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莒县项目规划建设生态循环环保式新农村标准.docx

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山东省日照市莒县 农业废弃物资源化无害化处置 项 目 规 划 (规划提议稿) l 集中处理秸秆、畜禽粪便等 l 实现农业循环化生产、建设漂亮乡村 江南大学 日照健通新能源科技有限企业 02月 目录 一 总论 3 1.1项目名称 3 1.2项目建设单位 3 1.3建设单位简介 3 1.4拟建地点 6 1.5建设内容与规模 6 1.6建设时间 7 1.7概算投资 7 二 项目建设必要性和条件 8 2.1项目建设必要性 8 2.2项目建设有关政策及支持 11 2.3 建设条件分析 14 三 项目规模与产品方案 16 3.1项目建设规模及模式 16 3.2产品方案 17 四 技术方案 20 4.1工艺技术状况简介 20 4.2工艺技术选择 22 五 投资估算及资金筹措 25 5.1投资估算 25 5.2资金筹措 25 六 效益分析 25 6.1经济效益分析 25 6.2社会效益分析 27 七 提议 27 一 总论 1.1项目名称 山东省日照市莒县农业废弃物(秸秆、畜禽粪便)资源化、无害化处置项目 1.2项目建设单位 l 江南大学,江苏省厌氧生物技术重点试验室。 l 日照健通新能源科技有限企业 1.3建设单位简介 日照健通新能源科技有限企业 日照健通新能源科技有限企业是由山东绿通燃气股份有限企业主导成立环境保护新能源类企业,重要经营范围为沼气多级多相精制气(BNG)、都市生物质高级厌氧产沼技术开发和技术服务,于9月22日经莒县工商行政管理局同意注册成立,企业注册资本万元,办公地点位于莒县北坛路西首。 日照健通新能源科技有限企业控股股东---山东绿通燃气股份有限企业为淄博市最大石油液化气(LPG)经营企业,占有淄博市70%以上LPG市场份额,年销售量达5万余吨。同步拥有7家CNG加气站,在淄博市压缩天然气(CNG)市场占据主导地位。企业本着“人为先,策为后,赢为共,业昌盛”经营理念和“服务每一位顾客,关爱每一位员工,鼓励每一次创新,回报每一位股东”经营宗旨,努力打造让政府放心、让顾客满意一流品牌。 山东绿通燃气股份有限企业与江南大学阮文权专家强强联合,在山东浮来春生物化工150000m³/d项目积极合作,承担了国家科技支撑计划“酒精废液燃气化产业技术研发及应用模式示范”任务,积极探索工业废弃物等有机废物综合治理及运用。重要产品为生物质天然气(BNG)及其他有关衍生物。企业运用阮文权专家有关科研技术、成果,致力于绿色、环境保护、新能源开发及应用,致力于分布式能源推广、致力于循环经济及生态农业打造。 江南大学 江南大学是中国发酵工程学科诞生地,创立了我国第一种发酵工程国家重点学科,是我国工业生物技术领域(尤其是发酵工程学科)中最具品牌影响力和竞争力高等教育基地之一。 技术保障:阮文权,博士,江南大学专家、博士生导师。现担任江苏省厌氧生物技术重点试验室主任。重要从事厌氧处理技术和废物资源化研究,尤其是在运用高浓度有机质厌氧发酵产甲烷(沼气)方面积累了丰富研究和实践经验。主持并完毕国家863、国家自然科学基金、国家科技支撑计划:年处理100万吨啤酒废水超低排放关键技术开发、小分子有机酸在固态厌氧发酵产甲烷过程、蓝藻和牲畜粪便混合发酵产沼气关键技术、100万吨/年发酵高浓终端废水生产高纯清洁能源技术与示范等多项省部级和国家级科研项目;国内外刊登论文100多篇;申请专利20余项;主编《废水生物处理工程设计实例详解》(,化工出版社),参编《生物工程工厂设计》(,轻工出版社)。