某生态养殖场沼气工程建设项目可行性研究报告.docx
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某生态养殖场沼气工程建设项目可行性研究报告
某生态养殖场沼气工程建设项目
可行性研究报告
摘要
1项目概况
**市**区**村**生态养殖场700立方米沼气工程
1.1项目名称
**市**区**村**生态养殖场700立方米沼气工程
1.2项目承担单位
**市**区**村**生态养殖场
1.3建设地点
**市**区**村**生态养殖场院内
1.4建设工期
3个月
1.5工程占地
750平方
2建设内容
2.1建设规模
建设1000m³规模的标准化厌氧反应设备1座及附属设施；建设USR厌氧罐容积为1000m³一座，设独立气柜一个300m³；年生产沼渣、沼液肥约45×365（天）=16425吨；年产沼气700×365（天）=25.5万m³，年发电量25.5×1.5=38.25万KWh，用于发电或户用燃烧。
2.2主要设施
预处理单元：
集污池有效容积44m3，1座；调配池有效容积44m3，1座；
沼气生产、贮存单元：
建设USR厌氧罐一座，容积为1000m³，独立气柜容积为300m³；
沼渣沼液处理单元：
沼液贮池196m3，沼渣沉淀池100m3，2座。
3设计目标
3.1设计参数：
1 粪便干物质含量：
20%；
2 水力滞留期：
20天；
3 沼气罐中发酵料液：
浓度8～10%，投料体积比≥85%；
4 设计有效容积产气率：
0.8～1.2m3/m3.d；
5 年出栏生猪10000头；
6 日产粪便：
12.8吨。
7 日产猪尿及洗栏水量：
32.2吨
8 日产粪污总量：
45吨
4工艺流程
粪污处理采取以“预处理十USR中温发酵十贮气”为核心的处理工艺。
5资金筹措方式
国家资助及企业自筹
6预算说明
土建工程费用估算以国内平均价格为依据，具体土建预算以图纸为准。
实际实施过程中按地勘报告及业主要求实施；
第1章概述
1.1标准化设备设计理念
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、USR反应器贮气反应器、净化系统、换热系统、电控系统等组成。
1.2工程投资范围
工程规划设计
工艺设备采购
安装工程
工程调试及培训
售后服务
1.3粪污处理后去向
沼气：
用于沼气发电或户用燃烧，年产沼气量700×365（天）=25.5万m³，满足养殖场及部分生活区用能。
沼渣沼液：
作为肥料供周边林业使用。
第2章编制依据
2.1相关国家法律、法规和政策
（1）《中华人民共和国环境保护法》
（2）《中华人民共和国水污染防治法》
（3）《中华人民共和国水污染防治法实施细则》
（4）《人民共和国可再生能源法》
（5）《中华人民共和国畜牧法》
（6）《畜禽养殖污染物防治管理办法》
（7）《中华人民共和国农业技术推广法》
（8）《中华人民共和国电力法》
（9）《中华人民共和国节约能源法》
（10）《中华人民共和国循环经济法》
（11）《资源综合利用条例》
（12）《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十一个五年规划的建议》
（13）《中共中央国务院关于积极发展现代农业扎实推进社会主义新农村建设的若干意见》
（14）《全国生态环境保护纲要》
（15）《可再生能源发电价格和费用分摊管理试行办法》
（16）《关于发展生物能源和生物化工财税扶持政策的实施意见》
（17）《可再生能源发展专项资金管理暂行办法》
（18）《“十一五”资源综合利用指导意见》
（19）《国家鼓励的资源综合利用认定管理办法》
2.2相关规范与标准
（1）《沼气工程技术规范》（NY/T1220-2006）
（2）《室外排水设计规范》（GB50014－2006）
（3）《给水排水设计手册》
（4）《环境工程设计手册》（水污染防治卷）
（5）《建筑设计防大规范》（GBS0016－2006）
（6）《中、小型集约化养殖场建设的国家标准》（GBT17824.1－1999）
（7）《有机认证标准一畜牧生产》
（8）《畜禽养殖业污染物排放标准》（GB18596－2D01）
（9）《建筑结构荷载规范》（GB50009－2001）
