大型沼气工程项目可行性研究报告

XXXX大型沼气工程项目可行性研究报告二OO九年十二月目录XXXX大型沼气工程1第一章项目摘要311项目基本情况312建设目标313建设内容及规模414产品及去向415效益分析4第二章项目建设的可行性和必要性521建设的必要性522建设的可行性523编制依据624编制原则9第三章项目建设的基础条件931建设单位的基本情况932项目的原料供应情况1033地址选择分析10第四章产品1141沼气1142沼气产量确定1243有机肥1344产品去向13第五章沼气工程工艺设计1451工艺参数1452处理工艺选择1453工艺流程的组成1554厌氧处理工艺选择与比较1555沼气存储和净化工艺1656工艺流程1857沼气输配设施1958沼气计量设施19第六章总体设计1961站内总体设计1962站外配套设计19第七章土建设计2071建筑设计2072结构设计20第八章电气设计2181设计依据2182设计规范2283设计说明2284控制与保护2285防雷与接地2286配电系统2387防雷与接地2388防爆设计23XXXX大型沼气工程289供电负荷23第九章安全、节能及消防2491安全生产2492防火消防2493节能25第十章主要构（建）筑物、设备的设计参数25102厌氧消化系统工艺参数设计27103沼气净化系统工艺参数设计28104沼气储存系统28105沼肥储存系统29106配套设施区29第十一章投资概算和资金筹措30111编制说明30112总投资估算表31113投资概算33114资金筹措33第十二章项目实施进度和投招标34121进度安排34122招（投）标依据34123招（投）标范围34124招（投）方式35第十三章项目组织与管理35131管理35132劳动定员和组织培训37第十四章环境保护和安全生产37141污染源和污染物37142污染治理方案38143安全生产39第十五章产品市场分析与预测41151沼气41152沼气发电41153沼液和沼渣43154（生态）农产品。43第十六章社会、生态及经济效益分析43161社会效益43162生态效益44163经济效益44第十七章结论46第十八章附件47XXXX大型沼气工程3第一章项目摘要11项目基本情况（1）项目名称XXXX大型沼气工程项目（2）建设单位XXXX（3）拟建地点林口县龙爪镇民主村（4）主管部门黑龙江省农业委员会（5）建设期限1年12建设目标（1）技术目标发酵体积1000M3产气量800M3/D；消化器有效容积单位产气率10M3/（M3D）；进料浓度10；发酵温度352；粪便降解率80以上；化学需氧量去除率80以上；停留时间30D。（2）经济目标总投资430万元；投资回收期852年；内部收益率840。（3）建设目标XXXX大型沼气工程4年处理粪污146万T，年产沼气292万立方米，发电3796万KWH。13建设内容及规模（1）沼气池容积1000M3；（2）储气柜容积500M3；（3）预处理池容积40M3；（4）计量加热池30M3；（5）沼渣、沼液储池2500M3；14产品及去向（1）年产沼气292万M3，用于发电；（2）年产有机肥1182T，主要用于外销。15效益分析本项目沼气发电收入为1936万元/年，有机肥收入4728万元/年，沼液收入10万元，总收入7664万元/年；经营成本2169万元，本费用来源于项目收入。经计算本项目净现值FNPV为8048万元；税后财务内部收益率FIRR为840；投资回收期为852年，具有良好的经济效益。本项目每年处理养殖粪污146万T，生产的沼气每年可节约3796万KWH电能，节约大量能源，具有明显的生态和环境效益。本项目建成后可缓解粪污对养殖业的发展限制，改善周边土壤肥力；促进生态农业发展，带动无公害农产品生产，提高农产品附加值和农业收入，项目的建设能有力的促进项目区“养殖业生物质能源产业生态农业”循环经济体系的建设，有效的提升当地可持续发展水平，社会效益显著。XXXX大型沼气工程5第二章项目建设的可行性和必要性21建设的必要性211项目的建设是环境保护和治理的需要该公司目前以肉牛育肥、繁育为主，年存栏数达1500头，一年可产生粪尿污染物达11万吨，如得不到有效处理，将会恶化养殖场周边环境，并间接地对水源、土壤等产生严重污染。如果粪便和污水经过厌氧消化后，不仅能获得优质能源（沼气），还能处理废弃物、净化环境，进行生物资源的多层次综合利用。212项目的建设是发展绿色生态农业的需要沼渣是优质的有机肥，用它种植农作物，能够生产出优质高产的绿色农产品，带动周边农户致富，而且也会为我市建设绿色经济走廊起到积极的推动作用。213项目的建设是保护生态环境的需要沼气在保护植被及治理生态环境方面具有重要的作用。据测算，一个农户如果常年使用沼气，一年就可以节约相当于3亩薪炭林的薪材，相当于增加林地面积3亩，生态效益非常明显，在干旱半干旱地区尤其如此。214节约能源的需要沼气是一种具有较高热值的可燃气体，沼气系统可以提供能源，解决或部分解决生活用能问题，既可以节煤，又可以省电。215项目的建设是推动当地经济发展的需要以沼气为纽带的生态农业既能带动种植业发展，又能推动养殖业发展，能够有效地衔接种养两业，协调农业与市场关系，解决农村剩余劳动力，引导农民增收，促进农村经济的稳步发展。