产业化沼气发电工程建设可研报告文档格式.docx

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致力于生态环境建设，实施“生态农业计划”，“三绿工程”、“绿色食品”等计划。

尤其是新疆良种牛集约化养殖比例占50%以上。

目前，拜城鼎元牛业万头集约化规模牛场和良种牛养殖基地已成为阿克苏地区畜牧业生产稳定发展的主力军，且朝着标准化生产、产业化经营、规模化管理方向迈进。

1.2项目建设的必要性

随着国家西部大开发战略的实施，新疆作为我国西部重要省区之一，在全面推进经济跨越发展和社会进步的同时，针对新疆自治区生态环境脆弱的区域特点，借鉴发达地区的教训和成功经验，正致力于生态环境建设，积极实施可持续发展战略。

特别是在新疆实施“生态农业计划”，“三绿工程”、“绿色食品”等计划，有效的推进了新疆农业产品结构的调整与优化，拓展了新疆农民增收、农业增效的途径。

据统计2004年底，全区牛存栏50.7万头。

新疆牛集约化养殖比例占50％以上。

集约化养殖业的发展满足了人们不断增长的生活需求，为提高城乡居民生活水平、农业增效、农民增收做出了贡献，但与之俱来是，大量的畜禽粪便过渡集中和冲洗水大量增加带来了一系列环境问题。

由于绝大多数畜禽场的粪便未得到处理和利用，使得大中城市周边地带和郊区农村单位土地面积的粪便承载量过高，粪水的肆意排放。

这些污染物对周围环境造成了极其严重的影响，制约了农业生产的可持续发展。

1.2.1污染水质

牛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。

畜禽粪便造成水质污染的同时，还造成了杂草丛生、河床淤积，甚至堵塞了河道，妨碍了防洪和排涝，威胁着饮用水水源的安全。

某些地区还发生过当地居民与畜禽场之间的矛盾冲突等严重事件。

1.2.2产生恶臭污染空气

在厌氧条件下，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。

这些臭气严重恶化了畜禽场内外大气环境质量，对畜禽业工作人员产生危害，还会影响畜禽的生产性能、降低其生产力水平。

1.2.3污染土壤

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，就造成污染。

另外，还有一些以土壤传播为主的传染病，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，形成巨大的潜在危害。

1.2.4沼气综合利用工程建设的需求

目前，现代畜牧业发展规模化养殖粪便污染已经成为新疆农业农村环境污染的重要原因，采用沼气技术处理养殖场畜禽粪便，具有运行生产费用低、容易推广、无公害化、有机循环利用等优势，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，实施“畜禽一沼气一发电—沼液—作物”模式，实现污水零排放，尤其在新疆作为畜牧业大省更有广阔的发展前景。

该项目既能解决畜禽业污染问题，又为社会提供清洁的能源，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，符合生态农业的需要，也是农业可持续发展的必然需求。

项目的实施，将会改善农村居民生产和生活条件，促进现代农业的可持续发展。

项目本身也具有可观的经济效益，沼气用途广泛，可用于照明、燃料、供暖，也可以发电，解决生产生活用能，产生直接经济效益；

产生的沼渣、沼液是优质的无公害有机肥料，可用来发展无公害农产品基地，实现农业增效。

当前，随着西部大开发生态要先行的要求，沼气工程的建设势在必行，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，解决农村环境治理，促进养殖业良性发展，对沼气发电工程建设具有十分强烈的愿望和很高的积极性。

1.2.5有机复合肥的市场需求

畜禽粪便中富含有机质，有机质腐熟后形成腐殖质储存在土壤中，腐殖质对改良土壤、培养地力有明显效果，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、铁反映形成沉淀物，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：

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，改良土壤提高产量。

由于有机肥的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品质，提高产品档次。

按照无公害农产品生产的要求，有机肥市场需求很大，本项目生产的高效有机肥远不能满足。

同时有机肥料销售价格合理，一般粉状有机肥料在350—500元/吨左右，颗粒状有机肥料在850元/吨左右，而化肥的价格一般约为1200元/吨，有机固肥具有明显的价格优势，因此适合大面积推广使用。

