方兴沼气公司大型沼气工程建设项目.doc

*县方兴现代农业有限公司大型沼气工程建设项目可行性研究报告 目 录第一章 项目摘要11.1 项目摘要11.2 编制依据21.3 主要研究内容31.4 主要研究结论41.5 主要技术经济指标表4第二章 项目建设必要性及可行性52.1 项目背景52.2 必要性分析62.3 可行性分析9第三章 项目建设单位基本情况113.1 项目单位概况113.2 项目单位管理模式123.3 项目技术依托单位13第四章 项目地点选择分析134.1 项目区基本情况134.2 项目选址分析134.3 项目建设的基本条件15第五章 工艺技术方案165.1 指导思想与设计思路165.2 工艺方案选择175.3 项目工艺方案265.4 规模确定295.5 主要设计参数315.6 “三沼”综合利用方案315.7 主要设备选型32第六章 项目建设方案326.1 建设目标326.2 建设内容及规模326.3 工程建设方案33第七章 投资估算与资金筹措387.1 编制依据387.2 工程估算说明387.3 估算结果427.4 资金筹措42第八章 安 全448.1 脱硫448.2 避雷448.3 防冻448.4 维修448.5 电路448.6 其他45第九章 消 防459.1 主要依据459.2 消防给水459.3 消防通道459.4 灭火器配置46第十章 节能环保4710.1 节能4710.2 环保48第十一章 项目组织与管理5011.1 项目组织管理5011.2 项目建设管理5111.3 项目财务管理5111.4 项目资产管理5211.5 项目运行管理5211.6 项目应急管理6311.7 劳动定员64第十二章 建设期限与进度6512.1 建设期限6512.2 实施进度65第十三章 效益分析6613.1 编制依据6613.2 基础数据6613.3 流动资金估算6713.4 项目总投资6713.5 投资使用计划与资金筹措6713.6 年销售收入和年销售税金及附加估算6713.7 总成本费用估算6813.8 利润总额分配6913.9 财务盈利能力分析6913.10 不确定性分析7013.11 社会效益评价7113.12 评价结论71第十四章 招标方案7214.1 编制依据7214.2 项目招投标基本情况72第十五章 结论与建议7315.1 研究结论7315.2 建议73附表：1、流动资金估算表2、投资使用计划与资金筹措表3、销售收入的销售税金及附加估算表4、固定资产折旧估算表5、无形、其他资产摊销估算表6、总成本费用估算表7、损益表8、现金流量表（全部投资）附图：1、项目地理位置图2、项目平面布置示意图3、供气管网图附件：1、可研报告编制委托书2、*县方兴现代农业有限公司关于申报建设大型沼气工程的请示3、*县农业局、财政局关于*县方兴现代农业有限公司建设大型沼气项目的立项申请4、*县农业局关于该项目调研报告5、*县财政局资金配套承诺文件6、*县国土资源局关于项目用地文件7、*县方兴现代农业有限公司自筹资金承诺书8、*县方兴现代农业有限公司大型沼气技术人员培训计划9、供气协议10、供气承诺书11、通气户基本情况表12、企业营业执照13、三沼利用情况说明14、养殖场现状图15、项目建设内容投资一览表 第一章 项目摘要1.1 项目摘要1、项目名称：*县方兴现代农业有限公司大型沼气工程建设项目2、建设单位：*县方兴现代农业有限公司3、项目建设单位法人：4、建设性质：新建5、建设地点：*省*市*县宋村村北6、建设期限：7、项目主管部门：*省*县农业局8、建设规模与产品方案：项目建在*县方兴现代农业有限公司的西南边5亩空地上（属于公司已征土地范围内），本项目利用*县方兴现代农业有限公司的年出栏万头商品猪的粪便及废水产沼，拟采用目前在省内运行良好的500m3的USR厌氧消化器一座，日处理猪粪便13.2吨，日处理尿液污水24.36吨。日产沼气约600m3，年产沼气21.9万m3，通过沼气输配气管网供应满足李收村500户村民生活用能；年产沼渣599.7吨，年产沼液12775吨，供应公司示范园区使用。