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养猪基地沼气发电建设项目可行性研究报告养猪基地沼气发电建设项目可行性研究报告 85目 录第一章 总论1第一节 项目摘要1第二节 可行性研究报告编制依据2第三节 主要技术经济指标4第二章 项目建设的必要性、可行性5第一节 项目建设背景5第二节 项目建设的必要性7第三章 市场供求分析与预测10第一节 发展现状10第二节 市场需求12第四章 场址选择分析17第一节 项目选址原则17第二节 项目区自然条件17第五章 工艺技术方案21第一节 工艺技术要求和原则21第二节 工艺技术路线22第三节 工艺流程说明24第四节 工艺单元与设备选型30第六章 建筑、结构与电气设计33第一节 设计原则33第二节 建筑与结构设计33第三节 电气设计35第四节 控制及仪表37第五节 机械设备设计37第六节 总图设计38第七章 环境保护与安全生产41第一节 项目拟采用的环境保护标准41第二节 项目对环境的影响及治理措施41第三节 环境效益43第四节 安全生产44第八章 节能节水47第九章 组织管理和劳动定员52第一节 组织管理52第二节 劳动定员和人员培训55第十章 建设期限和进度安排57第一节 项目实施预备阶段57第二节 项目实施进度安排57第十一章 招标方案与质量保证体系59第一节 项目招标范围及招标组织形式59第二节 投标、开标、评标和中标程序59第三节 评标委员会的人员组成和资格要求60第四节 质量保证体系61第十二章 投资估算与资金筹措62第一节 投资估算依据及范围62第二节 分项投资估算62第三节 资金筹措64第十三章 项目效益分析65第一节 财务估算65第二节 盈利能力分析66第三节 项目清偿能力分析67第四节 财务风险性分析68第五节 社会效益分析69第十四章 风险分析71第一节 风险分析概况71第二节 风险因素识别71第三节 风险防范对策及建议71第十五章 主要结论和建议74附表1 流动资金估算表76附表2 总成本费用估算表77附表3 外购材料费估算表78附表4 固定资产折旧及无形资产摊销估算表79附表5 营业收入、税金及附加估算表80附表6 损益和利润分配表81附表7 项目财务现金流量表82附表8 资本金财务现金流量表83附表9 投资借款还本付息表84附表10 资金来源与运用表85附表11 资产负债率86第一章 总论第一节 项目摘要（一）项目名称：*（二）项目主管部门：*（三）项目建设单位：* 项目法人：*（四）项目建设单位概况*有限公司于2008年10月注册成立，经营范围为现代农业、现代林业、再生资源的利用和开发、环保技术的利用与开发。该公司目前已和*达成了沼气发电与有机肥生产的协议，在速生林业方面达成了意向，现进一步与其他县市进行接洽，全面展开公司的业务。（五）项目建设地点：*（六）建设期限：1年，即2009年（七）项目建设规模和产品方案项目建设内容包括厌氧发酵罐2个，总容积12000m3，沼气池总容积5400m3，沼气发电站1座，以及相关配套设施等。项目实施后，年处理猪场粪便5.66万吨，年发电量可达537万千瓦时（其中10%自用），年产固体有机复合肥6000吨。（八）投资估算和资金筹措项目总投资3061万元。其中银行贷款1600万元（不含建设期利息48万元），贷款期3年，年利率5.94%。其余资金由建设单位和CDM合作单位自筹解决。（九）效益分析在没有CDM项目支持下，达产期内年均销售收入615万元，全部投资税后财务内部收益率（IRR）为1.87%，按折现率（Ic）为8%计算，项目财务净现值为-999万元，投资回收期为14.39年。在有CDM项目支持下，达产期内年均销售收入1124万元，年平均利润总额为506万元，年平均净利润为379万元，年平均税金总额135万元，税后投资利润率为16.52%，投资利税率为16.82%；全部投资税后财务内部收益率（IRR）为18.63%，按折现率（Ic）为8%计算，项目财务净现值为1953万元，投资回收期为5.93年，盈亏平衡点为53.15%，具有较好的盈利能力，经济效益好，抗风险能力强。