拟建成处理存栏5600头猪场粪污的大型沼气工程项目立项申报建议书.doc

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1、拟建成年处理存栏5600头猪场粪污的大型沼气工程项目立项申报建议书 第一章 项目摘要 一、项目名称:洛南县雄麒畜牧有限公司大型沼气工程建设 二、建设单位:洛南县雄麒畜牧有限公司 三、建设年限:2010年7月-2011年7月 四、建设地点:陕西省商洛市洛南县城关镇 五、项目建设内容与规模 本项目占地10亩,拟建成年处理存栏5600头猪场粪污的大型沼气工程,具体建设内容如下: 1、建安工程 (1)预处理单元:预处理间165.2 m2,进料池、调配池及风机基础172.8 m3。 (2)核心单元:CSTR反应罐基础1座,锅炉房、发电机房、电控室、值班室122.4 m2,凝水井1座,沼渣沼液浓缩池108

2、 m3,沼液储池2310 m3,出料井、阀门井1座。 (3)附属单元:堆粪棚1座,厂区道路及排水暗渠2200 m2,配套给排水消防及暖通、照明,输配管道工程1000m。 2、仪器设备购置 本项目购置仪器设备234台(套),其中:预处理设备6台(套),核心单元设备15台(套),净化单元设备211台(套),其他设备2套。 六、投资估算 该项目总投资为442.00万元,其中:建安工程134.95万元;仪器设备234.19万元;安装工程14.59万元;工程建设其他费28.20万元;预备费21.07万元。 七、资金筹措 该项目总投资442.00万元,拟申请中央投资198.00万元,占总投资44.80%;

3、申请地方配套投资40.00万元,占总投资9%;建设单位自筹资金204.00万元,占总投资46.20%。 八、效益分析 项目建成后,形成固定资产投资392.73万元,年处理存栏5600头猪场粪便,年生产沼渣肥839.50吨、沼液肥约5686.70吨,共计收入78.53万元;年产沼气29.00万m3,沼气年发电量43.50万千瓦时,按照0.50 元/千瓦时计算,供猪场自用可实现增资收21.75万元;共计实现增资节收年收入100.28万元。年运行费用71.03万元,每年可获净利润29.25万元。投资内部收益率13.15%,静态投资回收期6.60年。实现养殖业发展、再生能源生产利用、肥料生产和生态环境

4、保护的良性生产模式。 第二章 项目建设的必要性和可行性 一、项目背景 党中央、国务院根据我国社会经济发展的状况,明确要求“大力发展循环经济,建设节约型社会”。循环经济是人类经济发展过程中的最优化模式,它改变了传统经济的线性发展模式,呈现“资源?产品?再生资源”的反馈式闭环流程,以低开采、高利用、低排放的方式,以最小的资源和环境成本,取得最大的经济社会效益。发展循环经济是统筹经济、社会、环境协调发展的一种新型发展模式。在微观层次上,要求生产企业纵向延长生产链条,从生产产品延伸到废旧产品回收处理和再生利用;横向技术体系拓宽,将生产过程中产生的废弃物进行回收利用和无害处理。在宏观层次上,要求整个社会

5、技术体系实现网络化,使资源实现跨产业循环利用,并对废弃物进行产业化和无害化处理,实现综合利用。 随着社会经济的发展和陕西省农业产业结构的调整,全省畜牧业结构调整步伐加快,尤其是陕西“畜牧业西进东扩发展战略”、“绿色畜产品行动计划”的实施,畜牧养殖业快速发展,集约化畜禽养殖规模不断扩大,规模化、集约化的养殖逐步取代传统式的分散型养殖,当前已成为畜牧业发展的必然趋势,畜禽养殖业已成为农业增效、农民增收的重要途径。但随着畜牧业的发展,大量畜禽粪便给环境造成了污染,畜禽粪便及污水对环境的污染和对其自身可持续发展带来的影响,已成为当前制约畜牧业健康发展的主要因素,也对畜产品的安全构成威胁。改革开放以来,