9、建设内容：本项目拟建设一座 500m3的USR厌氧消化器， 300m3湿式储气柜， 40m3的调浆池，30m3的酸化池，太阳能增温棚100 m2，一套沼气净化系统，500户沼气供气管网以及沼气站内各附属配套设施。 10、投资估算：项目总投资为249.25万元，其中：建安工程费152.58万元，设备购安费54.59万元，工程建设其他费用28.78万元，基本预备费11.80万元，铺底流动资金1.50万元。11、资金筹措：项目总投资249.25万元，其中申请省级补助资金100万元（占总投资的40.12%），市级补助资金24.925万元（占总投资的10%），县级补助资金24.925万元（占总投资的10%），企业自筹99.4万元（占总投资的39.88%）。12、效益分析：项目全部投资内部收益率8.3%，略大于行业的基准收益率8%，财务净现值4万元，投资回收期8.5年。1.2 编制依据1、国家发展改革委办公厅、农业部办公厅关于抓紧申报2009年农村沼气建设项目的通知发改办农经20082519号2、国家发展和改革委员会、建设部2006年8月发布的建设项目经济评价方法与参数（第三版）；3、农业部综合计划司、农业部规划设计研究院、建设部标准定额研究所编著的农业项目经济评价实用手册；4、*省环境保护“十一五”规划和关于实施蓝天碧水的决定，以及*省污染防治工程项目可行性研究报告编制导则；5、国务院国务院关于加快发展循环经济的若干意见（国发2005第22号）；6、农业部科技教育司能源生态处关于“集约化畜禽养殖场大中型沼气工程”的有关要求；7、农业部大中型畜禽养殖场能源环境工程建设规划； 8、沼气工程技术规范(NY/T12202006)国家农业部标准；9、规模化畜禽养殖场沼气工程运行、维护及其安全技术规范(NY/T12212006) 国家农业部标准；10、规模化畜禽养殖场沼气工程设计规范(NY/T12222006)国家农业部标准；11、国家农业部办公厅、发展改革委办公厅关于做好养殖业大中型沼气工程可行性研究报告和初步设计文件编制及审核工作的通知农办科200866号12、*县方兴现代农业有限公司提供基础资料。1.3 主要研究内容可研对项目建设必要性、可行性进行了分析论证；对工艺方案、设备选型、建设规模、总图布置、环境保护、节能等工艺内容进行研究，并依据工程方案做了投资估算和效益分析。1.4 主要研究结论通过调研分析，本报告认为：项目建设符合国家关于发展循环经济、节约能源的产业政策。体现了生态农业的循环经济和可持续发展的理念；项目的实施，改善了农民的生活环境，提高了农民的生活质量，符合国家新农村建设的要求。该项目选址合适，建设条件良好，工程设计方案可靠。项目内部收益率、投资回收期、投资利润率均优于行业基准，具有良好的经济效益和社会效益。经分析论证，项目可行，建议尽快投资建设。 1.5 主要技术经济指标表表1-1 主要技术经济指标表序号指标单位数量备注1产品方案1.1沼气万m3/年21.91.2沼渣吨/年599.71.3沼液吨/年127752总投资万元249.252.1固定资产投资万元247.752.2铺底流动资金万元1.503人员人64全年生产天数天3655主要原材料消耗5.1年处理禽畜粪便吨48185.2污水吨88916燃料、动力消耗6.1电度87606.2水吨2927销售收入万元43.518总成本费用万元25.81达产年9销售税金及附加万元010税后利润万元17.02年均11投资利润率%6.7年均12投资利税率%6.7年均13投资财务内部收益率%8.314投资财务净现值(Ic=8%)万元415投资回收期年8.516盈亏平衡点%56.4第二章 项目建设必要性及可行性2.1 项目背景近年来随着农村经济和农业产业结构的调整，我国畜牧业发展空前迅猛，集约化、规模化饲养场的建设不断增加，规模和数量越来越大，在很短的时间内已达到相当的规模，并呈高速发展趋势。这种采用现代化高密度的饲养方式，为社会提供了大量的肉蛋奶等农产品，极大丰富了人们的菜篮子。