第二节 可行性研究报告编制依据1、中华人民共和国可再生能源法；2、中华人民共和国循环经济促进法；3、中共中央国务院关于做好农业和农村工作的意见；4、国务院关于做好建设节约型社会近期重点工作的通知；5、农业部大中型沼气工程建设项目指南；6、国家能源中长期发展规划纲要（2004-2020）；7、农业部全国农村沼气工程建设规划（2006-2010）；8、农业部行业标准NY/T1220-2006 沼气工程技术规范；9、*省国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要；10、*国民经济与社会发展第十一个五年规划纲要；11、*统计年鉴、*城市总体规划；12、其它相关的法律、法规、规定和规范。第三节 主要技术经济指标表1-1 主要技术经济指标序号名 称单位指标说明一设计规模1年发电量万度53710%自用2年供电量万度4843年生产有机肥吨6000二投资估算1项目总投资万元30612固定资产投资万元2831土建工程万元504设备安装万元1846工程其它费万元300预备费万元133建设期利息万元483流动资金万元230三资金筹措万元30611企业自筹资金万元14132银行贷款万元1648四经济效益指标1年平均销售收入万元1124含CDM2年平均销售税金及附加万元1含CDM3年平均总成本费用万元617含CDM4年平均利润总额万元506含CDM5年平均所得税万元126含CDM6年平均净利润万元379含CDM7年平均增值税万元8含CDM四财务评价指标1投资利润率%16.52含CDM2投资利税率%16.82含CDM3财务内部收益率%18.63含CDM4项目财务净现值%1951含CDM5项目投资回收期年5.93含CDM6盈亏平衡点%53.15含CDM第二章 项目建设的必要性、可行性第一节 项目建设背景（一）CDM项目简介清洁发展机制(Clean Development Mechanism，CDM)是京都议定书框架下三个灵活的机制之一。清洁发展机制的主要内容是指发达国家通过提供资金和技术的方式，与发展中国家开展项目级的合作，通过项目所实现的“经核证的减排量”，用于发达国家缔约方完成在议定书第三条下关于减少本国温室气体排放的承诺。清洁发展机制被认为是一项“双赢”机制：一方面，发展中国家通过合作可以获得资金和技术，有助于实现自己的可持续发展；另一方面，通过这种合作，发达国家可以大幅度降低其在国内实现减排所需的高昂费用。这类合作项目，称为 CDM 项目。项目所产生的额外的、可核实的 CO2 减排量称为“核证减排量 Certified Emission Reductions CERs ”，由中国的项目企业所拥有，并可出售。每个 CDM 项目都有一个项目实施周期。这个周期是由联合国气候变化框架公约（ UNFCCC ）官方机构国际 CDM 执行理事会 (CDM EB ) 设定的。清洁发展机制（简称CDM）是联合国气候变化框架公约发达国家缔约方为实现其部分温室气体减排义务与发展中国家缔约方进行项目合作的机制，其目的是协助发展中国家缔约方实现可持续发展和促进公约最终目标的实现，并协助发达国家缔约方实现其量化限制和减少温室气体排放的承诺。清洁发展机制的核心是允许发达国家通过与发展中国家进行项目级的合作，获得由项目产生的“核证的温室气体减排量”。中国于2002年8月签署了京都议定书，2004年6月实施并通过了CDM运行管理暂行办法，2005 年 10 月 CDM 项目运行管理办法生效。另外，国家气候变化对策协调小组（NCCCC）下属设立了CDM审查理事会，CDM认证体制初步完备。（二）项目背景循环经济，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。