6、陕西省畜禽养殖业向集约化、规模化、现代化迅速发展,导致高浓度和高度集中的畜禽粪便污水对环境的污染日益严重,已呈现“点-线-面”的发展态势。治理污染,保护和改善生态环境,促进畜禽养殖业可持续发展,已成为新世纪农业环保的当务之急。 沼气工程建设把可再生能源技术和高效生态农业技术结合起来,呈现“资源?产品?再生资源”的反馈式闭环流程,以低开采、高利用、低排放的方式,以最小的资源和环境成本,取得最大的经济社会效益。在解决农户炊事用能,改善农民生产生活条件,促进农业结构调整、促进畜牧业健康发展和农民增收节支,巩固生态环境建设成果等方面发挥了重要的作用。因此,被誉为建设资源节约型社会的能源工程,建设环境友

7、好型社会的生态工程,增加农民收入的富民工程,改善农村生产生活条件的清洁工程,为农民办实事办好事的民心工程。 全国农村沼气工程建设规划2006-2010年 指出:对于大中型沼气工程,重点支持建设年出栏量3000头猪单位以上的养殖场和养殖小区。规划指出养殖场大中型沼气工程应以“一池三建” (养殖场沼气工程沼气发酵池建设与畜禽粪便预处理、沼气利用、沼肥利用设施相结合)为基本建设单元,将按照污染防治、能源生产、生态农业发展的功能要求,积极推广统一建池、集中供气、综合利用的建设模式,把养殖场沼气工程建成新农村建设的重要公益性项目,实现经济效益、社会效益和生态效益的统一。要以发展农业循环经济为指导,将养殖

8、业、沼气工程和周边的农田、鱼塘等进行统一筹划、系统安排,在为畜禽场或周围居民提供清洁燃料的同时,开展沼液、沼渣综合利用,发展生态农业,带动无公害农产品生产,使养殖场粪污达标排放,实现畜禽粪便的资源化利用和环境治理双重目标。 对于洛南县雄麒畜牧有限公司在商洛市洛南县城关镇宋村的年存栏5600头的猪场,沼气工程建设可解决该猪场场产生粪污处理问题,厌氧发酵产生沼气并用于发电,解决场区用电,减少环境污染;沼液沼渣用于周围农田使用。在取得良好经济效益的同时,还可以取得生态、环境和社会等综合性效益。 二、项目建设的必要性 1、建设沼气工程是治理污染,保护环境的客观要求。 随着农业产业结构调整步伐的加快,畜

9、牧业生产向规模化、集约化方向发展,但畜禽粪便的过度集中和处理已成为一个严重的环境污染问题。畜禽粪便在某些微生物的作用下,碳水化合物分解为甲烷、有机酸和醇类的带酸臭味的气体;蛋白质和脂类分解为氨、硫化氢、甲硫醇和粪臭素等有恶臭的含氮和硫的化合物,污染周围空气,严重影响了空气质量。粪便中的某些有害物质,如蛋白质、脂肪酸腐败的产物(也是粪便恶臭的构成物质)能溶解于水,使水具有臭味,从而恶化了水质,使之不适于人畜的饮用。这些腐败性有机物质进入水体,经微生物分解后,会释放氮、磷等富营养成分,促使水中藻类等水生生物大量繁殖,引起水质的富营养化。另外,粪便中的病原微生物(或寄生虫等)进入河道后,能够通过水体

10、或水生动植物进行快速的扩散和传播,直接或间接的传染各种疾病。与水质污染有关的主要是BOD、COD、SS、大肠杆菌、蛔虫卵、氮和磷等。畜禽养殖场的污水中含有大量的污染物质,其污水的生化指标极高,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,对附近群众身体健康产生极大威胁。进入土壤的畜禽粪便,其中的有机物质本来可以通过微生物的作用完全分解,非但不会污染环境,而且可以向土壤提供植物生长所需要的营养物质,维持土壤的自净肥力,但是由于粪便堆积不施入土壤,堆积养殖场附近,超过堆积土壤消化的能力,就对土壤环境造成污染。另外,还有一些以土壤传播为主的

11、传染病,这些病原体往往可以在土壤中寄生或以芽孢等形式在土壤中存活许多年,如炭疽和破伤风等,许多寄生虫也可以经土壤或土壤中生活的动物(如蚯蚓、甲虫等)广为传播,造成人畜传染病的蔓延,其危害程度极大。 规模化禽畜养殖场粪便虽然是严重的污染源,但却又是可开发的宝贵资源。通过科学的处理和加工,便可转化为不可缺少的生产资料,既治理了污染又获得了大量的有机肥料用于改良土壤。在大中型畜禽养殖场中建设沼气工程,可以从根本上解决粪污的污染问题。在沼气工程中,禽畜粪便经过固液分离、厌氧、好氧及综合利用等环节的处理,排出液可以达到我国农田灌溉一级排放标准(COD200毫克/升),从而使项目区域的污染得到治理,根本上