完毕大型废水治理工程及沼气工程项目20余项,技术被鉴定到达国内领先水平;入选江苏省第四期“333工程”培养对象、入选“南京3000人计划”、常州“龙城英才”计划。荣获中国轻工业联合会科技一等奖、中国石油和化学工业科学技术奖、江苏省科学技术进步一等奖,教育部科学技术进步奖。 阮文权专家领导江苏省厌氧生物技术重点试验室拥有国内先进厌氧发酵技术研发平台,以应用基础研究为重点,以厌氧微生物生态及酶学机制、生物质能厌氧转化过程优化及调控方略和厌氧生物技术新原理及应用等为重要研究内容,以获取原始创新成果和自主知识产权为重要目,逐渐建立厌氧生物过程调控新理论、新措施、新技术和新应用体系,开发了固体废弃物和高浓度有机废水资源化运用和无害化处置系列技术,在餐厨垃圾、生活垃圾、垃圾渗滤液、农畜业废弃物等领域得到了广泛应用,将废弃物转化为沼气生物质能源,实现了资源循环运用。 江南大学拥有国内先进厌氧发酵技术研发平台,在餐厨垃圾、生活垃圾、垃圾渗滤液、农畜业废弃物等领域得到了广泛应用。通过这些技术将有机废弃物转化为沼气生物质能源和生态有机肥。沼气用于发电或制成生物天然气(BNG),生态有机肥回用于农业生产有机农产品和改善土壤。从而实现了废弃物资源化,实现了农业循环化生产、改善农村环境,实现漂亮新农村。 江南大学已经有研究农业废弃物资源化处置技术经验,申请了“秸秆、畜禽粪便、厨余等有机废弃物厌氧发酵资源化”专利,是国内最早运用农业废弃物厌氧发酵资源化处置专利技术;江南大学拥有国内最佳发酵工程专业,建立了国内唯一以厌氧生物技术为目省级重点试验室——江苏省厌氧生物技术重点试验室,正全力打造国内一流、专注于废弃物处理厌氧技术平台,更好地造福于社会。 申请部分有关专利如下: 用厨余物、秸秆、畜禽粪便和活性污泥为原料沼气生产技术,4483.7; 产沼气废水处理装置及该装置所用自循环厌氧反应器,0925.4; 生活垃圾渗滤液处理措施,3517.8; 一种餐厨垃圾厌氧发酵生产沼气措施,7257.5; 一种迅速启动厌氧氨氧化反应措施,6244.X; 1.4拟建地点 据来自莒县各部门数据,该县可以建设日处理200吨农业废弃物处置平台49个。按日处理200吨废弃物计,单个农业废弃物处置项目可日产沼气2.5万m3,生态有机肥71吨以上,用地约50亩。 1.5建设内容与规模 日处理200吨农业废弃物处置单元,单体原材料消耗量为:44吨农作物秸秆+156吨畜禽粪便。考虑到既有农作物秸秆和畜禽废弃物搜集流失等状况,拟在全县规划24座日处理200吨以上农业废弃物处置厂,如所有建成将形成覆盖全县农村废弃物处置网络,真正实现农业废弃物资源化和农业循环化生产,做到农村环境连片整改,实现漂亮乡村目。 每一种项目建设点规划日处理农业废弃物200吨以上,单个处理点覆盖5-10km范围内有机废弃物处置。每个处理点需建设原料处理、厌氧发酵和生态有机肥生产有关设施。每一种处理项目年产电量约1788万度(或产生物天然气(CNG)450万m3)和生态有机肥2.5万吨以上,可以消纳周围绝大部分畜禽粪便、农作物秸秆等废弃物,在区域内实现——供电、供气、供热三联供,这对于分布式能源推广和运用以及改善居民居住环境也具有重大意义。 每一种处置点可以提供1万亩以上生态农业所需生态有机肥。农村废弃物处置网络建成后,可提供24万亩以上生态农业所需生态有机肥,形成农业循环经济产业链,形成规模效应。生产出有机农业产品具有较高附加值和食品安全性,实现绿色可持续发展。 1.6建设时间 单体项目约6个月完毕建设、投产。 1.7概算投资 每个处置工厂估算投资1亿元。