产业化沼气发电工程建设可行性研究报告.doc

第一章 项目的目的和意义1.1项目建设的意义阿克苏地处欧亚大陆腹地，气候干燥水源丰富，种养殖业发达，属传统绿洲农区。拜城县属阿克苏地区管辖，是一个以农业为主，农牧结合的半农半牧县。全县辖3个镇、11个乡、3个国营农场、l90个村（连），总人口20万人，有10个民族，是以维吾尔族为主的多民族聚居区。乡村总户数25536户，其中牧业户1521户。乡村总人口128616人（少数民族112178人），其中牧业人口7650人。乡村劳动力51500人。拜城县是全国商品粮基地县之一，是新疆的粮油基地县。种植业已形成了粮、棉、油、甜菜为中心的多元化格局，主要种植小麦、玉米、油料、棉花、甜菜、桃豆和拜城特产“三宝”（大蒜、洋芋、白皮瓜籽）等。全县共有耕地面积73.00万亩，其中：水田1.47万亩，水浇地62.86万亩，旱地8.67万亩。农作物总播种面积66.59万亩，其中：粮食作物43.69万亩。2004年粮食总产l9.68万吨，油料产量1.68万吨，棉花产量4.175吨，农业产值达5.09亿元。当前调整种植业结构，主攻畜牧业，大上林果业，建立了良性循环和生态效益、与国民经济和社会发展相应的新型农村产业结构。畜牧业得到了快速发展，畜牧业生产作为拜城县农村经济发展的突破口，是全国秸杆养羊示范县之一，是新疆的畜牧业基地县。2004年末，全县牲畜存栏83.8万头（只），其中：牛存栏6.95万头，出栏2.5万头，牛肉产量4250吨，黑白花（非纯种）奶牛存栏6108头，产牛奶、羊奶1150吨。牧业产值达到1.67亿元，占农业产值的32.78%。据统计，2004年全县种草保留面积103915亩，改良草场面积36050亩，成片草场面积20120亩，种植草带面积5024亩，种植玉米面积15万亩，可利用农作物秸秆17.2万吨，目前仅利用10%左右，察尔其镇2004年种植玉米1.8万亩，种植小麦3万亩。丰富的饲草饲料资源为项目的实施奠定了坚实的物质基础。随着国家西部大发战略的实施，国家对资源综合利用十分重视， 国家经贸委、财政部、国家税务总局关于进一步开展资源综合利用的意见、国务院国发（(1996)36号)国务院批转国家经贸委等部门关于进一步开展资源综合利用意见的通知、国家经贸委资源节约综合利用司关于“关于进一步开展资源综合利开用的意见”若干主要问题的说明、国务院关于环境保护若干问题的决定等文件中均明确鼓励开展资源综合利用。2005年2月28日第十届全国人民代表大会常务委员会第十四次会议通过中华人民共和国可再生能源法更是对可再生能源的利用明确给予支持。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，积极实施可持续发展战略。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。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。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350500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。不选择理由为：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(2835)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)68浆液泵入USR厌氧消化反应器内发酵，在2835摄氏度的中温条件下进行降解，1015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。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。