但是由于畜牧场规模化越来越大，集约化程度越来越高，养殖业产生的大量排泄物污染也日益加剧，给当地环境带来了极大的压力。畜禽养殖场排放的大量粪尿与废水已成为许多城市及农村的新型污染源，如处理不当，势必引起更为严重的生态环境和社会问题。为了解决养殖粪便的污染，让村民用上清洁能源，方兴现代农业有限公司根据中央会议要求和市、县可再生能源的建设规划，积极响应各级党委、政府的号召，立足畜禽养殖场粪便资源开发变废为宝，发展循环经济，立足当地实际，利用养猪场粪便资源，修建500m3的厌氧消化器沼气站一座，建成后完全满足周围村庄居民生活用能需要。除了沼气以外，产生的沼渣、沼液可成为公司园区的高效优质肥料，既解决因使用化肥造成对大气、水体和土壤的污染问题，又实现对猪粪资源合理利用，对建设节约型社会，促进农村经济可持续发展。2.2 必要性分析2.2.1项目的建设是企业长远发展的需要畜禽养殖场的污水中含有大量的污染物质，据环保部门对大型养殖场排出粪水的检测结果，COD超标50-70倍，BOD超标70-80倍，SS超标12-20倍。按照目前我国规模化养殖正常水冲粪的流失率计算，万头猪场每年粪便排放量为1200t，如果管理不善，会有25%的畜禽粪便流失到水体中，造成水质恶化，畜禽污水中的高浓度氮和磷是造成水体富营养化的重要原因；畜禽污水排入河流中，会使对有机物污染敏感的水生生物逐渐死亡，严重威胁水产业的发展。因此，低污染或无污染的畜禽养殖将是未来畜禽养殖业发展的必然趋势。我国于2003年1月1日开始执行的畜禽养殖业污染物排放标准，养殖场排泄物受到严格的监督和限制，养殖企业组建“三废”快速处理及其配套设施势在必行。为此许多养殖场选择了利用自身的资源条件变废为宝和经营网络完善拉长产业链，走种养结合的生态农业发展模式。在整个循环链中，沼气工程成为重要的组成部分，沼气工程不仅解决养猪粪便的环境污染，同时还会给企业带来能源效益。企业在治理污染的同时又增加了新的经济效益途径，这为其自身发展壮大，形成集约化、规模化和现代化生产经营模式打好基础。2.2.2项目建设是当地建设社会主义新农村的需要党的十六届五中全会作出了建设社会主义新农村的重大决策。这是党在新的历史条件下，对解决“三农”问题提出了更高、更明确的要求，对农业和农村是一个新的发展机遇，农村环境污染防治是取得社会主义新农村建设全面胜利的关键因素之一。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中指出，要加快发展农村清洁能源，继续增加农村沼气建设投入，支持有条件的地方开展养殖场大中型沼气建设。加快实施乡村清洁工程，推进人畜粪便、农作物秸秆、生活垃圾和污水的综合治理和转化利用。本项目的实施将会进一步促进李收村新农村建设的发展。2.2.3项目建设是改良土壤，增强土壤肥力，推进*杂粮生产向有机方向发展的需要畜禽粪便中含有大量的N、P等营养物，是营养丰富的有机肥源。长期以来，我国农民一直将畜禽粪便作为提高土壤肥力的主要原料，畜禽粪便是保证我国农业可持续发展的重要宝贵资源。由畜禽粪便加工成的高效有机肥有着非常显著的优点：无害化程度高，杀灭了粪便中有害病原菌、虫卵和杂草种子，并能有效遏制土壤病虫害发生，因而可减少农药使用；腐熟度高：有机肥无异臭味，能满足*杂粮绿色乃至有机生产需要；养分高效：速效养分含量高，有利于农作物吸收。有机质含量高，有利于提高土壤肥力、改善土壤结构和提高土壤微生物活性；营养全面：含有作物所需的大量元素和微量元素以及微生物发酵过程中产生大量生理活性物质。因而，可促进各种作物生长发育，提高农产品品质，恢复农产品的天然口味。总之，无论是从环境保护的角度，还是从畜牧业发展的角度；无论是从新能源开发的角度，还是从生态农业建设及企业自身发展的角度，对畜禽粪便进行有效处理，并对其进行综合利用已势在必行。该项目的实施，对于改善农业生态环境、建设生态农业，特别是对于促进当地畜牧业以及社会主义新农村建设，都具有十分重要的示范带动作用。2.3 可行性分析 2.3.1 国家政策支持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中指出要加快发展农村清洁能源，继续增加农村沼气建设投入，支持有条件的地方开展养殖场大中型沼气建设。