建项目工程规模和产品方案366.2 项目经济技术指标36第七章 项目建设内容及规模387.1 建设内容及规模387.2 主要建、构筑物内容及结构形式39第八章 投资估算与资金筹措418.1 投资估算418.2 资金筹措478.3 资金使用47第九章 项目组织与管理499.1 项目组织实施499.2 项目运行管理499.3 项目运行费用51第十章 招标方案5210.1 招投标依据5210.2 招标内容5210.3 招标方式5210.4 招标程序53第十一章 土地、环保与安全5411.1 项目土地利用规划5411.2 环境保护5411.3 安全生产55第十二章 效益分析5712.1 经济效益评价5712.2 环境效益评价57第十三章 研究结论5961 / 62第一章 项目摘要1.1项目概述1.1.1项目名称：昭通市昭阳区绿博养殖专业合作社废物综合利用及污染防治工程1.1.2项目主管单位：昭通市环境保护局 1.1.3项目建设单位：昭通市昭阳区绿博养殖专业合作社 单位法定代表人：陈廷顺1.1.4项目建设地点：昭通市昭阳区凤凰村2组 1.1.5项目建设概要：本项目总投资309.19万元，其中土建投资120.13万元，设备投资189.06万元。项目建成以后年销售收入38.73万元，年利税总额为17.53万元。具体基建设备如下：土建明细表序号建设内容项目类型建筑形式单位数量单位造价(元)合价（元）一土建工程1格栅井新建钢筋砼m350650325002沉淀池新建钢筋砼m350650325003预处理调节池新建钢筋砼m340650260004一级发酵罐基础新建钢筋砼m3150650975005二级发酵罐基础新建钢筋砼m368650442006集粪池新建钢筋砼m3150650975007储肥池新建钢筋砼m32006501300008污水处理站新建钢筋砼m3120650780009蓄水池新建钢筋砼m320065013000010预处理车间新建砖混m2645203328011发酵车间新建砖混m224052012480012固液分离车间新建砖混m2645203328013净化车间新建砖混m2685203536014办公用房新建砖混m212052062400小计957320二附属工程新建1沟渠建设新建m3203501120002道路新建水泥路m600220132000小计244000合计1201320仪器设备明细表仪器设备购置产品型号厂商及产地单位数量单价1一级发酵罐（含顶，保温）D=11.79m,H=9.00mm36004602760002浮罩（含顶）D=8.02m,H=9.00mm34505702565003储气罐（含保温）D=8.79m,H=9.00mm35402601404004潜水无阻塞切割泵Q=50m3/h,N=11kw台212000240005潜污搅拌桨R=480r/min,N=5kw台27000140006水力搅拌循环泵Q=50m3/h,N=5.5kw套212000240007水一污泥换热器换热面积15m3套212000240008回流泵Q=20m3/h,N=1.5kw套1300030009压力贮气柜20m3套111000011000010空压机01:08台1200002000011缓冲罐10m3套1380003800012脱硫塔套110000010000013气水分离器套1210002100014燃气锅炉1t套120400020400015喷淋锅炉0.5t套112000012000016匀化罐D=3.06m,H=7.2mm37113009230017固液分离机10m3/h台1400004000018仪器、仪表套1320003200019输气主管75PPRm20005511000020输气支管50PPRm800453600021沼气流量表块2001803600022自动控制系统套1600006000023格栅栅隙20mm（粗）栅隙5mm（细）套21500300024污水提升泵Q=2.0m3/h，H=7m，N=0.55kw台21800360025鼓风机HC-40S，=0.61m3/min，P=0.4kgf/cm2，N=0.75kw台285001700026填料160m38150120027填料支架180m210220220028膜片MBR-11套23425977529膜架1.40.92.0（m）套16800680030自吸泵=2.0m3/h，H=25m，N=1.1KW台22600520031曝气系统MBR反应池曝气充氧套285001700032回流泵Q=2.0m3/h，H=7m，N=0.55kw台11800180033消毒装置V=200L，PE桶，带计量泵控电缆液位控制器线管等与控制系统配套制系统自动 / 手动套1122001220036通风系统综合工房及MBR池通风等套12800280037阀门等管件DN20-200mm用水泵=5m3/h，H=25m，N=0.75KW水池提升泵=5m3/h，H=25m，N=0.75KW台150005000小计18905751.1.6建设单位基本情况1.1.6.1概况昭通市昭阳区绿博养殖专业合占地27.2亩，现在有圈舍120间面积4800余平方米，保育室、育肥室、培育后备室、公猪舍、隔离室，待售室，饲料生产车间，饲料藏储室，药品储备库、生活区，办公区和职工宿舍，20立方米沉淀池2口，专用排污沟500米.，消毒通道等。由于该合作社不断扩大发展，每年都要投入资金扩建圈舍，仅2012年就已经投入60多万元资金对圈舍进行改扩建，新建圈舍1000余平方米。采取用规模化养殖，现生猪存栏1000头，有优良母猪95头，年可为市场提供优质仔猪25公斤体重以上2000头，24元/公斤，产值600元/头，合计120万元，年可新增利润20万元；年出栏肥猪600头，为消费者提供肉食之需要，每头按120公斤出栏，每公斤活重价15元，每头产值1800元，合计108万元，每头获利300元，可获利润18万元。年获利38万元以上。带动周边65户养殖生猪1800头，出栏肥猪1500头，创产值270万元，获利45万元。1.1.6.3企业科技发展通过该项目实施建设，生产放心肉，既能满足市场需求，又符合人们肉食品消费的意愿，既缓和仔猪市场供不应求的矛盾，又为精品肉加工企业提供上等原料，建立养猪专业村，发展适度规模的母猪和肉猪养殖大户，将提升昭阳区养猪业的科技含量，提高养猪效益，必将对昭阳区农村经济的繁荣，促进养猪业向规模化、集约化、产业化发展带来强大的动力，因此是一项富民兴昭，推广前景十分看好的一个实施项目1.2编制依据：（1）国家发展改革委员会、农业部关于申报2009年新增农村沼气建设项目投资计划的紧急通知；（2）农村沼气建设债项目管理办法；（3）农村家用沼气发酵工艺规程（GB/T9958-88）；（4）国家能源中长期发展规划纲要（20042020）；（5）国家可再生能源中长期发展规划（20062020）；（6）全国农村沼气工程建设规划（20062010）；（7）大型沼气工程建设项目指南；（8）国家环保总局畜禽养殖污染防治管理办法（第9号令）；（9）中华人民共和国可再生能源法及相关法规配套；（10）畜禽养殖业污染物排放标准（GB18569）;（11）沼气工程技术规范（NY/T120.1至5-2006）；（12）规模化畜禽养殖场沼气工程设计规范（NY/T1222-2006）；（13）国家及部颁其他技术标准与规范；（14）云南省农业和农村经济发展第十二个五年规划纲要；（15）业主提供的其它资料。1.3编制原则、范围和任务1.3.1编制原则根据项目的特点及相关规划要求提出编制原则如下：（1）远近结合、以近期为主；（2）一次设计、分期实施，逐步形成配套设施；（3）确定产配气能力供应用户使用；（4）作为能源环保和城镇市政基础设施；（5）作为无公害畜禽类粪便处理和综合利用示范工程。1.3.2 编制范围任务1.3.2.1编制范围根据国家发改委对于可行性研究报告的编制要求，对于本项目的可行性、必要性、建设方案、经济效益等做分析，确定项目的建设方案规模、产品品种。1.3.2.2 任务本项目可行性研究包括下列内容：（1）昭通市昭阳区绿博专业养殖合作社年存栏4500头生猪的粪便为沼气的生产原料来源和治理养殖场粪便高浓度COD对环境污染为目的，采用综合利用生产工艺技术，生产沼气、沼液等绿色环保产品，实施村镇燃气管道供气工程，提出工艺流程和主要设备；（2）确定养殖场粪便治污规模；（3）确定沼气、沼液生产规模；（4）确定供应方案、规模和范围；（5）拟定燃气供配系统方案。1.4综合评价本项目对昭通市昭阳区绿博专业养殖合作社产生粪便和污水进行厌氧消化处理，产生沼气清洁能源，利用沼渣施肥，利用沼液进行土壤改良及再生处理后回用，实现农业生产良性循环，为发展现代农业，建设社会主义新农村，促进当地环境保护等工作起到积极作用。本项目技术工艺路线严密、科学、经济、合理，投资规模适度，项目建设单位经营状况良好，有着较强的投资能力、管理能力与实施能力。同时，作为一项有益于环境保护及能源再生利用的工程，本项目虽经济收益率不高，但社会、生态、经济综合效益显著，因此，本项目可行。