大型沼气工程项目可行性论证报告.doc

xxxx大型沼气工程xxxx大型沼气工程项目可行性研究报告57目 录第一章 项目摘要31.1项目基本情况31.2建设目标31.3建设内容及规模41.4产品及去向41.5效益分析4第二章 项目建设的可行性和必要性52.1建设的必要性52.2建设的可行性52.3编制依据62.4编制原则9第三章 项目建设的基础条件93.1建设单位的基本情况93.2项目的原料供应情况103.3地址选择分析10第四章 产品114.1沼气114.2 沼气产量确定124.3有机肥134.4产品去向13第五章 沼气工程工艺设计145.1工艺参数145.2处理工艺选择145.3工艺流程的组成155.4厌氧处理工艺选择与比较155.5沼气存储和净化工艺165.6工艺流程185.7沼气输配设施195.8沼气计量设施19第六章 总体设计196.1站内总体设计196.2站外配套设计19第七章 土建设计207.1建筑设计207.2结构设计20第八章 电气设计218.1设计依据218.2设计规范228.3 设计说明228.4控制与保护228.5防雷与接地228.6配电系统238.7防雷与接地238.8 防爆设计238.9供电负荷23第九章 安全、节能及消防249.1安全生产249.2防火消防249.3节能25第十章 主要构（建）筑物、设备的设计参数2510.2 厌氧消化系统工艺参数设计2710.3 沼气净化系统工艺参数设计2810.4 沼气储存系统2810.5 沼肥储存系统2910.6配套设施区29第十一章 投资概算和资金筹措3011.1编制说明3011.2总投资估算表3111.3投资概算3311.4资金筹措33第十二章 项目实施进度和投招标3412.1进度安排3412.2招（投）标依据3412.3招（投）标范围3412.4招（投）方式35第十三章 项目组织与管理3513.1管理3513.2劳动定员和组织培训37第十四章 环境保护和安全生产3714.1污染源和污染物3714.2污染治理方案3814.3安全生产39第十五章 产品市场分析与预测4115.1沼气4115.2沼气发电4115.3沼液和沼渣4315.4（生态）农产品。43第十六章 社会、生态及经济效益分析4316.1社会效益4316.2生态效益4416.3经济效益44第十七章 结论46第十八章 附件47第一章 项目摘要1.1项目基本情况（1）项目名称：xxxx大型沼气工程项目（2）建设单位：xxxx（3）拟建地点：林口县龙爪镇民主村（4）主管部门：黑龙江省农业委员会（5）建设期限：1年1.2建设目标（1）技术目标 发酵体积：1000m3产气量：800m3/d；消化器有效容积单位产气率：1.0m3/（m3.d）；进料浓度：10%；发酵温度：352；粪便降解率：80%以上；化学需氧量去除率：80%以上；停留时间：30d。（2）经济目标总投资：430万元；投资回收期：8.52年；内部收益率：8.40%。（3）建设目标年处理粪污1.46万t，年产沼气29.2万立方米，发电37.96万kwh。1.3建设内容及规模（1）沼气池容积：1000 m3；（2）储气柜容积：500 m3；（3）预处理池容积：40 m3；（4）计量加热池：30 m3；（5）沼渣、沼液储池：2500m3；1.4产品及去向（1）年产沼气29.2万m3，用于发电；（2）年产有机肥1182t，主要用于外销。1.5效益分析本项目沼气发电收入为19.36万元/年，有机肥收入47.28万元/年，沼液收入10万元，总收入76.64万元/年；经营成本21.69万元，本费用来源于项目收入。经计算本项目净现值FNPV为-80.48万元；税后财务内部收益率FIRR为8.40%；投资回收期为8.52年，具有良好的经济效益。本项目每年处理养殖粪污1.46万t，生产的沼气每年可节约37.96万kwh电能，节约大量能源，具有明显的生态和环境效益。