生猪养殖示范区能源环境循环经济可行性研究报告代初步设计Word下载.docx
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5.2.4可靠性原则25
5.2.5管理简便原则25
5.3
设计范围25
5.4
粪污处理量26
第六章沼气能源工程工艺设计27
6.1沼气工程工艺选择27
6.1.1沼气工程工艺路线27
6.1.2工艺流程说明27
6.1.3沼液、沼渣储存工艺32
6.2沼气净化与贮存工艺32
6.2.1沼气净化工艺32
6.2.2沼气储存工艺33
6.3工艺单元设计与设备选型33
6.3.1预处理33
6.3.2厌氧消化贮气一体罐34
6.3.2沼液收集池35
6.3.3固液分离装置35
6.4沼气脱硫净化与沼气发电机组36
6.4.1沼气脱硫净化系统36
6.2.1沼气发电系统37
第七章沼液深度处理工程工艺设计41
7.1编制依据、原则、范围41
7.1.1编制依据41
7.1.2编制原则41
7.1.3编制范围41
7.2设计规模、设计水质和处理要求41
7.2.1设计规模41
7.2.2设计水质42
7.2.3排放要求43
7.3工艺方案的选择43
7.3.1工艺路线的选择43
7.3.2生化处理工艺可分为厌氧、水解和好氧方法。
43
7.3.3A/0工艺简介45
7.3.4MBR工艺简介46
7.3.5工艺流程设计48
7.3.6处理效果预测48
7.4工艺单元设计与设备选型49
7.4.1主要构筑物、设备及主要参数：
49
第八章污水处理运行费用53
8.1本能环工程总用电及处理电费53
8.2人工费54
8.3水费54
8.4营养及药剂费55
8.5运行费用统计55
第九章建设期限和进度安排56
9.1建设期限及实施的进度56
9.1.1项目进度56
9.1.2项目实施进度56
第十章投资造价58
10.1能源工程投资费用58
（1）土建投资费用表58
（2）一体化厌氧反应投资费用表59
（3）设备投资费用表60
（4）其它费用62
10.2沼液深度处理工程投资费用63
（1）土建投资费用表63
（2）设备投资费用表64
（3）其它费用67
10.3其它配套工程投资费用68
10.4工程总投资68
第十一章效益分析69
11.1经济效益分析69
（1）总收益69
（2）净收益69
（3）环境效益分析69
第十二章结论71
12.1主要结论71
第十三章质量承诺与投资合作方式72
13.1质量承诺72
13.2投资及付款方式72
项目概述
随着经济发展和人民生活水平的提高，全国各地的畜禽养殖业得到了迅猛的发展。
但由于畜禽养殖场产生的粪污等污染物对环境的不利影响，使我国畜禽养殖业面临着发展与环保的双重压力。
在不以牺牲环境质量为代价的前提下，实现畜禽养殖的快速增长，改变传统的能源生产方式和消费方式，利用畜禽粪水开发利用生物质产生清洁的能源是最好的选择之一。
利用厌氧消化技术处理畜禽养殖废水，制取清洁能源——沼气、厌氧过程中产生的沼渣制肥、沼液进行利用或深度处理后回用，使在治理污染的同时变废为宝，减少温室气体的排放量和废水的排放，从而实现国民经济的可持续性发展。
受居民的饮食结构、畜禽产品的增殖性能、生产投资等因素影响，中国猪肉食用量在肉食消费中一直占有重要地位，居世界第一位，肉类人均占有量达55.73
kg/人，其中猪肉36.17
kg/人，超过世界猪肉人均的15.74
kg/人。
随着养猪业的发展，必然导致更大量的粪便废弃物，因此猪场粪污水的治理成为畜禽污染治理的关键。
随养殖数量的增多，我国规模化养殖场的数量和规模不断扩大，在“十一五”畜牧业发展中，畜牧业规模化、标准化、产业化程度进一步提高，畜牧业继续向集约型、资源高效利用型和环境友好型转变，到2011年主要畜禽品种适度规模以上的标准化养殖场的产品比例分别提高10个百分点。
养猪业的发展为人们提供了大量高品质的肉食来源，提高了人们的生活品质；
