鸡西市恒山区天泰畜禽养殖污染防治工程可行性研究报告.doc

鸡西市恒山区天泰畜禽养殖污染防治工程可行性研究报告项目名称：鸡西市恒山区天泰畜禽养殖污染防治工程组织单位：鸡西市恒山区人民政府实施单位：鸡西市恒山区天泰养猪专业合作社建设地点：鸡西市红旗乡编写单位：北京三益环境环境工程有限公司编写时间: 2011.05鸡西市恒山区天泰畜禽养殖污染防治工程可行性研究报告目 录第一章 项目摘要11.1项目名称11.2项目主管部门11.3项目建设单位11.4项目建设地点11.5项目建设年限11.6项目建设目标11.7项目建设规模及内容21.8项目投资估算及资金来源21.9项目总效益分析21.10编制依据31.11编制范围3第二章 项目建设的必要性和可行性42.1项目建设背景42.2项目建设的必要性52.3项目建设的可行性8第三章 产品市场供求分析及预测93.1对沼气能源的需求93.2对沼渣、沼液肥的需求93.3农业发展循环经济的需求10第四章 项目承担单位基本情况124.1建设单位情况124.2编制单位简介12第五章 项目建设地址选择155.1项目选址原则155.2项目区自然条件155.3厂址推荐方案165.4选址结论16第六章 项目工艺技术方案分析选择186.1项目的指导原则186.2 工艺技术方案的选定196.3 沼气发酵工艺流程分析236.4物料平衡计算266.5热量平衡计算266.6主要构筑物参数286.7主要设备参数316.8工程清单36第七章 项目建设目标397.1项目建设思路397.2项目产品方案397.3项目建设目标42第八章 项目建设内容438.1构（建）筑物参数438.2设备参数448.3其它工作458.4建筑结构468.5供电系统478.6给排水及消防48第九章 投资估算和资金筹措529.1项目投资估算529.2项目资金筹措52第十章 项目建设期限和实施的进度安排5310.1项目建设期限5310.2项目建设进度53第十一章 土地、规划和环保5411.1土地5411.2规划5411.3环境保护5411.4 劳动安全55第十二章 项目组织管理与运行机制5712.1 项目筹建时期的组织与管理5712.2 项目运行时期的组织与管理5712.3 劳动定员5712.4 人员培训5712.5项目建设工程管理5812.6项目技术管理5812.7项目运营期间的组织管理59第十三章 效益分析与风险评价6213.1 财务估算6213.2 财务评价（见附表）6313.3 清偿能力分析6313.4 效益分析6313.5 项目风险分析及应对措施64第十四章 项目招标6614.1招标管理6614.2.招标方式6614.3.招标工作的申报66第十五章 结论与建议6715.1 结论6715.2 建议68附表及证明材料69(1)建设单位基本情况表69(2)项目选址和建设条件表69(3)项目建设内容投资一览表69II北京三益生态环境工程有限公司第一章 项目摘要1.1项目名称鸡西市恒山区天泰畜禽养殖污染防治工程项目1.2项目主管部门鸡西市恒山区人民政府1.3项目建设单位 鸡西市恒山区天泰养猪专业合作社1.4项目建设地点鸡西市恒山区红旗乡1.5项目建设年限一年，2011年5月2012年5月1.6项目建设目标鸡西市恒山区天泰畜禽养殖污染防治工程（1）通过对畜禽粪便的收集和治理，减少人类活动对自然环境的影响，遵循循环经济的理念，实现农村污染物的零排放。（2）为农户提供清洁的生物质能，减少不可再生能源的消耗，减少传统化石燃料燃烧的碳排放量。（3）向公众宣传和普及生物质能利用的理念与技术，起到一定的教育培训作用。同时通过项目的建设，在整个黑龙江省甚至全国起到良好的示范作用。1.7项目建设规模及内容沼气发酵采用厌氧反应器，中温发酵（发酵温度33-35）。建设1000m厌氧反应器1套，膜式贮气柜400m 1套，60kw发电机一台及余热回收系统一套，建设0.35MW的热水锅炉一套，建设附属设施、道路、管道、电气、围墙等。养殖场规模为：猪存栏10000头。该项目原料为猪粪便，项目建设1000m沼气工程，产生的沼气用于发电后供养殖场自用。1.8项目投资估算及资金来源本项目总投资450万元，其中包括土建工程投资98.35万元，仪器设备投资316.03万元，工程建设其他费20.93万元，预备费14.69万元。其中：中央投资150万元，申请银行贷款250万，企业自筹资金50万元。1.9项目总效益分析1) 经济效益该项目产品主要有沼气、沼渣、沼液。沼气用于发电供养殖场自用。沼渣可作为有机肥原料，沼液可直接作为液肥对外销售。沼气发电收入37.84万元/年；沼渣年收入为18.24万元/年；沼液年收入为24万元；合计年均收益80.08万元。