为进一步贯彻落实科学发展观，加快我国循环经济的发展步伐，推进可持续发展战略的实施，2008年8月29日，中华人民共和国循环经济促进法由第十一届全国人民代表大会常务委员会第四次会议通过，并于2009年1月1日实施。第二节 项目建设的必要性（一）实施沼气发电项目是建设资源节约型社会的需要。本项目以粪污综合治理为手段，利用粪污全年恒定中温厌氧发酵、全年生产优质高品位沼气能源，并利用部分沼气进行发电、沼渣及沼液制肥等多种现代农业新技术、新产品、新成果，是对传统的养殖业进行的一次彻底的改造，是一次全面的技术升级行动。（二）实施沼气发电项目是建设社会主义新农村的需要。农村能源建设，作为缓解农村地区能源短缺，改善农村地区能源结构，改善农业生态环境的一项重要措施，对提高农民收入，改善农民生产生活条件具有重要的作用，符合社会主义新农村建设“生产发展、生活富裕、乡风文明、村容整洁、管理民主”的要求。我国政府非常重视农村能源建设，温家宝总理曾经指出“农村能源工程要在开发利用和节约相结合上大做文章，要充分利用可再生能源，发展多能互补综合效益，使之成为良性循环，走农业可持续发展道路”。（三）实施沼气发电项目保护生态环境，促进县域经济的可持续发展。*省*国民经济与社会发展第十一个五年规划纲要中提出，大力建设现代优质畜产品基地，加快传统畜牧业向现代畜牧业转变。提高农业综合生产能力，保障农业安全、生态安全和土地安全，形成合理的产业布局，促进农业发展和农牧民增收致富。本项目以养殖业为起点，对粪污进行综合处理，最终向绿色产品的种植业者提供合格的有机复合肥料产品，大力发展有机农业生产。（四）实施沼气发电项目是发展绿色农产品，提高农产品质量的需要。无公害或绿色食品的生产，必须有达标的环境资源作保障，必须有足够的有机肥源作基础。固体高效有机复合肥与液体高效有机复合肥作为本项目转化的产品，将成为全县推动绿色食品生产与供应、提高居民生活水平的重要支撑。随着项目的实施，所提供的有机复合肥将延伸推广应用到绿色蔬菜、绿色果品、绿色粮食作物的生产领域。（五）实施沼气发电项目是增加农民收入的需要。*主要以农作物种植，随着畜牧业的发展，对畜禽粪便处理尚未得到较好的解决，实施沼气发电项目可解决粪便污染和农民有机肥的问题，可有效提高农作物的产量和品质，增加农民的收入。第三章 市场供求分析与预测第一节 发展现状拥有世界最多人口的中国，同时也是世界猪肉生产和猪肉消费最大国。根据FAO（联合国粮农组织）的统计，2001年中国的生猪产量占世界生猪总产量的46.1%，为4240万吨，现在生猪产量接近5000万吨，约占世界总产量50%；1997年至2004年之间饲养头数年增长率为3%4%，预计至2010年依旧呈持续增长态势。国内养猪地区主要有4个，分别是以四川省、河南省、江苏省、湖北省为中心的长江周边区域，约为总产量的43.8%，其次是北部（河北省、山东省、河南省）21.6%，东南部（福建省、广东省、海南省）13.2%，东北部（辽宁省、吉林省、黑龙江省）6.3%。中国生猪产量前10位的省份如3-1所示。图3-1. 中国生猪产量前10位省份中国的养猪产业形态为3种。第一种：家庭小规模经营的生产形式，此类生产形式为并非养猪作为主业，粪尿作为肥料在农地使用，猪也是自产自消，饲料一般为谷物的副产品和剩菜饭，养殖产量不高，但该种生产形态占中国全部产量的70%。第二种：年出栏1003000头左右的中等规模养殖形式，该生产形态占全部生产量的25%。第三种：年出栏在5000头以上现代化大规模的农户，饲料一般从饲料生产商购买使用，饲养业绩与国际国外相比毫不逊色。随着养猪产业的发展，从养猪场排放的粪尿废弃物的总量也同时呈增长态势。中国的畜产业沿用中国农业部关于家禽发展计划，至少今后5年还将继续大力发展。根据中国畜牧业年鉴（2003），上一年的家禽业粪尿总排放量约18亿吨，加上大规模养殖场的冲洗水（污水），总量至少超过200亿吨。