后续有机生态农业生产基地会有更大投入。 二 项目建设必要性和条件 2.1项目建设必要性 中国农业发展现已经碰到了瓶颈:1、农业收益低,青壮年纷纷弃农打工,中国遭遇“农民荒”,农村凋零现象严重;2、农业废弃物严重影响环境,农业产业模式不可持续;3、几十年来为农业增产,农田农药化肥使用过度,农田板结现象严重,土壤构造发生变化,严重影响了农业可持性发展;4、农药使用过度,农产品安全性受到影响,对百姓生活及食品产业链带来消极影响;5、秸秆直接还田使得农田病虫害增多、生产力下降;6、秸秆焚烧导致环境污染,大量农业废弃物得不到有效运用,成为危害农村环境重要原因。不系统处理以上问题,农业发展就不会有质转变。 长期以来,政府一直在倡导生态农业,但农业生产没有主线性改观。人们专注于改良种子质量,甚至通过转基因来变化种子特性,针对土壤品质改良被严重忽视。导致这一问题最大原因是没有实现生态农业生产抓手。农业废弃物规模化、资源化、无害化处置是实现生态农业循环发展关键。  “农为邦本”。农业可持续发展,首先要保证我国粮食安全保障能力可持续;另首先,要保证我国农业资源永续运用。目前,我国水土资源约束日益趋紧,农业面源污染加重,农业生态系统退化明显,水土资源管理、生态赔偿等体制机制不健全,老式农业发展方式已难认为继。近期公布《全国农业可持续发展规划(—2030年)》着力让现代农业发展插上可持续翅膀。规划中明确提出农业可持续发展五大任务,即优化发展布局,稳定提高农业产能;保护耕地资源,增进农田永续运用;节省高效用水,保障农业用水安全;治理环境污染,改善农业农村环境;修复农业生态,提高生态功能。生态、循环、环境保护式新农村模式能全方位处理中国农业面临问题,真正实现农业朝绿色循环生态模式升级。 在绿色生态循环农业中,秸秆、杂草、害虫等资源作为食物链中成分已被充足运用起来。将其厌氧发酵资源化处置,作为绿色生态有机肥料替代化肥,不仅可以充足满足农田增肥问题,还能有效改良由于长期施用化肥对农业耕地导致严重退化;作为绿色、环境保护新能源可以处理区域内能源供应问题。以中国18亿亩耕地中50%为中高产田比例计算,中国生态农业可处理22~25亿人温饱需求。生态农业前途无量,并且是中国未来农业发展方向。假如大力发展生态循环型农业,加大对农业废弃物资源综合运用,将其转化为绿色、环境保护新能源及绿色生态有机肥作为农业耕地生态调理剂,其环境保护与节能减排意义非常大。 (1)秸秆 我国作为农业大国,巨大农业生产规模产生大量有机废弃物。首先,我国秸秆资源丰富,全国农业秸秆资源到达 7 亿吨/年。但秸秆综合运用方面存在诸多问题:秸秆直接焚烧会引起雾霾等空气污染问题,严重危害人体健康,减少居民生活质量,已被国家严令严禁;秸秆打碎后还田,也已严重影响土壤质量和后续农业生产。老式秸秆处置方式如饲料和还田等局限性以处理秸秆问题,形式比较粗放,秸秆运用和转化效率有限、经济效益不明显。秸秆压制成燃烧棒或直接燃烧发电等形式存在高能耗及二次污染等问题;秸秆打碎后还田易引起农作物病变及影响后期农业生产,已对农业可持续带来危害。秸秆通过厌氧生物技术处理形成生态循环运用模式是农业废弃物处置有效途径。将秸秆加工转化,变废为宝,化害为利,减少环境污染,增进生态友好型农业发展,具有重要现实意义和战略意义。大力扶持以农业废弃物综合运用为重要建设内容新兴能源及生态有机肥生产试点项目,是建设生态友好型农业、实现农业可持续发展重要举措。 (2)畜禽粪便 伴随人们饮食构造调整,对禽畜产品消费量日益增长,大规模、集约化禽畜养殖发展迅猛。畜禽粪便废弃物量伴随畜禽养殖业发展而增长,给农村环境带来了压力。处理不妥会污染农村土壤和水体,危及健康。