2) 环境效益该项目以畜禽粪便为发酵原料，年处理畜禽粪便0.61万吨，不仅解决了污染问题，改善了养殖区的环境卫生；同时该项目为“能源生态型”沼气工程，在有效地利用农业有机废弃物资源的同时，实现了畜禽养殖业和农产品加工企业废弃物的资源化、减量化和无害化，促进了循环经济的发展。3) 社会效益利用有机废弃物进行厌氧反应，产生沼气用于发电，可满足养殖场部分用电需求，改善项目周边的生活环境，增加就业，加快先进农业科技成果的推广应用，促进项目区社会的稳定和谐。1.10编制依据1）国家能源中长期发展规划纲要（20042020）2）国家“十一五”能源发展重点专项规划3）全国大中型畜禽养殖场沼气工程建设规划（20062010年）4）中华人民共和国农业行业标准规模化畜禽养殖场沼气工程设计规范NT/Y1222-20065）中华人民共和国农业行业标准规模化畜禽养殖场沼气工程运行、维护及其安全技术规程NT/Y1221-20066）中华人民共和国农业行业标准沼气工程技术规范7）国家环保总局畜禽养殖防治管理办法（第9号令）8）国家环保总局畜禽养殖业污染防治技术规范（HJ/T81-2001）9）农业部农业建设项目投资指南和可行性研究报告一般格式要求。10）鸡西市恒山区天泰养猪专业合作社提供的相关资料。1.11编制范围编制范围包括粪污预处理，沼气生产，净化，贮存，利用，加热增温系统，后续处理系统等。62北京三益生态环境工程有限公司第二章 项目建设的必要性和可行性2.1项目建设背景生物质能源是仅次于煤炭、石油和天然气而位居世界能源消费总量第四的能源。生物质能是太阳能以化学能形式贮存在生物中的一种能量形式，生物质资源种类繁多，蕴藏量极大，中国生物质资源主要包括农业废弃物及农林产品加工业废弃物、薪柴、人畜粪便、城镇生活垃圾等几个方面。据估计，地球上每年植物光合作用固定的碳达21011t，含能量达31021J，相当于全世界年耗能量的10倍。目前生物质能源的利用量只占其总量的2%-3%，但它已为全球提供了14%的能源。随着化石能源的大量消耗以及随之而来的一系列环境问题，开发新的、更清洁的能源成为目前亟待解决的问题，而大规模利用生物质能将在保障能源安全、保持能源自给率、改善能源结构、发展农业经济和促进节能减排等方面发挥重要作用。2.1.1 生活用能的潜在危机近几年来，我国的能源总消耗量每年增长约5，是世界平均增长率的近3倍。中国的能源储备与未来几十年来的发展需求存在着巨大的缺口，而且这个缺口将越来越大，据专家测算，在21世纪初期用能将超过1亿吨标准煤，2030年约2.5亿吨标准煤，到2050年将达到4.6亿吨标准煤。从整体发展趋势看，能源需求日益加大，但缺口也越来越大。而对于生活用能来讲，潜在的危机也日益显露出来。2.1.2 沼气资源的浪费和污染严重由于规模化养殖场的粪便排放过于集中，若不能及时处理，造成大量的粪污外溢，对周边地区的环境造成了很大程度的污染。从目前的粪便利用措施上来看，大部分仅仅停留在简单的堆沤阶段，这种方法一方面造成资源的浪费，另一方面，粪污在养殖场内大量积压，使粪污随意堆放或未经任何处理直接排入场外沟、渠种，自然下渗或顺着水沟排放，严重威胁地下水源水质，特别是夏季高温季节，臭水发酵产生恶臭，滋生蚊蝇，严重影响周边居民正常生活，2.1.3养殖区现状鸡西市恒山区天泰养猪专业合作社座落于山坡上，地势北高南低，可利用落差排放污水；南坡向阳，充分利用阳光，冬季避风取暖，夏季迎风防暑。污物处理区位于场区的较低洼处，在常年主导风的下风处，该项目拟在污物处理区内进行建设，场区布局合理，为沼气生产建设提供场地基础。项目区位于绥虎公路沿线，交通十分便利，便于购买和运输项目建设物资。2.2项目建设的必要性1、治理农村面源污染、保护环境、维持生态平衡的需要1）对地表水的影响畜禽养殖场中高浓度、未经处理的污水、固体粪污被降水淋洗冲刷进入自然水体，使水中固体悬浮物（SS）、有机物和微生物含量升高，改变水体的物理、化学和生物群落组成，使水质变坏。此外，粪污中有机物的生物降解和水生生物的繁衍，大量消耗水体溶解氧（DO），使水体变黑发臭。因此，仅对地表水的影响来看，畜禽养殖对当地的农业生态环境和水体环境影响重大，并造成农业资源（有机养分）的严重流失和浪费。2）对地下水的影响将畜禽粪便堆放或作为粪肥施入土壤，部分氮、磷不仅随地表水或水土流失流入江河、湖泊污染地表水，且会渗入地下污染地下水。畜禽粪便污染物中有毒、有害成分进入地下水，会使地下水溶解氧含量减少，水质中有毒成分增多，严重时水体发黑、变臭、失去使用价值。畜禽粪便一旦污染了地下水，将极难治理恢复，造成较持久性的污染。