（10）《钢结构设计规范》（GB50017－2003）
（11）《混凝土结构设计规范》（GB50010－2002）
（12）《建筑抗震设计规范》（GB50011－2001）
（13）《建筑地基基础设计规范》（GB50007－2002）
（14）《工业与民用建筑供配电系统设计规范》（GB50052－19）
（15）《砌体结构设计规范》（GB50003－2001）
（16）《城镇燃气输配工程施工及验收规范》（CJJ33-89）
（17）《有机肥料标准》（NY525－2002）
第3章编制原则
3.1技术先进性、可靠性和适应性原则
（1）根据厂区实际情况，选择最先进的工艺方案。
（2）根据当地的实际情况，选择有成功案例的工程方案，确保工程可以长期稳定运行。
（3）根据业主经济条件和操作人员技能水平，选择最适宜的方案，便于实际运行，维护。
3.2经济效益最大化原则
（1）在保证技术先进性的基础上，优化工艺和各个单元设计，降低一次性投资，确保最佳性价比和最短的投资回收期。
（2）遵循循环经济理念，对整个场区进行能流物流分析和设计，确保沼气工程为企业带来整体最大效益。
3.3环境和社会效益最大化原则
（1）对产品（沼气、沼渣沼液）进行充分利用，并注重外观设计和绿化美化，使站区与场民总体环境协调统一。
（2）设计和实施过移中遵守国家及地方有关法律法规和产业政策，保证工程符合地方环境、经济和社会发展规划，工程建成后可节省养殖场部分用能，并发挥示范作用。
第4章工艺技术方案选择
4.1设备
将自有技术普通碳钢厌氧拼装罐和气柜，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、施工难点在罐顶。
顶部换作柔性气柜后，搅拌机可改为叙入式搅拌，使罐顶不再是承重构件。
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／（moC），PVC膜材导热系数0.42W／（moC），PVC膜材导热系数远低于碳钢，无需保温，重量小，可折叠，运输万便。
（2）经济性
采用厌氧储气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—一沼气产生与收集设备产品化，批量化生产可使设备成本降低，设备可使土建费用减少，标准化可使工期缩短。
可将厌氧发酵与储气设备、预处理、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。
4.2工艺技术选择
4.2.1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，地方政府的要求和业主的实际操作水平，创建“示范工程”、“样板工程”或“放心工程”。
4.2.2粪污量计算
表4－1粪污量／原料统计表
原料种类
数量
指标
原料小计
粪污
TS20%
12.8吨/天
污水
32.2吨/天
合计
45吨/天
4.2.3工艺选择
经过对比：
本沼气站采用的是目前世界上先进的USR工艺；USR升流式固体厌氧反应器具有产气率高、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、产气、储气、储液于一体的大型沼气标准设备，由预处理系统、USR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
图4－2工艺流程图
（2）工艺流程说明
粪便通过污水管网排入沼气站内经过调粪池调节碳氮比正常后用管道泵把液体加入到厌氧发酵罐内经过厌氧发酵产生沼气进入气柜在经过脱硫脱水输出供沼气发电机或户用燃烧使用。
第5章结构设计
本工程中的进料斗、调配池、进料池、USR基础等采用现浇钢筋混凝土结构，净化室、控制室、等采用轻钢结构，建筑物设计材质也可根据当地风俗习惯要求进行因地适宜的设计，结构设计按工艺及其它专业要求，遵循国家现行有关规范制定结构方案及其结构设计。
第6章建筑设计
6.1总体布置
6.1.1工程选址
沼气工程的选址应符合集团内整个生产系统的规划和要求，并应根据以下因素综合考虑确定：
（1）有较好的工程地质条件；
（2）有方便的交通运输和供水供电条件。