1.2.6盐碱荒漠化土地改良的需求

新疆土地面积大，荒漠化程度高，盐碱危害重，为提高土地生产力水平，改善耕地的质量已成为一项重要任务，农业综合开发的重点就是不断提高土地的质量和生产能力。

本项目产出的沼液有很好的土壤改良，实践证明具有改良重盐碱和荒漠地的特殊效果。

项目年产沼液29565吨，每年可改良土壤760亩，可以满足阿克苏及兵团周边地区的耕地盐碱改良。

1.2.7沼气综合利用需求

随着经济社会的进一步发展，能源紧缺状况日益明显。

目前农村电能、燃料更为紧张，一定程度影响农村广大农牧民的生产生活质量。

随着区域经济进入快车道，阿克苏市区电力紧缺状况已露端倪，使企业生产和群众生活受到很大影响。

企业的规模化、产业化生产模式对电能的持续性和供应量都有一定要求，仅鼎元牛业公司用电负荷就达0.8万千瓦,每年耗电500万kwh。

另外,周边近500农户每年耗电约200万kwh。

“能源环保示范工程”生产的沼气是一种自产自销的清洁、高效、生物质能源，应用前景十分广阔。

通过管网建设，可作为养殖场职工生活的做饭、洗浴燃气和发电用能，通过沼气发电，可以满足养殖场的部分用电，沼气发电余热用作厌氧发酵寒季加温供暖。

形成“沼气一一发电一一厌氧一一沼气”良性循环。

1.2.8沼液有效利用的需求

畜禽粪便通过厌氧反应器内进行微生物分解，杀灭了有害病毒菌，变成腐熟的有机液肥，可直接用于作物喷灌、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。

可以解决周边无公害蔬菜、果园生产基地对无公害有机肥的需求。

从而增加企业的经济效益，鼎元牛业位于拜城县察尔齐镇西北25公里处，已与拜城县察尔齐镇签订了有机肥使用协议，项目建成后生产的有机肥直接销售给察尔齐镇西北25公里处，产生的沼液用于林场果园、农田。

不但能解决沼液的有效利用，同时增加企业和农民的经济效益。

1.2.9产业化沼气发电的需求

国家西部大开发战略的实施，极大的促进了阿克苏地区的经济发展和社会进步。

随着区域经济进入快车道，我区电力紧缺状况已露端倪，使企业生产和群众生活受到了很大影响。

沼气发电——是企业“三废”利用的重要内容，代表着当今世界养殖业生产技术的发展趋势。

是近年来国家极力倡导的重点开发领域，符合国家农业，高科技和环保三大产业政策。

沼气发电是节约能源、资源、降低企业成本、解决沼气排放对环境污染的一种行之有效的节能方式。

同时，又治理污染、废物综合利用，开辟了可再生能源，属于循环经济一部分，符合经济可持续发展战略的要求，拜城鼎元牛业有限公司是集饲料加工、良种牛养殖、有机肥生产、定点屠宰于一体的规模化、产业化生产模式，对电能的持续性和供应量都有一定要求，目前每天生产耗电约2000千瓦时。

实现沼气发电后既可满足企业自身生产用电，又能为周边其他企业和农户提供生产生活用电。

第二章技术路线及基础

2.1工艺流程选择的原则

根据当前拜城牛业良种牛养殖生产基地的不断发展，粪便排量的不断增加，为解决牲畜粪便对环境造成污染，结合沼气综合利用工程特点及饲养技术的要求，在项目工艺流程选择上应遵循生态理念，坚持以下原则：

2.1.1减量化

要治理好畜粪污染，必须从污染的源头抓起，有效的减少污染总量，对粪便及时进行清理，封闭储存，达到将污染源控制在最低限度的目的。

2.1.2无害化

选用先进工艺技术，所有粪便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，消除蚊蝇孳生地，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草分离间前见到粪外，其余工艺都是封闭式的运行，工作环境优美。