加快实施乡村清洁工程，推进人畜粪便、农作物秸秆、生活垃圾和污水的综合治理和转化利用。2008年是贯彻党的十七大精神，实施“十一五”规划的重要之年，也是切实加强农业基础建设，认真贯彻落实2008年中央一号文件以及省委、市委农村工作会议精神，牢固树立科学发展观，抢抓机遇，坚定信心，脚踏实地，开拓进取的重要之年，尤其是受美国次贷危机的影响，我国经济经受着重大的考验，国务院为了应对这场考验，2009年拿出了四万亿资金，其中一大部分用于农村沼气项目。由此看出党中央对农村工作的重视，对沼气工程的支持。沼气工程的建设不仅给企业，同时也给周边农民群众带来实实在在的利益，国家各项优惠政策和资金的扶持将促进企业健康持久的发展，为国民经济发展作出应有的贡献。2.3.2 建设单位领导和群众的积极性高涨本沼气项目建成后可供附近500户居民用上清洁能源。项目所产沼渣、沼液用作发展本企业种植基地的无公害农产品的肥料, 既解决了粪污对周围环境的污染问题，又最大限度的实现人畜粪便资源合理开发综合利用，同时可以带动绿色农业的发展，促进农民增收，实现经济与环境协调发展，经济效益和社会效益显著，干部和群众积极性很大。 2.3.3 技术方案成熟该项目技术相对成熟，近几年，在*境内已经建成了一批大中型沼气项目，相继投入使用，且效果良好。其中以上海明星洁能环保工程有限公司、辽宁省农业工程研究设计院、抚顺化工研究设计院设计分院、日照化设计院为代表的多家设计单位，在*地区都有成功的工程，技术方案完全有保障。2.3.4项目单位有充足的沼气生产原料本项目拟建规模为日产沼气600立方米，日处理猪粪13.2吨，年处理猪粪4818吨。*县方兴现代农业有限公司现有常年存栏种公猪30头，生产母猪600头、育肥猪 5000头、仔猪1100头养殖场。日均排放鲜猪粪总量为13.78吨，日均排放尿污水总量为16.52吨；日均排放冲洗污水及生活污水16.95吨。综上所述，*县方兴现代农业有限公司沼气工程建设必要而且可行。第三章 项目建设单位基本情况3.1 项目单位概况1、企业名称：*县方兴现代农业有限公司2、公司类型：股份制公司3、法人代表：张红民4、企业简介*县方兴现代农业有限公司成立于2008年8月，是一个集蔬菜新品种选育、试验、示范、推广、种苗生产销售及技术服务的大型现代化股份制公司。现有蔬案育种科研人员16名，其中高级研究员1名，组培技术人员10名，蔬菜田间生产管理技术员30名，病虫害防治、配方施肥技术人员5名，病理化验及农药检测人员3名，养殖人员20名。2008年，在各级领导与职能部门的大力关怀和支持下，公司投资建设的方兴现代农业高效生态示范园已初具规模，示范园占地600亩，规划建设分为八个区：一是科教区：主要是对农民进行蔬菜栽培管理技术的培训，通过培训进一步提高农民素质，从而更好地为当地蔬菜生产提供技术服务。二是种苗区：采用智能化连栋日光温室进行工厂化育苗，订单式生产，利用国内较为先进的基质盘育苗技术为当地和周边地区提供优质蔬菜秧苗，育出的秧苗质量高且成本低，移栽定植不伤根，能提早上市，增加产量，提高品质。三是花卉区：利用温室条件进行名特优花卉的生产销售。四是瓜菜区：利用配方施肥技术生产无公害无污染绿色蔬菜，生产过程中全部用有机肥料，不打农药、不施化肥，通过加工供应超市社区，要创立自己的品牌，成立净菜和蔬菜深加工厂。五是养殖区：利用园区生产的蔬菜喂养一些瘦肉型猪等，畜禽产生的粪便经过沼气池产生沼气可供周围村民使用，沼液及沼渣处理后是生产绿色蔬菜很好的有机肥料，供给园区清洁能源，实现循环利用，持续发展。六是果园区：引进种植国内外稀特水果，供人们赏花摘果。七是休闲区：建设休闲观光农业和青少年农业科普基地，供人们浏览观光，休闲度假，组织城市学生到园区体验农业生产劳动和农业技术。八是管理区：负责对园区的整个管理。