大型沼气工程建设项目
项目建议书
二〇一七年八月
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目录
第一章 总论 ............................................................................................ 4 1.1 项目名称 .......................................................................................... 4 1.2 建设单位 .......................................................................................... 4 1.3 建设地点 .......................................................................................... 4 1.4 建设期限 .......................................................................................... 4 1.5 建设规模与产品方案 ...................................................................... 4 1.6 投资估算与资金筹措 ...................................................................... 5 1.7 工程效益 .......................................................................................... 5 1.8 编制依据 .......................................................................................... 6 1.9 结论与建议 ...................................................................................... 7 第二章 项目建设背景和必要性 ............................................................ 8 2.1 项目建设背景 .................................................................................. 8 2.1 项目建设的必要性 .......................................................................... 8 第三章 市场分析 .................................................................................. 12 3.1沼气发电市场 ................................................................................ 12 3.2有机肥市场 .................................................................................... 13 第四章 项目选址及建设条件 .............................................................. 15 4.1 项目选址原则 ................................................................................ 15 4.2 项目选址 ........................................................................................ 15 4.3 建设条件 ........................................................................................ 16 第五章 工艺技术方案 .......................................................................... 19 5.1工艺技术模式 ................................................................................ 19 5.2工艺技术原则 ................................................................................ 19 5.3 主反应器选择 ................................................................................ 20 5.4 沼气工程工艺流程 ........................................................................ 21 5.5 颗粒复混肥加工工艺 .................................................................... 23 第六章 项目建设内容 .......................................................................... 24 6.1土建工程 ........................................................................................ 24