22建设的可行性221响应国家政策，可获得相应的支持近年来，农业部陆续实施的“无公害食品行动计划”、“生态家园富民计划”等，使规模化畜禽养殖粪污处理及综合利用得到较快发展。XXXX大型沼气工程6中共中央国务院关于推进社会主义新农村建设的若干意见（中发20061号）指出要加快农村能源建设步伐，在适宜地区积极推广沼气。大幅度增加农村沼气建设投资规模，有条件的地方，要加快普及户用沼气，支持养殖场建设大中型沼气。2007年3月出台的全国农村沼气工程建设规划（20062010）中指出，要重点支持建设规模化畜禽养殖场和养殖小区大中型沼气工程（年出栏量3000头猪单位以上的养殖场），规划到2010年底，全国规模化养殖场大中型沼气工程总数达到4700处左右，占现有大中型畜禽养殖场总数的39左右。全国农村沼气工程建设规划（20062010）强调，要认真贯彻落实党的十六届五中全会提出的大力普及农村沼气的精神，把农村沼气建设作为推进新农村建设的重要举措，加快建设步伐。在国家进一步加大投入的同时，引导地方、企业与农户及其他社会资金积极投资沼气建设。尽快制定沼气工程建设的信贷、用地、发电上网及电价补贴等方面的扶持和激励政策，完善配套法规。222关键技术成熟，建设管理经验丰富经过多年的发展，无论是厌氧发酵工艺还是建设管理经验都取得了较大进步的发展。升流式厌氧污泥床（UPFLOWANAEROBICSLUDGEBLANKET，简称UASB）、升流式厌氧固体反应器（UPFLOWANAEROBICSOLIDREACTOR，简称USR）、完全混合式厌氧消化器（COMPLETESTIRREDTANKREATOR,简称CSTR）、两相厌氧消耗工艺等技术已经成熟。大型沼气工程的建设与沼气站的运行管理都已规范化。223综合效益显著，示范带动作用明显本项目每年处理粪污146万吨，生产的沼气每年可代替标煤3909T，节约大量能源，具有明显的生态和环境效益。本项目建成后可缓解粪污对养殖业的发展限制，促进生态农业发展，带动无公害农产品生产，提高农产品附加值和农业收入，项目的建设能有力的促进项目区“养殖业生物质能源产业生态农业”循环经济体系的建设，有效的提升当地可持续发展水平，社会效益显著。23编制依据1、畜禽养殖业污染物排放标准GB185962001；XXXX大型沼气工程72、畜禽养殖业污染防治技术规范HJ/T812001；3、畜禽养殖污染防治管理办法国家环境保护总局，2001年5月8同发布；4、给水排水设计手册；5、中华人民共和国水污染防治法实施细则（环发1999214号）；6、大中型畜禽养殖场能源环境工程建设规划（农业部，1999）；7、规模化畜禽养殖场沼气工程设计规范；8、畜牧养殖及畜产品加工项目可行性研究报告编制大纲；9、畜牧业发展行动计划农业部；10、农业基本建设项目管理办法；11、畜禽养殖业能源环保站运行维护及其安全技术规程（农业部）；12、畜禽养殖业能源环保站设计规范（农业部）；13、生态农业中废弃物的处理与再生利用（化学工业出版社）；14、沼气实用技术（周孟津）15、畜牧业“十五”计划和2015年远景目标规划农业部；16、污水综合排放标准（GB89781996）；17、爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范；18、电力装置的继电保护和自动装置设计规范；19、畜禽养殖业污染物排放标准（GB185962001）；20、室外排水设计规范；21、给水排水工程结构设计规范；22、钢结构设计规范；23、工业锅炉设计规范；24、工业企业采暖、通风及空气调节设计规范；XXXX大型沼气工程825、工业与民用供配电系统设计规范；26、低压配电装置及线路设计规范；27、农村沼气能源标准；28、沼气工程技术规范NY/T122012006；29、农村家用沼气管路设计规范GB763687；30、沼气工程技术规范第1部分工艺设计（NY/T122012006）；31、沼气工程技术规范第2部分供气设计NY/T122022006；32、沼气工程技术规范第3部分施工及验收NY/T122032006；33、沼气工程技术规范第4部分运行管理（NY/T122042006）；34、沼气工程技术规范第5部分质量评价（NY/T122052006）；35、规模化畜禽养殖场沼气工程运行、维护及其安全技术规程NY/T1221200636、建筑结构可靠度及设计统一标准（GB500682001）37、房屋建筑制图统一标准（GB5/T50012001）38、建筑结构荷载规范（GB5/T501052001）39、建筑抗震设防分类标准（GB5022395）40、建筑抗震设计规范（GB500112001）41、建筑地基基础设计规范（G50072002）42、混凝土结构设计规范（G500102002）43、砌体结构设计规范（G500132002）44、混凝土结构施工图平面整体表示法制图规则和构造详图（03G1011）03G101245、建筑照明设计标准（GB500342004）XXXX大型沼气工程924编制原则（1）资源化原则畜禽粪污是一种有价值的宝贵资源，充分利用畜禽粪污资源是污染防治的重要原则。畜禽粪污经处理后，可以产出再生能源（沼气、电能）、有机肥（固态、液态），具有较好的经济价值。（2）减量化原则必须从粪污的源头抓起，治理与养殖结合起来，做到减量化。对饲养场进行必要的改造，做到干湿分开、雨污分流、实施干清粪、少冲棚或不冲棚的工艺，使粪污水总量控制在最低限度。