本项目建成后可缓解粪污对养殖业的发展限制，改善周边土壤肥力；促进生态农业发展，带动无公害农产品生产，提高农产品附加值和农业收入，项目的建设能有力的促进项目区“养殖业+生物质能源产业+生态农业”循环经济体系的建设，有效的提升当地可持续发展水平，社会效益显著。第二章 项目建设的可行性和必要性2.1建设的必要性2.1.1 项目的建设是环境保护和治理的需要该公司目前以肉牛育肥、繁育为主，年存栏数达1500头，一年可产生粪尿污染物达1.1万吨，如得不到有效处理，将会恶化养殖场周边环境，并间接地对水源、土壤等产生严重污染。如果粪便和污水经过厌氧消化后，不仅能获得优质能源（沼气），还能处理废弃物、净化环境，进行生物资源的多层次综合利用。2.1.2 项目的建设是发展绿色生态农业的需要沼渣是优质的有机肥，用它种植农作物，能够生产出优质高产的绿色农产品，带动周边农户致富，而且也会为我市建设绿色经济走廊起到积极的推动作用。2.1.3 项目的建设是保护生态环境的需要沼气在保护植被及治理生态环境方面具有重要的作用。据测算，一个农户如果常年使用沼气，一年就可以节约相当于3亩薪炭林的薪材，相当于增加林地面积3亩，生态效益非常明显，在干旱半干旱地区尤其如此。2.1.4 节约能源的需要沼气是一种具有较高热值的可燃气体，沼气系统可以提供能源，解决或部分解决生活用能问题，既可以节煤，又可以省电。2.1.5 项目的建设是推动当地经济发展的需要以沼气为纽带的生态农业既能带动种植业发展，又能推动养殖业发展，能够有效地衔接种养两业，协调农业与市场关系，解决农村剩余劳动力，引导农民增收，促进农村经济的稳步发展。2.2建设的可行性2.2.1 响应国家政策，可获得相应的支持近年来，农业部陆续实施的“无公害食品行动计划”、“生态家园富民计划”等，使规模化畜禽养殖粪污处理及综合利用得到较快发展。中共中央国务院关于推进社会主义新农村建设的若干意见（中发20061号）指出：要加快农村能源建设步伐，在适宜地区积极推广沼气。大幅度增加农村沼气建设投资规模，有条件的地方，要加快普及户用沼气，支持养殖场建设大中型沼气。2007年3月出台的全国农村沼气工程建设规划（20062010）中指出，要重点支持建设规模化畜禽养殖场和养殖小区大中型沼气工程（年出栏量3000头猪单位以上的养殖场），规划到2010年底，全国规模化养殖场大中型沼气工程总数达到4700处左右，占现有大中型畜禽养殖场总数的39%左右。全国农村沼气工程建设规划（20062010）强调，要认真贯彻落实党的十六届五中全会提出的大力普及农村沼气的精神，把农村沼气建设作为推进新农村建设的重要举措，加快建设步伐。在国家进一步加大投入的同时，引导地方、企业与农户及其他社会资金积极投资沼气建设。尽快制定沼气工程建设的信贷、用地、发电上网及电价补贴等方面的扶持和激励政策，完善配套法规。2.2.2 关键技术成熟，建设管理经验丰富经过多年的发展，无论是厌氧发酵工艺还是建设管理经验都取得了较大进步的发展。升流式厌氧污泥床（upflow anaerobic sludge blanket，简称UASB）、升流式厌氧固体反应器（upflow anaerobic solid reactor，简称USR）、完全混合式厌氧消化器（complete stirred tank reator, 简称CSTR）、两相厌氧消耗工艺等技术已经成熟。大型沼气工程的建设与沼气站的运行管理都已规范化。2.2.3 综合效益显著，示范带动作用明显本项目每年处理粪污1.46万吨，生产的沼气每年可代替标煤390.9t，节约大量能源，具有明显的生态和环境效益。本项目建成后可缓解粪污对养殖业的发展限制，促进生态农业发展，带动无公害农产品生产，提高农产品附加值和农业收入，项目的建设能有力的促进项目区“养殖业+生物质能源产业+生态农业”循环经济体系的建设，有效的提升当地可持续发展水平，社会效益显著。