3.2 项目单位管理模式*县方兴现代农业有限公司实施正规化、现代化的管理模式，具体介绍如下：总经理研发部生产部质检部综合部财务部市场部3.3 项目技术依托单位近几年来，*省境内已经建成了一批大中型沼气项目，并相继投入使用，且效果良好。其中以上海明星洁能环保工程有限公司、辽宁省农业工程研究设计院、抚顺化工研究设计院设计分院、日照化设计院为代表的多家设计单位，在*地区都有成功的工程。本可研建设项目实施单位从这几家具有性的企业中选择一家作为技术依托单位，具体方案在项目设计环节确定。第四章 项目地点选择分析4.1 项目区基本情况宋村乡位于*县东部，长临公路横贯而过，是*县的“东大门”，区位优势突出。全乡辖31个行政村，34000人，国土总面积64平方公里，农民人均纯收入4645元。4.2 项目选址分析4.2.1选址原则1、符合国家、地区和城乡规划的要求场区位置的选择应服从城镇建设规划、地区规划和行业规划，远离居民区。沼气工程建设紧靠养猪场，沼肥储存池和灌溉调节池修建处靠近农田浇灌施用地附近，以利于沼肥就地使用。2、符合畜禽场防疫要求为防止畜禽粪便中的病原体传播疫病，沼气站选择应符合畜禽场防疫要求，应与养猪场有一定的距离，选在养猪场的下风向，并且设置专用运粪通道，防止病原体交叉传染。3、节约投资、降低成本、提高经济效益选择交通运输便利，各方面条件（如水、电、路等）较好的场地，以节约基本建设投资，降低工程造价，节约成本，提高经济效益。4、具有沼液消纳的配套种植土地经过厌氧发酵处理后的沼液是氮、磷、钾速缓效兼备的有机液肥，用于农田作物浇灌、喷灌、渗灌可少施或不施农药和化肥，增产增收，是生产无公害绿色有机农产品的优质液肥，如无土地消纳，将会造成二次污染，因此必须配套相应的消纳沼液的土地。5、留有发展余地项目的选址要考虑因猪场扩大养殖规模，而新增沼气站扩容的空间。4.2.2 项目选址根据以上选址原则，经现场考察，综合考虑项目所在地的实际情况，建议将沼气站建在*县方兴现代农业有限公司养殖区的南侧。该地断地形地貌较好，项目运营期内所产生的沼渣、沼液，全部由园区农田消纳。4.3 项目建设的基本条件4.3.1 自然条件该地区属暖温带大陆性季风气候，四季分明，气候温和，年平均气温为9.7。光热资源丰富，日照和太阳总辐射量处于全国高值区。夏季炎热多雨，雨量不均；秋季温和凉爽，阴雨稍多；冬季则寒冷寡照，雨雪甚少。年平均降水量为549.5毫米，历年平均无霜期为180天。该村冬季以西北风为主导风向，夏季则以东、东南和南风为主。设计时应综合考虑以上气象条件，使项目建设和使用能够适应上述气候特点。4.3.2 地理位置、交通条件*县方兴现代农业有限公司位于*县宋村乡宋村村北2公里处，紧靠县级公路，距长临2级路2公里，距长晋高速路5公里，交通十分便利。4.3.3 工程地质条件经工程地质勘察报告反映，场地土的类型为中硬场地土，类别为类，冻土深度为30cm，最大湿陷深度大于1米，粉土层承载力为100kPa以上，满足沼气工程的建设。4.3.4 供水条件目前，项目用水由园区管网直接接入，接入距离200m，新建100m3蓄水池（兼做消防水池）一座，可满足沼气站内生活用水及消防用水的需求。4.3.5 供电、供热条件项目用电为380/220V供电线路，从园区接入，接线距离约50m，项目供暖由锅炉房接入，现有供电及供热设施容量可满足本项目运行需求。 第五章 工艺技术方案5.1 指导思想与设计思路5.1.1指导思想1、以生态农业理论为指导，以高新技术为依托，体现现代生态农业、环保农业的多层次、多功能的良性循环系统。2、以“绿色、环保、科学、循环、再利用”为指导思想，按照“减量化、无害化、资源化、生态化”的原则，建设示范工程。3、以沼气工程为纽带，把能源环境建设和资源循环利用有机结合，实现养殖沼气种植养殖可持续发展的农业生态循环体系。5.1.2设计思路沼气是良好的高热值燃料，可以用作周边村民生活能源。而厌氧消化残留物如果不经过处理直接排放会造成二次污染。通过厌氧发酵后的残留物沼肥则含有较全面的养分和丰富有机质，在种植方面是一种缓速兼备又具备改良土壤的优质肥料；同时沼肥也含有动物所需的较全面的氨基酸、蛋白质、矿物质、微量元素等，可作为动物饲料的添加剂。