6.1.2总体布置要求
（1）沼气工程的总体布置应考虑到养殖场内远期生产规模扩展的可能性，如必要，应依此作出分期建设方案。
（2）总体布置应满足沼气工程工艺的要求，布置紧凑，便于施工、运行和管理。
应结合地形、气象和地质条件等因素，经过技术经济分析确定。
（3）竖向设计应充分利用原有地形坡度，并达到排水畅通、降低能耗、土方平衡的要求。
（4）构筑物的间距应紧凑、合理，并应满足施工、设备安装与维护、安全的要求。
（5）附属建筑物宜集中布置，并应与生产设备和处理构筑物保持一定距离。
（6）厌氧消化器+贮气柜、输气管道的设计及防火要求见GBJI6中的相关规定。
（7）各种管线应全面安排，避免还回曲折和相互干扰，输送污水、污泥和沼气管线布置应尽量减少管道弯头，以减少能量损耗和便于清通。
各种管线应用不同颜色加以区别。
（8）应设置废渣等物料堆放及停车的场地。
（9）平面布置应留有汽车进出通道，各建筑物间应留有连接通道，其设计应符合下列要求：
1）主要车行道的宽度：
单车道为3m，双车道为5m，并应有回车道。
车行逆转弯半径不小于6m；
2）人行道的宽度为1m—1.5m；
3）通向建筑物顶端的扶梯与水平面夹角不大于40°，其宽度0.8m-1.0m
4）高架物上不经常通行的部位可设置爬梯，其宽度为0.4m；
5）绿地面积不宜小于总面积的30％。
（6）沼气工程应设围墙（栏）。
（7）各建筑物和构筑物群体效果应与周围环境相协调。
（8）主要畜禽污水处理设施应设置溢流口、排泥管、排空阀和检修人孔。
厌氧消化器和贮气担应设有安全窗；确保装置正常运转。
（9）应配置简单的化验设备和必要的仪器、仪表、自动控制设备及沼气流量计。
（10）处理构筑物和贮气相应设置护栏等安全设施，护栏高度不宜低于1.1m。
（11）沼气工程应有保温防冻措施。
（12）沼气工程供电应按三类负荷设计，厂区内设置操作控制间、独立的动力和照明配电系统。
（13）沼气工程的安全、防爆、防雷与接地参照GB12801、GB50028、GBJ16、GB50057、GBJ65等的相关规定执行。
（14）控制室应有良好的照明，设有监控所有设备运转、故障、程序操作、尽示的控制屏（台），操作应具有集中与就地操作的功能。
应有紧急状态报警装置。
应采用可靠的自动控制系统进行自动控制、自动检测。
并应设有值班人员休息室。
（15）化验室应配有动力电源、给排水系统、排风措施及良好的照明。
6.2平面布置
6.2.1平面布置原则
（1）要求满足人流（生产和参观人员流动）、物流（原料、和沼渣沼液的运输）和能流（沼气输配）这“三流”的安全性、独立性和合理性；
（2）要求满足沼气站同站外的整体环境风格、周边整体环境风格和业户的企业文化理念等大环境的协调统一；
（3）本着节省投资、布置紧凑、工艺流畅、便于建设实施的原则，按功能区分区布置，一次规划用地，充分考虑到业主远期发展的需要。
6.2.2平面布置图
办公区的区划、周围环境、场内环境布置和考虑要素进行描述，图中体现出“三流”、周边和场内环境一行性和双方企业文化。
6.2.3场区给节水
（1）厂区给水设计
厂区生产、生活、一消防用水由厂内自备水井作为水源，通过给水管网供给。
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》GBJ16－87的要求，厂内只设室外消防给水系统。
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。
给水主管经水表井后引入各用水点。
6.3单元设计
1.集污池、调配地
收集的粪污通过进料斗进入调配池进行均质调节后流经一道格栅去除其中的大颗粒物质后进入进料池；进料池设置潜水灌浆泵将物料进行二次均质后提升入USR反应罐进行厌氧发酵。
设计尺寸：
Ф4.0m×3.5m（集污池）；Ф4.0m×3.5m（调配池）
配套设备：
①浆式搅拌机：
功率：
5.5kw
数量：
1台
②机械格栅
功率：
0.75kw
数量：
一道
③潜水切割泵
型号:
WQ50-21-7.5/QG
功率：
7.5kw
数量：
2台（1用1备）
2.USR反应罐十贮气柜
1000m³USR反应罐尺寸为：
Φ12.46m*10.2m
数量：
一座
USR发酵罐基础尺寸：