同时带动了地方农牧副业的发展，吸引了大量社会劳动力，增加了社会就业，实现了农民增收；
大型养殖场的建设提高了养猪业的整体科技水平，带动了养猪业的发展。
然而，养猪生产过程中产生大量有机废弃物，这些有机废弃物中含有大量的生物质能和有机肥资源，如不进行处理和综合利用而直接排放，不仅严重污染了水源、生态自然环境，对生产产生不利影响，也造成资源的极大浪费；
同时，粪水四溢，将导致病菌传播，对企业扩大再生产和安全生产也将产生限制。
因此，必须对大中型养猪场生产过程中产生的废弃物、废水进行综合利用和有效处理。
开发生物质能源，回收有机肥资源，将治理污染、净化环境、回收能源、综合利用、改善生态环境有机的结合起来，走生态畜牧业产业化可持续发展的道路，在正常生态环境条件下组织畜牧生产，使之成为绿色生态型养猪场。
通过该项目的实施，发挥当地龙头企业的示范和辐射作用，逐步将项目所在的地区建设成为“自然环境优美、人民生活满意、绿色畜牧业兴旺、”的现代化生态畜牧业和绿色食品生产的示范地区。
本工程项目的目的就是在国家政策的鼓励下，采用科学与全面的处理方法对养殖场的废弃物进行有效的处理，使其转化为有用的资源，实现无害化、资源化处理的最终目标，为该地区养猪场废弃物的处理树立一个样板。
附：
近年来我司完成的主要养殖废水沼气废水处理工程业绩：
工程工程名称
规模
所获殊荣
大型沼气发电工程，日处理500吨鸡粪
世界银行示范工程
处理1,200头奶牛粪沼气发电工程
农业部示范工程
处理2,500吨高浓度酒精废水沼气工程
处理20,000头猪粪沼气发电工程
处理15,000头猪粪沼气发电工程
处理10,000头猪粪沼气发电工程
处理11,000头猪粪便沼气发电工程
处理2,500头奶牛粪便沼气发电工程
处理10,000头猪粪沼气发电工程设计
处理30,000头猪粪沼气发电工程
大型沼气发电工程，2,600,000羽鸡粪污沼气发电工程
UNDP/GEF示范工程
处理35,000头猪粪沼气发电工程
大中型沼气发电工程，40,000头猪粪污沼气发电工程
大型沼气发电工程，10,000头奶牛沼气发电工程
大中型沼气发电工程，2,000头奶牛沼气发电工程
处理3,000吨屠宰废水，沼气工程
处理10,000头猪粪污水沼气发电工程
处理5,000头猪粪污水的沼气发电工程
处理1,000头奶牛粪污水沼气发电工程
处理5,000头猪粪沼气工程
处理300吨高浓度废水沼气工程
处理400吨高浓度废水沼气工程
处理10,000头猪场废水
处理800吨果汁污水
处理2,000吨饮料废水的UASB厌氧工程技术改造
处理20,000头养猪场废水沼气工程
国家科技进步二等奖
处理100吨屠宰废水
处理1,000头奶牛废水
处理100吨高浓度废水
处理20,000头猪场粪污
处理10,000头猪的生态养猪场沼气工程
处理2,000吨酒精废水的沼气发电工程
科技部“十五”科技攻关工程
处理500吨高浓度酒精废水，1,500吨中低浓度废水
联合国发展计划署/全球环境基金（UNDP/GEF）示范工程
处理600吨黄酒废水
处理100,000头猪1,200吨高浓度畜禽废水
处理80吨黄酒废水
科技部示范工程
处理10,000头猪的高浓度畜禽废水
处理60,000头猪/年的600吨高浓度畜禽废水
处理200,000头猪的3,000吨高浓度畜禽废水
处理150吨酒精废水、1,000吨啤酒废水
处理2,000吨屠宰废水
处理100吨高浓度豆制品废水
杭州市科技进步一等奖
处理250吨高浓度、600吨中等浓度的酒精废水
处理250吨高浓度、2,150吨中低浓度的黄酒废水
处理100吨高浓度、300吨中低浓度的黄酒废水
处理100吨高浓度、500吨中等浓度的黄酒废水
浙江省科技进步二等奖
处理20,000头猪，300吨高浓度畜禽废水
处理100吨高浓度猪粪废水
上海市污水处理优质工程
处理200,000羽蛋鸡粪污250吨