2.1.3资源化

有害粪污经过治理，达到变废为宝的目的。

粪便治理后可作为红枣、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。

建议将该场的发酵液部分泵压附近蔬菜大田使用，可节省大量农药和化肥，增产增收。

通过厌氧发酵所产生的沼气，经过发电，可供应养殖基地日常用电的需求。

冬季也可供应日光蔬菜温室提供气肥。

沼液固液分离后产生的沼渣晒干粉碎后可制成饲料添加剂或有机复合肥原料整个工程是变废为宝，资源全面综合利用的示范工程。

2.1.4生态化

该项目选项用的先进治理工艺治理后，将治理后的无毒无害的有机肥，可用于日光温室蔬菜、花卉及大田农作物，形成“牛—污—沼—饲（菜）—牛（人）”的生态平衡系统。

农作物田间喷施沼液后，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，增产增收，大量无公害有机蔬菜和红枣，有利于出口创汇，经济效益提高，是蔬菜和红枣出口加入WT0的唯一途径。

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。

2.2工艺技术方案选择

方案一：

地下常温发酵与干式储气装置技术方案特点

采用地下常温厌氧发酵，可节省寒季加温能耗，运行费用低。

干式储气或加压储气罐，可减少储气设施的占地和投资，可防止寒季储气浮罩保温加温能耗，达到低成本近常温发酵四季运行。

不选择理由为：

地下水位较高，不利于厌氧发酵池埋设；

地下常温发酵池运行一段时间后排污困难；

常温发酵运行发酵效果差，产气率低。

干式储气装置有二种：

一种为红泥胶塑材料，投资不省而使用寿命短。

采用风机输配气，受供电和气压不稳定影响。

另一种为钢制高压干式储气装置，同样受供电影响和输配气端加减压阀，运行较烦和费用相对高一点。

方案二：

回转式恒温发酵沼气工程技术方案特点

自流进料，回转式三连发酵、压差自动出液，太阳能和沼气加热恒温。

发酵间混凝土现浇，导流墙砖砌，气室与发酵池、进料池为联体结构，气室为透光玻璃钢，池顶盖阳光板保温，溢流口设有后处理系统，沼气输送配备增压净化装置。

该技术是在吸收了国内外的实践经验的基础上，结合了沼气发酵工艺的特点，并考虑沼气对防腐和密封性的要求。

该方案在结构上和用料上都进行了大的改进，采取太阳能增温装置，对原料进行预处理措施后入池，渣液用回转式机械出料。

用水压式原理将储气柜和发酵间合二为一，将主池置于地下（或半地下）。

为保证气源输送稳定和质量设有沼气增压净化系统，为确保沼气产气量和缩短发酵周期，利用沼气加热恒温，发酵池内设有料液推进搅拌系统，出口处设有渣液分离池。

发酵时间15d左右。

方案二具有二合一投资少、使用寿命长、太阳能增温运行费用低、安全性、适用性、可节省寒季加温能耗等特点。

地下水位较高，不利于半地下厌氧发酵池埋设：

太阳能增温发酵装置投资较高，半地下厌氧发酵池，运行一段时间后排污困难。

二合一储气装置类似于户用沼气池，储气量小，储气压力不稳定，采用风机输配气，受供电和输配气端加减压阀，运行较烦和费用相对高一点。

方案三：

选用USR厌氧发酵及水压式沼气储气装置，建议寒季沼气发电、热供联产技术方案特点

采用先进成熟产气率高的USR厌氧发酵塔技术，可减少占地和投资，储气浮罩在保温壳体内，保温效果好。

暖季沼气供附近村民用能，寒季附近村民自烧火炉不用沼气时，采用沼气发电，沼气发电余热解决中温厌氧发酵升温问题，为寒季的正常运行提供了保证，达到低成本中温（28—35℃）发酵四季运行。