效益分析情况正常年生产销售收入为38.73万元，年创税利合计17.53万元。第二章 项目建设的必要性与可行性2.1 项目建设背景近年来，我国集约化养殖业迅猛发展，产生了巨大的社会效益和经济效益，同时也产生了大量的畜禽粪便废弃物。这些废弃物缺乏妥善处理，必将破坏生态平衡，影响畜禽的安全生产和人们的食品安全。专家预测，到2年，我国大中型养殖场的养殖量将保持较快增长，牛、猪、商品鸡将分别达到256843.6万头、102365.6万头、96.7万只，畜禽粪便排放量将达到45.96亿吨，这些粪便若得不到及时有效的处理，将严重占用和污染农田、污染水体，产生恶臭并造成生物污染。而农业部的统计显示，我国现有的万多个规模养殖场中，已建沼气工程的不足7。据农业部介绍，当前，我国畜禽粪便综合利用技术主要应用于农村户用沼气、集约化畜禽养殖场大中型沼气工程、粪便堆沤处理生产有机肥料等方面。其中，农村户用沼气技术是利用农户养殖的畜禽粪便和人粪便以及部分有机垃圾厌氧发酵产生沼气，提供炊事照明用能源，同时可解决粪便的环境污染等问题；畜禽养殖场大中型沼气工程是以规模化畜禽养殖场畜禽粪便污水的污染治理为主要目的，以畜禽粪便的厌氧消化为主要技术环节，集污水处理、沼气生产、资源化利用为一体的系统工程技术；粪便堆沤处理是利用畜禽粪便中含有的大量有机物质及丰富的氮磷钾等营养物质，通过调节粪便中的碳氮比，在人工控制的一定水分、温度、酸碱度和好氧条件下进行堆沤，通过微生物的发酵作用，将对环境有潜在危害的有机物转变为无害有机肥料的技术。此外，畜禽粪便综合利用技术还可应用于畜禽粪便直接还田利用、利用蚯蚓消化系统资源化处理等方面。消除畜产公害，防治畜牧业污染已引起越来越多国家和地省的重视，尤其是发达国家已把畜牧业污染的技术规范化，防治法规化，从而加强了畜禽养殖场的建设管理，要求污染治理并达标排放，采取污染转移策略，制定优惠政策，形成了法律、法规和技术规范的完整体系。技术上，从畜禽养殖场选址及建设，畜禽粪便土地利用（处理）要求，畜禽粪便的贮存等都作了规范。畜禽养殖污染治理思路明确，如加拿大以畜禽粪便的利用为主，实现畜牧业和种植业的高度结合，产生的粪便污水经还田得到利用，基本没有污染物的排放，无需投入大量污染治理设施。采用的技术措施主要有：固液分离、畜禽污水处理、堆肥发酵处理和防治臭气散发等。从国外尤其是发达国家的畜禽污染治理状况来看，主要是采取畜牧业和整个大农业高度结合的方式，以充足的土地进行消化作为解决畜禽污染的出发点，通过技术引导、技术指导、技术规范，结合有关政策、法规和国家法律来进行多层次、多方面的管理发挥综合技术的效用。实用技术上不断向独立处理、复合回收、循环共生、远程控制的现代综合利用（处理）技术发展。资源与环境问题，已经成为制约我国农业可持续发展和新农村建设的瓶颈问题。2008年，中央关于推进农村改革发展若干重大问题的决定中指出，要加强农村环境保护，减少农业面源污染，并确定要鼓励发展循环农业、生态农业，同时提出，有条件的地方要加快发展农村能源和发展有机农业。2006年，农业部开始实施生态家园富民行动，计划“十一五”期间在500个县（场）建设1000个资源良性循环的生态新村。2007年，农业部又在全国农村沼气工程建设规划中提出，“农村沼气建设把可再生能源技术和高效生态农业技术结合起来，对解决农户炊事用能，改善农民生活生产条件，促进农业结构调整和农民增收节支，巩固生态环境建设成果具有重要意义”。随着农村经济发展和农村人口的增长，农村能源消费量增长很快，由于能源资源南缺北丰、分布不均，越是贫困落后的地省，能源资源越贫乏、生态环境越恶劣，加之煤电等商品能源不能代替传统的薪柴、作物秸秆和草等生物质能源，造成农村生活用能仍以生物质燃料为主（约占70%），秸秆产量的一半和林木资源的30%被用于薪柴。昭通市昭阳区绿博养殖专业合作社于2009年投资400万元进行生猪的养殖，在带动当地村镇农民就业、促进农民收入提高方面起到了积极的作用，与此同时企业也获得了较好的经济效益。但与此同时，生产中带来的环境污染问题也成为一个突出的矛盾，粪便污水排放引起场省内外的环境问题。寻求更好的粪污治理方法，在发展养殖业的同时，保护好所在地的生态环境，在合理利用废弃物的同时营建一种可持续发展的生态农业模式，为当地村镇发展起到促进作用，养殖场一直在努力做这方面的工作，在新的政策形势鼓舞下，养殖场认为全面启动粪污综合治理及转化工作非常必要。