10000头奶牛养殖基地30万吨污水及15万吨牛粪处理项目可行性研究报告.docx
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目录
1总论 1
1.1项目名称及业主 1
1.2报告编制依据与编制原则 1
L3项目提出的背景 2
1.4建设项目的意义 3
1.5研究结论 5
2市场预测 6
2.1市场需求现状 6
2.2市场需求预测 6
2.3产品目标市场分析 7
2.4竞争力分析 8
3建设内容 9
3.1指导原则 9
3.2项目设计思路 9
3.3建设规模 10
4废水处理 11
4.1废水来源 11
4.2处理水量 11
4.3设计进出水水质 12
4.3.1设计进水水质 12
4.3.2设计出水水质 12
4.4工艺比较 13
4.4. 1预处理系统 13
4.4. 2生化工艺 13
4.4. 3消毒工艺 23
4.5处理工艺确定 27
4.5. 1工艺流程的确定 27
4.5. 2工程技术创新点 29
4.6工艺技术方案设计 29
4.6.1平面布置原则 29
4.6.2厂区平面布置 30
4.6.3高程设计 30
4.6.4主要建构筑物设计 31
4.6.5投资估算 36
4.6.6运行成本分析 40
5固态有机肥生产 42
5.1工艺流程 42
5.2主要设备选型 44
5.2.1振动筛 45
5.2. 2深池槽式翻堆机 45
5.2. 3固液分离机 45
5.2. 4搅拌机、造粒机 45
5.2. 5干燥、冷却机 45
5.2. 6化验室 45
5.2. 7主要设备一览表 46
5.3动力供应 48
5.4自动检测和自动控制 48
6投资估算 50
6.1编制说明 50
6.2投资估算依据 50
6.3建设投资估算 50
7财务评价 61
7.1编制依据 61
7.1.1财务评价编制依据 61
7.2财务评价基础数据与参数选取 61
7.2. 1财务价格 61
7.2. 2税费 61
7.2. 3项目计算期 61
7.2. 4生产负荷 62
7.2. 5产品销售计划及销售价格 62
7.2.6财务基准收益率的设定 62
7.3销售收入及税金估算 62
7.3.1销售收入估算 62
7.3.2税金估算 62
7.4成本费用估算 63
7.4.1各项成本费用的选取 63
7.4.2总成本费用 63
7.5利润估算 63
7.6财务评价 64
7.6.1盈利能力分析 64
7.7不确定性分析 64
7.7.1盈亏平衡分析 64
7.7.2敏感性分析 65
7.8评价结论 67
1.1项目名称及业主
项目名称：
10000头奶牛养殖基地30万吨污水及15万吨牛粪处理项目
建设单位：
呼和浩特佳兴源科技有限责任公司
内蒙古富佳工贸有限责任公司
法人代表：
王克佳
建设地点：
蒙牛养殖基地
1.2报告编制依据与编制原则
（1）呼和浩特佳兴源科技有限责任公司编制年产15万吨复合有机肥生产基地项目研究报告合同；
（2）呼和浩特佳兴源科技有限责任公司提供给本项目的基础资料；
（3）原国家计委、建设部颁发的《建设项目经济评价方法与参数》（第三版）;
（4）《化工建设项目可行性研究报告编制内容深度规定》
（5）根据城市总体规划的原则，变废为宝，实现垃圾处理无害化、减量化、资源化，并充分发挥建设项目的社会效益、环境效益和经济效益。
（6）国家有关的规范、规定、标准
1.3项目提出的背景
随着国家经济发展第一阶段战略目标的实现和人民生活水平的提高，人们普遍要求治理污染，改善生态环境。
我国的环境保护事业是从治理工业“三废”起步的。
蒙牛牧业作为我国奶牛养殖的大户，奶牛养殖技术位列行业尖端，是国内顶尖的奶牛养殖企业，但与此同时蒙牛面临的环境污染问题也日益严重，大量牛粪的排放给周围环境带来了较大的压力。
据统计，一家规模为10000头牛的养殖场每年牛粪产生量约达15万吨，污水产生量达30万吨。
牛粪中含有大量对环境造成严重污染的物质，不仅导致生态环境问题日益突出，同时也制约了奶牛养殖业持续稳定发展。