12、改善了生态环境。 洛南县雄麒畜牧有限公司通过大型沼气工程项目建设,为周边农户供气,有效的解决了周边农户的能源问题,减少了对薪柴的燃烧,减少了薪柴燃烧排放的有害物质,大大的改善了当地的生态环境。建设大型沼气工程,既是实施可持续发展战略的要求,也是当地生态环境建设的一个组成部分,对促进当地畜牧业健康、稳定、持续发展和改善生态环境具有十分重要的意义。 2、建设沼气工程,是改造传统产业结构,建设循环经济的重要环节。 目前,畜产品市场需求量大,畜牧业发展政策环境良好,为我省现代畜牧业的发展提供了难得的发展机遇,同时有机农业的发展迫切要求畜牧业的强力支撑,在此大背景下陕西省提出了要以生猪、奶牛和秦川牛为重

13、点,大力促进良种化、规模化、标准化和产业化进程,推进畜牧业生产方式转变,提升畜牧业综合生产能力,迅速做大做强畜牧产业的发展思路。 畜牧业的快速发展,为有机农业的发展提供了保障,而这种保障只有通过沼气工程的建设才能充分的发挥出来。通过沼气工程建设将畜牧业与有机农业很好的结合起来,通过“畜?沼?果、畜?沼?菜、畜?沼?粮”的循环生态模式,改变传统农业通过增施化肥来提高作物产量的模式,实现了农作物产品的无公害化。通过集中建池,集中供气,减少了农户薪柴燃烧量,用沼气做饭、照明或作动力燃料,开动内燃机用于抽水、发电、打米、磨面、粉碎饲料等效益也十分显著,深受农民欢迎。因此,沼气工程建设有利于解决“三料”

14、(燃料、饲料和肥料)的矛盾,是建设循环经济的重要环节。 3、沼气建设是开发替代能源,建设节约型社会的需要。 随着国际经济社会的飞速发展,能源紧张和环境恶化日益严重,国际性争夺能源的形势日益加剧,各国政府都在大力寻找和开发替代能源。沼气不光是做饭的燃料,还是发电、开汽车和烧锅炉的清洁能源。养殖场通过大中型沼气工程建设,集中向农户供应沼气,改变了农村传统的烧柴习惯,减少了大量的污染,有利于保护资源和环境。就我国的沼气资源量来说,就蕴藏有几百亿立方米的储量,将它们转化为能源,相当于目前全国年用电量的20%。因此,开发沼气能源有着广阔的前景和重要意义。 大中型沼气工程是指城乡生产、生活中产生的各类有机

15、废弃物的沼气化处理工程,处理对象包括有机化工企业、加工企业和规模型养殖企业产生的有机废水、废物以及城镇的生活垃圾等,产沼气规模从每天数百立方到数万立方不等。目前,我国已建成的大中小沼气工程约有30000余处,大部分为养殖企业的沼气工程,已普及到全国每个省市。目前最大沼气发电的装置容量的4mw/处。随着沼气事业的蓬勃发展,大中型沼气工程正发挥出越来越大的作用,沼气建设是开发替代能源的主要途径,是建设节约型社会的需要。 因此,该项目的建设,将养殖业和种植业有机结合,是促进畜牧业和有机农业健康、持续发展的需要,项目建设意义重大。 三、项目建设的可行性 1、政策环境 近年来,党中央、国务院高度重视农业

16、可持续发展,制定了一系列调整农业产业化结构、建设沼气工程,发展循环农业,推动农业增产、农民增收的政策、法规。农业部、国家科委及部分省市投入专项经费,进行有针对性的科研和试验示范。现已形成禽畜粪便处理、开发和利用的成套技术、并已建成许多运行良好的沼气工程。 党中央、国务院连续出台了一系列关于发展农村沼气和支持养殖场建设大中型沼气的一系列文件和政策。2005年国务院关于做好建设节约型社会近期重点工作的通知(国发200521号)文件要求“在农村大力发展户用沼气池和大中型畜禽养殖场沼气工程,推广省柴节煤灶”。党的十六届五中全会要求“大力普及农村沼气,积极发展适合农村特点的清洁能源。”2006年中共中央