（3）生态化原则遵循循环经济指导思想，依据物质循环、能量流动的生态学基本原理，强化种养平衡，促进种植业与养殖业结合，实现生态系统的良性循环。（4）综合效益原则兼顾环境效益、社会效益、经济效益，将治理污染与资源开发有机结合起来，使猪场粪污治理工程产出大于投入，提高污水处理工程的综合效益。XXXX大型沼气工程10第三章项目建设的基础条件31建设单位的基本情况XXXX位于林口县龙爪镇民主村，是全县重要的养殖肉牛的一家民营企业。拥有固定资产200余万元，占地面积52万平方米。该企业以肉牛育肥、繁育为主，目前存栏1500头以上，主要品种有西门塔尔、夏洛莱、利木赞等。公司正在扩大饲养规模，在三年内建成万头牛场。32项目的原料供应情况该企业以肉牛育肥、繁育为主，年存栏数达1500头，年产粪尿11万吨，可满足项目需要。33地址选择分析1区域状况林口县位于黑龙江省东南部，牡丹江市北部。地处北纬44464558；东经1291713045之间。北与依兰县接壤，西北和东北与方正县、勃利县为邻，东部和西部与鸡西市、海林市隔山相望，东南部同穆棱市仅一山之隔。本县是一个环抱在张广才岭、老爷岭、完达山余脉之间的“低山丘陵”县份。林口县是一个资源丰富，具有巨大开发潜力的山区县份，素有“八山半水分半田”之称，政治稳定，经济繁荣，环境优雅，佳山茂林，层峦叠嶂，形胜之境随处可见。江河澄清似澈，洁净可人，山川旖旎如画，令人驻足留恋。风光秀丽的莲花泡风景区、闻名全国的八女投江遗址均在县境之内。全县面积71809平方公里，人口441万，设有9镇3乡。县政府所在地的林口县城坐落在“牡鸡铁路的交汇处，四周群山环抱，城北乌斯浑河穿城而过，缓缓东流，绿水青山，掩映多姿，是全县政治、经济、文化的中心。林口历史悠久，具有光荣的历史，据考古发现，早在4000年前的新石器时代这里便有人居住。汉以前为肃慎地；两晋时期亦称邑娄；南北朝时期为勿吉所属；唐初为黑水都督府所辖，后为渤海国郢州属地；辽时为东京道辽阳府里吉直辖；金属上京路胡里改路；元为辽阳行省开元路斡杂怜万户府辖地；明代归属奴儿干都司建州卫；清XXXX大型沼气工程11初为清庭和盛京将军之下的宁古塔昂邦章京管辖及至新民主主义革命时期，林口人民违抗外辱，攘除内患，纷起抗争，留下了血与火书写的光辉历史。面对日寇的屠刀，以冷云为首的八名巾帼英雄含笑走向滔滔江水，威震敌胆。在胡匪将领的淫威面前，剿匪义士血战刁翎，留下了三打刁翎的佳话。匪首李华堂马桥殒命，恶贯桂方庭三道归期。抗战名将周保中，柴世荣，著名作家马可等亦先后在林口开展工作，领导抗日斗争和土地革命。1948年林口县人民政府成立。林口地理条件优越，具有独特的地缘优势。林口地处黑龙江省东南部，东与鸡西市接壤，西与方正县海林市比邻，南与牡丹江市、穆棱市为邻，北与勃利县、依兰县相接。距省城哈尔滨495公里，距牡丹江市119公里，锯鸡西市100公里，南北长140公里，东西宽113公里，处于周边市县经济辐射的核心地带，经济腹地十分广阔。林口资源丰富，极具开发潜力。现有耕地面积2528万亩，农业生产以大豆、水稻、小麦、玉米为主，是商品粮基地。经济作物以烤烟、甜菜、红小豆、温室蔬菜和果树为主。全县有林地面积6778万亩，森林总立木蓄积量2634万立方米，主要有珍贵的红松、落叶松、水曲柳、椴木、白桦、柞树等优质木材。在茂密的山林中，蕴藏着丰富的山产品资源，山肴野味，美不胜收，珍虱佳品，俯拾可见。有虎，豹、鹿、貂等29种经济兽类，数百种野生飞禽，有猴头、元蘑、蕨菜等300多种山野菜和名贵药材。已发现有30多种矿产130处，探明储量的有花岗岩、硅线石、大理石、黄金、石墨、火山灰、煤、铁、黏土、泥炭蕴量极大，林口境内有包括牡丹江、乌斯浑河在内大小河流104条，20座水库，仅二道沟电站就可开发水能94万千瓦，加上莲花水电站，水电量居全省之首。林口经济繁荣，具有广阔的发展前景。改革开放以来，林口工业生产迅速发展，结构日趋优化，目前已具有相当规模，农业坚持“两高一优”，基本地位进一步增强，商业网点遍布城乡，购销两旺，初步形成了全县统一的，具有资源特色的大市场；乡镇企业实现了超常规、跨越式发展，形成七大门类；外向型经济发展迅速，成为县城经济新增长点。林口县河山秀丽，自然人文旅游资源十分丰富。正在开发的莲花旅游开发区，更将使林口的旅游业锦上添花，充满迷人魅力。2交通状况林口县交通便利，通讯发达，林口境内牡佳、牡鸡两条铁路与鹤大、方虎两条公XXXX大型沼气工程12路线纵横交错，是连结牡丹江、佳木斯、鸡西三个中心城市的交通枢纽。距省城哈尔滨495公里，距牡丹江市119公里，锯鸡西市100公里，南北长140公里，东西宽113公里，处于周边市县经济辐射的核心地带，经济腹地十分广阔。3气候条件本县境内属中温带大陆性季风气候，在复杂地形影响下，形成了“冬季严寒少雪，春季少雨干旱，夏季降雨分段集中，并常伴有阶段性的低温和伏旱发生，多短时的局部暴雨、冰雹灾害，秋季凉爽，初霜偏早”的气候特点。全县年平均气温在1936之间；7月份为最热月，月平均气温为212，极端最高气温达370；1月份为最冷月，月平均气温为192，极端最低气温达397；年降水量平均在520570之间，主要分布在北部和东北部山区，年最多年降水量为720毫米，年最少降水量只有1630毫米。全年日照时数平均在2600小时，其中59月为1165小时，占全年日照时数的45；无霜期平均在100130天之间。