因此经过厌氧消化后的沼渣和沼液均可开发相应产品，例如，在种植方面沼液可用作无土栽培、叶面喷施、与水耦合灌溉根部追施和防治作物病虫害；沼渣可用作基肥、追肥、与氮肥配合施用、堆沤腐殖酸磷肥和腐殖酸氨肥、制作营养土和营养钵等。在养殖方面可用于鱼、畜禽、蚯蚓等的养殖。按照循环经济理念，依据“资源产品生产残留物再加工资源循环再生”模式，针对项目实际要求，产品设计方案为：粪便和废水经厌氧发酵产生沼气和发酵残留物沼肥（包括沼渣和沼液）。5.2 工艺方案选择5.2.1选择原则1、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；2、综合效益原则 在保证沼气工程达到设计要求的前提下，尽量减少投资和运行成本；3、可靠性原则 设备质量优良可靠，确保运行稳定，具有良好的性价比，创建“放心工程”； 采用先进、成熟、运行可靠的沼气生产、储存、净化和输配技术；4、管理简便原则 沼气系统中结合自动化技术力求操作管理简单，降低劳动强度。5.2.2沼气发酵工艺选择沼气发酵工艺是从发酵原料到产生沼气的整个过程所采用的技术和方法，包括原料的收集和处理，接种物的选择和富集、沼气发酵装置的启动和日常操作管理及其他相应技术措施。由于沼气发酵是由多种微生物共同完成的，各种有机物质的降解及发酵过程的生物化学反应极为复杂，因而沼气发酵工艺也比其他发酵工艺复杂，发酵工艺类型较多。对沼气发酵工艺，从不同的角度有不同的分类方法，一般从发酵温度、进料方式、发酵阶段、发酵级差、发酵浓度等角度进行分类，所以该项目的工艺方案也必须先从这几方面进行比选：1、温度的选择沼气发酵的温度范围一般在1060之间，温度对沼气发酵的影响很大，温度升高沼气发酵的产气率也随之提高，通常沼气发酵温度区分为高温发酵、中温发酵和常温发酵三种工艺。高温发酵（5060）：产气率高、滞留时间短，能有效地杀灭粪便中各种致病菌和寄生虫卵，具有较好的卫生效果。但投资和运行成本较高，发酵残余物的肥效较低，氨态氮损失较大。中温发酵（352）：产气率略低于高温发酵。但能耗较低，料液温度稳定，产气量也较为均衡，发酵残余物可作有机肥原料。低温发酵（自然温度）：节省投资，基本不耗能，但产气率较低，且极不稳定，发酵残余物中尚存有大量各种致病菌和寄生虫卵。通过比较以上三种发酵工艺，确定本项目采用中温发酵。理由如下：该项目位于我国北方地区，冬季气候较冷，若采用高温发酵成本过高，项目建设单位面临亏损的可能性较大；若采用低温发酵，即不能保证居民的正常用气，发酵残余物也无法满足畜禽养殖业污染物排放标准。因此，该项目选用中温发酵工艺。2、进料方式的选择沼气发酵微生物的新陈代谢是一个连续过程，根据沼气过程中的进料方式的不同，可分为连续发酵、半连续发酵和批量发酵三种工艺。连续发酵：是指沼气池加满料正常产气后，每天分几次或连续不断地加入预先设计的原料，同时也排走相同体积的发酵料液，使发酵过程连续进行下去。该工艺的优势在于可以维持比较稳定的发酵条件、原料消化利用速度和发酵产气。但发酵装置结构和发酵系统比较复杂，且要求有充足的物料保证。适用于大型的沼气发酵工程系统。半连续发酵：是指在沼气池启动时一次性加入较多原料（一般占整个发酵周期投料总量的1/41/2），正常产气后，定期、不定量地添加新料。农村沼气池常采用这种发酵工艺。批量发酵：是将发酵原料和接种物一次性装满沼气池，中途不再添加新料，产气结束后一次性出料。该工艺的优点是投料启动成功后，不再需要进行管理，简单省事。其缺点是产气分布不均衡，高峰期产气量高，其后产气量低，最大的问题是启动比较困难，进出料不方便。这种工艺只能在试验研究中采用，在实际工程中很少应用。通过比较以上三种发酵工艺，确定本项目采用连续发酵。理由如下：本项目所用原料来源养猪场，粪源充足，且需要保证500户居民的持续供气，故采用先进的连续发酵工艺。3、发酵阶段以沼气发酵不同阶段，可将发酵工艺划分为单相发酵工艺和两相发酵工艺。单相发酵：沼气发酵原料投入到一个装置中，使沼气发酵的产酸和产甲烷阶段合而为一，在同一装置中自行调节完成。