因此加强奶牛养殖环境管理，对牛粪及清理污水进行科学有效地处理，对于提高蒙牛奶制品生产效率、治理污染、改善生态环境就显得尤为重要。
针对奶牛养殖业的环境污染问题，《国家环境保护“十五”计划》也制定了明确目标，国家环境保护总局颁布了《畜禽养殖污染防治管理办法》（国家环保总局9号令）、《畜禽养殖业污染物排放标准》（GB18596-2001）,财政部也制定了《集约化畜禽养殖污染防治专项资金使用办法》，按照牛牧养殖污染防治实行综合利用优先，资源化、无害化和减量化的原则，对全国规模化牛牧养殖污染防治提出了具体要求；同时也为我国规模化养殖业的污染防治提供了强有力实施保证，为我国实现牛牧养殖业的可持续发展奠定了基础。
1.4建设项目的意义
1、牛粪中含有多种污染因子，对环境的危害极大，会造成许多污染：
首先，牛粪会造成水体、空气污染。
未经处理排放的粪便污水中含有大量污染物，对当地的水资源环境造成很大污染；另一方面，牛粪可分解释放出氨气、硫化氢、甲烷等带有酸味、臭蛋味、鱼腥味的刺激性气体，大部分的规模化养殖场周围臭气冲天、蚊蝇成群，严重影响牧场正常运转及周边居民生活。
长期生活在这种环境下，牛粪中大量的病源微生物、寄生虫及孳生的蚊蝇,会使环境中病源种类增多，菌量增大，病原体和寄生虫大量繁殖，导致人、畜传染病蔓延。
处理不当的牛粪还可能影响社会稳定O居民与当地牧场因粪便处理不当而产生的纠纷屡见不鲜，居民的投诉日益增多，纠纷不断发生,这已成为牧场不稳定因素之一。
2、对奶牛牧场牛粪及废水的综合利用，是控制规模化牛牧粪便污染、发展生态农业的有效途径。
中国农业大学孙金世教授提出的“养殖、种植、加工、沼气、肥料”五环产业并举和互补的生态农业良性循环模式，实施资源合理开发利用、生态环境保护两大战略目标。
通过对蒙牛富源牧业牧场牛粪及污染废水的治理将牛粪及废水回收制造有机肥，以牛粪及废水的污染治理为主要目的，以粪便的厌氧消化为主要技术环节，以粪便的资源化综合利用为效益保障，集环保、能源、资源再利用为一体，实现污染物的资源化，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，促进当地的生态农业和环保农业的可持续发展。
在治理环境污染的同时，还能促进奶牛粪便的资源化利用，既解决污染问题，又改善土壤质量，从而达到农业可持续发展的目标。
3、项目的实施具有良好的生态效益
牛粪虽然是严重的污染源，但却又是可开发的宝贵资源。
该项目通过科学的处理加工，使项目区内的牛粪转化为不可缺少的生产和生活资源，即治理了污染又获得了大量的有机肥料用于改良土壤。
在项目实施过程中，牛粪经过固液分离、厌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泄标准（C0DW200毫克/升），从而使项目区域的污染得到治理，根本上改善了当地的生态环境。
4、项目的实施社会效益显著
（1）项目的实施促进了蒙牛牧场的良性发展，增强了市场竞争力。
该项目利用养殖场牛粪生成有机肥、沼气。
该项目建成后，使牧场的牛粪得到资源化的综合利用，促进了蒙牛循环经济和生态经济的良性发展。
为奶牛的养殖创造了较好卫生环境，增强了市场竞争力。
（2）改善了牧场周边环境，推动社会和谐发展。
大型奶牛牧场粪便造成公共卫生环境污染一直是个严重的问题。
该项目将牛粪实现资源无害化利用，变废为宝，大大改善了周边公共卫生环境，降低了人畜发病率，减少了疫病的传播。
摆脱了项目区长期以来脏、乱、差的环境，降低因环境问题产生的牧场与周边居民的纠纷。
综上所述，开展规模化奶牛养殖粪便综合利用和污染防治工程，可以成功解决蒙牛奶牛养殖场环境污染和周边居民生活环境的问题，变废为宝，废弃物资源化得到有效利用，实现了经济、社会、生态效益的高度统一。
因此，项目建设十分必要。
1.5研究结论
通过分析、技术方案论证、技术经济分析，初步结论如下：