4基础设施条件分析供水系统项目区域内地下水较为丰富，易开采，且水质良好，能够满足生活饮用水卫生标准GB57492006的要求，水井作为项目供水水源是委托可靠的。消防给水管同生产、生活给水管共用。根据建筑设计防火规范（GB500162006）的要求，考虑同一时间内发生一次火灾，一次灭火用水量为15L/S，火灾延续时间按2小时计，场内设置室外消防给水系统。供电系统当地供电站架设10KV的高压供电线，接入场内，场区建变电站1座，内设10KV/04KV变压器2台，容量为250KVA。动力设备均采用三相380伏供电，照明采用单相220伏供电。地质条件林口县大地在黑龙江省地层区划中位于兴凯湖布列亚山地层区，分属于佳木斯隆起带和张广才优地槽褶皱带两个三级构造单元。县域牡丹江以东地区属于佳木斯隆起带南部的老爷岭和完达山地块，称林口凸起，包括三道通镇、莲花镇牡丹江以东地区和其他10个乡镇的全境；牡丹江以西地区属于张广才岭优地槽褶皱带的一部分，包括三道通镇、莲花镇牡丹江以西地区。县域大地十分古老，早在地球上原始古陆从海洋中XXXX大型沼气工程13开始生成的时期就随之发育生成了。以后，在漫长的地质年代中经过复杂的隆起、沉降、海进、海退、沉积间断、火山、地震、断裂、旋扭和凹陷等诸多大地构造活动，终于形成了今日林口的地势、地貌和地层。同时也为林口大地孕育生成了丰富的矿产资源。林口县境整个地势为四周高、中间低。大体分为中低山地、漫岗坡地、河谷平原和沟谷洼地4种地貌。5厂址选择结论该项目选择厂址，达到了最优化的原料供应条件，产品销售以就近销售为主，交通条件极为便利。供水、供电、土地等公用工程均可保证。该项目选址地理位置位于禽畜养殖地及附近居民主导风向的下风侧。经论证认为厂址符合项目的建设要求。XXXX大型沼气工程14第四章产品41沼气411沼气的成分沼气的主要成分是甲烷（CH4，占沼气成分的4050）、二氧化碳（CO2占沼气成分的3040）和少量的硫化氢（H2S）、一氧化碳（CO）、氮等气体。412沼气性质沼气为无色气体，由于含有少量硫化氢，有轻微臭鸡蛋味，燃烧后可消除。人工沼气性质接近于天然气，但也有不同之处。具体见表41。表41人工沼气和天然气的差异气体种类制取方法可燃成分含量（）热值人工沼气发酵法甲烷、氢气55702000029000天然气钻井法甲烷、丙烷、丁烷、戊烷90以上约36000根据沼气与天然气的成分，其理化特性区别具体见表42。表42甲烷、沼气和天然气理化性质对比表理化特性甲烷沼气（CH460、CO240）天然气（甲烷、丙烷、丁烷、戊烷）体积百分比（V，）548010090以上热值（Q，KJ/M3）358202770036000密度（C，G/L标准状态）072122070075比重（G，与空气对比）05509405610临界温度（T，）82525748421623临界压力（105帕）4645935539310爆炸范围（与空气混合的体积百分比）51088024515气味无微臭鸡蛋味无从表41至42可以看出，天然气与沼气的理化性质基本相似，经过脱硫处理之后，XXXX大型沼气工程15沼气燃烧后的高热值可用做烧饭、点灯，也可以驱动内燃机和发电机。413沼气用途对比沼气是一种优质气体燃料，可以用来煮饭、点灯照明。由热量计算公式，QCMTVQ，如若四口之家一天需用1M3天然气满足日常所需，经换算后，15M3沼气均可满足日常所需。沼气可用来发电，经过换算与实际测试1M3沼气可发15度电。42沼气产量确定421沼气容积计算根据每天处理18吨粪便量（猪粪）计算，粪便干物质含量按18计，进入反应罐浓度按10，停留时间为30天，则反应罐有效容积应为18T01830/101000M3，所以建发酵罐体积为1000M3，采用中温发酵，按照单位有效池容产气率08M3/M3D左右计算，产气量800M3/D。422沼气发电效益沼气用于集中发电与供气，年产沼气292万M3，主要用于发电，年发电量为3796万KWH，发电效益为2832万元。43有机肥431有机肥与沼液产量本项目产生的有机肥1182T/年，主要用于外销，供应价格为400元/吨，有机肥产品可实现年收入4728万元；年产沼液05万吨，价格为20元/吨，年收益为10万元。432有机肥需求本工程产生的沼液本身即为天然有机肥料，可用于农田施肥和瓜果大棚蔬菜等经济作物施肥，还可作为养猪和养鱼的饲料，作为农药替代部分化学农药。沼渣本身经简单脱水即可成为普通有机肥，进一步深加工可制作各类专用有机肥，如有机复合肥、生物有机肥等。目前项目当地的沼肥市场有广阔的需求，蔬菜种植面积高达13万亩，有机肥总需求高达5000T以上，目前本项目年产沼液05万T，有机肥657T,市场需求远远高于市场供给量，本项目的沼渣有机肥可以全部销售XXXX大型沼气工程1644产品去向（1）沼气主要用于发电；（2）有机肥用于周围乡镇蔬菜种植。第五章沼气工程工艺设计51工艺参数1该项目每天处理鲜粪便产量约18吨，总固体含量为18，采用干清方式收集鲜XXXX大型沼气工程17粪。2鲜粪中干物质含量TS为18吨18324吨。3进料浓度TS10，每天进料量为324吨/10324吨。4稀释水用量需要稀释水用量为144吨/天，其中沼液回流7吨，新鲜水74吨。5发酵温度为35，沼气池池容产气率为10M3/（M3D）。6所需发酵罐总体积为1000M3。