我国农村全混合沼气发酵装置和现在建设的大中型沼气工程大多数采用这一工艺。两相发酵：也称两步发酵，或两步厌氧消化。该工艺把原料的水解、产酸阶段和产甲烷阶段分别安排在两个不同的消化器中进行。水解、产酸池通常采用不封闭的全混合或塞流式发酵装置，产甲烷池则采用高效厌氧消化装置。综上分析，两相发酵与单相发酵相比，产气率较高，但工艺流程相对较为复杂，工程投资较大，结合该项目的实际情况，最终还是选择单相发酵。4、发酵级差单级沼气发酵：是产酸发酵和产甲烷发酵在同一个沼气发酵装置中进行，这种工艺装置结构比较简单，管理比较方便。但这种工艺是很不完善的，产气率也比较低。两级沼气发酵：是用两个容积相等的沼气池，第一个沼气池供消化之用，总产气量达到80%时，用虹吸管将消化液输送到第二个沼气池内，使残余的有机物彻底分解。第一个沼气池主要是产气，安装有加热和搅拌系统，第二个沼气池主要是对有机物彻底处理，为防止表面结壳，也需要设置搅拌。多级沼气发酵：这种工艺一般不被采用，仅在污水处理上使用过。通过比选这三种发酵工艺，结合本项目的实际情况，即要满足持续为居民供气，同时还要节省投资，最终还是选择两级沼气发酵。5、发酵浓度液体发酵：发酵料液的干物质浓度控制在10%以下的发酵方式。干发酵：又称固体发酵，其原料的干物质含量在20%左右，该工艺原料流动性差，进出料困难而在大中型沼气工程中受到一定的限制。该项目属养猪场的配套工程，养猪场每天产生大量的污水，为采用液体发酵提供了充足的水源，故该项目采用液体发酵工艺。5.2.3沼气发酵装置选择各种有机质通过微生物的作用，进行厌氧人工制取沼气的密闭装置成为沼气池，也称为厌氧消化器。沼气工程建设发展到今天，已开发出多种厌氧消化器，目前，在畜禽养殖行业粪污资源化利用方面，应用较多的是升流式固体反应器（USR）、上流式厌氧污泥床（UASB）、完全混式厌氧发酵装置（CSTR）和HCF厌氧工艺。具体分析如下：1、USR厌氧工艺目前，USR工艺是国内能源生态型沼气工程应用较广泛的工艺之一。升流式固体反应器(USR)是一种结构简单、适用于高悬浮固体原料的反应器。原料从底部进入消化器内，与消化器里的活性污泥接触，使原料得到快速消化。未消化的生物质固体颗粒和沼气发酵微生物靠自然沉降滞留于消化器内，上清液从消化器上部溢出，这样可以得到比水力滞留期高得多的固体滞留期(SRT)和微生物滞留期(MRT)，从而提高了固体有机物的分解率和消化器的效率。进料的干物质浓度（TS）为46，原料需 “预处理”以去除堵塞水泵和管道的秸草等较大固形物。2、UASB厌氧工艺上流式厌氧污泥床（UASB）反应器主体是内装颗粒厌氧污泥的容器，上流式厌氧污泥床的技术关键是三相分离器、布水系统及该装置的运行条件，特别是形成颗粒污泥的工艺条件是确保该反应器高效的关键。废水首先被尽可能均匀的引入反应器底部，污水向上通过包含颗粒污泥或絮状污泥的污泥床。厌氧反应发生在废水与污泥颗粒的接触过程中，在厌氧状态下产生的沼气引起了内部循环，这对于颗粒污泥的形成和维持有利，在污泥层形成的一些气体附着在污泥颗粒上，附着和没有附着的气体向反应器顶部上升，其上部设置专用的气、液、固三相分离器，可使反应器中保持高活性及良好的沉淀性能的厌氧微生物，经分离污泥颗粒将沉淀到污泥床的表面，气体进入集气室。与一般的厌氧装置比较，效率高，节省投资减少占地面积，不适宜高悬浮物液体原料，且原料需进行固液分离。3、CSTR厌氧工艺全混式厌氧发酵技术是在常规厌氧消化器内安装了搅拌装置。使发酵原料和微生物处于完全混合的状态，其效率比传统常规消化器明显提高。目前该技术在国外被大量应用。该消化器常采用恒温连续投料或半连续投料运行，适用于高浓度及含有大量悬浮固体原料的处理。在消化器内，新进入的原料由于搅拌作用很快与消化器内的全部发酵液混合，使发酵底物浓度始终保持相对较低状态。4、HCF厌氧工艺HCF是一种塞流、混合及高浓度特点相结合的发酵装置，厌氧罐内设机械搅拌，以塞流方式向池后端不断推动，HCF厌氧反应器的一端顶部有一个带格栅并与消化池气室相隔离的进料口，在厌氧反应器的另一端，料液以溢液和沉渣形式排出。