2.3编制依据1、畜禽养殖业污染物排放标准(GB18596-2001)；2、畜禽养殖业污染防治技术规范(HJ/T812001)；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同发布)；4、给水排水设计手册；5、中华人民共和国水污染防治法实施细则（环发1999214号）；6、大中型畜禽养殖场能源环境工程建设规划（农业部，1999）；7、规模化畜禽养殖场沼气工程设计规范；8、畜牧养殖及畜产品加工项目可行性研究报告编制大纲；9、畜牧业发展行动计划(农业部)；10、农业基本建设项目管理办法；11、畜禽养殖业能源环保站运行维护及其安全技术规程（农业部）；12、畜禽养殖业能源环保站设计规范（农业部）；13、生态农业中废弃物的处理与再生利用（化学工业出版社）；14、沼气实用技术（周孟津）;15、畜牧业“十五”计划和2015年远景目标规划(农业部)；16、污水综合排放标准（GB8978-1996）；17、爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范；18、电力装置的继电保护和自动装置设计规范；19、畜禽养殖业污染物排放标准（GB18596-2001）；20、室外排水设计规范； 21、给水排水工程结构设计规范；22、钢结构设计规范；23、工业锅炉设计规范；24、工业企业采暖、通风及空气调节设计规范；25、工业与民用供配电系统设计规范；26、低压配电装置及线路设计规范；27、农村沼气能源标准；28、沼气工程技术规范NY/T 1220.1-2006；29、农村家用沼气管路设计规范GB 763687；30、沼气工程技术规范 第1部分：工艺设计（NY/T 1220.1-2006）；31、沼气工程技术规范 第2部分：供气设计(NY/T 1220.2-2006)；32、沼气工程技术规范 第3部分：施工及验收(NY/T 1220.3-2006)；33、沼气工程技术规范 第4部分：运行管理（NY/T 1220.4-2006）；34、沼气工程技术规范 第5部分：质量评价（NY/T 1220.5-2006）；35、规模化畜禽养殖场沼气工程运行、维护及其安全技术规程NY/T 1221-2006.36、建筑结构可靠度及设计统一标准（GB50068-2001） 37、房屋建筑制图统一标准（GB5/T5001-2001）38、建筑结构荷载规范（GB5/T50105-2001）39、建筑抗震设防分类标准（GB50223-95）40、建筑抗震设计规范（GB50011-2001）41、建筑地基基础设计规范（G5007-2002）42、混凝土结构设计规范（G50010-2002）43、砌体结构设计规范（G50013-2002）44、混凝土结构施工图平面整体表示法制图规则和构造详图（03G101-1）(03G101-2)45、 建筑照明设计标准（GB50034-2004）2.4编制原则（1）资源化原则畜禽粪污是一种有价值的宝贵资源，充分利用畜禽粪污资源是污染防治的重要原则。畜禽粪污经处理后，可以产出再生能源（沼气、电能）、有机肥（固态、液态），具有较好的经济价值。（2）减量化原则必须从粪污的源头抓起，治理与养殖结合起来，做到减量化。对饲养场进行必要的改造，做到干湿分开、雨污分流、实施干清粪、少冲棚或不冲棚的工艺，使粪污水总量控制在最低限度。（3）生态化原则遵循循环经济指导思想，依据物质循环、能量流动的生态学基本原理，强化种养平衡，促进种植业与养殖业结合，实现生态系统的良性循环。（4）综合效益原则兼顾环境效益、社会效益、经济效益，将治理污染与资源开发有机结合起来，使猪场粪污治理工程产出大于投入，提高污水处理工程的综合效益。第三章 项目建设的基础条件3.1建设单位的基本情况xxxx位于林口县龙爪镇民主村，是全县重要的养殖肉牛的一家民营企业。拥有固定资产200余万元，占地面积5.2万平方米。该企业以肉牛育肥、繁育为主，目前存栏1500头以上，主要品种有西门塔尔、夏洛莱、利木赞等。公司正在扩大饲养规模，在三年内建成万头牛场。3.2项目的原料供应情况该企业以肉牛育肥、繁育为主，年存栏数达1500头，年产粪尿1.1万吨，可满足项目需要。3.3地址选择分析1.区域状况林口县位于黑龙江省东南部，牡丹江市北部。