7沼肥量每天产生的沼肥量为324吨，减去回流沼液7吨，则剩余的沼渣、沼液量为254吨/天，其中沼液2216吨/天、有机肥324吨/天。8沼渣沼液存储池考虑当地用肥情况，沼肥按剩余沼肥存储100天设计，则沼肥储池总容积设计为2500M3。52处理工艺选择（1）处理工艺选择原则沼气工程的建设和运行受多种因素的制约和影响，其中，工程工艺方案的确定对确保沼气站站的运行性能和降低费用最为关键，因此有必要根据确定的标准和原则，从整体最优的观念出发，结合设计规模、废水水质特性以及当地的实际条件和要求，选择切实可行且经济合理的处理工艺方案，经全面技术经济分析后优选出最佳的总体工艺方案和实施方式。根据已经确定的条件和要求，在沼气工程的总体工艺方案确定中，将遵循以下原则所选工艺必须技术先进、成熟，对物料变化适应能力强，运行稳定。所选工艺的基建投资和运行费用少，占地面积省。所选工艺应易于操作、运行灵活且便于管理。根据进料情况，应能对工艺运行参数和操作进行适当调整。所选工艺应易于实现自动控制，提高操作管理水平。XXXX大型沼气工程1853工艺流程的组成本沼气工程工艺流程主要包括六大部分，即发酵原料预处理工段、沼气发酵工段、沼气净化、沼气储存、沼气发电。预处理工段主要是预处理池和计量加热池。粪便采用干清方式收集并通过专用运输设备直接运至预处理池。利用机械动力将粪便和废水在池内调成一定TS浓度的粪污水，然后进入计量加热池内。计量加热池内配备机械搅拌和加热系统，热源利用锅炉产生的热量。沼气发酵工段是在厌氧条件下，沼气发酵细菌降解有机物，分解的主要产物是以甲烷为主的沼气。沼液进入沼液储存池用作农田灌溉和追肥。沼气净化工段是厌氧消化罐产生的沼气除含有CH4和CO2外，还含有水蒸气、H2S和悬浮的颗粒状杂物，H2S不仅有毒，而且有很强的腐蚀性，需进行脱水、脱硫等净化处理。沼气储存是利用双膜干式储气柜进行储气。沼气发电是采用发电机组将产生的沼气用于发电，供厂区内部用电设备使用。54厌氧处理工艺选择与比较在我国，常用的UASB、USB、CSTR工艺进行简要介绍。升流式厌氧污泥床（UPFLOWANAEROBICSLUDGEBLANKET，简称UASB）UASB工艺流程是先对养殖场污水进行固液分离，污水进入污泥反应区、气液固三相分离器（包括沉淀区）和气室三部分组成。UASB反应器进行厌氧反应，产生沼气，出水往往需进一步耗氧处理，进行达标排放。它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。UASB工艺由于沼气产量少，采用热电联产（CHP）无法满足自身原料升温要求。升流式厌氧固体反应器（UPFLOWANAEROBICSOLIDREACTOR，简称USR）USR工艺流程是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后（进料TS浓度35），进入USR反应器，USR反应器采用上流式污泥床原理，XXXX大型沼气工程19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，不适宜耗氧处理达标排放，一般用于农电施肥生态化处理，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，热能输出部分可满足20左右温度条件下原料的升温要求，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。完全混合式厌氧消化器（COMPLETESTIRREDTANKREATOR,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，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1250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。两相厌氧消耗工艺两相厌氧消耗工艺是把厌氧消化的酸化过程分解，使厌氧消化反应分别在两个独立的反应器中进行的工艺流程。这种工艺每一反应器只完成一个阶段的反应，第一反应器只完成产酸阶段反应，第二反应器完成产甲烷阶段反应，故又称两段式厌氧消化工艺。按照所处理的废水水质情况，两步发酵可以采用同类型或不同类型的厌氧消化反应器。该工艺具有以下特点A、耐冲击负荷能力强，运行稳定，避免了一步法不耐高有机酸浓度的缺陷；B、两阶段反应不在同一反应器中进行，互相影响小，可更好地控制工艺条件；C、消化效率高，尤其适于处理含悬浮固体多、难消化降解的高浓度有机废水；本项目采用完全混合式厌氧消化器（CSTR）工艺。55沼气存储和净化工艺1、沼气净化厌氧消化罐产出的沼气是含水蒸气的混合气体，除含有气体燃料CH4和惰性气体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。因此还需进行脱水、脱硫等净化处理。XXXX大型沼气工程20本工程拟采用干式再生脱硫工艺沼气过滤器脱硫塔输送利用，其主要作用原理如下过滤器主要是去除悬浮颗粒，脱硫塔内装条形或螺旋形氧化铁或氧化铁屑（如车床铁屑）作为脱硫剂，在常温常压下就能反应。