17、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。以沼气池建设带动农村改圈、改厕、改厨。农村可再生综合利用开发工程(沼气工程、生态果园等)被列入中华人民共和国国家发展和改革委员会第40号产业结构调整指导目录(2005)鼓励类第21条。由此可见,该项目的政策环境对项目的建设十分有利。 2、市场优势 洛南县雄麒畜牧有限公司猪场在养殖过程产生的畜禽粪便既是农村严重的污染源,同时又是可开发利用的宝贵资源,其中含有大量的氮、磷、钾等元素。而该项目是

18、以畜禽粪便的厌氧发酵为主要技术环节,将能源(沼气)生产、高效有机复合肥料生产和粪便污染物的处理有机结合在一起的一种畜禽粪便资源化利用的工程。它集环保、能源、资源再利用为一体,不仅可稳定地供应高品位燃料(沼气),而且可提供无害化优质有机肥,并改善农业生态环境,生产绿色和有机农产品,实现能流、物流的多层次利用,工程周围是良性循环的生态经济活动圈,建设的是高科技含量的可持续发展的现代化养猪场。这种模式有利于农业的可持续发展,在经济、生态、环保和社会等方面是非常可行的。 3、实施基础及资源优势 本项目建设单位洛南县雄麒畜牧有限公司年存栏5600头猪场,年产粪肥足够为沼气生产原料服务,为项目的实施提供了

19、保障。 4、技术保障 陕西省的畜禽粪便资源化技术,与发达国家相比,虽然起步较晚,基础差,但通过“十五”以来的科技攻关,成套技术已日趋成熟,可根据猪粪、鸡粪、牛粪等原料特殊性的差异,进行包括预处理、厌氧、沼气输配、制肥、消化液后处理的全部设计、生物厌氧发酵机理研究、不同粪便发酵工艺的制定、沼气产气率、COD去除率等技术已居国内先进水平。除此之外,根据我省的经济实力和具体情况,我省沼气工程技术还具有多种功能(即环保、能源开发、肥料生产、节水等)、一定的经济效益和社会效益以及同其他省市相比投资少的特点。 第三章 市场供求分析及预测 一、项目发展现状与前景 以沼气为纽带的大型集约化能源生态工程建设是随

20、着集约化养殖业和集约化种植业的发展而发展的,具有显著的经济、生态、环保和社会效益,其发展空间和应用前景非常广阔。 二、市场需求与预测 1、沼气综合利用工程建设的需求 采用沼气技术处理养殖场污水,具有污泥量少,运行费用低等优势,同时可以控制生产过程中污染物的流向,降低畜禽本身受污染的程度,控制疫病,实现污水零排放,在陕西省有广阔的发展前景。沼气综合利用工程的建设,将生产和能源建设结合起来,按照国家生态环境建设要求,改善农村能源状况,特别符合猪场发展的实际需要。 该项目既能解决畜禽业污染问题,又能为猪场提供清洁的能源,为场内和周边农民提供无害化优质有机肥料特别适合于无公害农产品生产,符合生态农业的

21、需要,也是农业可持续发展的必然要求。项目的实施,将会改善农村居民生产和生活条件,促进畜禽业的可持续发展。当前,随着陕西省生态省建设的提出,根据沼气工程的诸多优势,畜禽养殖业对沼气工程建设有强烈的需求,同时,当地政府为了推进农村生产的进一步发展,提高农民收入,解决农村环境整治,促进养殖业自身发展,对沼气工程建设也有十分强烈的愿望和积极性。 2、生产产品需求 有机肥的需求 畜禽粪便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。有机肥料中的磷是有机磷,肥效优于磷酸钙,被固定的可能性少,相对提高了磷肥肥效。同时畜粪中的有机质在积肥、施

22、肥过程中,经过微生物的加工分解以至重新合成,最后形成腐殖质存在土壤中。腐殖质对改良土壤、培肥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,改良土壤提高产量。 由于有机肥肥效和其特有的性质,使用有机肥料生产有机食品,优质农产品和无公害绿色食品,改善瓜果,蔬菜等农产品的口感