禽畜粪便富含氮、磷、钾等有机质,是很好有机肥料。但如把未腐熟禽畜粪便施入农田,会消耗作物根基土壤中氧,导致作物根系被高温灼伤;还会产生低分子质量有害物质,引入多种病原菌。目前堆肥处理是禽畜粪便处理措施中常用措施,但存在占地面积大、产生臭气和发酵时间长等缺陷,中小规模畜禽养殖场存在畜禽粪便乱丢乱弃现象,污染环境。 我国巨大农业生产规模使得农业废弃物处置问题尤为突出;国家经济腾飞和人民生活水平提高使得公众对生活品质规定逐渐提高,营造健康生活、绿色生态和循环农业模式已成为环境保护式新农村主流方向。因此,怎样有效处置农业废弃物,实现农业生态化、可持续化发展迫在眉睫。 农业有机废弃物厌氧发酵综合化运用是处理农业污染关键,是实现废弃物高效资源化运用有效手段,是建设生态、循环、环境保护新农村最佳途径。首先,秸秆和禽畜粪便共同发酵有效处理了单毕生物质碳氮比失衡导致代谢效率低问题;另首先,厌氧发酵可增进农业废弃物矿质化和腐殖化,在生产出沼气能源同步,还可获得肥效高、品质稳定、有助于土壤改良生态有机肥。 长期有效厌氧发酵技术实现了农业废弃物最大资源化、能源化运用,可与农业季节性生产紧密相结合;是农业废弃物处置、实现生态循环农业发展最佳实行平台;是建设生态友好型农业、实现农业可持续发展重要抓手。 2.2项目建设有关政策及支持 底,国务院总理李克强针对沼气新能源产业发展做出重要指示: “生物能源是可再生能源重要内容。发展生物能源是我国调整能源构造,改善生态环境,增进农业资源综合运用重大措施,很故意义。针对此两件所反应状况和提议,请发改委、财政部和环境保护部组织人员深入调研,认真论证并提出政策提议。” 国家财政部正组织专家在全国范围内对新能源项目进行视察评估,计划从建立风险基金制度、实行弹性亏损补助,原料基地补助,示范补助,税收优惠等四个方面予以扶持。 国家农业综合开发办公室在公布“国家农业综合开发办公室有关支持有机肥生产试点指导意见”中指出:将农业废弃物加工转化,可以变废为宝,化害为利,对减少环境污染,增进生态友好型农业发展,具有重要现实意义和战略意义。大力扶持以农业废弃物综合运用为重要建设内容有机肥生产试点项目,是建设生态友好型农业、实现农业可持续发展重要举措。意见提议地方政府做好引导,充足发挥财政资金导向作用,协助企业做大做强;同步坚持市场在资源配置中决定性作用,根据市场和企业发展需求有针对性地予以扶持;坚持突出重点,择优立项。优先扶持有一定生产规模、对改善环境作用较大、技术水平较高、市场前景很好、带动农民增收能力较强技术改造或扩大产能项目。在选项过程中,坚持好中选优原则,严格审查,择优立项;坚持公平公正、公开透明。严格按照农业综合开发产业化经营项目管理有关规定,选项立项、建设监管、验收评价,保证公平公正,公开透明基本原则下,选择部分地区开展以农作物秸秆综合运用为主试点项目,兼顾畜禽粪便无害化处理生产有机肥等其他循环农业经济发展项目。通过5年努力,扶持一批规模较大、效益很好、示范带动能力较强、影响力较大农业循环经济发展项目,逐渐做到农业生产废弃物排放明显减少、资源综合运用水平明显提高、农业循环经济发展层次深入提高,充足发挥农业综合开发在增进生态友好型农业发展中重要作用。 农业部农村沼气工程转型升级工作方案支持建设规模化大型沼气工程。在合适地区支持建设一批规模化大型沼气工程,开展规模化生物天然气工程建设试点,年可新增沼气生产能力4.87亿立方米(折合生物天然气生产能力2.92亿立方米),年处理150万吨农作物秸秆或800万吨畜禽鲜粪等农业有机废弃物。