地处北纬44464558；东经1291713045之间。北与依兰县接壤，西北和东北与方正县、勃利县为邻，东部和西部与鸡西市、海林市隔山相望，东南部同穆棱市仅一山之隔。本县是一个环抱在张广才岭、老爷岭、完达山余脉之间的“低山丘陵”县份。林口县是一个资源丰富，具有巨大开发潜力的山区县份，素有“八山半水分半田”之称，政治稳定，经济繁荣，环境优雅，佳山茂林，层峦叠嶂，形胜之境随处可见。江河澄清似澈，洁净可人，山川旖旎如画，令人驻足留恋。风光秀丽的莲花泡风景区、闻名全国的八女投江遗址均在县境之内。全县面积7180.9平方公里，人口44.1万，设有9镇3乡。县政府所在地的林口县城坐落在“牡鸡铁路的交汇处，四周群山环抱，城北乌斯浑河穿城而过，缓缓东流，绿水青山，掩映多姿，是全县政治、经济、文化的中心。林口历史悠久，具有光荣的历史，据考古发现，早在4000年前的新石器时代这里便有人居住。汉以前为肃慎地；两晋时期亦称邑娄；南北朝时期为勿吉所属；唐初为黑水都督府所辖，后为渤海国郢州属地；辽时为东京道辽阳府里吉直辖；金属上京路胡里改路；元为辽阳行省开元路斡杂怜万户府辖地；明代归属奴儿干都司建州卫；清初为清庭和盛京将军之下的宁古塔昂邦章京管辖及至新民主主义革命时期，林口人民违抗外辱，攘除内患，纷起抗争，留下了血与火书写的光辉历史。面对日寇的屠刀，以冷云为首的八名巾帼英雄含笑走向滔滔江水，威震敌胆。在胡匪将领的淫威面前，剿匪义士血战刁翎，留下了三打刁翎的佳话。匪首李华堂马桥殒命，恶贯桂方庭三道归期。抗战名将周保中，柴世荣，著名作家马可等亦先后在林口开展工作，领导抗日斗争和土地革命。1948年林口县人民政府成立。 林口地理条件优越，具有独特的地缘优势。林口地处黑龙江省东南部，东与鸡西市接壤，西与方正县海林市比邻，南与牡丹江市、穆棱市为邻，北与勃利县、依兰县相接。距省城哈尔滨495公里，距牡丹江市119公里，锯鸡西市100公里，南北长140公里，东西宽113公里，处于周边市县经济辐射的核心地带，经济腹地十分广阔。林口资源丰富，极具开发潜力。现有耕地面积252.8万亩，农业生产以大豆、水稻、小麦、玉米为主，是商品粮基地。经济作物以烤烟、甜菜、红小豆、温室蔬菜和果树为主。全县有林地面积677.8万亩，森林总立木蓄积量2634万立方米，主要有珍贵的红松、落叶松、水曲柳、椴木、白桦、柞树等优质木材。在茂密的山林中，蕴藏着丰富的山产品资源，山肴野味，美不胜收，珍虱佳品，俯拾可见。有虎，豹、鹿、貂等29种经济兽类，数百种野生飞禽，有猴头、元蘑、蕨菜等300多种山野菜和名贵药材。已发现有30多种矿产130处，探明储量的有花岗岩、硅线石、大理石、黄金、石墨、火山灰、煤、铁、黏土、泥炭蕴量极大，林口境内有包括牡丹江、乌斯浑河在内大小河流104条，20座水库，仅二道沟电站就可开发水能9.4万千瓦，加上莲花水电站，水电量居全省之首。 林口经济繁荣，具有广阔的发展前景。改革开放以来，林口工业生产迅速发展，结构日趋优化，目前已具有相当规模，农业坚持“两高一优”，基本地位进一步增强，商业网点遍布城乡，购销两旺，初步形成了全县统一的，具有资源特色的大市场；乡镇企业实现了超常规、跨越式发展，形成七大门类；外向型经济发展迅速，成为县城经济新增长点。林口县河山秀丽，自然人文旅游资源十分丰富。正在开发的莲花旅游开发区，更将使林口的旅游业锦上添花，充满迷人魅力。2.交通状况林口县交通便利，通讯发达，林口境内牡佳、牡鸡两条铁路与鹤大、方虎两条公路线纵横交错，是连结牡丹江、佳木斯、鸡西三个中心城市的交通枢纽。距省城哈尔滨495公里，距牡丹江市119公里，锯鸡西市100公里，南北长140公里，东西宽113公里，处于周边市县经济辐射的核心地带，经济腹地十分广阔。3.气候条件本县境内属中温带大陆性季风气候，在复杂地形影响下，形成了“冬季严寒少雪，春季少雨干旱，夏季降雨分段集中，并常伴有阶段性的低温和伏旱发生，多短时的局部暴雨、冰雹灾害，秋季凉爽，初霜偏早”的气候特点。