2.5主要技术经济指标主要技术经济指标序号主要工程名称BOD5CODCRNH3-N1牛粪、尿污水、屠杀污水调浆90001000012002格栅沉纱、集水池810090008003厌秧池反应5670270072004沼液储存455024304005固液分离清液272012002006固液分离清液储存13607201507肥水调节系统200-350200-40080-1008农田、果园或蔬菜喷灌0002.6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TS68左右的料，每次进50m3左右，水力滞留期控制在1015天，反应器温控制在2840，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100至150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作协议)明确了液肥喷灌的配套土地面积为10000亩，其中农田2000亩，位于沼气站东北接邻处，东西长1500m，南北长900m，中间辅设沼液喷灌管道1200m；沼气站南邻有8000亩果蔬田，东西长2000m，南北长2600m，辅设供水喷灌管道1800m三条，利用灌渠加以改造后成为水肥喷灌管道；确保处理后的液肥喷灌，做到处理后的液肥全部还田，走“农牧结合、种养结合、综合利用”的道路。3.2主体建筑工程设计3.2.1概况根据处理工艺的要求，沼气生态工程一般包括：雨污水分流建筑系统、厌氧反应处理系统、综合利用系统等三大主要工程设施。由于该项目所在地处我国西部寒冷地区，该牛场又是新建不久的新场区，雨污水分流建筑设施完全可以利用，只需稍做输通洽接即可利用。厌氧反应系统包括前处理的集水去杂、调浆酸化及厌氧发酵的调节计量、厌氧反应等建造的一整套处理的构筑物，以降解CODcr、BOD5和NH3N指标。粪污水处理产沼工艺采用目前先进的USR改良型厌氧反应工艺，该工艺具有占地面积少、CODcr去除效率高、耐冲击能力强、管理维护方便等特点。厌氧反应系统工程建设内容主要为集水初沉池、粪草分离间、酸化(兼氧)池、厌氧反应器、工具泵房间和污泥沉淀池等。综合利用系统：包括沼气净化贮存利用、沼液固液分离贮存利用等设施。经厌氧反应产生的高热值、清洁、安全的可再生能源一沼气，可用于生活生产用能或沼气发电转成电能。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、养育果林、道旁绿化或泵压给附近蔬莱基地喷灌、渗灌等形式达到全面综合利用不污染环境为目的。3.2.2主要建筑工程量改造建筑设施为：(1)60m3集水池五口；(2)调节计量池50m3二口：(3)粪草分离间151.8m2三套；(4)泵房、沼气净化、8lm2三套；(5)酸化池800m3二口计1600m3； (6)厌氧反应器1000m3八座；(7)10m3污泥沉淀池四口；(8)4000m3沼气贮气柜水封池二口；(9)沼液贮存池站内800m3二口；(10)固液分离机房131.8m2三套(含室内地下固液分离后清液贮存池100m3)：新建有机肥加工库房2737m2；(12)田间简易贮液池8000m2六口；(12)道路、场地6900m2；(14)沼气发电机房2400m2一套；(15)沼气发电输配电房120m2一套；(16)沼气发电机修零配件房120m2一套；(17)沼气发电分析办公房120m2一套；(18)沼气发电区厕所48m2一套；(19)围墙480m及大门；(20)照壁、花台、通向沼气站污水沟管等。3.2.3主要建筑工程设计站内建筑均为一、二级耐火等级，其中压缩机房为甲类生产厂房，厂房的防爆泄压面积与体积之比不少于5，生产区地坪均作到不发火地坪。沼气站内各建筑物做法分述如下：A、集水初沉池设计概况：为了使牛场尿污水收集利用不污染环境，同时将牛场尿污水中的固形物能分离出来，减轻后续处理负荷的目的。