脱硫过程FE2O3H2O2H2SFE2S3H2O3H2O脱硫剂再生2FE2S3H2O3O22FE2O3H2O6S脱硫塔用不锈钢制作，直径高度156，脱硫剂填充率700800G/L，沼气空床流速23M/MIN，反应时间3545MIN，一般用两个脱硫塔，脱硫与再生同时进行。运行时间长了，脱硫剂的表面沉积单体硫S，影响效果时，就可以停沼气，通入空气再生。反应最佳温度在2540。经过干式再生脱硫工艺处理后，脱硫后气体中硫化氢含量10MG/M3，基本达到国家农业部沼气工程技术规范第2部分供气设计的相关要求（NY/T122052006）。图51沼气脱水脱硫工艺流程图2、脱硫废渣液的处理脱硫剂经过一段时间的脱硫过程会进入饱和状态，此时需要将脱硫剂从脱硫塔内卸出，摊晒在空地上，均匀在脱硫剂上喷洒少量稀氨水，利用空气中的O2，在温度70的情况下进行自然再生。3、沼气储存厌氧消化罐中输出的沼气直接贮存在储气柜中。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。本工程选择双膜干式贮气柜，工作压力03MPA，而且该储气膜安装在反应器上部，与反应器连XXXX大型沼气工程21接，形成一体。56工艺流程首先将鲜粪放进泡粪调浆池内，通过加水搅拌成固含量为8浓度的料液；物料通过进料泵进入计量加热池；在锅炉提供的热量和机械搅拌的作用下将物料加热到352度，然后用进料泵将料液送入厌氧反应器。产生的沼气进入双膜干式贮气柜，经脱水、脱硫等净化处理后一部分通过发电机组发电供养殖场用及上网。沼气工程工艺流程图热水农田沼气热水计量加热池提升泵厌氧消化罐气水分离器脱硫塔输气管道余热系统发电保温沼液回流泵预处理池猪粪粪污沼渣沼液池生物质锅炉站内用电、上网双膜干式贮气柜57沼气输配设施沼气输配设施由导气管、输气管、管道连接件、开关、压力表、三通、疏水器等组成。输气管道采用PVC硬管或铝塑复合管。XXXX大型沼气工程22沼气含有微量水蒸气，在输送中遇管道受冷形成水，积聚在管道中，使沼气输送受阻，造成沼气燃烧不稳定。就是在主管道上每隔一定距离，在底部开孔，焊接一根细的管道，接上疏水器，同时可以设置集水槽的，管径为主管的1/2左右。在集水槽的1/3处焊接通向疏水器的管道进行排水。压力表用于观察产气量、用气量及测量池压力，检查沼气池和输气系统是否漏气的工具。农村用户沼气输气系统常用低压盒式压力表和U行压力表。58沼气计量设施沼气用户计量按一户一表原则，民用沼气用户采用集中显示计量装置。同时，在计量装置前是只有过滤器，装置后设置有止回阀，以保证沼气计量表的安全使用第六章总体设计61站内总体设计平面布置一方面满足工艺流程的要求，另一方面功能分区尽量明确。粪污处理场分为二个区XXXX大型沼气工程23第一区为生活区，设置办公室、值班室、库房和卫生间；第二区为沼气生产区，建有预处理池、计量加热池、厌氧消化器、沼液储池等以及沼气净化发电机房等建筑物。在厂区布置中各建、构筑物疏密得当，留有管线布置条件和足够的绿化用地。生活区内广植草坪，加以乔木、松竹、花卉点缀于生产管理建筑物和生活设施之间。62站外配套设计1站外道路设计站外道路就近接入养殖厂道路。（2）站外供电站外供电就近由市政供电网路接入，设计单位提供站区总用电负荷参数，由业主单位向当地供电局审批规划接入（3）站外供水通讯自来水及通讯均由养殖厂接入，本部设计由业主单位设计。第七章土建设计71建筑设计1设计标准建筑耐火等级为二级。2设计内容本工程为新建工程，按使用功能分区，可划分成粪污发酵处理区和沼气净化及发电区两大部分。本次工程设计的主要内容包括预处理池、计量加热池、厌氧发酵罐、沼气净化间、发电机房、沼渣沼液储池等。XXXX大型沼气工程2472结构设计一设计标准（1）木兰县天一养殖责任有限公司大型沼气工程，按使用功能，分为生产用房，地下构筑物，罐体安装生产性构筑物等分部工程。（2）本工程设计建筑结构的安全等级为二级。（3）本工程各项建构筑物主体结构的设计使用年限为50年。（4）本工程钢筋混凝土结构构件的裂缝控制等级为三级，最大裂缝宽度限值为02MM。（5）建筑结构的地基基础设计等级为丙级。（6）本工程建筑抗震设防类别属丙类建筑，抗震设防烈度为6度。（7）生产用房配套设施均为砖混结构，条形砖基础，设置圈梁。基础深度应达到持力层并且回填夯实系数达到标准。伸缩缝按规范设置处理。（8）地下构筑物均为钢筋混凝土结构，内外层均有防水砂浆抹灰。（9）混凝土要求抗渗，抗渗等级S6。（10）混凝土的防冻，低温作业必要时要求掺防冻剂，以免达到临界强度。（11）混凝土的抗浮，对于地下水位较高的地区，要求混凝土有抗浮要求。因地下水位情况而定，可采用降水抗浮或配重抗浮，以达到设计要求。（12）对于构筑物和建筑物位置相邻的情况，有防爆要求的，应选取有效地泄压结构形式。（13）本工程生产性构筑物除发酵罐及沼液罐主体采用搪瓷钢板结构、其余均采用现浇砖混结构。二设计内容本工程生产性构筑物除发酵罐及沼液罐主体采用搪瓷钢板结构、其余均采用现浇砖混结构。XXXX大型沼气工程25第八章电气设计81设计依据工艺提供的电气负荷资料；工业用电设计技术规定；供配电系统设计规范；通用用电设备设计规范；相关文件资料82设计规范本工程设计范围包括厂区内供电、配电及电气设备控制设计，电源外线工程的电XXXX大型沼气工程26气设计不在本设计范畴。83设计说明本工程应急照明为二级负荷，其余为三级负荷。电源由厂区外变电所引至车间进户配电箱，由车间进户配电箱至各动力、照明配电箱干线穿管敷设。