处理100吨养鸡场粪粪污，250吨养猪场粪污
1994年农业部科技进步一等奖
项目背景和设计思想
2.1项目设计思想
2.1.1循环经济思想
循环经济，本质上是一种生态经济，它要求运用生态学规律来指导人类社会的经济活动。
随着上个世纪50、60年代以来生态学的勃兴，使人们产生了模仿自然生态系统的愿望，按照自然生态系统物质循环和能量流动规律重构人类的经济系统，使得经济系统和谐地纳入到自然生态系统的物质循环过程中，建立起一种新形态的经济。
传统经济与循环经济的不同之处在于：
传统经济是一种由“资源—产品—消费—污染排放”所构成的物质单向流动的线形经济。
在这种经济中，人们以越来越高的强度把地球上的物质和能源开采出来，在生产加工和消费过程中又把污染和废物大量地排放到环境中去，对资源的利用常常是粗放的和一次性的，通过把资源持续不断地变成废物来实现经济的数量型增长，导致了许多自然资源的短缺与枯竭，并酿成了灾难性环境污染后果。
与此不同，循环经济倡导的是一种建立在物质不断循环利用基础上的经济发展模式，它要求把经济活动按照自然生态系统的模式，组织成一个“资源—产品—消费—再生资源”的物质反复循环流动的过程，使得整个经济系统以及生产和消费的过程基本上不产生或者只产生很少的废弃物，其特征是自然资源的低投入、高利用和废弃物的低排放，从而根本上消解长期以来环境与发展之间的尖锐冲突。
从提倡一些废弃资源回收和综合利用到循环经济的提出，是经济发展理论的重要突破，它打破了传统经济发展理论把经济和环境系统人为割裂的弊端，要求把经济发展建立在自然生态规律的基础上，促使大量生产、大量消费和大量废弃的传统工业经济体系转轨到物质的合理使用和不断循环利用的经济体系，为可持续发展的经济提供了新的理论范式。
在西方国家，循环经济已经成为一股潮流和趋势，有些国家甚至以立法的方式加以推进。
循环经济是实施可持续发展战略必然的选择和重要保证，而在世界上呼声很高的清洁生产，则是实现循环经济的基本形式。
生态农业是以物质循环和能量转化规律为依据，以科学技术为支撑，以经济、生态、社会效益有机统一为目标的良性循环的新型农业综合系统。
发展生态农业，一是抓好无公害农产品生产基地建设。
应通过科学规划、突出重点、成片开发、综合治理，把农业产业化基地建成农业生态园；
二是积极发展有机农业；
三是积极探索循环农业。
根据生态循环再利用、再生产的循环链原理发展农业，不仅可以净化生活环境，解决能源与照明问题，而且还可以有效转化利用废弃物，促进种养业的良性循环，实现农业生产无害化。
2.1.2“猪—沼—农—环保”四位一体经济模式架构
为满足人们对肉食品的需求，拟建的广州市畜牧总公司年产10万头优质高效瘦肉型猪示范场，常年向市场供应优质商品猪。
而为实现养殖发展与环境保护的协调发展，本养殖场建设中引进能源生态工程思想，采用沼气工程技术治理养猪场粪污水，利用污水处理过程中的主要产物沼气作为能源供应养殖场利用，厌氧过程中产生的沼渣制肥、沼液进行利用或深度处理后回用，建立猪—沼—农—环保”四位一体经济模式架构”四位一体生态系统，实现猪场粪污水的综合利用。
2.1.3能环工程节点功能
本能工程作为循环节点中的纽带，其功能主要有三点。
一、以生物质能转化技术为核心，将养殖业粪污资源充分利用，并将有机质转化为能源（沼气）；
二、保留污水中对植物生长有利的成分，使之转化为优质有机肥（固态、液态）。
三、治理中产生的沼液进行利用或深度处理后回用。
项目资源、产物计算
3.1饲养规划
拟建的广州市畜牧总公司优质高效瘦肉型猪示范场规划饲养规模年产6-8万头猪，拟建的示范场主要配套工程—能环工程的存栏量规模按28850头进行设计。
3.2生产设施
项目的主要工程构筑物建设规模见下表3-1：
表3-1项目的主要工程构筑物建设规模
名称
数量（个）
面积（平方米）
生产设施
公猪舍
100
988
母猪舍
配种舍妊娠舍
74
6916