通过本项目的实施，将从很大程度上起到粪污治理综合工程与技术的推广示范作用，将粪污转化为可进行利用的能源产品与有机肥产品，在治理污染、保护环境的同时，最大限度地节约了资源。2.2 项目建设必要性2.2.1 符合社会主义新农村建设要求和国家产业政策农村能源建设，作为缓解农村地省能源短缺，改善农村地省能源结构，改善农村生态环境的一项重要措施。对提高农民收入，改善农民生活水平，加快改善农村的生产生活条件和整体面貌具有重要的作用，符合社会主义新农村建设“生产发展、生活富裕、乡风文明、村容整洁、管理民主”的要求。我国政府非常重视农村能源建设，温家宝总理曾经指出“农村能源工程要在开发利用和节约相结合上大做文章，要充分利用可再生能源，发展多能互补综合效益，使之成为良性循环，走农业可持续发展道路”。因此，本项目建设，符合国家产业政策方向。2.2.3 有利于推进当地现代农业建设发展现代农业是新农村建设工作中的核心任务。2007年，中央1号文件再次提出，积极发展现代农业，扎实推进社会主义新农村建设，是全面落实科学发展观、构建社会主义和谐社会的必然要求，是加快社会主义现代化建设的重大任务。本项目以粪污综合治理为目的，利用粪污厌氧发酵、全年生产优质高品位沼气能源，并利用部分沼气进行发电、沼渣及沼液制肥等多种现代农业新技术、新产品、新成果，是对传统的养殖业进行的一次升级，是一次全面的技术生机行动。2.2.4 有利于保护生态环境近年来，随着国民经济的发展，环境保护日益受到关注与重视。长期以来，养殖业废弃物所带来的环境污染，已经成为其发展的严重制约因素，也成为农村生态环境的严重威胁。如何尽快引导并建立养殖场省的无害化处理模式，成为当前养殖业发展必须解决的问题。本项目的实施，将解决昭通市昭阳区绿博养殖专业合作社殖场产生的粪污污染问题，更为重要的是，通过解决污染问题，为农民带来了生活用的沼气，对减少植被破坏、改善及保持当地生态环境将起到重要作用。2.2.5 有利于保障农产品的生产安全无公害、绿色、有机食品的生产，必须有达标的环境资源作保障，必须有足够的有机肥源作基础。随着项目的实施，所提供的沼渣、沼液作为肥料将延伸推广应用到绿色蔬菜、绿色果品、绿色粮食作物的生产领域，将成为食品产业健康发展的重要保障。2.3 项目建设可行性2.3.1当地党委、政府高度重视 昭通市政府高度重视种植、养殖业的发展，养殖业照高效畜牧业、生态畜牧业的总体发展要求，大力推进畜牧产业化进程。近年来，为促进发展循环农牧业，在大力实施沼气工程，本项目的提出得到了市委、市政府的高度重视，协调相关各方为项目的实施创造良好条件，极大地推进了本项目的各项前期工作。本项目的实施，有利于形成新型生态农业的良性循环，改造传统农业为可持续发展的现代农业。2.3.2 符合环保政策要求本项目以治理粪污为重点，目的在于将粪污转化为无污染的能源产品与肥料产品，本身就是在解决畜牧养殖行业的污染问题，且整个生产运营过程中不再产生新的污染物，因此，符合国家在环保方面的政策与要求。2.3.2 具备丰富的原料资源昭通市昭阳区绿博养殖专业合作社生猪年出栏4500头，年产粪便1467.3吨，可为沼气工程提供充足的发酵原料。项目建设单位目前的生猪养殖场一直处于生产过程之中，沼气和有机复合肥料生产具备充足的原料供应能力。2.3.3 项目建设内容、规模和组织管理可行 本项目的建设内容、规模是建立在养殖场年出栏4500头生猪基础上的，经过了充分的论证。项目的技术方案是采用成熟的CSTR全混合厌氧消化反应器。项目所在地成立昭通市昭阳区绿博养殖专业合作社 沼气工程建设项目领导小组，负责项目协调、配套资金落实等工作，并负责建成后的运行管理。第三章 市场供求分析及预测3.1 沼气市场供求状况预测本项目在解决环境治理问题的基础上，主要生产产品，是沼气能源产品。随着我国经济的高速发展，世界能源短缺的趋势进一步加剧。能源问题，将成为未来国家与省域经济发展的命脉问题，能源价格也将不断攀升，成为制约企业发展的重要因素。因此，无论从我国的经济发展需求，还是从全球化竞争的需求角度考虑，寻找并利用新能、可再生能源，已成为当前的重要任务。同时，在经济保持增长的前提下，能源市场将持续保持供求不平衡的状态，能源产品在市场中的核心地位将日益明显，能源产品的需求量将进一步增大，尤其是无污染的新能源，将不可替代地成为最受欢迎的能源类产品。当前工农业生产依然依赖常规能源，由于常规能源的不可再生性，日趋减少与枯竭，因此，随着时间的推移，其价格也必将越来越高。