（1）本工程对蒙牛富源牧业奶牛粪便进行处理，对其中的粪便进行厌氧发酵分解处理，有机肥外售，产生的沼气用于内部加热、采暖。
（2）通过本工程的实施，处理奶牛粪便大约为15万t/年，废水30万t/年。
（3）本工程原料来源可靠，交通运输及供水、供电有保障，具备建厂条件。
（4）环境保护、劳动安全、职业卫生、消防、抗震等设计严格执行国家和当地的有关法规、标准和规范。
（5）本工程污染物的排放量较少，设计中采取了完善的处理措施，因此工程投产后对于区域环境不会造成影响。
（6）项目总投资为3857.59万元，建设投资3655万元，建设期
利息32.80万元，流动资金169.79万元。
2市场预测
2.1市场需求现状
复合肥的生产是伴随着农业机械化、化肥生产工艺、化肥销售系统及农化服务日趋完善而发展起来的,发展复合肥料是农业现代化生产的需要。
在发达国家，复合肥占化肥总量的70%以上，而我国仅占20%左右。
我国是世界上化肥使用量最大的国家，虽然近年来化肥工业得到了长足的发展，但是在产量、质量上仍然不能满足我国农业日益增长的化肥需求。
据FAO世界粮农组织肥料年检的有关报道，世界的肥料发展转向多成份、多功能、高效、高浓度、无污染，走有机生物、有机无机复混等相结合的道路。
发达国家中高科技含量的复混肥料类及各种专用肥施用已经占全部肥料施用的70-80%,同时也在大力发展新型的高科技含量的其他肥料。
而我国的有机肥、有机无机复混肥、生物肥、生物活性微肥及一些新型的高科技肥料消费量还不到全部肥料消费量的10%,距离2010年-2015年达到80%的目标相差甚远，同时也预示了我国肥料产业广阔的发展空间和市场前景。
是一项收益性强、见效快、风险小、生产空间大、销售潜力巨大的可得到国家重点支持发展的项目。
2.2市场需求预测
在我国，随着人民生活水平的提高和环境意识的增强，有机食品的国内市场在近几年内将有较快发展。
据报道，今后几年复合肥新增能力主要集中在亚洲I。
据联合国粮农组织的统计，化肥对粮食的贡献率很大。
我国是世界上化肥使用量最大的国家，虽然近年来化肥工业得到了长足的发展，但在产量、质量上仍不能满足我国农业日益增长的化肥需求，尤其是氮、磷、钾三元素比例不合理。
我国有两千多个县，农作物播种面积20多亿亩，年需要肥料约1亿吨，尤其是优质肥料更是奇缺，一部分产品还得依赖进口才能满足农业生产的需求。
我国政府和有关部门及一些专家们迫切呼吁减少化肥的使用量，要快速发展使用新型的有机生物肥、生物活性肥、高浓缩多元素的高效有机肥，来弥补我国化肥市场的缺口。
目前我国的广大农民也迫切需要一种能够代替化肥或与少量化肥能混合使用的新型肥料来满足农业生产的需要。
为此，从长远利益考虑，应该发展复合有机肥，逐步建立我国独立的肥料生产体系，对我国农业的发展有着重要的意义。
按照呼和浩特市区城市总体规划，本项目设计处理能力基本满足需求，如需进一步扩大处理能力，届时可考虑改造或新增处理能力。
2.3产品目标市场分析
产品目标市场主要是：
1、国内重点的农业经济开发区、各大绿色农产品生产基地及能达到出口质量的优质有机食品基地。
2、对国内重大改造、开发的各种优质农产品基地。
3、对国内所有的农业市场进行推广销售。
由北方逐渐向南方发展。
2.4竞争力分析
本项目在以下方面具备突出优势：
（1）技术可靠
本项目以可发酵牛粪为主要原料；以成熟的厌氧发酵技术为核心；以袋装颗粒有机肥生产为市场突破口，变废为宝实现生态效益和经济效益的双丰收。
（2）最大限度资源化
本项目将发酵产生的大量沼气重新利用，既产生经济效益，又节约能源消耗，消除环境的污染。
（3）投资适中
本项目中所需要的原料价格便宜；发酵技术为自主知识产权；设备国产化，与国外同等设备相比造价降低一半，因此生产成本较低。
3建设内容
3.1指导原则
以“整体、协调、循环、再生”为总的指导思想，按照“资源化、减量化、无害化、生态化”的原则，建设蒙牛奶牛牧场粪便制造有机肥项目。