选择理由为：

地下水位较高，利于地面厌氧发酵池建设；

本项目建议采用地面厌氧发酵池，一次采用进料升压，达到布水、溢流、防堵、排污、防阵发性产气防爆等效果；

运行方便；

产气率高；

地面厌氧发酵池高大，既好用，又好看；

能正常运行。

建议选择采用保温水压式储气装置：

储气量大，储气压力稳定，不用风机输配气，不受供电和输配气端加减压阀影响，运行方便；

运行安全和运行费用相对较低。

该工程气候条件比宏民养殖场好，应该能正常运行。

采用沼气发电，沼气发电余热解决中温厌氧发酵升温问题，将更好地形成良性循环和资源全面综合利用。

2.3工艺流程示意图

2.4工艺流程说明

牛场和屠宰加工厂污水通过管道经格栅清除沉渣和杂物后自流入集水池，饲养员将每天鲜粪运至粪草分离间，由粪草分离机将鲜牛粪和集水池污水（或固液分离机分离出液体一沼液）进行调浆去杂；

调好浆液泵入酸化池酸化处理后pH值达到中性；

酸化处理后按干物质（TS）6—8％浆液泵入USR厌氧消化反应器内发酵，在28—35摄氏度的中温条件下进行降解，10—15日内完成降解后，自流进入沼液池，经过固液分离机脱水，分离出固体一沼渣晒干粉碎后作有机颗粒肥或饲料添加剂。

分离出液体一沼液，可用作农田喷灌或作粪草分离机调浆液体补充，也可用作周边果蔬田喷灌、渗灌、滴灌。

经济条件许可的情况可浓缩30倍后根据不同作物不同生长期添加适量的微量元素的喷施液肥。

在厌氧消化过程中产生的沼气，通过干燥、脱硫净化后自流入储气罐内贮存，通过输配管网供气沼气发电或公司生产生活用能使用。

2.5主要技术经济指标

主要技术经济指标

序号

主要工程名称

BOD5

CODCR

NH3-N

1

牛粪、尿污水、屠杀污水调浆

9000

10000

1200

2

格栅沉纱、集水池

8100

800

3

厌秧池反应

5670

2700

7200

4

沼液储存

4550

2430

400

5

固液分离清液

2720

200

6

固液分离清液储存

1360

720

150

7

肥水调节系统

200-350

200-400

80-100

8

农田、果园或蔬菜喷灌

2.6建设沼气发电的特点

1、农村城市化的飞跃发展，导致农村人口减少，城市人口增加，造成农副产品需求量的增加。

导致个体养殖业趋向集约化养殖，造成大中型养殖企业快速发展。

导致农业种植面积减少、道路绿化面积增加、畜禽粪便排放吸纳的土地面积减少，造成严重污染。

建设沼气发电的示范项目可变废为宝，种养结合，循环持续发展。

2、污水排放企业大量迁移农村，导致原来农村供应城市饮水的水体污染，造成城市饮用水严重短缺。

农业无机化肥的推广应用，导致有机肥的滞销，产生污染，造成人畜生活生存环境污染。

农业无机肥的长期应用，导致农田土壤板结，农作物生长根系缩短，农产品农药含量严重超标。

农田土壤板结，有机肥、无机肥严重流入水体，导致水体富营养化，造成河道淤塞，洪涝灾害发生频繁。

该项目的沼渣沼液应用可解决以上问题。

3、石油液化气、天然气的普及应用导致一次能源短缺，生态林的砍伐危害了防沙固沙保护，该项目的建成可缓解部分能源短缺和生态林的保护问题。

4、无公害、绿色、有机出口农业产品的需求，有机废弃物的处理（有机生活垃圾，有机工业生产废弃物，人畜粪污），厌氧发酵产沼是唯一经济实用、可持续发展的途径，将导致大中型、特大型沼气发电工程发展。

第三章工程建设方案

3.1规模设计

3.1.1集水沉砂池60m3五口

冲棚水中含有一定量的泥砂，除在沟渠漫流中除去一部分外，还有一大部分需经沉砂池沉淀去除。

集水沉砂池前设格栅二道，同时清除沉渣和杂草。

集水沆砂池是保障后序管泵运行必不可少的设施。

3.1.2酸化池800m3二口

因养殖场防疫需要，经常将消毒水混入粪尿中，造成pH值不稳定影响正常运行，为使pH值控制在7左右，同时去除阻塞进料管的浮渣，本工程设计酸化池800m3二口，保障本项目的稳定运行。