全县年平均气温在1.93.6之间；7月份为最热月，月平均气温为21.2，极端最高气温达37.0；1月份为最冷月，月平均气温为-19.2，极端最低气温达-39.7；年降水量平均在520570?之间，主要分布在北部和东北部山区，年最多年降水量为720毫米，年最少降水量只有163.0毫米。全年日照时数平均在2600小时，其中59月为1165小时，占全年日照时数的45%；无霜期平均在100130天之间。4.基础设施条件分析供水系统项目区域内地下水较为丰富，易开采，且水质良好，能够满足生活饮用水卫生标准(GB5749-2006)的要求，水井作为项目供水水源是委托可靠的。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（GB50016-2006）的要求，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，场内设置室外消防给水系统。供电系统当地供电站架设10kV的高压供电线，接入场内，场区建变电站1座，内设10kV/0.4kV变压器2台，容量为250kVA。动力设备均采用三相380伏供电，照明采用单相220伏供电。地质条件林口县大地在黑龙江省地层区划中位于兴凯湖布列亚山地层区，分属于佳木斯隆起带和张广才优地槽褶皱带两个三级构造单元。县域牡丹江以东地区属于佳木斯隆起带南部的老爷岭和完达山地块，称林口凸起，包括三道通镇、莲花镇牡丹江以东地区和其他10个乡镇的全境；牡丹江以西地区属于张广才岭优地槽褶皱带的一部分，包括三道通镇、莲花镇牡丹江以西地区。县域大地十分古老，早在地球上原始古陆从海洋中开始生成的时期就随之发育生成了。以后，在漫长的地质年代中经过复杂的隆起、沉降、海进、海退、沉积间断、火山、地震、断裂、旋扭和凹陷等诸多大地构造活动，终于形成了今日林口的地势、地貌和地层。同时也为林口大地孕育生成了丰富的矿产资源。林口县境整个地势为四周高、中间低。大体分为中低山地、漫岗坡地、河谷平原和沟谷洼地4种地貌。5.厂址选择结论该项目选择厂址，达到了最优化的原料供应条件，产品销售以就近销售为主，交通条件极为便利。供水、供电、土地等公用工程均可保证。该项目选址地理位置位于禽畜养殖地及附近居民主导风向的下风侧。经论证认为：厂址符合项目的建设要求。第四章 产品4.1沼气4.1.1 沼气的成分沼气的主要成分是甲烷（CH4，占沼气成分的40%50%）、二氧化碳（CO2占沼气成分的30%40%）和少量的硫化氢（H2S）、一氧化碳（CO）、氮等气体。4.1.2 沼气性质沼气为无色气体，由于含有少量硫化氢，有轻微臭鸡蛋味，燃烧后可消除。人工沼气性质接近于天然气，但也有不同之处。具体见表4.1。表4.1 人工沼气和天然气的差异气体种类制取方法可燃成分含量（%）热值人工沼气发酵法甲烷、氢气55-702000029000天然气钻井法甲烷、丙烷、丁烷、戊烷90%以上约36000根据沼气与天然气的成分，其理化特性区别具体见表 4.2。表 4.2 甲烷、沼气和天然气理化性质对比表理化特性甲烷沼气（CH460%、CO240%）天然气（甲烷、丙烷、丁烷、戊烷）体积百分比（V，%）54-8010090% 以上热值（q，KJ/m3）358202770036000密度（c，g/L 标准状态）0.721.220.70-0.75比重（G，与空气对比）0.550.940.56-1.0临界温度（T，）-82.5-25.7 -48.42-162.3临界压力（105帕）46.459.35-53.931.0爆炸范围（与空气混合的体积百分比）5108.8024515气味无微臭鸡蛋味无从表4.1至4.2可以看出，天然气与沼气的理化性质基本相似，经过脱硫处理之后，沼气燃烧后的高热值可用做烧饭、点灯，也可以驱动内燃机和发电机。4.1.3 沼气用途对比沼气是一种优质气体燃料，可以用来煮饭、点灯照明。由热量计算公式，Q=CMT=Vq，如若四口之家一天需用1m3天然气满足日常所需，经换算后，1.5 m3沼气均可满足日常所需。沼气可用来发电，经过换算与实际测试1 m3沼气可发1.5度电。