23、品质,提高产品档次,这也日益得到大众的认可。 养殖场用电和农民生活用气的需求 沼气工程厌氧发酵产生沼气并用于发电,解决猪场用电,减少柴、秸秆焚烧的烟尘和有害气体排放对大气的污染,改善农村生活环境、减少人为乱伐柴薪引起的水土流失和生态环境的恶化。 沼液喷施的需求 将发酵混合物置于密闭的厌氧容器内经过微生物分解,杀灭率有害病毒菌,变成腐熟的液状肥料,可对作物实施喷灌、浇灌、滴灌,具有杀虫。防虫。抗旱、保菌、增产增收等多种作用,是生产绿色无公害有机农产品必不可少的肥源。不但解决沼液的利用,更能增加经济效益。 随着人类生活水平和环保意识的提高,有机食品的需求量越来越大,而发展以沼气为纽带的生态农业,用

24、有机的、自然的方法生产有机食品来满足人类的需要,是最科学、最安全的生产方法,必将越来越受到政府和社会各界的重视,发展速度将越来越快。 第四章 项目承担单位基本情况 洛南县雄麒畜牧有限公司以湖北省农科院与西北农林科技大学为技术依托,下设马洼原种猪场、宋村父母代种猪场,领办洛南县华阳养猪合作社,内设有育种中心、疾病控制中心、饲料营养中心等技术研发部门。公司拥有技术人员10人,其中高级技术人员4人、中级技术人员6人,技术力量十分雄厚。公司2009年底前生猪年出栏达10000头, 5年内达到生猪年出栏50000头,年产销有机肥4000吨,年产值7000万元,年利润2500万元。公司现饲养有世界上著名瘦

25、肉型优良种猪:杜洛克、大约克夏、长白三个品种,生产母猪600头,其中杜洛克生产母猪群100头;大约克夏公母猪群400头;长白猪公母猪群100头。主要进行杜洛克纯种及 “长大”二元良种猪生产。 项目负责人徐子清总经理简介: 徐子清,男,1964年生,毕业于华中农业大学畜牧专业,华中农业大学动物遗传育种专业和动物营养专业硕士研究生,湖北省农业科学院正研究员。现主要从事猪的遗传育种与养殖技术与管理。历任湖北省农业科学院畜牧兽医研究所猪场场长、养猪中心主任及湖北天朋高新技术股分有限公司科技创新中心主任,武汉康美畜牧发展有限公司总经理之职。 先后兼任中国畜牧兽医学会养猪学分会理事,湖北省畜牧兽医学会理事

26、,湖北省畜牧经济学会理事,湖北省养猪行业协会副理事长,国家家畜工程技术部主任,是国内知名猪育种专家。在国际上公开发表论文4篇,国内学术刊物上公开发表研究论文40余篇。先后主持 “七五”、“八五”、“九五”、“十五”国家级与省部级养猪重大科技攻关计划、科技成果推广计划、农业成果转化资金项目、948引进项目、自然科学基金项目、工程技术研究中心项目20多项。共有4项科技成果分别获得湖北省科技进步二、三等奖,被省委、省政府授予“全省农业产业化经营先进个人”及省科技厅授予“重大科技项目攻关先进个人”称号。第五章 项目建设地点选择分析 一、项目区概况 1、自然条件状况: 洛南县地处秦岭东段南麓。陕西省东南

27、部,为商洛市下辖的一个县。距省会西安158公里。面积2823平方公里,46万人,东与河南卢氏、灵宝交界,南与丹凤、商州相连,西与华县、蓝田接壤,北与华阴、潼关交界,素有陕西“东南门户之称。 项目区地势平坦,四季分明,空气质量和气候条件良好,日平均气温15.7,冬季平均气温5.1,夏季平均气温,26.9,极端低、高温分别在-12.4和39.3,属洛河水系,水质良好,环境十分有利畜禽的繁衍生息。 该项目建设地点位于陕西省洛南县城关镇,区位优势明显,距高速公路40多公里, 距312国道20多公里,交通十分便捷,远离城乡居民居住区,隔离条件好,有供电稳定的电源,给排水方便,是理想的猪场建设之地。 2、

28、社会经济状况: 洛南县辖25个乡镇,359个行政村,22个社区居委会,总人口46万人,其中农业人口40.1万人。2008年全县完成生产总值30.34亿元,实现财政总收入2.94亿元,其中地方财政收入1.18亿元,农民人均纯收入2402元。畜牧业发展较好,牛、猪、羊、禽存栏分别达5.05万头、30.5万头、5.03万只和116.33万只,出栏分别达3.05万头、35.42万头、4.16万只和52.43万只,完成肉类总产3.34万吨,禽蛋产量8154吨。实现畜牧业总产值5.86亿元,占农业总产值14.6亿元的40.13%。 洛南县城关镇地处县政治、经济、文化中心,交通便利、地理位置优越。全镇辖46