项目遵循生态学、经济学的发展观点，符合可持续发展生态农业的要求，以生态农业理论为指导，以高新技术为依托，体现现代化生态农业、环保农业的优势，实现污染物的资源化，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。
3.2项目设计思路
按照循环经济的原则，本着“回收——再利用——设计——生产”的模式，针对蒙牛牧场的实际情况和排放要求，项目设计思路为：
粪便经沼气池发酵产生沼气；沼气发酵后的沼渣可以养鱼、喂牛，也可当作底肥使用；沼液可直接作叶面喷施肥，也可投加适量的氮磷钾和各种微量元素，即可制成高效有机肥，可快速补充植物所需营养，并可预防多种病虫害，并可在灌溉季节浇灌农田、菜地；固体粪便经过生物转化可制成高效生物活性有机肥，这种肥料是农作物的良好肥料，特别针对瓜果蔬菜，可以明显提高产品品质与产量。
3.3建设规模
本项目年处理牛粪15万吨，污水30万吨；每年可生产固态有机肥生产量为12万吨/年，沼气48000nT7d；本工程计划建设期为一年。
年操作时间333天。
4废水处理
4.1废水来源
1）工艺废水
牛棚养殖区产生废水经过管道输送至粪便收集池内，进分选处理后，将牛粪和污水分离处理，牛粪送至有机肥生产车间造肥料，污水至污水处理系统。
2）雨水
根据厂区规划方案及相关法规，本厂区产生的初期雨水需单独收集处理。
3）生活污水
本企业定员在生产生活中产生一定量的生活污水，包括食堂废水、洗浴废水和卫生洁具清洗废水等。
4.2处理水量
根据《畜禽类养殖业污染排放标准》结合内蒙古地区实际情况，确定牧场废水产量按8nl3/（百-头），本养殖厂奶牛存栏数为10000头，即养殖废水每日大约为800t。
生活污水，根据给排水设计手册规定，按人均日耗水量为250L计算，则每日产生生活污水量为2.75t。
由于内蒙古地区尚无规范的暴雨强度计算工艺，因此初期雨水量采用估算法，初期雨水量按150nl3/d考虑。
11
因此本工程总设计规模为1000m3/d。
4.3设计进出水水质
4.3.1设计进水水质
由于企业尚未投入生产，也无法提供准确的进水水质，因此本工程设计进水水质参考国内其他同类企业进水水质估计，确定设计进水水质如下：
表4.3-1设计进水水质表 mg/L
指标
pH
CODcr
bod5
ss
氨氮
TP
TN
设计进
水水质
6〜9
10000
5000
1000
500
/
/
注：
上述数据待工程设计时做水质监测后确定。
4.3.2设计出水水质
根据企业要求，本企业排放废水执行《畜禽养殖业污染物排放标
准》（GB8978T996）中一级标准，
表4.3-2设计出水水质表 mg/L
指标
pH
CODcr
bod5
SS
氨氮
浓度
6.0-9.0
W100
W50
W70
W30
4.4工艺比较4.4.1预处理系统
从设计进水水质看出，本工程进水中悬浮物含量较高，悬浮物主要为有机质，可作为有机肥料生产原材料，因此，考虑首先将废水中悬浮物与水分离，固液分离不仅节约了能源，而且为大大降低废水处理负荷，分离后上清液进入后续处理单体，固体输送至有机肥生产车间。
目前常用固液分离技术有沉淀、过滤、气浮、压滤等，因本工程进水悬浮物较重，因此不适合选用气浮工艺，含固量较低也不适合上压滤工艺，进水悬浮物有lOOOppm,超出过滤工艺承受极限，因此选用沉淀工艺，在沉淀过程中有部分细小悬浮物无法自然沉淀，需补充一定量混凝剂，混凝剂选用PAC,为保证混凝沉淀效果补加一定量的助凝剂PAMo
4.4.2生化工艺
废水处理工艺分物化和生化两大类，本工程进水B/C：
0.5左右，属易生化处理废水，因此选用生化处理工艺作为主导工艺。
而进水CODcr约为10000mg/L,属于高浓度有机废水，因此采用厌氧+好氧处理工艺，即通过厌氧工艺去除大部分有机物，然后通过好氧工艺进一步去除废水中有机物、氮和磷等污染物质。
1）厌氧处理工艺
厌氧处理工艺不仅投资成本和运行成本较低，而且可回收清洁能源沼气，厌氧处理工艺目前常用的有UASB工艺、EGSB工艺和IC反应器三种，三种形式厌氧优劣详见表5T.