由动力配电箱至各用电设备的线路穿钢管沿墙、地暗敷设。由照明配电箱至灯具的导线穿PVC沿墙、棚暗敷设，或沿钢屋架明敷设。所有用电设备均由配电箱处及控制室控制。消防及应急照明线路穿钢管暗敷设，保护层厚度不小于30MM。84控制与保护站内设立PLC逻辑控制，各开关、综合保护器、各电机运行状态等可显示。保护设定380V进线设短延时电流速断、过电流保护，动作于断路器跳闸，变压器设电流速断、过电流、超温保护，动作于断路器跳闸。控制绝大部分工艺设备采用以PLC可编程控制器自动控制（或上位机控制）与机旁手动控制相结合的控制方式。在就地控制箱上设“程控/就地”转换开关，“就地”位置时，机旁进行设备的启/停操作。“程控”位置时，由PLC可编程控制器进行操作。低压元器件选用性能可靠，技术较为先进的开关设备作为低压设备的保护与控制。85防雷与接地企业用电属于工业用电应与民用电区分开来，发电机组的运行时通过增压泵给管道增压，使工作压力达到30004000PA,这样管道就可以把沼气输给发电机组然后启动发电机组。通过沼气发电机组发出的电能满足场区用电。为防止直击雷，在中温发酵罐、贮气柜顶局部设防雷避雷带、避雷针。为防止雷电侵入波对电器设备的破坏，变压器中心点直接工作接地，保护接地与其共用一组接地网，接地电阻不大于10欧。电器设备外壳，电缆桥架等设备均与接地网相连。86配电系统本工程电源由场区配电室将380/220V三相四线制引入控制室内，经控制室内总配XXXX大型沼气工程27电柜给各用电点。总配电柜上装有电压表、电流表盒电度表，以监测整个处理装置的用电情况。动力设备均采用380V供电，照明采用单相220V供电。本工厂照明为三级负荷，室内照明线路均采用BV硬铜芯塑料绝缘电线，照明电线均采用225平方毫米电线穿16PVC敷设，插座电线34平方毫米电线穿20PVC管敷设。照明灯具根据GB500342004建筑照明设计标准设计，并且爆炸区域设置防爆灯具，配电室设置应急照明灯具。87防雷与接地为防止直击雷，在中温发酵罐、贮气柜顶局部设防雷避雷带、避雷针。为防止雷电侵入波对电器设备的破坏，变压器中心点直接工作接地，保护接地与其共用一组接地网，接地电阻不大于10欧。电器设备外壳，电缆桥架等设备均与接地网相连。88防爆设计对于生产、加工、处理、转运或贮存过程中出现或可能出现爆炸性气体混合物环境时，应进行爆炸性气体环境的电力设计，特别是贮气柜、厌氧罐、沼气输送管道等要贯彻预防为主的方针，保障人身和财产的安全，因地制宜地采取防范措施，做到技术先进，经济合理、安全适用，具体见爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范（GB5005892）。89供电负荷本工程中的主要设备功率统计表见下表序号设备名称功率（KW）数量（台）装机功率（KW）运行功率（KW）日运行时间（H）日总耗电量（KW）1框式搅拌机55255111112潜污泵55255111113螺杆泵55255111114离心水泵75275151155防爆压缩机121220406鼓风机111124247循环水泵111111120228合计271521134本工程常用容量为316KW，考虑同时系数为08，算最高运行负荷为2168KW，单机容量最大为75KW，日耗电量为134KW。XXXX大型沼气工程28第九章安全、节能及消防91安全生产本工程设计采取了以下措施，以确保厂区的安全生产和运行管理人员的劳动保护各生产构筑物均设便于操作和行走的操作平台、走道板及安全护栏、扶手。各种用电设备均按国家的有关标准作好接零接地保护。为防止直击雷，在综合楼屋顶局部设防雷避雷带，个别构筑物顶或边角设避雷针。变压器中心点直接工作接地，保护接地与其共用一组接地网，接地电阻不大于10欧。电器设备外壳，电缆桥架等设备均与接地网相连。电气设备及机械设备的布置注意留有足够的安全操作距离及空间。在本设计中设有超越、溢流等管道，防止事故时造成危险。在有建筑的生产车间设有通风设备，保证工人生产安全。在运行前制定相应的安全规程，操作人员上岗前进行必要的专业技术培训，以确保正常运转。一定程度的自动控制，降低劳动强度，尽量避免直接接触废水及有毒有害液体和气体。XXXX大型沼气工程2992防火消防厂区内所有建、构筑物均按二级耐火等级设计，其墙、柱、梁、板、楼梯等均采用非燃料体材料，在总图布置上各建筑物间按建筑设计防火规范要求，留有足够的防火间距。厂内设置的道路均满足消防车行驶要求。按国家室外给水设计规范要求，厂内设置足够的室外消火栓。消防给水管道同生产、生活给水管道共用，呈环状布置。消防按同一时间内发生火灾一次考虑，室外消火栓用水量为15L/S。变电室等相应配备干粉灭火器。控制和防止电缆火灾蔓延，采取以下措施主要动力电缆敷设在地下电缆沟内。电缆刷防火涂料。电缆孔洞以耐火材料封堵。道路环通，满足消防车的通行93节能我国能源和水资源都十分紧张，因此在工程设计中考虑如何节约和有效的利用能源及资源是具有很重要的意义。在本工程设计中，尽量使工艺布置及管线连接简捷，减少水力损失，选用效率在80以上的水泵，减少耗电量。发电机组产生的烟气，经余热回收装置换成热水，供厌氧发酵罐保温。XXXX大型沼气工程30第十章主要构（建）筑物、设备的设计参数（1）预处理池功能在搅拌器作用下，利用蒸汽锅炉和发电机余热来加热物料，根据进料与水的比例进行混合，并进行沉淀。