29、个村(居)委会,336个村民小组,总人口85914万人,其中农业人口10144户36191人,2008年底人均纯收入2985元。全镇耕地总资源65399亩,常用耕地面积46769亩,年均粮食产量18417吨,其中夏粮产量5468吨,亩产234公斤,人均产量354公斤。“畜、烟、果、桑、药、菜”是镇域农业的支柱产业。 3、洛南县畜牧业发展状况 养猪业是洛南农村经济发展中的传统优势特色产业,在农业和农村经济发展中占有举足轻重的地位。近年来,在县委、县政府的正确领导下,在省市财政、畜牧等部门的大力支持下,全县认真落实扶持政策,整合各项支农资金,加快实用科技推广,加速品种改良步伐,大力发展规模经营,生

30、猪产业的基础地位进一步加强,为实现农村经济的突破发展奠定了一定的基础,促进了生猪发展方式由粗放经营向集约经营转变。特别是通过近两年财政专项资金支持生猪产业项目的实施,高产、优质、高效、生态、安全的现代养猪业格局初步形成,生猪产业继续保持稳定、健康、快速发展的良好势头。2008年末,全县生猪存栏30.5万头。出栏35.42万头,分别比2007年增长20%和6.7%;猪肉产量达2.81万吨,占肉类总产84.1%,实现生猪产值4.21亿元,占畜牧业总产值的72.01%,存栏能繁母猪3.56万头,占猪群总量的11.67%;其中二元母猪占能繁母猪的35%,全县建成养猪小区38个,万头猪场3个,千头猪场1

31、0个,百头以上猪场382个,30头以上的养猪大户5970户,规模养殖已占到全县生猪饲养量的40%以上,生猪规模养殖已经发展成为农村经济发展新的增长点。 二、项目建设地选择 目建设地点为陕西省洛南县城关镇宋村。区位优势明显,距高速公路40多公里, 距312国道20多公里,交通十分便捷,项目地四周无工厂,无任何污染源,空气清新,无毒害体素。电讯网络实现无缝隙覆盖;电力充足;给排水方便,属洛河水系,水质良好;大宗原料玉米、豆粕、鱼粉、三等粉市场供应充足,是十分理想的猪场建设之地。 项目建设地地势平坦,四周无工厂和污染源圈舍通风良好,水、电、路配套齐全,具有良好的自然、气候、地质、水文及交通条件,适宜

32、建设大型沼气工程。 第六章 生产工艺技术方案分析 一、国外沼气工程技术的发展与现状 自50年代起,发达国家开始进行大规模的集约化养殖,在城镇郊区建立集约化畜禽养殖场。由于每天有大量粪便及污水产生,难以处理利用,造成了严重的环境污染。与此同时,许多发达国家迅速采取措施加以干预和限制,并通过立法进行规范化管理。如:规定每个生产点允许饲养的畜禽数;建场时必须有粪便和污水的储存、处理和利用设施;未经许可不得将污水排入河流和自己挖的粪池;粪便未经无害化处理不得施入耕地。同时还制定了相应的处罚条例。由于畜禽养殖业污染重、影响范围广,而且存在安全卫生和流行疫病隐患,因此一直是各国政府重点管控的领域。从政策法

33、律、技术手段、预防管理等多个层面进行了综合整治,并取得了显著成效。 美国在联邦水污染法中的规定侧重于畜禽养殖场建设管理,超过一定规模的畜禽养殖场,建场必须通过环境许可。美国现有处理市政污水的土地和稳定塘处理系统2万多个,约为该国污水处理厂的13倍。该技术也可以处理一定量畜禽养殖场排出的粪污,它保证养殖场在获得利润的同时,保持良好的环境。此项技术是有占地面积少,维护保养要求少的优点,但建造人工湿地所需的一次性投资费用较高。美国已将畜禽粪污的处理利用作为一门“粪便科学”开展了深入研究,对畜禽养殖场粪污的管理和要求都比较严格,尤其对大规模畜禽养殖场。从政府、科研单位到生产者都十分重视环境保护问题建议