4.2 沼气产量确定4.2.1 沼气容积计算 根据每天处理18吨粪便量（猪粪）计算，粪便干物质含量按18%计，进入反应罐浓度按10%，停留时间为30天，则反应罐有效容积应为18t0.1830/10%=1000 m3，所以建发酵罐体积为1000m3，采用中温发酵，按照单位有效池容产气率0.8m3/m3d 左右计算，产气量800m3/d。4.2.2 沼气发电效益沼气用于集中发电与供气，年产沼气29.2万m3，主要用于发电，年发电量为37.96万kwh，发电效益为28.32万元。4.3有机肥4.3.1 有机肥与沼液产量本项目产生的有机肥1182t/年，主要用于外销，供应价格为400元/吨，有机肥产品可实现年收入47.28万元；年产沼液0.5万吨，价格为20元/吨，年收益为10万元。4.3.2有机肥需求本工程产生的沼液本身即为天然有机肥料，可用于农田施肥和瓜果大棚蔬菜等经济作物施肥，还可作为养猪和养鱼的饲料，作为农药替代部分化学农药。沼渣本身经简单脱水即可成为普通有机肥，进一步深加工可制作各类专用有机肥，如有机复合肥、生物有机肥等。 目前项目当地的沼肥市场有广阔的需求，蔬菜种植面积高达1.3万亩，有机肥总需求高达5000t以上，目前本项目年产沼液0.5万t，有机肥657t,市场需求远远高于市场供给量，本项目的沼渣有机肥可以全部销售4.4产品去向（1）沼气:主要用于发电；（2）有机肥:用于周围乡镇蔬菜种植。第五章 沼气工程工艺设计5.1工艺参数(1)该项目每天处理鲜粪便产量约18吨，总固体含量为18%，采用干清方式收集鲜粪。(2)鲜粪中干物质含量(TS)为18吨183.24吨。(3)进料浓度TS10，每天进料量为3.24吨/1032.4吨。(4)稀释水用量：需要稀释水用量为14.4吨/天，其中沼液回流7吨，新鲜水7.4吨。(5)发酵温度为35，沼气池池容产气率为1.0m3/（m3.d）。(6)所需发酵罐总体积为1000 m3。(7)沼肥量：每天产生的沼肥量为32.4吨，减去回流沼液7吨，则剩余的沼渣、沼液量为25.4吨/天，其中沼液22.16吨/天、有机肥3.24吨/天。(8)沼渣沼液存储池：考虑当地用肥情况，沼肥按剩余沼肥存储100天设计，则沼肥储池总容积设计为2500m3。5.2处理工艺选择（1）处理工艺选择原则沼气工程的建设和运行受多种因素的制约和影响，其中，工程工艺方案的确定对确保沼气站站的运行性能和降低费用最为关键，因此有必要根据确定的标准和原则，从整体最优的观念出发，结合设计规模、废水水质特性以及当地的实际条件和要求，选择切实可行且经济合理的处理工艺方案，经全面技术经济分析后优选出最佳的总体工艺方案和实施方式。根据已经确定的条件和要求，在沼气工程的总体工艺方案确定中，将遵循以下原则：所选工艺必须技术先进、成熟，对物料变化适应能力强，运行稳定。所选工艺的基建投资和运行费用少，占地面积省。所选工艺应易于操作、运行灵活且便于管理。根据进料情况，应能对工艺运行参数和操作进行适当调整。所选工艺应易于实现自动控制，提高操作管理水平。5.3工艺流程的组成本沼气工程工艺流程主要包括六大部分，即：发酵原料预处理工段、沼气发酵工段、沼气净化、沼气储存、沼气发电。预处理工段主要是预处理池和计量加热池。粪便采用干清方式收集并通过专用运输设备直接运至预处理池。利用机械动力将粪便和废水在池内调成一定TS浓度的粪污水，然后进入计量加热池内。计量加热池内配备机械搅拌和加热系统，热源利用锅炉产生的热量。沼气发酵工段是在厌氧条件下，沼气发酵细菌降解有机物，分解的主要产物是以甲烷为主的沼气。沼液进入沼液储存池用作农田灌溉和追肥。沼气净化工段是厌氧消化罐产生的沼气除含有CH4和CO2外，还含有水蒸气、H2S和悬浮的颗粒状杂物，H2S不仅有毒，而且有很强的腐蚀性，需进行脱水、脱硫等净化处理。沼气储存是利用双膜干式储气柜进行储气。沼气发电是采用发电机组将产生的沼气用于发电，供厂区内部用电设备使用。5.4厌氧处理工艺选择与比较在我国，常用的UASB、USB、CSTR工艺进行简要介绍。