3）对土壤和农作物的影响粪污未经无害化处理直接进入土壤，粪污中的蛋白质、脂肪、糖等有机质将被土壤微生物分解，其中含氮有机物被分解为氨、胺和硝酸盐，氮和胺可被硝化细菌氧化为亚硝酸盐和硝酸盐；糖和脂肪、类脂等含碳有机物，最终被微生物降解为CO2和H20，从而通过土壤得到净化。如果污染物排量超过了土壤本身的自净能力，便会出现降解不完全和厌氧腐解，产生恶臭物质和亚硝酸盐等有害物质，引起土壤的组成和性状发生变化，破坏其原有的基本功能；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；作物陡长、倒伏、晚熟或者不熟，造成减产、甚至毒害作物出现大面积腐烂。此外，土壤虽对各种病原微生物有一定的自净能力，但进程较慢，且有些微生物还可以生成胞芽，更增加了净化难度，故也造成生物污染和疾病传播。土壤的污染还容易引起地下水的污染。4）对大气环境的影响畜禽养殖场产生的恶臭、粉尘和微生物排入大气后，可通过大气的气流扩散和稀释、氧化和光化学分解、沉降、降水溶解、地面植被和土壤吸附等作用而得到净化（自净），但当污染物排放量超过大气的自净能力时，将对人和动物造成危害。据测定，一个年产10.8万头的猪场，每小时可向大气排放159kgNH3，14.5 kgH2S，25.9kg粉尘和15亿个菌体，这些物质的污染半径可达4.55.0km。对大气环境产生影响的三个方面分别为氨气以及H2S等产生的恶臭、畜禽养殖场排出的大量粉尘及携带的微生物以及处理过程中产生的甲烷气体导致的全球性温室效应。同时，乡村冬季取暖烧煤、做饭烧秸秆、烧垃圾等，对大气产生了严重的污染。5）对人体健康和畜牧业发展的影响畜禽粪便含有大量的病原微生物、寄生虫卵及孳生的蚊蝇，会使环境中病原种类增多、菌量增大，出现病原菌和寄生虫的大量繁殖，造成人、畜传染病的蔓延。据分析畜牧场所在地排放的每毫升污水中平均含33万个大肠杆菌和69万个肠球菌，阻碍了畜牧养殖业的发展。不仅影响畜禽生产力水平和经济效益，而且还威胁到畜禽的生存条件。尤其是人畜共患病时，会发生疫情，给人畜带来灾难性危害。因此加强畜禽养殖业污染防治，对于保障人类健康具有十分重要的意义。要建立无污染的有机乳品生产基地，建设该环境保护与再生能源推广利用项目必不可少。2.通过该项目建设可实现以下两大目标1）实现无污染排放。每年养殖场排放的大量粪污，经过处理后，则对周边环境污染程度降到最低，而且回用于农田；固体可做为有机肥可使土壤疏松，实现污染的“零”排放。2）实现资源的最大化利用。以往养殖场粪污不经过处理，乱堆乱放，粪便资源利用率基本为“零”。通过建立此项目，一是能够将厌氧沼液沼肥资源全部利用到养殖场农业生产中去，进行资源循环利用，形成有机肥种植有机饲料；二是能够将开发的有机肥直接应用于农田，为开发安全食品和绿色食品生产储备肥源；三是利用粪便产生的沼气供周边农户炊用，减少了日常生活费用，用于发电后供养殖场自用，缓解了局部电力紧张的局面。为了使环境保护的步伐能紧跟经济发展的步伐，彻底消除鸡西市恒山区天泰养猪专业合作社产生的畜禽粪便对周边生态环境及地下水的污染，保证人们的生态健康，建设天泰畜禽养殖沼气项目是必要的和紧迫的。通过本项目的建设，可以消除粪便排入地下造成的各种污染和问题，改善当地的空气质量，提高地下水的水质，防止传染病的发生和流行，对于养殖区及周边的农业生产和环境以及可持续发展都显著的社会效益、经济效益和环境效益。2.3项目建设的可行性1）政策条件根据中国政府发布的可再生能源中长期发展规划，要加强生物质的利用，到2010年，建成规模化畜禽养殖场沼气工程4700座、工业有机废水沼气工程1600座，大中型沼气工程年产沼气约40亿立方米，沼气发电达到100万千瓦。到2020年，建成大型畜禽养殖场沼气工程10000座、工业有机废水沼气工程6000座，年产沼气约140亿立方米，沼气发电达到300万千瓦。鸡西市恒山区天泰畜禽养殖污染防治项目，符合国家建设发展政策。2）具备建设示范性能源工程的现实条件鸡西市恒山区天泰养猪专业合作社，现养猪10000头。在生产过程中产生的粪污水直接排放造成粪水四溢，不仅严重污染了水源，生态自然环境，致使病菌的传播，对附近农牧民生活、生产产生不利影响，同时也造成资源的极大浪费，每年还需要消耗大量煤、电资源，严重影响了养殖园区的形象和进一步的发展。党的十六届五中全会提出建设社会主义新农村的宏伟目标，要按照“生产发展、生活宽裕、乡村文明、村容整洁、管理民主”的要求，加强农村基础建设，改善社会主义新农村建设地条件，加快普及农村户用沼气，加强村庄规划和人居环境治理，大力发展循环经济，发展节约型农业。因此，今年中央加大了对农村能源的投资力度和建设规模，为大型沼气建设提供了良好机遇。目前，由于养殖场规模的逐年扩大，其产生的粪便排泄物数量较大，为实现废弃物的综合利用，变废为宝，结合企业的发展趋势和国家对农业发展的扶持政策，企业决定建设一座日处理粪污能力与生产能力相适应的大型沼气工程。