据以上资料，全国的饲养生猪头数为56，684万头，猪粪尿总排量为66，795万吨，猪粪尿的排放量占畜牧业全部总排放量的37.3%；2002年全国大规模养猪场全部养殖生猪为3，132.95万头，占全国生猪出栏数的27.6%。2002年全国畜产业粪尿的年总排放量约为17.9亿吨，各种污染年排放量成分为：氮1，654.2万吨；磷376.0万吨；CODcr6,629.4万吨；BOD55,593.5万吨。特别是CODcr比同年工业废水和城市生活污水中的CODcr总排放量2，149.8万吨还要高出很多。有数据显示一头猪每天的排泄量相当7个人的量，最高可达15个人的排泄量。因为养猪场基本没有废水处理措施，许多超标的废水直接流入农田，畜牧业所造成的污染使水系富营养化、水质恶化、土壤硬化和盐碱化。以养猪场污染问题为例：湖南的万头养猪场里，排出的粪尿致使265亩的农田，受到污染影响：水稻生长不正常、虫害严重，据称减产损失达30%以上。国家环保总局在全国23个省市进行调查，全国90%大、中型养猪场未经环境评估，80%的大、中型养猪场没有环境达标处理设备，从养猪场排放出来的粪尿是中国农村污染的主要原因之一。根据这个调查结果，其中对环境影响较大的大、中型养猪场，有80%集中在东部沿海地区及北京、上海等大城市周围，一部分养猪场居然在离居住区或水源地不远的地方。为了加强中国的畜产业的污染排放规定，国家环保总局于2001年5月至2002年初期间，颁布了畜禽养殖场污染物管理办法，2002年进一步公布了畜禽养殖业污染物排放标准及畜禽养殖场污染防止技术规范。随着中国的经济快速发展和人民生活水平的不断提高，市场对畜产品的需求，从对数量的满足转变为对质量的追求。养猪产业必须与社会、经济增长共同协调发展，在确保养殖数量稳步增长同时，对猪肉的安全性和养殖重点也在悄然发生变化。对于养殖方式，规模化集中养殖场的不断增加，将会使周边环境问题逾发突出，强化环境法规显得更为重要。依据养猪场的建设标准，必须远离居民和社会公共设施，提前避免由于环境问题而引发阻碍发展的可能，故应优先从环境角度考虑增加养猪场的建设。第二节 市场需求沼气的主要成分有甲烷、二氧化碳、硫化氢、一氧化碳、氢、氧和氮等气体。沼气中甲烷最多，占总体积的50%70%，二氧化碳次之，其它几种气体含量很少，一般不超过总体的2%5%。利用沼气发酵技术在处理畜产行业的粪尿同时，水质污染和大气污染也得以改善。作为可回收的绿色能源、沼气是再生能源技术中的重要一环。替代石油燃料和煤炭，利用厌氧发酵的沼气，可降低石油燃料产生的CO2量，并能抑制温室效应气体的增加。在符合京都议定书清洁能源机制的同时，对今后中国实施环境保护和能源领域的策略，具有非常重要意义。在当地政府的倡导与支持下，项目所产沼气发电主要为输送电网，以满足新农村建设中农户对清洁能源的需求。随着养殖规模的扩大，项目规模也随之扩大，届时沼气沼电产品的供应范围也将进一步拓展。由于沼气与沼电产品为高品位能源，生产成本低于成常规能源生产成本，是清洁、绿色能源，价格将低于常规能源价格，市场前景良好。沼肥是沼气发酵的残余物，含有较全面的养分和丰富的有机质，是具有改良土壤功效的优质有机肥料。沼肥中含有丰富的氮磷钾等大量营养元素和多种微量营养元素，据测定，沼肥中含有全氮（N）0.03%0.08%，全磷（P2O5）0.02%0.06%，全钾（K2O）0.05%1.0%，而且这些营养元素基本上是以速效养分形式存在的.因此，沼肥的速效营养能力强，能迅速被作物吸收，养分可利用率高，是多元的速效复合液体肥料。另外，沼肥中还富含多种氨基酸和维生素等，因此，沼肥也是畜禽饲料的良好添加料。根据有关研究表明，沼肥作为优质有机肥料与化肥或其它有机肥相比，能显著提高作物的产量和品质，并防病抗逆，其机理在于沼肥的养分结构易于吸收，有改土培肥、营造良性土壤微生态系统作用，其生命活性物质有助于提高抗逆能力。