升流式厌氧污泥床（upflow anaerobic sludge blanket，简称UASB）UASB工艺流程是先对养殖场污水进行固液分离，污水进入污泥反应区、气液固三相分离器（包括沉淀区）和气室三部分组成。UASB反应器进行厌氧反应，产生沼气，出水往往需进一步耗氧处理，进行达标排放。它是一种以环保治理为主，生产能源为辅的能源环保型沼气工程工艺。UASB工艺由于沼气产量少，采用热电联产（CHP）无法满足自身原料升温要求。升流式厌氧固体反应器（upflow anaerobic solid reactor，简称USR）USR工艺流程是对各类畜禽粪便及其它有机物进行预处理，除去大颗粒和粗纤维物质后（进料TS浓度3-5%），进入USR反应器，USR反应器采用上流式污泥床原理，不使用机械搅拌，产气率视温度不同在0.41.2之间。沼渣沼液COD浓度含量很高，不适宜耗氧处理达标排放，一般用于农电施肥生态化处理，是典型的能源生态型沼气工程工艺。采用USR工艺产生的沼气如进行热电联产，热能输出部分可满足20左右温度条件下原料的升温要求，在我国北方地区的冬季，自身热量无法满足运行要求，需要使用锅炉或其它能量进行加热。完全混合式厌氧消化器（complete stirred tank reator, 简称CSTR）CSTR工艺流程是先对各类畜禽粪便及其它有机物进行粉碎处理，调整进料TS浓度813范围内，进入CSTR反应器，CSTR反应器采用下进料上出料方式，并带有机械搅拌，产气率视原料和温度不同在1.25.0之间。沼渣沼液COD浓度和TS浓度含量高，一般不经固液分离即可直接用于农田施肥，是典型的能源生态型沼气工程工艺。采用CSTR工艺产生的沼气如进行热电联产（CHP）,热能输出部分可满足大部分北方地区冬季的原料加热要求，不需外来能源加热。 两相厌氧消耗工艺两相厌氧消耗工艺是把厌氧消化的酸化过程分解，使厌氧消化反应分别在两个独立的反应器中进行的工艺流程。这种工艺每一反应器只完成一个阶段的反应，第一反应器只完成产酸阶段反应，第二反应器完成产甲烷阶段反应，故又称两段式厌氧消化工艺。按照所处理的废水水质情况，两步发酵可以采用同类型或不同类型的厌氧消化反应器。该工艺具有以下特点：a、耐冲击负荷能力强，运行稳定，避免了一步法不耐高有机酸浓度的缺陷；b、两阶段反应不在同一反应器中进行，互相影响小，可更好地控制工艺条件；c、消化效率高，尤其适于处理含悬浮固体多、难消化降解的高浓度有机废水；本项目采用完全混合式厌氧消化器（CSTR）工艺。5.5沼气存储和净化工艺1、沼气净化厌氧消化罐产出的沼气是含水蒸气的混合气体，除含有气体燃料CH4和惰性气体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。因此还需进行脱水、脱硫等净化处理。本工程拟采用干式再生脱硫工艺：沼气过滤器脱硫塔输送利用，其主要作用原理如下：过滤器主要是去除悬浮颗粒，脱硫塔内装条形或螺旋形氧化铁或氧化铁屑（如车床铁屑）作为脱硫剂，在常温常压下就能反应。脱硫过程：Fe2O3H2O+2H2SFe2S3H2O+3H2O脱硫剂再生：2Fe2S3H2O+3O22Fe2O3H2O+6S脱硫塔用不锈钢制作，直径：高度=1:(56)，脱硫剂填充率700-800g/L，沼气空床流速23m/min，反应时间3.5-4.5min，一般用两个脱硫塔，脱硫与再生同时进行。运行时间长了，脱硫剂的表面沉积单体硫S，影响效果时，就可以停沼气，通入空气再生。反应最佳温度在25-40。经过干式再生脱硫工艺处理后，脱硫后气体中硫化氢含量10mg/m3，基本达到国家农业部沼气工程技术规范第2部分供气设计的相关要求（NY/T 1220.5-2006）。图 5.1 沼气脱水脱硫工艺流程图2、脱硫废渣液的处理脱硫剂经过一段时间的脱硫过程会进入饱和状态，此时需要将脱硫剂从脱硫塔内卸出，摊晒在空地上，均匀在脱硫剂上喷洒少量稀氨水，利用空气中的O2，在温度70的情况下进行自然再生。