而沼气这种由粪污转化而成的再生能源，由于原料长期周而复始的存在，不存在枯竭的危险，因此，其价格控制具有不可再生能源无法替代的优势，这也为其在能源市场中的优势地位打下长远而坚实牢固的基础。3.2 产品市场前景分析3.2.1 沼气产品市场前景分析按照项目当前的建设规模和资金投入力度，沼气产品的主要目标市场为企业和当地40户农民。由于项目位置距离周边农户距离较近，为使农户用上清洁能源，在当地政府的倡导与支持下，沼气产品向周边农户供应，以满足新农村建设中农户对清洁能源的需求。随着养殖规模的扩大，项目规模也随之扩大，届时沼气产品的供应范围也将进一步拓展。3.2.2 产品市场定位本项目产品主要有沼气、固体有机复合肥和沼液。沼气常年供应本场及周边农户生活用气，冬季沼气主要作为供暖燃料。由于沼气产品为高品位能源，生产成本低于常规能源生产成本，是清洁、绿色能源，价格将低于常规能源价格，市场前景良好。3.2.3 产品市场竞争力分析沼气产品在当地尚无企业进行规模化持续化的生产运行，具有独特单一的市场竞争优势。同时，由于该产品的生产受到原料资源限制，即必须具有配套的规模化养殖场，因此，在一定时期内都将保持明显的优势。第四章 项目地点选择分析4.1 选址原则本项目在原有养殖场基础上扩建，建设用地面积2000m2。根据现有条件与基础，场址选择时符合以下条件：（1）交通便利，便于原料及产品的运输；（2）地势干燥、通风良好，便于排水；（3）水、电、通讯等方面具备良好条件；（4）离周边居民住宅与输气距离适当；（5）居民住宅与场址的距离符合沼气生产的安全要求；（6）所选场址面积的大小，应能满足生产要求，并有发展余地及预留空间。4.2 建设地点 本项目拟在昭通市昭阳区绿博养殖专业合作社殖场南部建设，周边有果园、林园、农田，便于沼渣、沼液向大田输送。靠近居民居住方向，缩短沼气输送距离，减少建管网投资。但沼气工程贮气柜必须与居民住宅保持国家标准规定的安全距离。4.3 建设条件4.3.1 概况昭阳区是昭通市委、政府所在地，是全市政治、经济、文化中心。位于云南省东北部，东与贵州威宁接壤，南接鲁甸，西与四川金阳隔江相望，北接大关、永善、彝良。南北长60公里，东西宽78公里。属高原地貌，境内最低海拔480米，最高海拔3364米，相对高差2884米，地型地貌复杂，立体气候、立体农业特征显著，年均气温11.7，年降雨量733.9毫米，年日照时数1916.7小时，无霜期230天，全区辖20个乡镇办事处，153个村民委员会。2012年总人口85万人，其中农业人口71万人。4.3.2 经济状况2008年全区生产总值（GDP）完成884656万元，比上年增长10.5%。按产业划分，第一产业增加值123899万元，增3.8%；第二产业增加值382445万元，增长9.1%；第三产业增加值378312万元，增长13.8 %。三次产业结构由上年的13.68:43.89:42.43调整为14.01:43.23:42.76。全区人均GDP达到11103元（按年末汇率折合1626美元），比上年增长7.35%。非公有制经济创造增加值278390万元，占全区生产总值的比重达31.47%，比上年提高4.15个百分点。区属实现生产总值（GDP）392919万元，比上年增长14.3%。第一产业增加值110869万元，增长3.80%，第二产业增加值83213万元增长35.6%，第三产业增加值198837万元，增长11.9%。三次产业结构由上年的28.95：17.1：53.95调为28.22：21.18：50.60。全区财政总收入完成59061万元，比上年增长49.52%。地方财政一般预算收入完成30096万元，比上年增长35.78 %；全区地方一般预算支出完成111959万元，比上年增长39.48%4.3.3 农产品基地建设情况围绕苹果、马铃薯、蔬菜、畜牧业等特色优势产业，把苹果、马铃薯、蔬菜、畜牧产业建设成为全国知名的特色优势农产品生产基地，优质无公害食品、绿色食品、有机食品加工产业基地。力争到“十二五”末，全区苹果、马铃薯、蔬菜、畜牧四大产业产值达到50亿元，农业增加值年均增长5%。全区主要农产品80%以上达到无公害农产品质量安全标准，无公害农产品生产面积达到100万亩以上，无公害农产品、绿色食品、有机农产品和农产品地理标志产品认证数量达到50个以上，力争培育国内知名品牌1个、云南省名牌产品3个以上。农业龙头企业年销售收入超1亿元的1户，超5000万元的10户以上。农产品加工产值（烟草除外）突破10亿元。农业产业化成为农民增收的重要途径，农民人均纯收入年均增长10%以上。