浆液由切碎机破碎后，由提升泵送至计量加热池。尺寸542M有效容积40M3池数1池构造形式地下钢混（2）计量加热池功能在搅拌器作用下，利用蒸汽锅炉和发电机余热来加热物料，浆液由提升泵至厌氧消化罐，同时起到计量的作用。尺寸532M有效容积30M3池数1池构造形式地下钢混（3）搅拌机XXXX大型沼气工程31功能将池内需加热物料充分混合。型号XL8材质不锈钢功率55KW数量2台（4）切碎机功能将长纤维及固体颗粒破碎，并排掉。型号MOVAS功率22KW数量1台（5）进料泵螺杆泵功能厌氧消化罐进料。型号GL501扬程60M流量20M3/H功率55KW数量2台（6）提升泵坑功能放置进料泵。尺寸533M池数1池构造形式地下钢混（7）生物质锅炉XXXX大型沼气工程32功能为泡粪池、计量池、厌氧消化罐提供热量。型号LSG1504A蒸汽量15吨/小时蒸汽温度144度压力04MPA数量1台102厌氧消化系统工艺参数设计1、厌氧消化罐（采用地下1M，地上32M）功能厌氧发酵产气。有效容积1000M3内壁尺寸1337M72M停留时间30D发酵温度352数量1座材质搪瓷钢板。103沼气净化系统工艺参数设计（1）脱硫塔功能沼气净化处理能力1000M3/D型号STL2数量2台（1用1备）（2）脱水器功能沼气脱水XXXX大型沼气工程33型号STS2数量2台（1用1备）（3）干式阻火器型号HF500数量1台104沼气储存系统双膜干式贮气柜功能贮存厌氧反应器产生的沼气。总容积500M3结构尺寸1337M45M数量1台105沼肥储存系统（1）沼液泵（离心泵）功能沼液回流。型号50SG2065扬程65M流量20M3/H功率75KW数量1台（2）沼渣、沼液储池功能储存沼肥。总容积2500M3尺寸402525MXXXX大型沼气工程34池数1座储存时间100天106配套设施区1、预处理间尺寸LXBXH15X6X34M占地面积90M2结构形式砖混数量1座2、办公室尺寸LXBXH5X5X34M占地面积25M2结构形式砖混数量1座3、控制室尺寸LXBXH5X5X34M占地面积25M2结构形式砖混数量1座4、净化间尺寸LXBXH6X5X34M占地面积30M2结构形式砖混数量1座5、锅炉房尺寸LXBXH8X5X34M占地面积40M2结构形式砖混数量1座XXXX大型沼气工程356、发电机房尺寸LXBXH8X5X34M占地面积40M2结构形式砖混数量1座第十一章投资概算和资金筹措111编制说明工程概况XXXX大型沼气工程，建设地点林口县龙爪镇民主村。本工程项目总投资430万元。建设范围包括工程使用功能分区，可划分成粪污发酵处理区和沼气净化及发电区两大部分。本次工程设计的主要内容包括预处理池、计量加热池、厌氧发酵罐、沼气净化间、发电机房、沼渣沼液储池等。其中生产用房配套设施均为砖混结构，地下构筑物均为钢筋混凝土结构，生产性构筑物除发酵罐及沼液罐主体采用搪瓷钢板结构、其余均采用现浇砖混结构。编制依据1、本工程估算方式采用定额预算，套用2000年办法的黑龙江省建设工程预算定额及2007年颁发的黑龙江省建筑安装工程费用定额。2、补充黑建造价20095号文件，黑建造价20089号文件。3、补充工程建设其他费用内容及费率标准。4、材料价格参考当月造价信息，材料价格风险控制在5以内。112总投资估算表一建设内容建筑形式规模（数量）单位单价元投资估算万元（一）建安工程16141土建工程144511预处理池钢混40立方米1000412计量加热池钢混30立方米10003XXXX大型沼气工程3613提升泵坑钢混45立方米10004514厌氧反应器基础钢混150立方米10001515沼渣沼液池砖混2500立方米2005016预处理间砖混90平方米8007217净化间砖混30平方米8002418发电机房砖混30平方米8002419控制室砖混20平方米80016110办公室砖混25平方米8002111锅炉房砖混120平方米80096112厂区道路硬化水泥路1000米15015113厂区绿化其他240平方米600144114场地平整其他5115设备基础其他842安装费用16921给排水工程300平方米2306922采暖工程280平方米214623发电工程280平方米1424（二）田间工程12（三）仪器设备购置22691进料泵其他4套2000082沼液泵其他2台1500033循环水泵其他1台1000014切碎机其他1台5000055增压泵其他1台35000356搪瓷拼装反应器1000M3其他1座700000707立式搅拌装置其他2套4000088反应器搅拌装置其他1套7000079反应器内工艺管线其他1套80000810反应器保温其他1套80000811罐体防雷系统其他1套10000112膜式储气柜400M3其他1座3000003013脱水罐其他2套10000214脱硫塔含脱硫剂其他2座30000615发电机组45KW其他1套2000002016余热回收装置其他1套1000001017生物质锅炉其他1套1100001118阻火器其他1个40000419深井泵系统其他1套20000220工艺管道系统其他1套70000721余热回收管道系统其他1套60000622站内供电及照明其他1套50000523通风设备其他1套100001XXXX大型沼气工程3724沼气在线监测系统其他1套400004（四）其他1871