增进农村沼气转型升级试点,重点围绕规模化生物天然气工程,综合考虑不一样区域特点、不一样原料来源、不一样建设运行模式等,择优选用经典项目开展试点,在创新项目建设管理机制和运行模式、完善支持政策、破除行业壁垒和体制机制障碍、提高沼气工程科技水平等方面,探索总结有价值、可复制、可推广经验。 开展规模化生物天然气工程试点。支持日产生物天然气1万立方米以上工程开展试点。提纯后生物天然气重要用于并入城镇天然气管网、车用燃气、罐装销售等。沼渣沼液用于还田、加工有机肥或开展其他有效运用。对于具有条件规模化大型沼气工程,若项目业主和地方政府有积极性,也鼓励在项目建管模式、工程运行机制、终端产品补助政策、税收优惠等方面开展试点。 中央对符合条件规模化大型沼气工程、规模化生物天然气试点工程予以投资补助。当地政府已出台沼气或生物天然气发展支持政策、对中央补助投资项目予以地方资金配套、已按照或在申报时明确将按照试点内容开展有关工作地区,中央将优先支持。 对于已经建成或已投入运行规模化生物天然气工程,也鼓励按上述内容积极开展试点,中央将深入研究完善有关支持政策。 前段时间,习近平总书记在中央财经领导小组第十四次会议上,专题研究了六个人民群众普遍关怀突出问题,并讨论研究了详细处理方案,也为我们怎样处理好这些问题指明了方向。其中推进北方地区冬季清洁取暖、普遍推行垃圾分类制度、处理畜禽养殖废弃物处理和资源化就是我们项目应用方向。 2.3 建设条件分析 项目建设地点选择农业生产总量大,农业废弃物资源丰富地区。莒县耕地面积160万亩(其中小麦52万亩;玉米、水稻、大豆和薯类57万亩;花生31.4万亩;棉花0.7万亩;瓜菜19万亩),整年粮食总产125.6万吨(其中小麦21.1万吨;玉米、水稻、大豆和薯类25.5万吨;花生9万吨;棉花0.65万吨;瓜菜69.3万吨),农业种植产生废弃秸秆量也非常巨大,年产多种秸杆78万吨,其中小麦秸秆25.3万吨;玉米、水稻、大豆和薯类秸秆34.2万吨;花生秸秆9万吨;棉花秸秆1.1万吨;瓜菜秸秆8.4万吨。莒县畜禽养殖点分布于21个地区,家畜(猪)存栏量共53万头,年产粪便191万吨;其他家禽存栏量共1185万只,年产粪便85万吨,畜禽粪便总计276万吨。由于既有养殖废弃物无法处置已导致巨大环境压力,大量规模化养殖项目建设被搁置,严重影响了莒县畜禽养殖业健康发展。妥善处理农业废弃物处理问题,是保障经济发展和农村环境关键。 表2-1 莒县农业生产规模 编号 农产品 年产量 废弃物产量 1 玉米、水稻、大豆、薯类 25.5万吨 34.2万吨 2 小麦 21.1万吨 25.3万吨 3 花生、瓜菜 78.3万吨 17.4万吨 4 猪 53万头 191万吨 5 禽类 1185万只 85万吨 注:表中未含建成未投产规模化养殖企业。 莒县巨大农业规模充足保证了原料来源,为绿色生态农业设想实现提供了充足现实保障。通过农业废弃物资源化运用,在处理环境污染物处置问题同步,又能稳定供应燃气及生态有机肥(土壤调理剂)等环境友好型产品,为实现生态循环农业,建设环境保护型新农村提供了一条现实可行道路,具有巨大现实意义。 需地方政府配套扶持有关政策: (1)为使原料能保质保量征集,政府需明确项目所属单位为农业废弃物集中搜集处置单位。 (2)对原料搜集成本,政府可在有关政策指导下予以对应赔偿;或统一征收废弃物处理费用;或者以补助农民方式鼓励农业废弃物征收行为,减少搜集成本; (3)政府在项目建设征地、项目建设审批等方面为建设单位提供便捷,保证项目建设顺畅。 (4)政府积极协助建设单位拓展产品(新兴能源及生态有机肥)销售,引导农民对生态有机肥料积极使用。 (5)政府积极配合支持建设单位参与国家、省、市有关科研项目申请。 (6)为保证项目顺利运行,政府需协调发电并网以及天然气进入都市燃气管网有关工作。 