一般沼肥主要有两个处理去向：第一个是在农耕施肥季节，沼肥直接输送（管道、车辆）到果园、苗圃、农田等施肥用地，作为液态有机肥使用；第二个是在非农耕施肥季节，沼肥进入有机肥生产区，与畜禽粪便混合后加入50%左右的作物秸秆、稻壳等，加工成固体有机肥储存销售。沼肥不仅养分全、肥效快，而且易吸收，残留少，便于改良土壤的根际环境，疏松土壤，是无公害栽培的首选肥料。沼肥作为一种优良的有机肥料可以部分或全部代替化学肥料，大量试验说明沼肥是一种优质、全效的液体有机肥料。在生产中，沼肥有机肥可以用作基肥、追肥和叶面肥。沼肥用作基肥浇灌果树，使其结果大，果实色鲜、味美、甜度好。沼肥用于稻田，作物生长强壮，植株挺拔翠绿，分蘖多、苗高且根系粗壮发达，有效穗、穗粒数、结实率都有所提高。据四川农业科学院在水稻、玉米、棉花等作物上的试验表明，亩施沼肥15002500 kg，可增产9.0%26.4%，每100 kg沼肥增产水稻1.38 kg，玉米2.0 kg，棉花0.65 kg。沼肥用作追肥，效果也很明显。根据肥料养分含量计算，每100 kg沼肥的N、P、K养分总含量相当15：15：15的三元素复合肥60 kg。按照科学配方，合理施肥的原则，一般作物每亩每次追施三元素复合肥20 kg左右，折合施沼肥330 kg，一般715天追施一次，顺水追施效果好。和同等养分含量的无机肥料相比，沼肥作追肥的作物，长势强健，病虫害少，果实大且有光泽，品质好，产量和产值分别高出对照10%20%。追施沼肥有机肥的小麦亩产增产20 kg，用沼肥浇灌大白菜，较化肥对照提前57天包心，增产30%。沼肥内含有作物需要的多种营养物质，微量元素、生长素、抗生素，极宜作叶面追肥使用，效果有时比单纯的化肥还要明显。特别是在日光温室蔬菜、果树、花卉等反季节的栽培中使用，有明显的壮秧、保果增产优质效果。能给作物补充营养，调节代谢，促进生长，增强光合作用，有利花芽分化，保花保果，果实膨大，产品光亮度好，品质优秀。作叶面肥，沼肥可单用也可与农药化肥混用。在作物上，可用温室大棚内栽培的反季节蔬菜、黄瓜、西红柿、青椒、茄子、豆角、西胡等，保花、保果效果明显。叶菜可用于芹菜、韭菜、甘蓝，生长迅速；果树可用于油桃、樱桃、杏、李等，口感极佳，糖度增加；花卉方面的非洲菊、百合、玫瑰，表现花朵大、鲜艳、枝粗等。长期使用沼肥有机肥可以促进土壤团粒结构的形成，改良土壤结构，增强土壤保水保肥能力，提高土壤温度，改善土壤的理化特性，提高土壤中有机质、全氮、全磷以及土壤速效养分的含量，从而提高了土地肥力，并且减少化肥对环境的污染，降低用肥成本。根据试验研究，施用沼肥有机肥的土地与施用普通化肥的土地比较，土壤有机质含量增加1.0%2.0%，全氮含量增加0.1%左右，土壤速效氮、速效钾的含量分别提高60%左右，其中，沼肥有机肥对土壤速效磷增加最为明显，施用沼肥有机肥的土壤速效磷含量是施用普通化肥的78倍。2005年，全国生猪分散养殖户1.07亿户，奶牛、肉牛0.18亿户，蛋肉鸡1.17亿户，羊0.28亿户。猪、牛、鸡三大类畜禽规模化养殖场约336万处，其中7000多家大中型畜禽养殖场。生猪存栏数量达到6.6亿头，家禽120亿只，牛1.38亿头，禽畜粪便总排放量约为19亿吨。根据畜牧业发展规划，到2010年和2020年，中国畜禽粪便量将分别达到25亿吨和40亿吨。中国沼气资源潜力将进一步增加，预计装机容量可达2000万千瓦以上。沼气发电工程本身是提供清洁能源，解决环境问题的工程，它的运行不仅解决沼气工程中的一些主要环境问题，而且由于其产生大量电能和热能，又为沼气的综合利用找到了广泛的应用前景：1)有助于减少温室气体的排放通过沼气发电工程可以减少CH4的排放，每减少1屯CH4的排放，相当于减少21吨C02的排放，对缓和温室效应有利。2)有利于变废为宝，提高沼气工程的综合效益。3)可减少对周围环境的污染。