Φ11.46m*0.6m
回流泵：
CVD57.5-100A2台（1用1备）
Q=100m3/hH=15mN=7.5kw
3.独立气柜
300m3独立气柜尺寸为：
Φ9.36m*6.48m
数量:
一座
4.综合房（含电控室、值班室、锅炉房、净化间）
设计尺寸：
L*B*H＝27.0m*6.0*4.5。
结构形式：
钢结构
数量：
l间
配套设备：
①汽水分离器：
2套
②脱硫罐：
2套
③阻火器：
2套
DN100
④茶水炉0.2吨
5.沼液贮池、沼渣沉淀池
设计尺寸：
7m×7m×4m（沼液贮池）；5m×5m×4m（沼渣沉淀池）
配套设备：
①沼液池潜水泵：
功率：
7.5kw
数量：
1台
6.4道路及绿化
为节省占地面积，减少投资，沼气处理站内的车行道与厂区保持一致，人行路坑1.5－2米，铺装人行道板；道路能满足防火及运输要求；沼气站路面坡度控制在外5％左右；使雨水能及时排出沼气站，保证沼气站内不积水。
主要道路两侧设绿篱，距绿篱1米处种植乔木，其它空地铺草坪。
6.5形象设计
根据当地的发展趋势和场区所处的位置，装修标准充分考虑当地情况和业主的CIS，做到美观、大方，易于清洁，对整个场区进行CI统一设计，风格统一。
6.5.2内装修
建筑物均为地上式单层建筑
6.5.3CI标识
结合业主CIS，对工程简介、公司简介、各类管理制度和操作手册、各主要构筑物标示牌进行统一设计，体现业主和设计施工单位的文化理念。
6.6消防和安全设计
主要设计依据按照《建筑设计防火规范》（GBJI6－87）及国家下发的有关规范及文件。
6.6.1建筑防火
（1）建筑结构类型及耐火等级
本沼气站工业与民用建筑物均为钢筋混凝土框架与排架、框架与砖混混合结构及砖混结构，主要承重物件：
墙、柱、梁、板、吊顶均采用非燃烧体材料，满足二级耐火等级要求的耐火极限，耐火等级不低于二级。
各建筑物之间留有足够的防火间。
民办公楼设有消防通道和二个出入口。
变电站根据国家规定，按丙类防火标准设计。
（2）单体建筑设计
工业与民用建筑单体的平、立、剖面设计均按防大规范要求进行设计，单体建筑的安全出入口，疏散走道，楼梯间形式、数量、位置、宽度、内装修材料等均满足防火要求。
6.6.2消防给水排水
室外消防栓用水量15升／秒；消防用水来自厂区自备水井，室外消防采用低压给水系统；在厂区给水干管上设室外消火栓3个；重点布置在沼气拒、控制机房等建筑集中的区段。
建筑物内应设室内消防给水系统，由专用消防泵供水，其用水量10升/秒，同时使用水枪支数为2支，室内管道呈环状布置；不设室内消防栓的建筑物内，设有必要的足够数量的干粉或泡沫灭火器。
厂内有完整污水管网，消防水可以就近排入；厂内主干道沿四周和主要构筑物间敷设，转弯半径为9米，以满足消防车辆形式的要求。
第7章电气设计
7.1设计范围
本设计包括沼气站内配电及电气控制的设计，与热电联产的电能输出和利用，不包括电源外线工程设计。
7.2供电负荷
本工程中的主要设备功率统计表见下
表7则主要设备功率统计表
序号
设备名称
功率（kw）
数量
装机功率（kw）
运行功率（kw）
日运行时间（h）
日总耗电量（kw）
1
机械格栅
0.75
1台
0.75
0.75
2
1.50
2
浆式搅拌机
5.50
1台
5.50
5.50
2
11.00
3
潜水切割泵
7.50
2台
15.00
7.50
2
15.00
4
回流泵
7.50
2台
15.00
7.50
2
15.00
5
沼液池潜水泵
7.50
1台
7.50
7.50
2
15.00
6
增压风机
0.75
1台
0.75
0.75
4
3.0
8
厂区供电照明
5
5
5
5
25
9
合计
0
0
0
本工程常用容量为34.50千瓦；均为380/220V则低压设备；单机容量最大为7.5千瓦，日耗电量为85.5千瓦·时。
7.3配电系统
本工程电源由厂区配电室将380／220伏三相四线制引入控制室内，经控制室内总配电柜供各用电点。
甚配电柜上安装有电压表、电流表和电度表，以监测整个处理装置的用电情况。
动力设备均采用三相380V供电，照明采用单相220V供电。
7.4电缆敷设
对于室外电缆敷设根数较多的线路可设置电缆沟，其它电缆根数较少的线路可采用钢芯聚氯乙烯绝缘电缆穿镀锌钢管的方式敷设或格装电缆直埋敷设。