三 项目规模与产品方案 3.1项目建设规模及模式 3.1.1 建设规模 莒县位于山东省东南部,是日照市一种县。莒故城为莒国、城阳国都治,是山东省重点文物保护单位和历史文化名城。辖21处乡镇(街道),1260个行政村,总面积1952.42平方公里,总人口113.3万。莒县交通便利,南靠兖石铁路,北近胶济铁路,东临日照港,206国道,225、335、336省道交汇莒城,连接京沪高速、同三高速日东高速公路、瓦日铁路(又称山西中南部铁路通道、晋豫鲁铁路、晋中南铁路)和胶新铁路贯穿境内。根据本县既有畜牧养殖及种植规模计算,处置所有农村废弃物需要建设49个循环生态农业单元(农业废弃物处置厂),每个单元日处理农村废弃物200吨。结合农村废弃物搜集过程中损耗,本方案拟在全县范围内建设24个循环生态农业单元。 每个处置厂日处理废弃物量约为200吨(44吨农作物秸秆+156吨畜禽粪便)以上,年产沼气约900万m3、农业土壤调理剂2.58万吨。各处置厂重要处置周围产生农业废弃物,各厂间形成原料供应、肥料销售、能源运用协调网络,形成全县范围农业废弃物处置网络,形成规模处置效能。网络建成后,全县年产沼气量可达21600万m3,农业土壤调理剂61.92万吨。 3.1.2 运行模式 针对畜禽粪便搜集:政府牵头,建立统一集中处置制度,明确处置点。建设单位可与养殖户签订搜集协议,养殖户提供畜禽粪便,建设单位统一组织车辆运送,定期定点搜集(或由养殖户送达)。由于畜禽养殖受季节影响较小,因此畜禽粪便供应较为稳定。从养殖户处搜集畜禽粪便经短暂储存后便会被有效运用。 针对农作物秸秆搜集:由于农作物秸秆产生时间较为集中,根据一年种植两季农作物状况制定搜集计划,充足发挥农机局等农业部门作用,在处置厂所在行政村范围内每年组织2次秸秆统一搜集工作。 3.2产品方案 按日处理200吨有机废弃物处置厂计,单个农业废弃物处置项目可日产沼气2.5万m3,生态有机肥71吨以上。 沼气通过净化系统净化处理后,用于提纯(BNG)或发电。发电余热用于系统加热或外供,系统配置1000KW发电机组三台,日发电4.98万度,大部分销售给国家电网,作为可再生电,可以获得国家电价补助。 沼渣是优质有机生态肥。秸秆类农业废弃物及畜禽粪便通过微生物厌氧发酵分解,杀灭了有害病毒菌,变成腐熟优质有机肥料。有机肥运送至农业基地用于生产绿色农业作物。沼渣和沼液不仅能作为绿色果蔬生产优质有机肥料,同步还可以作为天然防病试剂,提高果蔬农作物质量和品质,为农作物安全提供了强有力保障,是农业生产和农村经济可持续发展保障。我们可以提供最小剂量沼液产生发酵技术,可以防止因沼液导致二次污染问题,且沼液经加工后可作为优质叶面肥使用。 3-2 生态、循环农业生产示意 畜禽粪便粪 农作物秸秆 生态农业 生态肥 还田 发电 运送 G Electricity 供电 发酵工厂 供热、供冷 余热回收 固相产品 气相产品 图3-3技术路线图 秸秆 畜禽粪便 城镇有机废弃物 废弃物厌氧发酵处置平台 沼气 沼渣 沼液 生态有机肥 沼液肥 发电/BNG 有机、生态农业基地 生态、有机、绿色农产品 供气、供热、供电 秸秆类农业废弃物及畜禽粪便通过微生物厌氧发酵分解,杀灭了有害病毒菌,变成腐熟优质土壤调理剂,富含腐殖酸。按单个日处理200吨农业废弃物规模,可日产此类生态有机肥(土壤调理剂)71吨以上,根据农业生产需要可集中投放,也可平常销售。生态有机肥不仅能作为绿色农业生产优质有机肥料、改善土壤性质、防止土壤污染,还可以作为天然防病试剂,减少农作物病害发生率。大量生态有机肥保障供应可以建设真正意义上生态有机农业,保证有机农业产业可持续发展,提高农作物质量和防止农作物农药过多导致次生危害,为农业生产安全提供了强有力保障。 