由于综合利用手段单一，很多沼气工程产生的沼气大量排入大气中，不仅严重污染周围的环境，也对工作人员的安全和健康产生了极大的威胁，沼气发电则为沼气找到了一条合理利用的途径。4)小沼电为农村地区能源利用开辟新途径。我国农村地区有着丰富的生物质原料。因地制宜地发展小沼电，犹如建造微型“电站”，可取长补短就地供电。综上所述，未来的20年农村能源行业将迎来一个高速发展的大好时期。这是将传统农业升华为现代农业，为农业增效和农民增收开辟的新领域。农村沼气发电产业是座待开发的金矿，有很大的发展空间。项目的市场前景良好。第四章 场址选择分析第一节 项目选址原则选择建厂地区须符合行业布局，还应考虑地域资源、区域地质、交通运输和环境保护等要素。其主要原则包括：（1）符合国家政策和生态能源产业发展规划；（2）满足项目对原材料、热和电的供应需求；（3）交通方便，运输条件优越；（4）充分利用地形地貌，地质条件符合建设要求；（5）满足当地养殖业的防疫要求，并远离水源；（6）基础条件适合与沼气工程的特定生产需要和排放要求；（7）有可供利用的社会基础设施和协作条件。第二节 项目区自然条件（一）交通条件*（二）气候条件*属亚热带湿润气候，气候温和，雨量充沛，日照充足，无霜期长。年平均气温17.5，全年最冷时为1月份，平均气温为5，极端气温为12.1，最热时期为7月份，平均气温29，极端最高气温40。无霜期，每年平均为282天，最长307天，最短250天。日照时数平均1900至2000小时。全年平均雨量为1587毫米，多雨年可达2326毫米，少雨年仅有1079毫米，降雨时间集中在47月，而初夏5至6月最多，隆冬12月最少。（三）地质地貌*（四）社会经济条件2007年*实现地区生产总值110.71亿元，同比增长15%。其中：第一产业20.03亿元，同比增长6%；第二产业58.57亿元，同比增长18.6%；第三产业32.11亿元，同比增长17.2%。财政总收入首次突破4亿大关，达4.07亿元，同比增长27.2%；一般预算收入2.47亿元，同比增长23.6%；规模以上工业增加值21.92亿元，同比增长32.8%；社会消费品零售总额20亿元，同比增长12.7%；全社会固定资产投资15.63亿元，同比增长42.5%；农民人均纯收入4813元，同比增长14.1%。（五）厂址选择方案根据项目选址原则，结合*畜牧业的实际情况，项目建设地点选择在*。具体位置见附图。将项目建设点选择在此的理由在于： 1、当地政府和群众已经认识解决粪便污染问题的紧迫性，正在积极筹措资金，筹备建设沼气工程；2、项目建设点离县乡道路100米，交通便利；3、项目建设点紧邻养殖场,目前为养殖场粪污堆放点,拟建点水电已经与养殖场的水、电连接。将项目建设点选择在此，可保证项目地用水、用电；4、项目点所在地周围种有水稻、花生、大豆、芝麻、蔬菜等，可较好地利用沼液和沼气。5、项目点符合当地畜牧业发展规划，政府大力支持,养殖场需求强烈，当地适宜推广“猪沼作物”等能源生态模式，当地农村能源管理部门技术力量强，项目建设后能对工程进行有效、长期的管理，能较大地促进生态农业发展和农业增效、农民增收的地方。第五章 工艺技术方案第一节 工艺技术要求和原则（一）基本原则1、减量化原则。养猪场可实行干清粪工艺，冲圈和降温用水减少到最低限度，从而减少治理经费，达到把污染源控制在最低限度的目的。2、无害化原则。选用先进工艺技术，所有污水、粪便必须采用封闭式的厌氧发酵工艺，无毒无味运行，经过一段时间的厌氧发酵，可去除污水中的COD约80%左右，病毒菌杀灭率96%以上，消除蚊蝇孳生地和寄生虫生长的寄生体。3、资源化原则。有害粪污经过治理，达到变废为宝的目的。粪便治理后可作为果树、蔬菜的有机肥或深加工成有机复合肥。污水、粪水治理经过厌氧发酵所产生的沼液中富含溶解氮、磷、钾的黄腐酸，浓缩后可制成植物叶面有机喷施肥。4、生态化原则。选用先进处理工艺治理后，将沼渣和沼液分别制成固体有机复合肥和液体有机复合肥，固体有机肥可作为农作物的底肥或追肥，液体有机复合肥可作为叶面肥或滴灌施肥，形成“养殖能（沼气）肥料种植养殖”生态模式。