定位栏
2469
母猪、仔猪舍
分娩舍
800
7557
保育舍
520
5379
育成舍
1060
23905
生产附属设施
管理设施
若干
400
生活设施
2500
生产科技楼（含仓库、技术室等）
1200
饭堂
200
更衣室
场内道路
/
防洪设施及护土墙及护坡
4400
3.2.1公猪舍
每栏1头，长67.3米×
宽11米1栋，100个栏。
3.2.2分娩哺乳猪舍（分娩舍）
母猪产前7天入产房，产仔哺乳23天，断奶仔猪留栏5天，清理空栏6天，共计41天，其中母猪存留时间7天+23天=30天，仔猪存留时间23天+5天=28天。
（1）所需产床：
3100×
2.3胎/年÷
365天/年=19.5胎/天×
41天=800个。
（2）建设分娩舍：
经产区分娩猪舍长56.7米×
宽14.4米5栋，每栋160个产床，800个产床。
3.2.3配种舍和妊娠舍
（1）每天配种母猪数：
每天断奶母猪19.5头+各种原因需复配的3头（配种分娩率85%）=共计23头。
（2）配种栏占用时间：
9天+清洁空栏7天=16天（断奶后在配种大栏养平均7天全部配完后养2天共9天入配种舍定位栏）。
（3）需配种大栏16天×
23头/天÷
5头/栏=74个。
（4）配种大栏母猪存栏量：
23头/天×
9天=207头。
（5）定位栏存栏母猪数：
3100头-207头-585头=2308头。
（6）定位栏清洁空栏：
7天=161个。
（7）定位栏总需要量：
2308个+161个=2469个。
（8）建设配种舍按大荷兰公司设计：
长64米×
14.76米3栋，其中大栏93个，定位栏810个。
（9）建设妊娠舍按大荷兰公司设计：
妊娠舍长64米×
14.76米8栋，共2448个定位栏。
3.2.4仔猪保育舍
每栏12头，养30天，清理空栏10天，共计40天。
（1）所需保育栏：
182头×
40天÷
14头/栏=522个
（2）建设保育舍：
猪舍长62米×
宽9.64米，栏长3.3米×
宽2.1米，每栋58个栏，522个栏÷
58个栏/栋=9栋。
3.2.5育成猪舍
每栏18头，养96天，清理空栏12天共计108天。
保育舍育成率97%。
（1）需育成栏：
2182头×
97%×
108天÷
18=1060个。
（2）建设育成舍：
猪舍长111.6米×
宽12.6米，每栋64个栏，1449个栏÷
64个/栋=17栋。
小结：
全场猪舍41栋，建筑面积43758平方米，公猪栏100个，配种大栏99个，定位栏2469个，产床800个，保育栏522个，生长育成栏1060个。
产房母猪存栏595头，配种大栏存栏母猪210头，定位栏存栏母猪2295头，产房哺乳仔猪存栏4600头，保育舍仔猪存栏4800头，生长育成舍存栏16250头；
公猪100头（含后备）。
全场合计总存栏猪：
28850头。
3.3水量分析
本项目运行期水污染物主要来源于猪场废水及劳动管理人员的生活污水。
3.3.1工作人员生活污水
本项目职工定员65人，全部场内食宿，员工用水量为按0.3m3/人·
d，排污系数0.8计算，则员工每人每天产生生活污水0.24m3，全年工作时间365天，则生活污水产生量为15.6m3/d（5694m3/a）。
3.3.2工艺废水（猪粪尿废水和液泡粪废水）
（1）猪舍液泡粪废水
本项目养猪场的猪舍全部采用“液泡粪工艺”，项目建成后满负荷生产时，存栏种猪为3200头（其中母猪3100头，公猪100头），仔猪9400头，生长育成猪16250头，共计28850头。
本项目猪舍全部采用“液泡粪”工艺饲养，无需每天对漏粪地板进行冲洗，猪舍液泡粪设计高度为0.8m（其中液面不超过0.6m），每次清理后需加入的回用水高度约为0.15m，猪舍总面积44745m²
（包括公猪舍、母猪舍、和育成猪舍），因此，平均每天需补充液泡粪用水447.45m³
/d（0.15m×
44745m²