4.3.4 种植业基本情况全年粮食种植面积723705亩，比上年增加4331亩；蔬菜种植面积134891亩，比上年减少7256亩；烤烟播种面积88343亩，比上年减少1571亩；糖料作物播种面积2995亩，比上年减少170亩；油料作物播种面积2823亩，比上年减少33亩。增产7.01%。其中：夏收粮食产量5288吨，比上年减少664吨，减产11.16%；谷物产量139895吨，比上年增加4625吨，增产3.42%；秋收粮食产量233640吨，比上年增加16308吨，增产7.50%。全年完成农业总产值180869万元，比上年增长6.16%。其中，种植业产值78112万元，增长9.19 %，林业产值2213万元，增长1.65%，畜牧业产值94260万元，增长4.78%，渔业产值543万元，增长1.61%，农业服务业产值5741万元，下降9.11%。旱地51248公顷，比上年减少172公顷；人均耕地0.07公顷，比上年减少0.01公顷，下降12.5%。4.3.5 畜牧业基本情况 畜牧业产值中养猪业产值占畜牧总产值的91%；全区大小牲畜存栏56.432万头，其中生猪存栏37.19万头，占66%。全年出栏肥猪69.45万头，出栏率达186.7%，外调生猪33.29万头，能繁母猪5.56万头，全年生猪饲养量108.64万头。由此可见昭阳区生猪生产是农村经济结构中的一项支柱产业。因此近年来得到各级政府及各部门的高度重视和支持，加大投资力度，制定扶持政策，在基础条件、品种改良、防疫冷链等方面都有较大的改善，使全区生猪生产在丰富城乡市场，提高人民群众生活水平，增加经济收入等方面发挥了重要作用4.4 选址条件。4.4.1 项目建设外部条件本项目是环保项目，可享受当地人民政府各项优惠政策。项目所处省域属于地下水富集带，储量大，项目生产用水可利用现有机井。项目地输电网配套设施齐全，电力供应便利，交通道路畅通，这为本项目的实施创造了良好的外部条件。4.4.2 项目建设内部条件本项目是专门处理高浓度COD的畜禽粪便的专项工程，生产沼气、固体有机肥和沼液，粪便依托新养殖场的生猪，全年猪粪尿排放量在11862吨以上，原料处理量大并且稳定。项目用地为2000M2，由项目建设单位自有的26亩地解决。项目建成以后除满足养殖场办公、居住及饲养所需燃料外，还计划给周边40户居民集中供气。将猪粪集中进行处理以后，用沼液、沼渣提供给周边农户施肥，生产有机农产品。第五章 工艺技术方案5.1 工艺技术方案确定原则5.1.1 减量化治理好畜粪污染，必须从污染源头抓起，必须有效地消减污染总量，节约用水，加强管理。5.1.2 无害化采用先进工艺技术，所有污水必须经过封闭式的厌氧发酵工艺，经过一段时间的厌氧发酵，可去除污水中的CODcr80%左右，TS分解率50%左右，病毒菌杀灭率96%以上，无毒无味运行，消除蚊蝇滋生地，切断寄生虫的生长周期，粪便与尿污水全部送沼气站处理，细菌指标达到卫生防疫要求，整个治理过程除进粪分离前见到粪外，其余工艺都是封闭式运行。5.1.3 资源化有害粪污经过处理，达到变废为宝的目的。粪便治理后可作为水果、蔬菜、大田作物的有机肥或深加工成有机复合肥。污水、尿水治理经过厌氧发酵的沼液中富含溶解氮、磷、钾和关闭植物生长细胞的黄腐酸，浓缩后可制成植物叶面有机喷施肥。5.1.4 生态化该项目在选用先进治理工艺治理后，将治理后的无毒无害的沼液，部分输送到该场附近的果园和大田中进行灌溉，形成“猪一粪一沼一饲一猪”的生态平衡系统，田间喷施沼液后，可修复长期施用无机肥板结的土壤，可少施或不施农药和化肥，增长增收。农田施肥剩余的沼液则随同场区职工的生活污水进入污水处理单元。经过污水处理单元的处理后出水可用于产区的景观用水及地面清扫用水。整个工程是一个可持续发展的生态环保能源工程，注重资源综合开发利用和生态平衡，利用现代科学技术，通过人工设计生态工程，协调发展与环境之间、资源利用与保护之间的关系，形成生态上与经济上的两个良性循环，是利国利民的实事工程。5.2 生态模式比选畜禽养殖场粪污处理的基本工程模式包括：能源生态模式、能源环保模式、种养平衡模式、土地利用模式、达标排放模式五种。5.2.1 能源生态模式该模式依靠现代化的设备组成比较完善的处理系统，将畜禽粪便经过一系列的生物发酵处理，产生沼气，最大限度地回收能源，以能源开发（供热、发电）为核心，以沼液、沼渣的综合利用为纽带，以现代农业利用为依托，大幅度提高畜禽养殖场废弃物综合利用效益，消除畜禽养殖场废弃物造成的环境污染。