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6.2仪器设备 ........................................................................................ 24 第七章 投资估算和资金筹措 .............................................................. 25 7.1投资估算 ........................................................................................ 25 7.2资金筹措 ........................................................................................ 25 第八章 建设期限和实施进度 .............................................................. 26 8.1 建设期限 ........................................................................................ 26 8.2 实施进度 ........................................................................................ 26 第九章 组织管理 .................................................................................. 27 9.1 组织机构 ........................................................................................ 27 9.2 项目管理 ........................................................................................ 27 9.3 资金管理 ........................................................................................ 28 第十章 效益分析 .................................................................................. 29 10.1经济效益 ...................................................................................... 29 10.2社会效益 ...................................................................................... 29 10.3环境效益 ...................................................................................... 29
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第一章 总论
1.1 项目名称
**********大型沼气工程建设项目
1.2 建设单位
单位名称:**********
单位概况:**********生猪养殖场位于*********,主要经营育肥猪饲养,常年存栏育肥猪3000头,年出栏6000头。
1.3 建设地点
安徽省*********
1.4 建设期限
2017年8月——2018年12月
1.5 建设规模与产品方案
(1)建设规模和内容
主要建设CSTR厌氧发酵罐800立方米,配套建设预处理池、贮气柜、储液池、固体有机肥加工车间及仓库、发电机房等,购置沼气净化设备、输送管网及有机肥生产加工设备。
(2)产品方案
项目建成后,年产沼气29万立方米、液态费(沼液)1万立方米、固体有机肥1200吨。
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1.6 投资估算与资金筹措
(1)投资估算
项目总投资估算350万元,其中土建工程费175万元,设备购置及安装费130万元,其它费30万元,预备费15万元。
(2)资金筹措
拟申请中央财政专项资金120万元,建设单位自筹资金230万元。
1.7 工程效益
(1)经济效益
预计项目年收入140万元,年运行成本100万元,年收益40万元,投资收益率约11.4%,静态投资回收期约10年(含建设期)。
(2)社会效益
①该项目的实施,有效改善规模化养殖场粪污处理难题,为当地畜牧业的可持续发展排除了障碍。养殖业的发展必然带动带地农民致富,提高当地农业经济水平。
②该项目的实施可促进养殖粪污的资源化综合利用,为社会提供了充足的生态肥料资源,有效带动当地蔬菜、苗木、食用菌等产业化发展,为社会增加绿色农产品供应,为当地生态农业发展提供了基础保障。
③该项目的实施使养殖场实施能源自给,促进农村新能源的进一步发展,有效改善农村能源供应紧张的状况。
(3)环境效益
①项目的实施使养殖场每年约1万吨粪污得到资源化治理,有效减少污染物向周边自然环境的直接排放,有利于项目区生态环境的保护。
②项目的实施有当地种植业提供了大量的有机肥,可有效减少化
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肥的大量使用,有效改善因长期施用化肥造成的土壤板结、肥力降低等现状。
③项目实施中混合添加秸秆作为沼气发酵原料,使当地农业秸秆得到资源化利用,有效减少秸秆焚烧现象,避免秸秆焚烧造成的大气污染。
④项目的实施从养殖场环境治理及生态农业两方面彻底改善了农村环境卫生,极大的改善以前农村“脏、乱、差”的现象,逐步恢复农村的碧水蓝天,对当前正积极发展的社会主义新农村建设具有重大意义。
1.8 编制依据
(1)《国务院关于促进畜牧业持续发展的意见》[2007]4号; (2)《国务院办公厅关于加快推进畜禽养殖废弃物资源化利用的意见》国办发〔2017〕48号;
(3)《2000-2015年新能源和可再生能源产业发展规划要点》(国家经贸委2000年8月);
(4)《全国畜禽粪污资源化利用整县推进项目工作实施方案(2018-2020)》国家发改委、农业部;
(5)《安徽省农村能源建设与管理条例》;
(6)《畜禽养殖业污染治理工程技术规范》(HJ497-2009); (7)《规模化畜禽养殖场沼气工程设计规范》(NY/T 1222-2006); (8)《大中型沼气工程技术规范》(GB51063T-2014); (9)《畜禽养殖业污染物排放标准》(GB18596-2001); (10)项目单位设计委托书及其提供的基础资料。