图3-4厌氧发酵生产厂区效果图 四、技术方案 4.1工艺技术状况简介 在瑞典、德国等沼气能源生产较为发达国家,湿法厌氧发酵技术在秸秆、能源作物、畜禽粪便和农产品加工残留物等原料厌氧发酵中广泛应用。相对于干法厌氧发酵,湿法厌氧发酵技术更为成熟、应用更为广泛。湿法厌氧发酵工艺具有传质效果好,底物转化率高,产气量大等长处。尤其在有害病菌清除和沼气转化率方面,湿法厌氧技术具有明显优势。 湿法厌氧技术自身也有多种方式,怎样实现低消耗高产出是关键。下图是几种常用湿法厌氧技术案例。 图4-1:生活垃圾厌氧产沼气工厂,采用2台3000m3厌氧沼气发酵罐,日处理100吨有机垃圾,厌氧发酵后物料分离后沼液回流,固态物质进行好氧堆肥,堆肥后再用作肥料销售,该工厂发电量1MW。 图4-2:为餐厨垃圾厌氧产沼气工厂,采用m3厌氧沼气发酵罐。日处理餐厨400吨,日产沼气3万方,带动一台8吨锅炉,一台1吨导热油锅炉,一台600kw发电机组。 图4-3:农业废弃物及生活垃圾沼气工厂,配有前酵、后酵和后熟系统,图为2个1800m3前发酵罐和2500m3后发酵罐,发电量1MWh。下图为沼气工厂平面和设备示意图。反应系统集中,系统美观耐用。沼渣脱水后可直接回田,沼液回用,农业生产季节,沼液可直接作为液态肥使用。 4.2工艺技术选择 选择工艺技术关键是怎样实现低耗高效及安全。每天农业废弃物处置厂会投入大量废弃物原料,产生大量沼渣和沼液,维持处置厂正常稳定运行非常关键。其中,最难是沼液处理,由于液态肥存储及使用有许多限制,较难形成长期化处置模式。减少沼液产生和排放是废弃物处置厂良性发展关键。处置厂每天会产生大量沼渣,沼渣作为优质肥有很好用途。由于农业生产有明显季节性现象,对沼渣制备生态有机肥使用带来困难,因此在工艺技术选择中要处理好这些问题,寻找一条适合农业发展需要生态有机肥生产、销售和使用途径。 长期有效厌氧发酵技术是处理肥料安全使用有效手段。通过前酵、后酵和后熟几种发酵阶段,将发酵原料中有机物最大程度地进行代谢,减少沼渣产生量,提高原料沼气转化率和沼气产量;长期有效厌氧发酵技术克制有害病菌生长,消除沼渣使用安全隐患。 4.2.1长期有效厌氧发酵工艺 如上所说,采用中温(37℃左右)长期有效厌氧发酵工艺技术,可以提高底物沼气转化率,减少沼渣产生量,消除沼肥病原菌和提高沼渣使用安全性。 在长期有效厌氧发酵技术中,设置了前酵、后酵和后熟三段式厌氧发酵。所有发酵所有采用全混流厌氧反应器,前酵和后酵带保温措施,维持发酵温度37℃左右,后熟随环境温度。60%以上有机物在前酵中代谢后产生沼气,前酵发酵时间控制在20天;后酵继续对前酵物料进行厌氧消化,深入降解物料中有机物,转化为沼气,后酵反应时间约为30天;后熟通过对后酵物料深入分解和代谢,大部分有机物比较彻底地转化为沼气。原料中难降解木质纤维类物质,在长期有效厌氧处理中得到有效分解,产生沼气。原料中有害微生物一般是好氧微生物,在长期有效厌氧环境下失去活性,被分解代谢,消除危害。技术中使用后熟和后酵反应罐,也作为沼气贮存罐,提高沼气存储量,使系统愈加稳定。 4.2.2工艺方案 有机废弃物厌氧发酵生产过程中重要产品是沼气和生态有机肥(土壤调理剂),保障厌氧发酵系统原料和产品正常进出是关键。每天厌氧发酵系统会投入大量废弃物原料,同步会产生大量发酵后沼渣。 图4-5 农业有机废弃物资源化运用工艺示意图 图4-5所示为日处理200吨农业废弃物处置厂有关流程和布置状况。