①UASB工艺
UASB即升流式厌氧污泥床，该工艺不需曝气耗能，且能回收沼气,变废为宝，一次性投资省，剩余污泥量少，耐冲击负荷能力强。
但占地面积较大，容积负荷相对较低，不适合做高浓度废水处理使用。
②EGSB反应器
EGSB反应器在形式上为两级UASB叠加，采用两层三相分离器，EGSB反应器的特点是颗粒污泥床通过采用高的上升流速（高径比大）,污泥处于悬浮状态，泥水得以充分混合；反应效率高，占地面积小；容积负荷高，耐毒性强，可降解分子量高的有机物，耐冲击负荷能力强，产生有能源价值的沼气。
③IC反应器
IC（InternalCycle）反应器即内循环反应器，由5个基本部分组成:
混合区、颗粒污泥膨胀床区、精处理区、内循环系统和出水区。
其中内循环系统是IC工艺的核心结构，由一级三相分离器、沼气提升管、气液分离器和泥下降管等组成。
IC反应器循环形式采用内循环，搅拌强度较EGSB低，且投资较高。
表4.4T：
UASB、EGSB、IC性能比较表
指标
UASB（升流式厌
氧污泥床）
IC（内循环厌氧
反应器）
EGSB（厌氧膨胀
床反应器）
初期投资
低
高
高
设备成熟性
最成熟（70年代
发明）
较成熟（90年代
发明）
较成熟（90年代
发明）
微生物温度范
围要求℃
常温
35±2
35±2
pH要求范围
6.8~7.2
6.8~7.2
6.8~7.2
污泥要求
颗粒污泥或絮
状污泥
颗粒污泥
颗粒污泥
反应器脂肪含
量要求mg/L
OOmg/1
W45mg/1
W40mg/l
容积负荷
（kgC0D/m3/d）
5〜8
10〜24
8-20
高径比
1-3
4〜8
3〜5
占地面积
较大
较小
一般
推荐设备材
碳钢+防腐
碳钢
碳钢+防腐
设备耐久性能
较好
一般
一般
施工难度
一般
较大
较大
动力消耗情况
一般
较大
较大
COD去除效率
50〜80%
80〜95%
80〜95%
出水溢流堰截
面
一般
最小
较小
毒性抑制的耐
受力
较强
强
强
耐负荷冲击
较强
最强
强
维修维护
简单
较复杂
较复杂
副产品可用性
沼气可利用
厌氧颗粒污泥
沼气可利用
厌氧颗粒污泥
沼气可利用
进水分布器赌
塞
不易堵塞
不堵塞
不堵塞
上流速度
0.5〜3m/h
3〜8m/h
2〜6m/h
悬浮物（SS）要
求
一般
高
较高
系统总运行价
格（元/吨）
低
较高
高
单个设备价格
低
最高
一般
泥是否容易解
体
容易
更容易
更容易
污泥是否容易
购买
易购买
不易
不易
污泥估计价格
<400元/吨
1000元/吨
1000元/吨
通过上述分析比较，不难看出，本工程较适合用EGSB和IC厌氧
处理工艺，但是由于进水中含有一定量悬浮物，随设有预处理系统，但系统运行时既有可能因排泥不及、加药量不足等原因造成进水悬浮物较高，导致厌氧系统运行失败，厌氧系统一旦失败再次调试启动极为麻烦，因此选用对抗悬浮物冲击性能较好的EGSB厌氧反应器作为厌氧处理工艺。
EGSB厌氧反应器采用强制外循环方式保证反应器内上升流速，相对IC处理工艺运行成本稍高，经我公司技术改进后，EGSB厌氧反应器已经具备了IC工艺的优点，通过实际工程应用，EGSB厌氧反应器运行成本仅比IC工艺高0.05~0.2元/吨废水。
2）好氧处理工艺
常规二级生物处理工艺主要有活性污泥法和生物膜法。