第三章 产品市场供求分析及预测3.1对沼气能源的需求随经济的快速发展，能源消耗急剧增加，煤炭、电力、液化气等能源价格不断上涨，对环境造成的压力越来越大，因此开发可再生的沼气能源已成为农村经济可持续发展的重要内容之一。采用厌氧沼气技术处理养殖场粪污，运行费用低等特点，不仅解决规模化畜禽业及屠宰业对环境的污染问题，同时提供清洁的能源，还降低了周边农民及生物本身所受污染，控制疫病。通过该大型沼气工程的建设，产生的沼气用于发电供养殖场自用，可有效地缓解养殖场用能紧张的问题。3.2对沼渣、沼液肥的需求利用畜禽粪便和屠宰业生产的沼渣有机肥，在保持和提高土壤肥力的效果上远远超过化肥。化肥中的磷酸钙会与土壤中的石灰质、铁反应形成沉淀物，大大降低磷的利用率。有机肥料中的磷属有机磷，肥效优于磷酸钙，不易被固定，相对提高了磷肥肥效。畜粪中的有机质在积肥、施肥过程中，经过微生物的加工分解以至重新合成，最后形成腐殖质储存在土壤中。腐殖质对改良土壤、培养地力的作用是多方面的：它能调节土壤水分、温度、空气和肥效，适时满足作物生长发育的需要；能调节土壤的酸碱度，形成土壤的团粒结构；能延长和增进肥效，促进水分迅速进入植物体，并有催芽、促进根系发育和保温等作用。同时有机质腐熟后，形成较高量的胡敏酸，具有典型的亲水胶体性，能把细小的土壤粘结起来形成较大的团粒，构成土壤的团粒结构，同时胡敏酸在转化过程中释放能量，能刺激作物根系多吸收养分，改良土壤并提高产量。红旗乡有足够的农田和林地，并与农户达成了沼渣沼液使用的初步意向。因此，该项目所产沼气发酵残余物不存在销路问题。实践证明，由于沼渣肥的肥效和其特有的性质，可生产有机食品、优质农产品和无公害绿色食品，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。沼液是沼气发酵所产生的一种无污染的有机液体肥料，可以根施，也可叶面喷施；沼液是发展无公害农产品的优质高效肥料，能起到多种作用，这些作用主要表现在调解作物生长、肥效和抗病虫害方面，产生这些作用的物质基础见表3-1和表3-2。表3-1 沼液肥效样品全氮含量全磷含量全钾含量性质沼液0.030.080.020.070.051.40速效表3-2 沼液中的有机物含量种类VB12VB11蛋白质纤维素酶生长素赤霉素浓度9.310-66.4210-61.43活力单位7.65活力单位8.022mg/L3.510mg/ L3.3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农村的支撑理论。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，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。由于项目所在地区养殖业、加工业、种植业配套合理，已具备形成一个比较完善的生态循环系统的基础，为物质、能源的再生回收利用提供了可能。鸡西市恒山区天泰养猪专业合作社新建沼气工程，将提供沼气、沼渣肥、沼液，满足用能、用肥的需求；减少环境污染，实现种植业、养殖业的和谐发展。鸡西市恒山区天泰养猪专业合作社，通过沼气工程的建设，可将各个产业上下关联，形成独特的生态产业链模式：粪污水通过厌氧反应产生沼渣、沼液、沼气。沼气用于周边农户供气及发电后供养殖场自用，沼液用于果蔬叶面肥，沼渣可以回用于田地用作肥料，形成完善的农业循环经济产业链，不仅解决养殖污染带来环境问题，还可将废弃物资源化利用，带来可观的效益。随环境的改善，养殖区及周边地区将建设成为绿树成荫、瓜果飘香、六畜兴旺的具有较高生态环境质量的农家绿色生态农村。第四章 项目承担单位基本情况4.1建设单位情况鸡西市恒山区天泰养猪专业合作社始建于2008年，占地面积13000平方米，现有管理人员2名，技术人员10名（畜牧师）、饲养员10名。猪舍建筑面积3200平方米，全部为保温猪舍。全年生猪存栏量10000头，年出栏量2万头。按每天每头猪排泄的粪尿1.67千克计算，该养殖场年产生沼气资源量在37万立方左右，可以保证沼气生产和有机肥生产的持续进行。企业的组织机构较为健全，具有项目组织生产、建设、实施、管理能力，企业内部设置生产、技术、兽医繁育、物资供应、财务、管理、产品销售等部门。该企业具有良好的社会影响和信誉。企业现有总资产1150万元，其中固定资产450万元，流动资产100万元，其它资产600万元，年实现产值1300多万元，利润达100多万元，完全有建设大型沼气工程的能力。