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，形成生态与经济两个良性循环。（二）技术要求1、沼气工程的工艺技术方案设计在不断总结生产实践经验和吸收科研成果的基础上，积极采用新技术、新工艺、新材料、新设备，以提高自动化水平，降低劳动强度，减少投资和运行费用，采用的技术工艺尽可能接近国际先进水平或国内领先水平；2、沼气工程的工艺技术方案设计做好前期工作，实地考察和收集必要的资料。要符合当地总体规划，与养殖场客观实际紧密结合，能够正确处理集中与分散、处理与利用、近期与远期的关系；3、沼气工程的工艺技术方案以减量化、无害化、资源化为目标，尽可能采用清洁生产技术；4、沼气工程的工艺技术方案设计考虑沼气的有效利用，充分利用附近苗圃、花卉、蔬菜基地和农田施用沼渣、沼液；5、沼气工程的工艺技术方案设计，除了执行能源环境行业标准外，还应符合国家及地方现行的相关标准、规范的规定。第二节 工艺技术路线主要技术参数：（1）猪粪干物质含量18%；（2）发酵料液浓度10%；（3）发酵罐投料体积比90%；（4）发酵罐容积产气率1.2m3/(m3.d)；（5）水力滞留期15d；（6）发酵温度3540；（7）发酵物pH77.5；（8）物料适宜碳氮比1525；（9）固液分离后沼渣中含水率65%；（10）固体有机肥沼渣中含水率14%；（11）热电联产发电机组沼电转化率：1.538kW.h/m3。好氧处理污水上网格栅集水池匀浆调配池产气贮气一体罐固态有机肥沼气发电机组余热增温猪粪收集固液分离沼液贮存池农作物、果园、饲料地液态有机肥气水分离器热水贮罐阻火器流量计图5-1 *养猪基地沼气发电工程工艺流程第三节 工艺流程说明（一）沼气工程工艺1、预处理工艺（1）猪粪的收集和运输。猪粪由运输车输送到沼气站。（2）匀浆调配池；收集的猪粪进入匀浆调配池。用冲洗水调配成TS为10%的混合猪粪污水。水解调配池底部沉砂定期清除，外运。2、厌氧消化工艺（1）厌氧消化反应器类型描述。本项目采用完全混合厌氧反应器（CSTR）。完全混合厌氧反应器（CSTR）适用于畜禽粪污发酵工艺。它在沼气发酵罐内采用搅拌和加温技术，这是沼气发酵工艺中的一项重要技术突破。搅拌加强了罐内发酵原料与微生物的充分接触，提高了装置产气率。加热措施使厌氧罐内温度维持在微生物适宜的温度，保证了厌氧罐冬季的正常稳定运行。搅拌和加热，使沼气发酵速率大大提高，完全混合式厌氧反应器也被称为高速沼气发酵罐。其特点是：固体浓度高，TS 812%，可使畜禽粪便污水全部进行沼气发酵处理。优点是处理量大，产沼气量多，便于管理，易启动，运行费用低。一般适宜于以产沼气为主，周围有蔬菜、果园、农田等消纳使用液态有机肥的地区。由于这种工艺适宜处理含悬浮物高的畜禽粪污和有机废弃物，具有其他高效沼气发酵工艺无可比拟的优点，现在欧洲等沼气工程发达地区广泛采用。（2）厌氧发酵温度的选择。从温度上来分，厌氧发酵分为高温发酵，中温发酵和低温发酵，此外，还有常温发酵等。温度对厌氧发酵的影响如图5-2所示。本项目选用中温厌氧消化工艺来处理猪粪产沼气，基于以下两方面的考虑：图5-2 温度对厌氧发酵过程的影响a.中温发酵（3538 ）可使厌氧发酵产气效率处于较高水平，而且所需要的增温量相对较少，可减少沼气工程自身的热量消耗，节省发电机组余热。b.本项目沼气工程所用原料为猪粪，氨含量较高。游离氨对厌氧发酵有抑制作用。游离氨的浓度取决于发酵液中总的氨氮浓度、温度和pH的影响，如图5-3所示。由图5-3可以看出，在同样pH条件下，高温条件（55）下游离氨的比例比中温条件（37）下游离氨的比例要高。如在pH7.5 时，高温条件下（55）游离氨的比例为10%左右，而中温条件（37）下游离氨的比例为5%。在总氨氮浓度相同的条件下，中温发酵的游离氨浓度较高温发酵的游离氨要低。