3、沼气储存厌氧消化罐中输出的沼气直接贮存在储气柜中。由于产气量和用气量之间存在不平衡，所以必须设置储气柜进行调节。本工程选择双膜干式贮气柜，工作压力0.3MPa，而且该储气膜安装在反应器上部，与反应器连接，形成一体。5.6工艺流程首先将鲜粪放进泡粪调浆池内，通过加水搅拌成固含量为8%浓度的料液；物料通过进料泵进入计量加热池；在锅炉提供的热量和机械搅拌的作用下将物料加热到352度，然后用进料泵将料液送入厌氧反应器。产生的沼气进入双膜干式贮气柜，经脱水、脱硫等净化处理后一部分通过发电机组发电供养殖场用及上网。沼气工程工艺流程图热水 农田 沼气热水 计量加热池提升泵厌氧消化罐气水分离器脱硫塔输气管道余热系统发电保温 沼液回流泵预处理池猪粪粪污沼渣沼液池生物质锅炉站内用电、上网 双膜干式贮气柜5.7沼气输配设施沼气输配设施由导气管、输气管、管道连接件、开关、压力表、三通、疏水器等组成。输气管道采用PVC硬管或铝塑复合管。沼气含有微量水蒸气，在输送中遇管道受冷形成水，积聚在管道中，使沼气输送受阻，造成沼气燃烧不稳定。就是在主管道上每隔一定距离，在底部开孔，焊接一根细的管道，接上疏水器，同时可以设置集水槽的，管径为主管的1/2左右。在集水槽的1/3处焊接通向疏水器的管道进行排水。压力表用于观察产气量、用气量及测量池压力，检查沼气池和输气系统是否漏气的工具。农村用户沼气输气系统常用低压盒式压力表和U行压力表。5.8沼气计量设施沼气用户计量按一户一表原则，民用沼气用户采用集中显示计量装置。同时，在计量装置前是只有过滤器，装置后设置有止回阀，以保证沼气计量表的安全使用第六章 总体设计6.1站内总体设计平面布置一方面满足工艺流程的要求，另一方面功能分区尽量明确。粪污处理场分为二个区：第一区为生活区，设置办公室、值班室、库房和卫生间；第二区为沼气生产区，建有预处理池、计量加热池、厌氧消化器、沼液储池等以及沼气净化发电机房等建筑物。在厂区布置中各建、构筑物疏密得当，留有管线布置条件和足够的绿化用地。生活区内广植草坪，加以乔木、松竹、花卉点缀于生产管理建筑物和生活设施之间。6.2站外配套设计(1)站外道路设计站外道路就近接入养殖厂道路。（2）站外供电站外供电就近由市政供电网路接入，设计单位提供站区总用电负荷参数，由业主单位向当地供电局审批规划接入（3）站外供水通讯自来水及通讯均由养殖厂接入，本部设计由业主单位设计。第七章 土建设计7.1建筑设计(1)设计标准建筑耐火等级为二级。(2)设计内容本工程为新建工程，按使用功能分区，可划分成粪污发酵处理区和沼气净化及发电区两大部分。本次工程设计的主要内容包括：预处理池、计量加热池、厌氧发酵罐、沼气净化间、发电机房、沼渣沼液储池等。7.2结构设计(一)设计标准（1）木兰县天一养殖责任有限公司大型沼气工程，按使用功能，分为生产用房，地下构筑物，罐体安装生产性构筑物等分部工程。（2）本工程设计建筑结构的安全等级为二级。（3）本工程各项建构筑物主体结构的设计使用年限为50年。（4）本工程钢筋混凝土结构构件的裂缝控制等级为三级，最大裂缝宽度限值为0.2mm。（5）建筑结构的地基基础设计等级为丙级。（6）本工程建筑抗震设防类别属丙类建筑，抗震设防烈度为6度。（7）生产用房配套设施均为砖混结构，条形砖基础，设置圈梁。基础深度应达到持力层并且回填夯实系数达到标准。伸缩缝按规范设置处理。（8）地下构筑物均为钢筋混凝土结构，内外层均有防水砂浆抹灰。（9）混凝土要求抗渗，抗渗等级S6。（10）混凝土的防冻，低温作业必要时要求掺防冻剂，以免达到临界强度。（11）混凝土的抗浮，对于地下水位较高的地区，要求混凝土有抗浮要求。因地下水位情况而定，可采用降水抗浮或配重抗浮，以达到设计要求。（12）对于构筑物和建筑物位置相邻的情况，有防爆要求的，应选取有效地泄压结构形式。（13）本工程生产性构筑物除发酵罐及沼液罐主体采用搪瓷钢板结构、其余均采用现浇砖混结构。 (二)设计内容本工程生产性构筑物除发酵罐及沼液罐主体采用搪瓷钢板结构、其余均采用现浇砖混结构。