34、加强“环保型”饲料和粪污处理利用技术方面的研究,为畜牧业可持续发展提供有力的技术支撑。其畜禽养殖场多采用防渗的氧化塘污水塘处理和贮放粪污,但应防止氧化塘满溢而造成地表渗流污染如在雨季及注重粪污的利用,同时也运用现代微生物技术和生物发酵工艺。如:利用发酵塔和造粒机等加工设施,对畜禽粪便通过快速发酵、脱臭和添加复合微肥等生产工艺进行工厂化生产;以及将畜禽粪便加工成系列复合有机肥料。 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

35、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。 德国、丹麦、荷兰等发达国家的沼气工程装备已达到设计标准化、产品系列化、生产工业化,质量得到有效控制。工程装备的组装技术也达到模块化、规范化。其

36、大型厌氧消化装置(容积为2000-5000m3)为圆柱型立式罐,多为钢结构(ECPC 拼装罐居多),小型厌氧消化装置(容积在200-1500m3)多为圆柱型立式罐、钢结构。二级厌氧消化装置(立式罐)顶部常常装有双膜储气罩,构成了发酵、储气一体化装置,既节省了单独设计储气装置的费用(比分体式降低15%左右)和占地面积,又解决了在寒冷地区冬季储气装置水封防冻的问题。 在德国,建设沼气工程以获取能源为主要目的。这种采用作物和粪便两种原料进行混合发酵的沼气工程在德国得到快速发展。由于混合发酵原料SS 含量和TS 浓度都比较高,适合采用全混合厌氧反应器。从采用的反应器类型看,约90%为立式全混合反应器,

37、少数采用卧式反应器,主要用于含沙和纤维量高的原料,而且受结构限制,此类反应器的容积一般不低于300m3,还有不到10%的工程采用两种反应器联合应用的方式。随着材料技术的发展,一些工程采用了将发酵罐和储气柜一体化的设计,即在反应器的上部安装双层膜用以储存沼气。丹麦NIRAS 公司在此基础上对工艺进行改进,开发了沼气发酵和沼气储存为一体的罐体。 二、国内沼气工程技术的发展与现状 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。经过近年来大中型沼气工程的实践和探索,证明比较成功

38、的技术有上流式厌氧污泥床(UASB)、全混式厌氧工艺(CSTR)、上流式污泥床(USR)和塞流式反应器(HCF)等工艺。 现对常用厌氧发酵工艺进行简要介绍: 1、升流式厌氧污泥床(upflow anaerobic sludge blanket,简称UASB UASB工艺是上世纪70年代开发的一种适用于低SS工业有机废水的厌氧处理工艺,后被应用于畜禽养殖场的污水处理,其原理是先对养殖场污水进行固液分离,污水进入UASB反应器进行厌氧反应,产生沼气,出水往往需进一步好氧处理达标排放,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。UASB反应器的特点是由于培养了颗粒污泥,而使厌氧菌种不

39、容易流失,大大提高了厌氧发酵效率,不需要搅拌、运转简单、适应高或低浓度COD负荷、占地面积小。但UASB反应器存在最大的缺点是不适用于高悬浮物的废液(一般进水SS不超过2000mg/l),否则会导致布水系统堵塞、菌种流失。 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

40、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

41、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。 USR工艺采用上流式污泥床原理,无内部机械搅拌,产气率在中温条件下,视原料不同在0.8-1.2 m3/m3之间。 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612%范围内,进入CSTR反应器后,CSTR反应器采用上进料下出料方式,

42、并带有机械搅拌,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。 4、塞流式厌氧反应器(HCF) HCF工艺是一种全混式工艺,80年代从欧洲引进,其原理是将粪污按照TS浓度8-12%调配,直接进入带搅拌器的HCF反应器进行厌氧反应,产气率在中温条件下视原料不同在0.8-1.2 m3/m3之间,产生的沼渣沼液直接用于农田施肥,也是典型的能源生态型沼气工程工艺。 我国大中型厌氧沼气工程技术近几年得到快速发展,成为畜禽养殖污染防治技术领域产业化程度最高的技术,但与国外相比仍然存在产业化程度低,设备材料

43、质量不稳定,自动化控制水平低等问题。在近几年,我国畜禽粪便沼气工程呈现强劲的发展势头,并在规模效益、整体技术水平上有大幅度的进展,与之配套的设备及装置也进入工厂化生产,并逐步形成沼气行业的支柱产品和产业。 5、一体化设备(integrated anerobic reactor and gas container) 将自有技术普通碳钢厌氧拼装罐与柔性气柜相结合,对其优点从结构、经济性和推广度三方面进行分析。 (1)结构 厌氧拼装罐,罐体由相同尺寸的带孔钢板通过螺栓连接而成,经电泳处理,现场拼装后无需作防腐处理,罐壁板设计较简单,加工也较容易,加工精度高,配合误差小。普通钢板厌氧拼装罐的设计、施工