3.1.3调节计量池50m3二口

调节计量池将起到控制进料量和寒季进料时加温调和的作用。

3.1.4厌氧反应器单体1000m3八座

厌氧反应器是本工程的核心装置，单体容积为1000m3，有效反应溶积为920m3。

每天分二次进TS6—8％左右的料，每次进50m3左右，水力滞留期控制在10—15天，反应器温控制在28—40℃，COD去除率可达到70％左右。

为保证厌氧反应器的长期稳定运行，反应器内设有布水、防堵塞、排污、破浮块、溢流槽冲洗、安全浮罩等设施。

反应器体有保温加温装置，保障昼夜温度满足厌氧反应要求。

3.1.5污泥沉淀池10m3四口

污泥沉淀池的设置主要是为了去除厌氧发酵池排出沉淀的污泥，定期及时排出增加发酵空间，有效的增加污水发酵滞留期，减少进料阻力，增加厌氧发酵水力滞留期。

3.1.6沼液贮存池共计49600m3：

沼气站内二口800m3半地下池二口，8000m3沼液简易地面贮存池六口设置在农田中，以利不用肥季节短期贮存和以利自流或田间浇灌。

3.1.7气体净化

本工程采用目前国内外最先进的沼气脱硫净化装置、具有操作方便，无污染和运行成本低的优点，确保沼气硫化氢含量达到国家标准，以利于沼气利用。

3.1.8贮气装置4000m3二座

本工程位于我国西部地区，冬季最低温度在-18℃左右，为了确保四季正常输气，该工程设计的浮罩式压力溶器储气装置，方便实用，除水池内加装加温暖气管，确保四季正常供气。

3.1.9生产用房6638.8m2

其中：

粪草分离间151.8m2三套用于粪草分离及贮浆池用；

工具泵房81m2三套用于安装沼气除水、净化、防倒流等装置和提升泵及电器控制柜；

固液分离机房131.8m2三套每套房内含100m3地下分离清液贮存池一口，用于沼液固液分离机安装和分离沼渣、清液暂存用；

有机肥加工办公综合房2737m2、道路晒场6900m2用于晒干、粉碎、造粒、包装、分析和仓贮用；

沼气发电机房2400m2一套、沼气发电输配电房120m2一套、沼气发电机修零配件房120m2一套、沼气发电分析办公房120m2一套用于沼气发电生产用房；

沼气发电区厕所48m2一套、沼气发电区围墙480m；

沼气发电区大门、照壁、花台、绿化等设施一套用于沼气发电生活、生产安全和环境美化之用。

3.1.10综合利用系统

经厌氧反应后的液肥必须全部回收利用起来，用以灌溉农田、养育果蔬或道旁绿化等。

综合利用的主要内容包括管道输送设备、田间贮存池以及液肥还田配套土地等。

A、田间贮存池

为确保厌氧处理过的液肥全部用于还田，防止雨季、冻季、不用肥季节液肥不流入水体，须设置田间贮存池。

田间贮存池的个数、容积应根据周围土地不同的用肥量及用肥周期而定，一般采用地面土池加防渗膜，既经济又实用，又能确保暴雨和不用肥季节池内污水不外溢，贮存池应有一定贮存量，一般贮液期70天以上，贮存池需综合考虑，合理确定。

因贮存池是地面池，高于地面，农田用肥时只需开阀便可自流，省工省运行费，远距离需喷灌，需采用污水泵加压，运行费用也很低。

动行中必须经常关心池内存液，雨季前必须清池，尽量少存，以防雨季溢出造成水体污染。

B、液肥喷灌

为了使液肥用于农田喷灌，一般田间地下设置Φ100至Φ150的水泥压力管，每50M左右设喷灌消火栓一组，配200m左右消防水带和消火喷枪，便于液肥喷灌还田，不造成二次污染。

C、配套土地（与拜城县察尔旗镇达成合