目前，由于养殖场规模的逐年扩大，其产生的粪便排泄物数量较大，按常规处理给企业造成一定的负担，并导致一定程度的环境污染，对周围的环境产生一定的影响。为实现资源、废弃物的综合利用，变废为宝，结合企业的发展趋势和国家对农业发展的扶持政策，企业决定建设一座日处理粪便能力与生产能力相适应的大型沼气工程和有机肥加工厂。4.2编制单位简介北京三益生态环境工程有限公司资质等级：环境工程设计专项乙级证书编号：A211013008北京三益生态环境工程有限公司是一家以绿色生态、资源循环利用为宗旨的环保高新技术企业。我们秉承“诚信、效率、创新、快乐”的企业精神，以科研开发、技术咨询与服务、工程设计与施工、设备生产与销售、国际交流与合作等方式活跃在中国的环境保护领域。公司拥有专业的工程设计队伍、权威的专家顾问班子、成熟的工程管理团队、丰富的项目实施经验，为核心业务沼气工程及水处理工程提供全面解决方案和交钥匙工程服务。公司坚持“技术为本、质量为重、服务为先”的经营原则，围绕核心业务领域不断加强自身技术实力，积极引入环保领域的最新技术，提高服务质量和产品附加值，实现企业稳定的健康发展，奋力担当民族环保产业发展的主力军。公司采取以竞争求发展的企业发展策略，除核心业务外，同时拓展的相关业务领域还包括：大气污染与噪声治理、固体废弃物处理、能源二次利用、人工环境治理、环境评价与规划等。北京三益生态环境工程有限公司是德国Krieg & Fischer 工程公司在华战略伙伴，引进德国先进的干式发酵和湿式发酵，中温发酵和高温发酵，一步发酵和二步发酵等发酵工艺，处理原料涵盖了工业废渣、农业废弃物以及市政废弃物。北京三益公司将协同德国Krieg & Fischer 工程公司为中国沼气领域提供更优质、更完美的服务，推动绿色环保，促进低碳、循环经济发展。同时正在与国内著名科研院所共同开发沼气低温菌。德国Krieg & Fischer 工程公司成立于1999年，是由Fischer先生和Krieg先生共同组建而成。Fischer先生和Krieg先生有超过20年的厌氧发酵工程经验。近几年来，该公司积极活跃在世界各地的厌氧发酵领域。Fischer先生同时是德国沼气仲裁委员会委员，并两次受我国农业部邀请来华授课。到2009年为止，已有150个厌氧沼气项目在世界各地成功运行。这些项目工艺涵盖干式发酵和湿式发酵、中温发酵和高温发酵、一步发酵和二步发酵；项目领域涵盖工业废渣、农业废弃物以及市政废弃物；发酵反应器从50m3到22000m3都有应用案例；发电机功率从27KW到8.4MW；处理物料有：禽畜粪便、餐厨垃圾、污泥、油脂、分选后的生活垃圾、土豆皮、啤酒红酒渣、能源作物、玉米青贮等。案例遍布德国、奥地利、法国、加拿大、英国、日本、立陶宛、斯洛伐克、荷兰、西班牙、瑞士、美国等地。公司本着诚信永远兼顾优质服务与双赢的原则，积极开展与国内外知名企业以及科研院的合作与交流，携手共进，追求卓越，共创辉煌。第五章 项目建设地址选择5.1项目选址原则1）符合城乡建设规划，沼气工程选择在红旗乡，不用重新征地，符合县镇规划要求。2）与附近村庄保持一定距离。沼气工程前段工艺为畜禽粪便收集，后段为沼液沼渣的使用，因此不能太远，以方便农户用肥。3）节约土地，节约投资，公共设施完善。要节约用地，且要保留发展空间，选址要求水、电、交通基础设施完善，有利于物流运输，不增加公共设施投资，节约投资。4）产品有销售渠道。沼气要有用户，沼肥要有农田，便于农户使用沼气和沼肥。5）有可供利用的社会基础设施和协作条件。6）充分利用地形地貌，地质条件符合要求。7）满足符合养殖场防疫要求，并远离水源。5.2项目区自然条件1）气象资料鸡西市地处完达山与老爷岭的结合部，境内山峦起伏，沟壑连绵，构成八山半水一分半田的丘陵地。海拔高度在180-190米之间，由于受岩性和构造的控制，走向不明显，多呈鸡爪状的低山丘陵，构成向东开阔的山间盆地。鸡西群含煤地层，亦呈低山、丘陵或漫岗分布，是构成鸡西煤田的主要部分，海拔高度一般在220-350米之间。鸡西市地处中纬度低山丘陵带，属北温带大陆性气候，冬季漫长寒冷，干燥少雪，春季短暂回暖快，干旱多风，夏季湿热多雨，降雨多在八月，秋季降温迅速，霜冻早，温差变化大，年均气温3.6，七月气温最高，月平均21.7, 一月最低，平均气温-17.3，极端最高与最低温差达72.2，历年平均降雨量为553.3毫米，其中6-8月占全年降水量的56.5%，年蒸发量为1280.7毫米，全年日照时数平均2739小时，无霜期平均139天。全年主导风向为西风，春风大，平均风速为4米/秒，夏季最小，平均风速为2.1米/秒，历年平均风速为3.3米/秒，最大风速为28.7米/秒。城子河冬季多西北风，夏季多东南风，特别是秋季节，风力较大。