HCF厌氧工艺发酵料液干物质含量可达8。通过分析上述四种厌氧发酵工艺，结合该项目的实际情况，可以看出较为适合该项目的为：升流式固体反应器(USR)与升流式厌氧污泥床（UASB），下表是对这两种工艺的进一步对比。序号项目升流式固体反应器（USR）升流式厌氧污泥床（UASR）1负荷高低2产气量高低3容积小大4占地小大5沼液浓度高，应有可靠消纳浓度低，便于后期环保处理通过上表不难看出，升流式固体反应器与升流式厌氧污泥床相比，具有明显的优势，所以确定本沼气工程采用USR升流式厌氧反应器。工艺确定为中温（35）发酵，进料浓度约为5%左右，发酵罐内水力滞留期为8-15天，保证了沼液的充分降解和肥效，同时储液罐上部增加集气覆膜，收集二次发酵所产生的剩余沼气，既充分提高了能源利用率又减少了大气污染，本沼气工程将成为工艺先进、技术合理的沼气示范工程。5.3 项目工艺方案5.3.1工艺流程简介沼气工程主要由以下五个环节组成：前处理 厌氧消化 沼气净化 沼气贮存 后处理。1、前处理前处理的目的是将粪便污水调质均化，为厌氧产沼气创造条件。污水通过管道自流入调浆池，在调节池前设有格栅，以清除较大的杂物，人工清出的粪便运至调浆池，与污水充分地混合，然后经太阳能增温棚增温，最后流入到计量池，计量池的容积根据厌氧消化器的要求确定。2、厌氧消化通过对相关工艺进行比选后，确定该项目采用USR升流式厌氧反应器。项目建设容积为500m3厌氧反应器（USR）1座，采用中温（35）发酵。该反应器应做好保温，以维持中温发酵的条件，并使昼夜温差不超过1。3、沼气的净化本项目在稳定的工作状况下，每天可产沼气600m3。沼气经脱水、脱硫，进入300m3湿式贮气柜储存，通过输配气系统到燃烧设备处使用。脱水：当沼气从发酵罐顶部输出后的第一步要进行沼气脱水。安装一个气水分离器，沼气温度低于10时，净化设施应有保温防冻和增温措施，当沼气温度大于35时，应对沼气进行降温。沼气管道的最低点必须设置沼气凝水器，定期或自动排放管道中的冷凝水。沼气凝水器直径为进气管的35倍，高度宜为直径的1.5-2.0倍。脱硫：沼气中含有0.8-14.5g/m3硫化氢，35-40%的二氧化碳，遇水后生成酸容易对沼气发酵罐、储气罐、管道、阀门设施、设备、构件等造成严重腐蚀，所以沼气必须脱硫。目前多采用氧化铁为脱硫剂的干法脱硫。4、沼气储存沼气的储存主要是选择储存装置，目前常用的储气柜大体上分为干式储气柜和湿式储气柜。干式储气柜：沼气经过净化后，先经过一个缓冲装置，然后经真空泵加压后输入储气柜。其优势在于不受温度影响，缺点在于投资和运营成本高，且不易控制。湿式储气柜：它由一个底座与一个浮罩组成，二者之间通过水槽连接，其优势在于可以利用浮罩自身的重量来调节压力，缺点在于冬季容易受冻，需增加保温设施。综合考虑之后，确定该项目选用湿式储气柜，储气柜基础采用钢筋混凝土。5、后处理项目完成后，沼渣沼液经贮存，调节用肥季节和用肥量，直接施用在本公司的园区，进行沼肥与水的耦合灌溉或喷施，来降低生产成本，改善土壤结构和肥效，并促进作物的生长发育。施用沼肥在提高种植和养殖的收益同时，改善了农业生产环境，消除了污染 ，降低了工人生产过程中的劳动强度。沼肥的综合利用实现了整个生产过程无废弃物排放，实现了物质循环合理利用的生态系统。5.3.2工艺流程图图5-1 沼气生产工艺流程图5.4 规模确定5.4.1粪污总量目前，*县方兴现代农业有限公司圈存种公猪30头，生产母猪600头、育肥猪 5000头、仔猪1100头。根据国家环保局畜禽养殖业污染物排放标准GB 18596-2001，确定养猪场日均可利用鲜猪粪、尿及冲洗水量如下：鲜猪粪：每头种猪平均每天排放TS23%左右的鲜猪粪4.5公斤左右；每头仔猪平均每天排放TS23%左右的鲜猪粪0.4 公斤左右；每头育肥猪平均每天排放TS23%左右的鲜猪粪2.1公斤左右。则日可利用鲜猪粪：6304.5+11000.4+50002.1=13775公斤 猪尿：每头种猪平均每天排放尿液5.5公斤左右；仔猪平均每天排放0.5公斤左右；育肥猪