数量：60m2集水初沉池五口；结构：地下埋深4m以内的5m单跨池，新牛场三口老牛场各二口，采用砖砌体加钢砼梁承重，楼板盖顶，与粪水沟联接处设格栅二道是为了使牛场尿污水中的固形物能分离出来，减轻后续处理的负荷。B、有机肥加工库房、粪草分离间、固液分离机房、泵房、沼气净化房沼气发电机房、沼气发电输配电房、机修零配件房、分析办公房、厕所等设计 概况：为了使牛场尿污水和粪便进入厌氧池能正常运行，通过粪草分离机将牛场尿污水和粪便中阻碍管道和泵阀的杂物分离出去，同时起到调浆作用，厌氧发酵后产生沼气、沼渣、沼液全面综合利用建筑。 数量：粪草分离间151.8m2三套、工具泵房81m2三套、固液分离机房131.8m2三套；有机肥加工办公综合房2737m2、道路晒场6900m2；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：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。 结构：有机肥加工及库房、发电输配电房、发电机房、发电机修零配件房、发电分析办公房8.012m跨彩钢保温数间单层轻型钢结构房屋；粪草分离间、固液分离机房6.8m跨四间单层房屋，6.0m跨泵房、沼气净化、配电房二间及沼气发电区厕所二间为单层房屋，采用砖砌体承重，现浇钢砼结构屋盖，基础为砼条基。荷载：(a)不上人屋面荷载0.5KNm2。 (b)基本风压0.55KNm2。 (c)地震设防烈度为80，II类场地土，抗震等级为三级。 C、酸化兼氧池设计 概况：为了解决牛场消毒水进入厌氧池，影响厌氧菌和调节碳、氮比的问题所设，一般大中型牛场沼气工程必须设置酸化兼氧池，确保其正常运行。 数量：800m3酸化兼氧池二口：结构：池底、壁、顶均为钢砼承重。D、厌氧反应器设计 概况：畜禽尿污水的CODcr、BOD5和NH3-N指标均较高，经厌氧反应后，大肠杆菌等病原体基本被杀死，有机负荷也大大下降，成为具有较好肥效的液体肥料。因此，厌氧处理是大中型牛场沼气工程必不可少的一道重要环节。 根据该牛场的水质、水量以及地形状况等，厌氧反应器的设计采取USR改良型1000m3厌氧反应器八座的地面全混合升流式厌氧反应形式，水力滞留期控制在10-15天左右为宜。 数量：1000m3厌氧反应器八座； 结构：池底、壁、顶均为钢砼承重，池底、体、顶均为抗渗钢砼，池体、顶外加做保温设施。 E、污泥沉淀池设计 概况：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，是保证厌氧发酵水力滞留期必不可少的设施之一。 数量：10m3污泥沉淀池四口； 结构：池底为钢砼承重，池体采用砖砌体加钢砼梁承重 F、沼气贮气柜设计 概况：经厌氧反应产生的高热值、清洁、安全的可再生能源一沼气，可用于生活生产用能或沼气发电转成电能。多余沼气或不用气时所产沼气必须通过贮气柜贮存起来以备供应用气高峰时补给。 数量：4000m3沼气贮气柜二套；含4000m3沼气贮气柜水封池二口、4000m3沼气贮气钢罩二套； 结构：贮气柜水封池池底、池体为抗渗钢砼承重，池体采用砖砌体加钢砼梁承重，池体、顶外加做保温设施。 G、站内沼液贮存池设计概况：经厌氧反应产生的液肥必须全部回收利用起来，通过沼液固液分离机将沼液中固体物分离出来制作有机固肥，用以灌溉农田、养育果林、道旁绿化或泵压给附近蔬莱基地喷灌、渗灌等，多余沼液或不用沼液时所产沼液必须通过贮液池贮存起来以备供应用沼液季节时供给喷灌、渗灌，不造成环境二次污染。数量：站内800m3地下沼液贮存池二口、固液分离机房内100m3地下固液分离清液贮存池各一口；站外8000m3地面沼液简易贮存池六口结构：站内800m3地下沼液贮存池二口、固液分离机房内100m3地下固液分离清液贮存池池底、池体池顶均为抗渗钢砼承重。H、站内沼液贮存池设计概况：为了确保厌氧处理过的液肥全部用于还田，防止雨季、冬季、不用肥季节液肥不流入水体，须设置田间贮存池。