室外照明电缆可采用格装电缆直埋敷设。
7.5照明
照明线路均采用BV型铜芯聚氯乙烯绝缘电线，电线截面除特殊标注外，均采用2.5平方毫米，照明线路为2芯，插座电线为3芯。
7.6防雷及接地
为防止电气设备的过电压计雷电侵袭，装设过电压保护装置。
在土建施工时，将构筑物中圈梁钢筋连成一体形成环形接地网，在控制室周围做接地极；控制室内所有盘柜及钢筋混凝土构架以及电缆外皮、接线盒、终端盒等，均需和接地系统相连，即作等电位联结。
第8章控制设计
沼气处理工程采用手动控制，即在人为干预下运行。
提升泵可根据液位高低利用自控系统控制水泵开启与关闭，当池内的水量较小时由一个水泵运转或间歇运转，当池内的污水量较大由两个水泵运转或其中一个间歇运转避免因无水而损坏水泵或国单个水泵的流量不足而引起的污水外溢，正常情况下一台泵运转（应每天轮换工作）。
第9章投资估算
主要构筑物和设备、投资如下表所示。
表9-1主要建构筑物一览表
序号
项目内容
型号
单价
（万元）
数量
总价
（万元）
备注
1
格栅渠
5.0×0.5m×0.6
0.06
1.50m3
0.09
钢混结构
2
集污池
Ф4.0m×3.5m
0.06
43.96m3
2.64
钢混结构
3
调配池
Ф4.0m×3.5m
0.06
43.96m3
2.64
钢混结构
4
厌氧一体化反应器基础
Ф11.46m*0.6m
0.15
61.86m3
9.28
钢混结构
5
综合房
27.0m×6.0m
0.05
162.00m2
8.10
砖混结构
8
沼液贮池
7m×7m×4m
0.02
196.00m3
2.00
粘土防渗
9
沼渣沉淀池
5m×5m×4m
0.02
100.00m3
0.20
粘土防渗
（一）土建合计
注：
具体土建价格以当地为准，此报价仅供参考。
表9-2主要设备一览表
序号
名称
型号
单价
（万元）
数量
总价
（万元）
材质
1
潜污泵
CP51.5-65
0.37
2
0.74
一用一备
2
潜水切割泵
（调粪池）
WQ50-21-7.5/QG
2.55
2
5.10
一用一备
3
潜污泵（沼液池）
CT57.5-65
2.55
2
5.10
一用一备
4
茶水炉
0.5吨
3.02
1
3.02
5
机械格栅
5mm
2.80
1
2.80
6
回流泵
CVD57.5-100A
0.78
2
1.56
一用一备
7
USR反应罐
搪瓷钢罐（含配套设备）
72.00
1
72.00
8
气柜部分
300m3（德国进口膜材，德国西门子超声波探位仪）
22.00
1
22.00
9
加热系统
无缝钢管
2.20
1
2.20
10
浆式搅拌机
TRJBJ-1000
4．00
1
4.00
11
厌氧罐保温/彩钢板
100mm厚岩棉，外加0.4mm厚彩钢板
5.60
1
5.60
12
防雷接地
3.50
1
3.50
13
汽水分离器
TRQS-1200
4.50
2
9.00
14
脱硫塔
TRTL-2000
5.75
2
11.50
15
脱硫剂
0.8m3/560kg
0.300
2
0.60
16
电控系统
6.000
1
6.00
17
水封器
TRSF-800
4.500
1
4.50
18
阻火器
DN100
0.90
2
1.80
19
计量表
LWCQ-￠80BL
1.00
1
1.00
20
仪器仪表
3.800
1
3.80
21
消防设施
1.000
1
1.00
22
增加风机
1.66
1
1.66
23
发电机
60kw
18.00
1
18.00
24
管道阀门
6.00
1
6.00
（二）设备合计
表9-3其他费用一览表
序号
项目名称
构成方式
费用
（万元）
备注
1
设备运杂费
（二）×2％
3.84
2
安装工程
（二）×8％
15.39
3
技术服务费
（1）
设计费
工程直接成本*3％
7.09
《工程设计勘查收费标准》
（2）
指导调试费
工程直接成本*2％
4.73
4
税金
13.37
（三）其他合计
（四）总投资
（一）+
（二）+（三）
261.85
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