2）区域概况鸡西市是黑龙江省东南部牡丹江以东经济区的中心城市,与三江平原经济区的佳木斯、鹤岗、双鸭山、七台河等市行成一个三角形城市群,对开发三江平原、振兴黑龙江经济具有重要作用。鸡西市恒山区位于鸡西市区北侧与鸡西市区相连,以农业为主，主产水稻、大豆、玉米、小麦等。区域工业经济主要是煤炭、建筑材料、化工等产品。公路四通八达，国道绥虎路，西起绥芬河市，东至虎林市由本区通过。5.3厂址推荐方案项目区应选从事集约化畜禽养殖生产、产品加工、产品营销龙头企业相对集中，畜禽粪便等农牧废弃物相对丰富的区域，坚持相对集中连片的原则。 项目区应选择经济基础好，还贷和配套能力强，加工和营销管理水平高、自然资源和农牧业生产条件好的企业所在地。 项目区应选择在集约化畜牧养殖污染需要治理，企业和群众对能源环保工作重视性高的区域。 项目区应选择在交通方面、饲料基地供应近有利发展畜牧养殖业的区域。项目区应选择在离绿色或无公害种植基地近，希望使用沼气的村屯距离较近的地区。项目区应选择在电力设施完备，可以并网输电或附近电力供应不足，急需改变供电现状的地区。5.4选址结论奶牛养殖示范区座落于鸡西市恒山区红旗乡，地势北高南低，可利用落差排放污水；南坡向阳，充分利用阳光，冬季避风取暖，夏季迎风防暑。该示范区布局西北部为饲草青贮区、中部为生产区、东北部为污物处理区。污物处理区位于场区的较低洼处，在常年主导风的下风处，该项目拟在污物处理区内进行建设。第六章 项目工艺技术方案分析选择6.1项目的指导原则本项目遵循循环经济的理念，以“整体、协调、循环、再生”为总指导思想，按照“减量化、资源化、无害化、生态化”的原则，力求达到农村污染物的零排放。项目将以沼气工程为纽带，把废物处理和能源环境建设、资源循环有机的结合为一体，真正实现农村废物的高效利用，促进农村可持续发展。6.1.1 实现内污染零排放通过该项目的建设，可在农村内实现清洁生产和废弃物的处理处置与开发利用，并最终达到污染物零排放的目标。本项目采用科学合理先进的工艺，使农村的废弃物经发酵后产生沼气，所产生的沼气用于发电，满足养殖场用电。产生的沼液、沼渣作为有机肥料施用于农村内的绿化树种和农业作物、经济作物的种植。通过对沼气的有效利用，还可以减少温室气体排放，积极应对气候变化。6.1.2 循环经济理念循环经济就是按照生态规律，利用自然资源和环境容量，实现经济活动的生态化转向。循环经济倡导的是一种物质不断循环再生利用的经济发展模式，即“资源-产品-消费-再生资源”，在生产和消费中，追求资源和能源利用效率的最大化和废物产量的最小化，从而根本解决长期以来环境与发展之间的尖锐矛盾。把循环经济理念应用于农业系统，在农业生产过程中和产品生命周期中减少资源、物质投入量和减少废物产生排放量，实现农业经济和生态环境效益的“双赢”。本项目严格遵循这一理念，使农村内的种植-养殖-其他产业有效结合，实现废物的回收利用。6.2 工艺技术方案的选定根据鸡西市恒山区天泰养猪专业合作社提供的基础资料工艺的要求和特点，确定沼气工程选择工艺技术方案。项目选择能源生态型沼气工程。鸡西市恒山区天泰养猪专业合作社新建沼气工程，沼气用于发电，供养殖场自用，项目建成后形成以沼气为纽带的猪沼菜，能源生态循环模式。6.2.1发酵温度选定发酵温度一般分为常温发酵、中温发酵、高温发酵。其中，常温发酵不需要对消化罐进行加温，因此投资较少、节能、运行费用低，但沼气的产量较少，有机物的去除和发酵速率也较低，适应于长江以南地区。高温发酵需对消化罐进行加温，发酵采用的温度一般为5560之间，高温发酵具有沼气产量大、发酵周期短以及环保效果佳等优点，但同时也带来了投资大、耗能高和运行费用高的缺点，目前常用于城市粪便处理工程中。中温发酵介于以上二者之间，根据黑龙江地区气候条件，需要对发酵罐做适当加热，温度一般控制在35左右。由于中温发酵兼顾了常温发酵和高温发酵的一些优点，因此本项目采用中温发酵。6.2.2保温、增温系统选定厌氧消化反应过程受温度影响很大，本项目选择的厌氧处理单元设计为中温，其最佳温度范围为33-35。为了保证厌氧反应在冬季仍可正常运行，必须对厌氧反应器进行增温处理，同时还需对系统实施整体保温措施。（1）保温系统整体保温包括管道、阀门保温；厌氧反应器的保温。对于各种管路尽量采用地埋方式、地上管路的保温采用常规保温方式实现；厌氧反应器采用300mm岩棉进行强化保温。另外，操作间设置在靠近厌氧反应器的地方，尽可能地将靠近的管路、阀门设置在该房间内，起到保温作用。（2）增温增温主要包括厌氧反应器增温和预处理单元增温。增温的热源来自配套锅炉的热水；厌氧反应器与预处理的增温方式相同，通过加热盘管对罐体及池体加温。6.2.3进料方式的选定本项目原料为猪粪便，通过综合考虑，采用进料方式，即：粪便原料经稀释后，与沼液回流水、生活污水搅拌混合，用螺杆进料泵提升至厌氧反应器。