/15d），液泡粪用水绝大部分采用处理后的回用水。
（注：
成猪转栏时，为避免交叉感染，清空完液泡粪后，会对猪栏舍和漏粪地板进行一次性冲洗，冲洗水也为处理后的回用水，冲洗后全部进入液泡粪作为液泡粪用水，水量不会超过液泡粪设计高度的0.15m。
）
（2）猪粪尿废水
根据给水系统分析，本项目存栏猪的饮用水需162.15m³
/d（仔猪饮用水9.2m³
/d，保育猪饮用水16.8m³
/d，成年猪饮用水136.15m³
/d），其中，猪只的新陈代谢及蒸发损耗占用饮水量的20%，剩余80%以猪尿液形式排出，每天尿液产生量为129.72m³
/d（47347.8m³
/a）。
3.3.3小计
本项目废水主要来源于工艺废水（猪粪尿污水和液泡粪废水）和员工生活污水。
综合上述水污染源分析可得到本项目的废水及污染物产生量，见下表3-2所示：
表3-2本项目废水量及产污量统计
项目
污水量（m³
/d）
工艺废水（猪尿和液泡粪废水）
577.17m³
/d
员工生活污水
15.6m³
合计
592.77m³
一年总计
216361m³
/a
注：
每年按365天计。
3.4产生的干物质量分析
按养猪场饲养标准，存栏猪平均每头每天排泄含水率为80%的粪污量为2.0kg/d，则日产鲜猪粪约60吨，则该养殖场每天产生的干物质的产量为12000公斤。
3.5粪污产量与收集方式
3.5.1粪污产量计算
按养猪场饲养标准，存栏猪平均每头每天排泄含水率为80%的粪污量为2.0kg/d，则日产鲜猪粪约60吨（含水率80%），依此标准与存栏规模计算的粪污产量，见下表3-3所示。
表3-3粪污产量
数量（t）
含水率
含固率
60
80%
20%
12
0%
100%
120
90%
10%
240
95%
5%
97%
3%
3.6沼气产量和发电量估算
3.6.1按TS值推算
在不考虑损耗情况下，每天干物质的产量为12000公斤，按每公斤干物质产沼气0.32方的系数计算，可产沼气每天约4000m3；
采用国产热电联供发电机，按每立方沼气发电1.55的系数计算，可发电620kw.h/d；
采用进口热电联供发电机，按每立方沼气发电2.0的系数计算，可发电8000kw.h/d。
3.7沼渣沼液产量估算
3.7.1物料平衡计算
物料全天输入总量为1200kg。
预处理阶段消耗量为12kg，包括沉砂、矿物质以及少量猪粪，该部分消耗将作为垃圾外运消纳。
厌氧阶段消耗量为7.72吨，该部分TS消耗是生物质能转化、沼气生产的主体。
厌氧阶段TS的输出量为4.85吨，厌氧反应器出水和底部排泥混合均匀后进入沼液池储存，见下表3-4所示。
表3-4物料（TS）平衡计算表
工艺阶段
处理单元
投入量（kg）
消耗系数
消耗量（kg）
预处理阶段
调节
12000
1%
厌氧阶段
厌氧反应器
11880
65%
7722
储存阶段
沼液池
4158
第四章产物解决方案选择
4.1沼气利用方案选择
本能环工程日产沼气4200m3，计划全部作为发电使用。
4.2沼渣及沼液利用解决方案
本能环工程日产沼渣24.5吨（含水率83%）、沼液593.0吨。
消纳该部分沼渣和沼液必须有相应量的承载土地,由于该项目所在地不能提供相应的承载土地，因此计划将沼渣生产成颗粒沼肥后出售，沼液进行深度处理后回用。
工程设计范围和处理能力
设计依据
1、《中华人民共和国水污染防治法实施细则》（环发[1999]214号））
2、《污水处理设施环境保护监督管理办法》（（88）国环水字第187号）
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日发布）
4、《规模化畜禽养殖场沼气工程设计规范》（NY/T
1222-2006）
5、《大中型畜禽养殖场能源环境工程建设规划》（农业部，1999）
6、《蓄禽养殖
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