5.2.2 能源环保模式该模式是先对畜禽场粪便进行固液分离，固体部分厌氧处理后制成沼气供暖或发电，液体部分处理后达标排放。该模式不能使能源得到充分利用，并且工程和运行费用较高。5.2.3 种养平衡模式在耕地较多的地方，遵循生态学的原理，通过按土地规模确定畜禽养殖规模，以土地消纳畜禽粪便，制定并实施科学规划，用畜禽粪便作为种植业的有机肥料，将畜禽粪便密闭存放腐熟后就地还田。5.2.4 土地利用模式该模式是建立有机肥厂，先对畜禽场粪便进行固液分离，将其中干物质进行堆肥发酵，生产商品有机肥，销售到更远的地省。实现在更大省域内的种养平衡。在利用人工或天然的湿地、厌氧消化系统对污水进行净化处理。通过资源化处理畜禽粪便和污水，实现畜禽养殖场环境效益和经济效益的双赢。5.2.5 达标排放模式对于那些耕地少、土地消纳量小，又不具备沼气发电或生产有机肥条件的地方，而当地又必须发展畜禽养殖业的省域，则需建设污水处理工程，对集约化养殖场产生的废水进行工程化处理，实现达标排放，产生的固体废弃物应按照有关规定、标准综合利用生产有机肥或进行减量化、无害化处理和处置。以上五种模式中，种养平衡模式和土地利用模式资金投入相对最小；能源生态模式的产出投入比最大，经济效益和环境效益明显；能源环保模式次之；达标排放模式主要目的是实现污染物达标排放，资金投入最大，经济效益较低。根据昭通市昭阳区绿博专业合作社发展规划，选择能源生态+达标排放模式，在获取清洁能源的同时，产生的沼液及沼渣，可以为合作社的果园、苗木基地供应充足的肥料。5.3 工艺技术路线比选厌氧发酵生物处理技术发展到今天已经取得了较大的成就，已经开发除的厌氧消化器种类很多，目前在畜禽养殖行业粪资源化处理利用方面，应用较多的是全混合厌氧消化反应器（CSTR）、升流式固体反应器（USR）和上流式厌氧污泥床（UASB）。5.3.1升流式固体反应器（USR）升流式固体反应器（USR）是一种结构简单，适用于高悬浮固体原料的反应器。原料从底部配水系统进入消化器，依靠进料和产气的上升动力按一定的速度向上流经含有高浓度厌氧微生物的污泥床时，有机物得以分解发酵，并产生沼气。未消化的生物质固体颗粒和沼气发酵微生物依靠自然沉降滞留于消化器内，上清液从消化器上部溢出。该方式优点是处理效率高，运行管理简单，缺点是进料均布性要求高，发酵过程中需要强化搅拌，预处理设备投入大。5.3.2全混合厌氧消化反应器（CSTR）全混合厌氧消化反应器（CSTR）工艺特点是对粪污中悬浮物（SS）浓度大小没有严格要求，使用范围广。它在沼气发酵罐内采用搅拌和加温技术，这是沼气发酵工艺的一项重要的技术突破。搅拌和加热，使沼气发酵速率大大提高，因此该反应器也被称为高速沼气发酵罐。其特点是：固体浓度高TS8%-12%，可使畜禽粪便污水全部进行沼气发酵处理。优点是处理量大，产沼气多，便于管理，容易启动，运行费用低。一般适用于以产沼气为主，有使用液态有机肥习惯的地省。由于这种工艺适宜处理含悬浮物（SS）高的畜禽粪污和有机废弃物，具有其它高效沼气发酵工艺无法比拟的优点，现在欧洲等沼气工程发达的地省广泛使用。5.3.3上流式厌氧污泥床（UASB）待处理的废水被引进UASB反应器的底部，向上流过由絮状或颗粒状厌氧污泥组成的污泥床，随着污水与污泥相接触而发生厌氧反应，产生沼气引起污泥床的扰动。在污泥床产生的沼气有一部分附着在污泥颗粒上，自由气泡和附着在污泥颗粒上的气泡上升至反应器的上部。污泥颗粒上升撞击到三相分离器挡板的下部，这引起附着的气泡释放；脱气的污泥颗粒沉淀回到污泥层的表面。自由状态下的沼气和由污泥颗粒释放的气体被收集在三相分离器锥顶部的集气室内。液体中包含一些剩余的固体物和生物颗粒进入到三相分离器的沉淀省内，剩余固体物和生物颗粒从液体中分离并通过三相分离器的锥板间隙回到污泥层。UASB反应器的特点在于可维持较高的污泥浓度，污泥泥龄（30天以上）较高的进水容积负荷率，提高了厌氧反应器单位体积的处理能力，选择全混合厌氧消化反应器（CSTR）最为合理。结合本项目排污情况以及后期对沼渣、沼液的深加工，选择选择全混合厌氧消化反应器（CSTR）最为合理。5.4 工艺流程根据上述工程模式与工艺技术方案的比选结果，确定本工程的工艺流程见下图。粪水收集沉淀池调节池厌氧发酵压力贮气生活用气浮罩式储气沼气发电匀化固液分离沼液沼渣储存施肥污水处理系统生活污水施肥部分道路清扫或排入城市管网锅炉加热图5-1 工艺流程图猪粪通过人工清运和污水通过管道输入沉淀池，经格栅清除沉渣和杂草后，泵入匀质调节池升温处理后pH值达到中性，并调节成干物质浓度为8%的粪水料液，泵入CSTR厌氧消化反应器内搅拌均匀，在中温条件下进行厌氧反应，温度设在28-38，水力滞留期为15天。