44、难点在罐顶。顶部换作柔性气柜后,搅拌机可改为侧入式搅拌,使罐顶不再是承重构件。柔性气柜的优势在于可增强发酵池有效容积,提高产气率;保证供气压力平衡,有利于沼气使用和厌氧罐结构稳定;碳钢导热系数29W/m,PVC 膜材导热系数0.42W/m,PVC 膜材导热系数远低于碳钢,无需保温,重量小,可折叠,运输方便。 (2)经济性 采用厌氧储气一体化发酵设备比现有技术节省成本18.6%左右,占地节省9%,且工期可节省一半。 (3)推广度 目前的小型沼气工程普遍存在投资高,收益低的问题,导致小型沼气工程很难建设和发展,基本靠国家资金扶持或直接被放弃。若将设备标准化、规范化、成套化,其中的关键设备?沼气产生

45、与收集设备产品化,批量化生产可使设备成本降低,设备一体化可使土建费用减少,标准化可使工期缩短。可将厌氧发酵与储气一体化设备、预处理粉碎机、搅拌机、脱硫罐、水封罐、气水分离器等均设备化,施工时只需按定好的位置布管布线,大大提高了施工速度,降低了施工难度。工程完成后,业主可通过简单的操作完成沼气工程的运行与维护,不需投入过多的人力物力,也不需很高的技能水平。此外,由于此设备可进行拆卸和再安装,很容易回收利用,减少垃圾,实现资源循环。 三、工艺技术选择 1、工艺确定原则 (1)业主的经济条件和投资目的; (2)养殖场的地理位置、处理规模和粪污特点; (3)工艺路线的能量和物料衡算,政府要求和业主的实

46、际操作水平; (4)创建“示范工程”、“样板工程”或“放心工程”。 2、粪污量计算粪污量/原料统计表原料种类数量指标原料小计粪污33 吨/天TS 20%34.0 吨/天污水33 吨/天34.0 吨/天合计68.0吨/天 3、工艺选择 经过对比:本沼气站采用的是目前世界上先进的CSTR 一体化工艺,CSTR完全混合式氧化消化器它具有产气率高、适用原料范围广、应用区域广、能耗低、经济效益高等优点。 该标准化设备是集物料调配、搅拌、产气、储气、储液于一体的大型沼气标准设备,由预处理系统、CSTR 一体化反应器、净化系统、换热系统、电控系统等组成。 工艺流程图和介绍如下: (1)工艺流程图工艺流程图

47、2 工艺流程说明 沼气站场区配备堆粪棚和站外集污池,堆粪棚用于堆放鲜粪,集污池用于收集养殖场的冲洗废水,新鲜猪粪经进料斗投入调配池内,加入一定量的沼液或污水稀释,调配池内设置桨式搅拌机,搅拌一定时间使物料混合均匀后自流入进料池,通过机械格栅后去除杂草等较大杂物。经液下渣浆泵泵入CSTR 反应器进行厌氧发酵,反应器内设立式搅拌机,使物料处于全混状态,在适宜的碱度、温度条件下确保厌氧反应充分进行。反应罐内出来的沼渣沼液自流入沼渣沼液浓缩池浓缩后经固液分离,沼渣作为生态肥外售或施于农田,沼液由沼液车运送至农田或自流至站外储池。沼气存于反应罐顶部气柜中经过干燥、脱硫等处理后经增压风机输出供场区发电,发电机余热和1 台0.5t 的燃煤锅炉给系统增温加热。第七章 项目建设目标、任务及规模 一、项目建设目标 项目建成后,形成固定资产投资392.73万元,年处理存栏5600头猪场粪,年生产沼渣肥839.50吨、沼液肥约5686.70吨;年产沼气29.00万m3,沼气年发电量43.50万千瓦时,按照0.50 元/千瓦时计算,供猪场自用可实现增资收21.75万元。发酵后的上清液,通过液肥移动式运肥设备,向场部附近果园、菜地、农田提供优质有机沼肥。 二、项目总体布局 本项目沼气池建设地点拟选在养殖场的西