6.2.4沼气储存工艺选定由于产气量和用气量之间存在不平衡，所以必须设置储气柜进行调节。储气柜体积应按最大调节容量确定。储气柜有多种形式，本工程选择安全性较高的膜式储气柜。6.2.5主反应工艺选择污水厌氧反应生物处理技术发展到今天已经取得很大的发展，已开发出的各种厌氧反应器种类很多，能源生态工程类型的厌氧反应器主要反应器有升流式固体反应器（USR），全混合式厌氧反应器（CSTR）和塞流式厌氧反应器（PFR）。目前所采用的工艺大致分两种。一为常规工艺，常规工艺制造简单便于操作，但发酵速率低，消化不彻底，发酵时间较长，一般在中温条件下需7天以上，而在常温条件下少则需15天，多则需1月以上。二为高效工艺，其中“上流式厌氧污泥床”（UASB）、“厌氧过滤器”（AF）和两种工艺的合理组合（UBF）成的工艺，及升流式固体反应器(Upflow Solids Reactor，简称USR)、完全混合式厌氧反应器（complete stirred tank reactor，简称CSTR）。其中前两种适合低悬浮物的废水，后两种适合高悬浮物的物料。（1） 升流式固体反应器（upflow solids reactor,简称USR）图6-1 USR工艺流程图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6%）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。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。在实际应用中升流式厌氧反应器和升流式厌氧污泥床无动力搅拌，系统结构简单，管理使用方便。升流式厌氧污泥床采用液体回流搅拌或气体搅拌，使料液混合。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。原料从底部进入消化器内，与消化器里的活性污泥接触，使原料得到快速消化。未消化的生物质固体颗粒和沼气发酵微生物靠自然沉降滞留于消化器内，上清液从消化器上部溢出，这样可以得到比水力滞留期高得多的固体滞留期(SRT)和微生物滞留期(MRT)，从而提高了固体有机物的分解率和消化器的效率。（2） 完全混合式厌氧反应器（complete stirred tank reactor，简称CSTR）图62 CSTR工艺流程图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，并带有机械搅拌，产气率视原料和温度不同在0.81.5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。与USR工艺比较，产气率略高。但其采用机械搅拌，后期运行成本高。与常规工艺比起来，高效工艺具有较高的科技含量，因此也具有对有机物消化彻底、沼气产量大、效率高（消化罐体积小、占地少）等优点，虽然高效工艺的设计、施工需专门的设计部门和有经验的施工队伍完成，其操作人员也需有一定的技术要求，但无论从环保还是从节能角度来看，高效工艺的广泛运用均是我国和世界各国能源环境工程发展的必然趋势。6.2.6厌氧反应器设计沼气工程采用能源生态型，厌氧反应器采用完全混合式厌氧反应器（complete stirred tank reactor，简称CSTR），中温发酵（温度3335度）。根据以上参数，按照国家农业行业标准NY/T12222006规模化畜禽养殖场沼气工程设计规范，厌氧反应器的总有效容积，可按式（1）计算：V=TQ(1)式中：V厌氧反应器的总有效容积，单位为立方米（m）； Q设计处理量，单位为立方米每天（m/d）； T设计水力滞留期，单位为天（d）；厌氧反应器的总有效容积为T=5020=1000m6.3 沼气发酵工艺流程分析6.3.1沼气生产工艺流程：沼气进料设备CSTR反应器锅炉系统水封池保温 水封器气水分离器脱硫塔加热 发电机进料池沼液 猪粪 固液分离机中间水池沼液储池沼渣 增压风机调浆加热池膜式储气柜沼肥泵回流 余热 图6-1 工艺流程方框图6.3.2 工艺流程叙述猪粪便干物质含量大概20%左右，由进料池自流进入调浆加热池，用养殖场的废水或回流的沼肥稀释到设计固含量，进行搅拌和加热，原料用进料设备提升至CSTR反应器进行沼气发酵，在此通过厌氧反应消解大部分污染物质。CSTR反应器出来的料液通过出料管到水封池，溢流到中间水池。发酵产生的沼气首先经水封器、气水分离器、脱硫塔等装置净化处理，并通过气体流量计计量后，储存到膜式储气柜，然后通过增压风机增压后输送到发电机组进行发电。