为保证本场及周边农户炊事用气的稳定性，部分沼气贮存在压力贮气罐内，其他大量沼气贮存在浮罩式贮气罐内，供发电或锅炉加热使用。反应后的料液经固液分离后产生的沼渣、沼液，沼渣直接储存施肥，部分沼液直接用于苗木施肥，剩余的沼液和生活污水进入污水处理设施后，部分水用于道路清扫及绿化，剩余的中水直接排放进入城市管网。为保证冬季厌氧消化器在恒定中温条件下的正常运行，利用部分沼气通过喷淋锅炉直接加热预处理池内的冷粪到40，利用热电联产发电机组产生的热量通过换热器保证厌氧发酵罐内的恒定中温。经固液分离后产生的沼液暂时贮存在浮罩式贮气罐内进行二次发酵，提高沼气的产量。5.5 主要工艺技术参数猪粪干物质含量： 18 %发酵料液浓度： 12 %发酵罐投料体积比： 90 %发酵罐容积产气率： 1.2 m3/(m3.d)水力滞留期： 15d发酵温度： 2838发酵物pH值： 77.5物料适宜碳氮比： 15255.6 工艺设备与设施规模确定基本依据本项目以粪污为原料实现各阶段生产，现以养殖场养殖规模及粪污供应量为工艺设备与设施规模确定的基本依据。（1）粪污收集量 本项目粪污收集量见下表：粪污量收集表序号名称生猪存栏数（头）单位产量（kg/头）收集率（%）干物质含量干物质日产量(吨)干物质年产量(吨)1粪450059518%3.851405.252尿450010950.4%0.1762.05合计154.021467.3（2）沼气生产及其利用 厌氧发酵罐的确定 V=QC0/q =157.5m3/d18g/ L8kg/ m3d =354.38 m3 式中：V-反应器有效容积m3； Q-平均废水流量m3/d；根据畜禽养殖业污染物排放标准集约化畜禽养殖业水冲工艺最高允许排水量为3.5m3/百头猪.d，则该养殖场的平均废水流量为157.5m3/d； C0-进水的有机物浓度gCOD/L； q-反应器的容积负荷kg/m3d分为两个同容积的单体发酵罐，同时根据发酵罐标准模数，选择发酵罐容积为300 m3，总容积为6000 m3，有效利用体积为558 m3。 沼气生产日产气量：354.38m30.55m3/( m3d)= 194.91m3/d； 年产气量：194.91m3/d365d= 71141.79m3。 沼气利用 本项目沼气利用量见下表。沼气利用表序号名称单位冬季日用气(180天)其他季节用气量(180天)年用气量1周围农户用气m34848172802场内生活用气m33535126003物料加温用气m312610241040合计70920所产沼气首先保证养殖场周围40户农户全年生活用气，每户每天按照1.2 m3计算，全年耗气17280m3；为保证厌氧发酵罐中温发酵（28-38），冬季将料液从10加热到28-38，夏季从15加热到28-38，共需沼气41040m3；场内生活用气每天35m3，共需沼气12600m3。5.7 主要工艺设施与设备选型5.7.1 沉淀池根据养殖场粪污日产量，按一天六次分批投料，确定沉淀池容积为50m3，采用钢筋混凝土结构，进行防腐防渗处理。5.7.2 预处理调节池根据发酵罐日需进料量，确定预处理池容积为40m3，采用钢筋混凝土结构，进行防腐防渗处理。在料液入口处安装格栅，起到匀化粪液和过滤悬浮物的双重作用。5.7.3 CSTR厌氧发酵罐 CSTR厌氧发酵罐采用搪瓷拼装罐，搪瓷用钢板是钛合金专用钢板，厚度可达到12mm。钢板经过特殊的工艺处理，在钢板的内外两面涂上二至三层搪瓷涂层。钢板经过加热聚合，使搪瓷层和钢板之间形成很强的结合力。搪瓷涂层形成的保护层阻止罐体腐蚀，具有抗强酸、强碱的功能，使用寿命可达30年，全部组件螺栓拼装，施工便捷。5.7.4 浮罩式储气罐浮罩式储气罐，采用全搪瓷钢板拼装罐，兼作二级发酵罐。既可提高粪便污水发酵降解的效率，增加沼气产量，同时可保障沼气在稳定的压力条件下输出，提高设备利用效率，降低建设成本。5.7.5 净化装置净化装置包括气水分离器和脱硫净化塔。（1）水气分离器沼气是高湿度的混合气体。沼气自厌氧发酵罐进入管道时，温度逐渐降低，管道中会产生大量含杂质的冷凝水。如果不从系统中除去，容易堵塞、破坏管道设备。沼气管道最靠近厌氧发酵罐的位置，沼气温降值最大，产生的冷凝水最多，因此，在此处设置1台气水分离器，去除沼气中的冷凝水。在沼气系统中，管线一般设计为1%左右或更大的坡度，在管线最低点也设置