活性污泥法和生物膜法在相等处理效益条件下，均具有运行简便、安全、经常费用低等优点。
但生物膜法占地面积过大且环境卫生条件差，在城镇污水处理厂中运用较少。
根据本工程进水水质特点，BOD5,CODcr浓度较低，污水生化性较好，而活性污泥法一般BOD5,SS的去除率达90%以上，CODcr去除率达80%以上，活性污泥法处理污水具有处理效果好，出水水质稳定，运转经验丰富等优点。
活性污泥法工艺在运行方式上有连续式和间歇式之分。
连续式活性污泥法有各种工艺。
除了早期的普通活性污泥法、完全混合活性污泥法、阶段曝气活性污泥法，在上个世纪七十至八十年代又发展了A/0等具有脱氮除磷功能的活性污泥法，目前已被广泛应用，取得了良好的处理效果和积累了一定的运行管理经验。
间歇式常采用的工艺有序批式（SBR法）和连续进水间歇延时曝气等工艺，具有占地小，运行灵活，曝气时间可根据进水水质水量进行调节等特点，因此能适应水质、水量的较大变化。
氧化沟法属延时曝气活性污泥法，一般采用跑道式池型，在池内循环的水流量高出进水流量的数十倍，因此有很强的抗冲击负荷能力，同时污泥在池中好氧消化，污泥处理比较简单，氧化沟具有处理效果稳定操作管理方便等优点。
目前常用的生物脱氮除磷处理工艺有A/0工艺、氧化沟工艺、SBR及其变形工艺、水解+好氧工艺，均能取得较好效果，从技术上讲都是可行的。
根据建设部、科技部、国家环保局联合印发的《城市污水处理及污染防治技术政策》（建城2000[124]号），对于要求具有脱氮除磷二级强化处理工艺，除采用A/0法外，也可选用具有脱氮除磷效果的氧化沟工艺、SBR工艺、水解好氧工艺等。
（1）A/0工艺
20世纪80年代末90年代初，A/O工艺因其较好的除磷脱氮效果而逐渐应用于污水处理之中，并且成为主流。
在此阶段，氮磷污染物控制与去除技术的研究及相关技术的应用成为水环境污染控制日益紧迫的重要课题。
A/O工艺包括A/O除磷工艺和A/O脱氮工艺，它们对磷、氮的去除率分别达到90%以上和80%左右；现一大批污水厂已采用该工艺并取得了良好的运行效果，如常州北城污水厂、青岛团岛污水厂、青岛李村河污水处理厂等，我公司已将A/O处理工艺成功应用于养猪废水处理中，并取得了良好的运行效果
与其他工艺相比A/O具有如下特点：
a、运行效果较稳定、可靠，BOD5去除率可达90%以上。
b、脱氮除磷在不同的区域进行，可以达到相对较高的去除率。
c、充氧采用鼓风曝气可按溶解氧要求自控，有利于降低电费。
d、投资费用较大。
经常运行电费较小。
e、构筑物数量多，运行管理复杂。
3出水水质较好，但易受水质、水量冲击的影响。
g、污泥沉降性能好，易脱水，但回流污泥浓度要求高，需控制泥龄。
（2）氧化沟工艺
该工艺如图所示
该设计在CarrouseldenitIR/Carrousel2000的基础上增加了前置厌氧池以达到除磷脱氮的目的。
该系统的出水水质可达到B0D/TSS/TN/TP=10:
15:
7-10:
1-2。
Carrousel2000型氧化沟由于其特殊的预反硝化区的设计（容积占整个Carrousel氧化沟的10〜20%,安装有2个推进器），在缺氧条件下（预反硝化区）通过简单的水力控制，进水与回流污泥
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