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。动行中必须经常关注池内存液，雨季前必须尽池，尽量少存，以防雨季溢出造成水体污染。 数量：站外8000m3地面沼液简易贮存池六口结构：站外8000m3地面沼液简易贮存池池底采用压路机压实、池堤采用推土机推制分层压实、池内底壁采用抗渗膜垫底，以防渗漏。3.3主要建筑材料混凝土：基础C20，基础垫层C10。钢筋：()为I级钢筋，()为II级钢筋。轻钢结构采用Q345钢，Q235钢。0.00以下采用MUl0机制标准砖，M7.5水泥砂浆砌筑。0.00以上采用20孔MU7.5多孔砖，M5混合砂浆砌筑。3.4电气设计为了使产沼气全面利用，不排空破坏臭氧层，本项目在暖季决定增加40KW发电机组一套，将沼气站所产沼气转换成电能解决本单位生产、生活用电，不足电能由网电补足，近期争取发峰电上网输出。3.4.1供电系统A、本项目在养殖中心配电总柜中接入网电电源。B、本项目在引进发电输出配电总柜与网电电源接通。3.4.2电力系统A、电源、由养殖中心配电总柜网电电源提供。B、导线敷设养殖中心配电总柜至沼气站总控制柜和发电输出配电总柜与网电电源接通均采用树干式YJV22一1KV，电力电缆直接埋地引入各建筑物内电力配电箱，从各单体工程配电箱向各用电设备供电采用放射式供电方式。电线均采用铜芯塑料线BV一500穿钢管或电线管沿墙或埋地暗敷。3.4.3保安接地本系统采用TN-S接零保护，凡电气设备不带电的金属外壳均与专用接地线可靠焊接，其接地电阻不大于4欧姆。3.4.4照明系统养殖中心室内外照明系统己建，沼气站室内外照明系统按各单体要求新建。3.4.5防雷接地1000m3厌氧反应器4000m3沼气贮气柜超高设施均按各单体要求新建防雷接地系统，按各单体要求设专用接地线可靠焊接，其接地电阻不大于10欧姆。其余均一般建筑，不加设防雷接地。3.5给排水与消防气站内现有自来水网齐备，其供水量能满足生活、生产、消防所需水量。3.5.1用水量生活用水：最大日用水量2.0吨/日，最大时用水量0.6吨/时生产用水量：生产用水量6吨/日，最大小时用水量2.0吨/时消防用水量：根据建筑设计防火规范确定消防用水量为20升/秒3.5.2消防设施 沼气站生活、生产及消防共用一个系统，并形成环状管网，站内设有水塔，地上式消防栓一个，在生产区配备手提式干粉灭火器2个。牛场内消防设施齐全，能保障消防安全。3.6输配气管道系统设计3.6.1制气和输配系统的组成制气和输配系统由备料、酸化、厌氧消化、后工段处理、干支管网、庭院管道、户内管道及后方设施组成。3.6.2管网压力级制采用中压一级管理系统中压管网起点压力由沼气站内低压管道输出，输出压力：350毫米水柱(H20)。管网末端压力320毫米H203.6.3输气干管的走向输气干管由沼气站引出，根据用户需要敷设支管条，输气干管敷设在道路边1米地下，管顶埋深0.8m，整个输气干管形成环状的输配网络。3.6.4管网压力计算管道压力计算公式： (P21一P22)L二16.349*1010入(a02d5)S(TTo)式中：P21 管道起点压力(帕) P22 管道末端压力(帕)L 管道长度(公里) 入 摩阻系数ao2 沼气流量(立方米时) d 管道内径(厘米)S 燃气相对密度 T 管道中燃气绝对温度(K) To=273K 钢管摩阻系数公式 入=0.11(d+68Re)0.26 式中： 钢管的当量绝对粗糙=厘米 d 管道内径 Re系数 压力计算依据 气站供气压力 350毫米H20 气站供气量(高峰小时用气量)立方米时3.6.5管道材料室外中压管道采用加厚镀锌钢管或室外低压管道采用水煤气焊接钢管，室内低压管道采用镀锌水煤气焊接管。3.6.6管道防腐埋地钢管采用三油二布防腐处理。3.6.7燃气计量与集中管理由于拜城鼎元牛业沼气供应周边饲养工作人员用气，用户都装有计量表，