因此，本项目采用中温发酵工艺来降低厌氧氨抑制，不采用沼液回用，使厌氧发酵稳定可靠运行。图5-3 温度和pH对水中游离氨比例的影响（3）厌氧反应器结构形式本项目厌氧罐采用Lipp结构。利浦（Lipp）制罐技术利用金属塑性加工中的加工硬化原理和薄壳结构原理，通过专用技术和设备，将一定规格的钢板，应用“螺旋、双折边、咬合”工艺来建造圆型的利浦池、罐。由于是机械化、自动化制作和采用钢板作为建筑材料，利浦技术具有施工周期短，造价较低，质量好等优点，在同等建筑规模的情况下，其施工周期比采用传统制作方式缩短60%以上，罐体自重仅为钢筋混凝土罐体的10%左右，为传统碳钢板焊接罐体的50%左右。利浦制罐技术的主要特点就是薄钢板通过上下层之间的咬合形成的螺旋上升的、连续的咬合筋，从而形成圆形池体。制作时薄钢板将通过一台成型机和一台咬合机，在成型机上薄钢板上部被折成“ ”型而其下部被折成“ ”型，在咬合机上薄钢板上部与上一层薄钢板的下部咬合在一起，在咬合成型之前，上层薄钢板的下部“ ”型槽内被注入专用密封胶以确保池体不会沿着咬合筋渗水，整个咬合筋的成型为一连续的过程。已成型的圆形池体在支架上螺旋上升，当达到所需要的高度时，将上下端面切平，反转将池体落地，撤出支架与制作机械，并将罐体与基础底板连接、固定和密封，即完成了Lipp罐体的制作。见上图。由于连续的、螺旋上升的、等间距的咬合筋的存在，虽然Lipp罐是薄壁结构，但却具有相当大的环拉强度，也就是具有相当大的承受内部环向压力的能力，在这里，螺旋上升的、连续的及等间距的咬合筋起着加强筋的作用。对于圆型池体，满足了环向受压的强度要求也就是满足了整个池体的强度要求。沿罐体高度方向，每35 cm有一圈五层厚的加强筋。4 mm壁厚的罐体强度大于8 mm壁厚碳钢焊接罐的承压强度。发酵罐罐体制作完成后，与混凝土基础槽的预埋件焊接固定。对钢结构罐体和混凝土基础槽作封槽防渗处理，确保罐体底部不渗漏。发酵罐顶部和上部气室与液面交界1.0 m部分采用不锈钢材料制作，其余部分罐体采用镀锌钢板制作，做防腐处理。该种结构的厌氧罐寿命可达20年以上。（4）厌氧罐搅拌形式采用侧壁搅拌，每座厌氧罐安装两台推进器对角搅拌。3、沼液、沼渣后处理工艺厌氧发酵液经发酵后，进行固液分离，分离之后的沼渣用于生产有机肥，沼液用作周围葡萄、果园、农田等液态有机肥。沼肥的使用不仅提高了农产品的品质，而且减少了化肥的用量，节能减排，实现了农业生产的可持续发展。（二）沼气净化与贮存工艺1、沼气净化工艺厌氧发酵罐刚产出的沼气是含饱和水蒸气的混合气体，除含有气体燃料CH4和CO2外，还含有H2S和悬浮的颗粒状杂质。H2S不仅有毒，而且有很强的腐蚀性。过量的H2S和杂质会危及发电机组的寿命，因此需进行脱硫、气水分离等净化处理，其中沼气的脱硫是其主要问题。本工程拟采用罐内生物脱硫的方法对沼气进行脱硫处理。生物脱硫法是利用无色硫细菌，如氧化硫硫杆菌、氧化亚铁硫杆菌等，在微氧条件下将H2S氧化成单质硫或亚硫酸。这种脱硫方法已在欧洲广泛使用，在国内某些工程已有采用，其优点是：不需要催化剂、不需处理化学污泥，产生很少生物污泥、耗能低、可回收单质硫、去除效率高。H2S去除率可达90%以上。2H2S + O2 2H2O +2S2H2S +3O2 2H2SO3厌氧罐中输出的含饱和水蒸气的沼气经过生物脱硫、气水分离器和凝水器等专用设备净化处理后供发电机组发电使用。2、沼气储存工艺选择厌氧罐顶双膜干式贮气袋贮存沼气。双膜干式沼气贮气袋由外层膜和内层膜组成，外层膜构成贮气袋外部圆锥形状，内层膜与罐内液面组成气室以贮存沼气。厌氧罐顶设有防爆风机，防爆风机自动按要求调节气体的输送量至沼气发电机，以保持贮气柜内气压的稳定。外层膜设有一道软管，由上述防爆风机把外面空气经此软管输送进外层膜与内层膜之间的空间，使外层膜保持球体形状并同时把沼气压送出去。（三）热电联供沼气发电机配置1、热电联供发电机配置方案选择本工程选择沼气全部发电上