中间水池内的沼肥用沼肥泵到固液分离机分离成沼液和沼渣，沼渣可作为有机肥出售，沼液灌溉农田、草场，实现零排放。1. 预处理工艺与进料本项目属于中温发酵，需对原料进行预热加温，在调浆加热池中将原料加热止发酵温度，然后通过螺杆泵提升至反应器中。2. 厌氧反应工艺（1）厌氧反应技术：厌氧反应是在一定的浓度、温度和厌氧条件下，通过各种微生物的分解代谢，最终形成甲烷和二氧化碳混合气体沼气的复杂生物化学过程，通过厌氧生物处理，能够有效地降低畜禽粪便污水中的COD、BOD等有机质。将调浆加热池中的料液泵入厌氧反应器进行厌氧反应。（2）厌氧反应器的搅拌：本工艺采用完全混合式厌氧消化反应器（CSTR）。它在厌氧发酵罐内采用搅拌和加温技术，这是沼气发酵工艺中的一项重要突破，搅拌和加热可以大大提高发酵速率。完全混合式厌氧消化反应器具有处理量大、便于管理、易启动、耐冲击负荷、运行费用低等优点，适用于高固体含量和难降解有机物的厌氧消化。（3）厌氧反应器的进出料：采用间断反应工艺，每天定时定量并补充同等数量的原料，部分厌氧反应残留物排出。（4）厌氧反应单元厌氧反应器容积为1000 m，1座，钢板拼装结构。下部设进料管及排泥管，上部设有沼气管、出料管、溢流管。厌氧反应过程受温度影响很大，为保证厌氧反应在冬季仍可正常运行，必须对系统实施增温和保温措施。（5）保温和增温厌氧消化反应过程受温度影响显著。本项目拟采用中温厌氧消化，其最佳运行温度为33-35。为保证厌氧反应在冬季仍可正常运行，必须对系统实施增温和整体保温措施。增温热源采用锅炉加热，在罐体内设置加热盘管，热量经加热盘管，实现对罐体的增温。3. 沼气净化与贮存工艺：（1）沼气的净化、贮存利用该单元包括：水封器、气水分离器、脱硫塔、膜式贮气柜。由于发酵产生出来的沼气中含有水分和H2S，直接进入沼气贮柜供用户使用会腐蚀设备，所以必须经过处理。经过净化系统处理后的沼气质量指标，应符合下列要求：a）甲烷含量55%以上；b）硫化氢含量小于20 mg/m。沼气脱水处理采用冷凝法气水分离器，脱硫采用干式脱硫，储存采用膜式贮气柜。在正常情况下，沼气站每天产气1000m。生产的沼气经过气水分离器、脱硫塔净化后，储存在沼气贮气柜中，经增压通过管网输送到用户供生活和生产用气。本沼气工程日产沼气1000m。沼气供60kw发电机组发电，满足养殖场用电。沼气全部消化，不存在沼气释放浪费和污染的问题。4. 沼肥生产及利用：沼液沼渣单元主要包括：水封池、中间水池、沼液贮池等，主要设备含有沼液泵、固液分离机等。沼肥主要供周边农田和林地使用。5. 其它技术措施（1）池体的保温：预处理池包括沉砂池、调浆加热池、水封池及中间水池建在预处理间中，顶设阳光棚，利用太阳光自然保温。（2）采用间断进料方式，保证进料均匀，便于维修。（3）采用机械搅拌方式 ，使罐体内料液充分混合。6.4物料平衡计算表6-1 物料平衡计算表沼气量1000m3/d产气率0.3m3/kgTS固体总量（TS）3333.33kg沼气量*沼气产生率猪鲜粪便固含量20%需猪粪便量16.67吨/天固体总量TS/固体含量猪粪便产量1.67kg/d.头猪猪数量9980头需粪便量/粪便产量*1000进料固含量（鲜粪浓度）8%进料量41.67m3/d固体总量TS/鲜粪浓度稀释用水量25.00 m3/d进料量-需粪便量沼渣产率0.35kg/kgTS沼渣固体量1166.67kg/d固体总量TS*沼渣产量沼渣含固率30%产生的沼渣量1.67m3/d沼渣固体量/沼渣含固率沼液量27.50m3进料量-沼渣量-沼液回流量）沼液储存天数90天沼液储池容积2475m3沼液量*存储天数发电机组60KW按每天发电20小时6.5热量平衡计算本工程加热主要在加热池内对料液进行加热，加热温度控制在33-35，厌氧罐采用300mm玻璃岩棉进行保温，所以，本工程的热量计算主要考虑加热池需要的热量，同时考虑池体和罐体及储气膜的散热量。表6-2 热量平衡计算表料液耗热量Q1料液耗热量Q1需加热的进料量41.67m3/dV初温15.00TS中温40.00TD进料次数2.00次每次加热时间1.00h料液耗热量Q12180382.75KJ/次.小时V(TD-TS) *4.186*1000/次数/加热时间池体耗热量Q2加热池体耗热量Q2=FK(TD-TA) 1.2直径3.6m高3.50m固定池盖K2.50kJ/(m2.h.)Ki1.27kJ/(m2.h.)池壁和池底K=KiK， K6.28kJ/(m2.h.)初温15.00TS中温40.00TDFK池盖耗热量25.43kJ/(h.)3.14*半径*半径*kFK池底耗热量81.14kJ/(h.)3.14*半径*半径*k*kFK池壁耗热量315.55kJ/(h.)2*3.14*半径*