所有采用全混流厌氧反应器,60%以上有机物在前酵中消耗产生沼气,反应器设计总容量4000 m3;后酵继续对前酵物料进行厌氧消化,深入降解和腐熟物料中有机物,使之转化为沼气,后酵反应时间约为30天,设计总容量6000 m3;后熟可深入降解底物中有机物转化为沼气能源。通过三段厌氧发酵,原料中最难降解纤维类物质最大程度地分解代谢,产生沼气,形成沼渣还土后更易被土壤和植物吸取。后熟反应也可作为沼渣寄存池,设计总容积1 m3,实现60天沼渣停留时间,满足季节性农业生产需要,减少劳动强度,系统更合理完善。 五 投资估算及资金筹措 5.1投资估算 单个处理工厂综合投资如表5-1所示。按莒县24个生产单元规划。单个项目投资约1亿元,总投资约24亿元。 表5-1 单个处理工厂综合投资 序号 名称 金额(万元) 阐明 1 机械装备 7000 含发电 2 土建工程 1500 3 流动资金 1500 4 合计 10000 5.2资金筹措 项目资金通过企业筹措、银行贷款等形式筹集。 六 效益分析 6.1经济效益分析 6.1.1工程项目效益定性分析 项目产品覆盖沼气发电、生物质天然气(BNG)提纯、生物质提取二氧化碳生产、生物质有机肥、有机农业种植等。 项目最直接受入来源是沼气发电和生态有机肥。 项目可以带动下游生态及观光农业发展,减少污染物排放;替代化石能源,减少CO2排放;实现农业生产可持续发展和漂亮乡村减少需求。 本项目可认为我国农业废弃物处置提供一条理想样板模式。 6.1.2工程项目直接受益估算 单个处理工厂年总成本运行费用如下表6-1所示: 表6-1单个处理工厂年总成本运行费用 序号 费用名称 年运行费用 (万元/年) 备注 1 折旧费用() 666 设备等统一按计 2 动力及能源消花费 200 按现行市场价格 3 人工费 100 4 产品运送成本费用 20 5 管理及维护费 20 6 合计:年经营成本费用(1~5) 1006 注:未计物料运送、收购成本。 单个处理工厂工程项目收益、税收和净利润收益如下表6-2所示: 表6-2工程项目收益、税收和净利润收益表 序号 收益来源 费用名称 万元/年 1 发电收益 49788kwh/d×0.75(电价)×365天 1363 2 固态有机肥 71t/d×500元/t(肥料价)×365天 1296 3 年度收益合计 2641 4 年均成本费用 1006 5 营业税等税收 免 7 所得税 免 8 实际收益 1635 注:未计余热运用价值、CO2收益。 单个处理工厂投资约1亿,年收益1635万元,约6年多可以回收成本。莒县全县拟建24个同类型处理工厂,投资总额24亿元,年收益近3.9亿元。具有很好社会效益和经济效益。 6.2社会效益分析 在获得良好经济收益同步,实现了农业循环发展模式,处理了农业生态用肥需要,做到了农业经济可持续发展。 项目实行,可以很好地实现农村连片整改,实现漂亮乡村计划。 七 提议 1、 汇报提出了莒县农业废弃物处置规划,对农业废弃物进行集中搜集处置,变废为宝,改善农村环境,实现农业可持续发展。 2、 在莒县拟建24个农业废弃物处理工厂,计划实现对规模化畜牧业等农村废弃物完全处置,全县农村废弃物处置率实现50%以上。实现农业生产循环发展处置模式,为莒县农业经济发展腾出巨大发展空间。 3、 在政府积极指导和管理下,项目可以通过PPP模式进行建设和实行,日照健通与江南大学联合有关投资商与政府签订有关投资协议,完毕对莒县农业废弃物处置投资计划,计划实行将对莒县居民、政府、企业带来最大收益。 4、 依托莒县现代畜牧业产业带区位优势,结合周围秸秆等农业废弃物,在该区域内先期建设示范性农业废弃物处置示范项目,并逐渐推广。
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