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1.9 结论与建议
(1)研究结论
该项目的实施可改善养殖场及周边生态环境,可将粪污资源化,生产出洁净能源和有机肥料。通过沼气综合利用能切实为猪场供应新能源,降低运行费用。利用沼肥发展种植业,有利于促进生态农业发展,有利于改善农田土壤肥力和结构,该项目的环境、社会及经济效益显著,立足猪场发展及周边农业经济发展,该项目的实施是必要的。该项目采用CSTR厌氧发酵、沼气发电等先进工艺技术,工程整体技术达到国内领先水平,工程技术上可行。项目选址合理,实施的基础条件较好,项目市场前景广阔。
综上所述,该项目是可行的。 (2)建议
①建议项目单位尽快完善项目前期准备工作,使项目尽早落实,尽快发挥预期效益。
②进一步完善沼气工程的资源化,尽可能利用种植业消纳沼液,减少需后续处理的量,提高资源化效益,降低运行费用。
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第二章 项目建设背景和必要性
2.1 项目建设背景
2016年12月21日习总书记在第十四次中央财经领导小组会议上对畜禽养殖废弃物资源化处理做了重要指示:畜禽养殖废弃物资源化利用事关农村能源革命、地力提升、农村面源污染,要“以沼气-生物天然气为主要方向,以就地就近用于农村能源和农用有机肥为主要使用方向,坚持政府支持、企业主体、市场化运作的方针,在十三五”时期基本解决大规模蓄禽养殖场粪污处理和资源化问题。
2017年5月31日国务院印发《关于畜禽养殖废弃物资源化利用的意见》,《意见》确立“一个机制”,即要实行以地定畜,建立健全种养循环发展机制;坚持“两个方向”,即以沼气、生物天然气为主要处理方向、以清洁能源(沼气、生物天然气)和有机肥(固体有机肥、液体有机肥)就近就地利用为主要利用方向;明确“两个重点”,就是以畜牧大县和规模养殖场为重点;实现“三大目标”,即到2020年建立科学规范、权责清晰、约束有力的畜禽养殖废弃物资源化利用制度,全国畜禽粪污综合利用率达到75%以上,规模养殖场粪污处理设施装备配套率达到95%以上。
2.1 项目建设的必要性
1、项目建设是养殖场自身环境治理的需要。
养殖场粪污的特点,一是排放量大,二是有机质浓度高,三是含氮量特高。特别是在非用肥季节,大量畜禽粪便随意露天堆积,臭气熏天,粪水横流,蚊蝇乱飞,导致养殖场、养殖户周围农民居住环境和生产环境污染。
**********规模化养殖场常年最大存栏生猪3000头,日产猪粪、
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污水约40吨。目前该猪场猪粪收集堆置后出售给肥料厂或种植户,污水经化粪池预处理后无偿提供给种植户作肥料利用,不能利用部分通过吸粪车外运排入市政污水管网。当前的粪污治理设施尚不够完善,也没有得到资源化利用。有必要建设大型沼气工程进行综合治理。
2、项目建设是合理利用资源,开发可再生能源,发展生态农业的需要。
加强农业面源污染防治,实现农业清洁生产,已成为我国生态农业建设的重要内容。生态农业建设是促进农业和农村经济可持续健康发展、农业资源高效利用的必由之路。实现农业可持续发展有四项目标,即持续稳定增长的劳动生产率、持续稳定增长的土壤肥力、健康协调的农村生态环境、资源的合理利用与保护。畜禽养殖业污染防治应遵循“综合利用优先、资源化、减量化、无害化、生态化”原则,有效解决畜禽养殖场固体、液体废弃物以及气体恶臭,环境污染的问题。
由于我国种植业长期使用单一的化学肥料,引起土壤生态物质越来越少,土壤理化性状恶化,土传病害加剧,农产品质量下降,即所谓瓜果不甜,菜蔬无味,米面不香,农产品口感愈来愈差,失去市场竞争力。为克服这一弊端,利用养殖场粪便制作固体生态肥,利用粪污厌氧沼气发酵后的沼渣、沼液进行蔬菜、瓜果、林木、牧草和大田庄稼的肥水施用,实现养殖过程无废弃物排放,种植过程无污染投入,种养结合物质与能量合理循环转化,达到农业养殖和种植的生态产品标准。
沼渣、沼液是优质生态肥,可以增加士壤生态质、缓解土壤板结、提高土壤费力,有效控制土壤沙化,有利于发展生态食品。本项目以养殖业为龙头,沼气能源开发为纽带,生态肥料生产为驱动,形成饲料、肥料、能源,生态环境的良性循环,带动加工业及相关产业发展,合理安排经济作物生产,遵照循环经济规律,提高整个体系的综合效
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益。
面对经济发展和生态环境保护之间日益突出的矛盾,我国将大力调整能源结构,积极开发新能源和可再生能源,努力提高能源利用率,以实现国民经济的可持续发展。目前,我国新能源和可再生能源年利用最大约为300万吨标准煤,占全国商品能源消费总量的0.2%,按照国家新能源产业发展规划,到2015年,我国新能源和可再生能源的年开发量将达到4300万吨标准煤,占当时全国能源消费总量的2%,比现在提高10倍。
该项目的建设将有效解决公司养殖场对能源的需求,缓解农村能源短缺压力。因此,开展沼气综合利用工程建设十分必要。
3、项目建设是当地养殖业生态可持续发展的需要。
近年来,随着我国国民经济的快速发展和人民生活水平的不断提高,畜牧养殖业也得到了迅猛发展。规模化养殖业在为发展农村经济,提高城乡居民生活水平做出巨大贡献的同时,养殖场排放的粪污量也逐年增加。随着畜禽粪污的相对集中排放,造成了对水源、空气、土壤等的严重污染,带来了一系列的环境问题。由于技术和经济的原因,我国有相当数量的家禽养殖场粪污没有得到有效处理,不仅污染环境,也严重影响了畜牧养殖业自身的持续发展。据测算,目前全国畜禽养殖业年产粪便总量达5.81亿吨,粪水年排放总量高达60亿吨。大部分养殖场未建设完善的粪污综合处理设施,致使农村环境受到严重污染。
4、推动清洁能源发展,减少大气污染物排放的需要
据有关资料统计,我国的能源结构不尽合理,煤炭仍是主要的发电燃料,大约占总能源投入量的88%。燃煤电厂排放的CO2、SO2、NOX、烟尘是我国大气污染的主要来源。据不完全统计,燃煤电厂的NOX排放量占我国NOX排放总量的80%。电厂大气污染物的排放对人体健康、农作物和建筑物都产生了不同程度的影响,造成了巨大的经济损失。
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开展农村能源建设,所产生的沼气可以作为煤炭的替代能源。利用沼气发电可以大大地减少或消除SO2、NOX、烟尘的排放,同时由于沼气的生产有效地降低了有机废弃物自然堆放过程中释放的CH4的排放,有利于缓和温室效应。据测算,每减少1吨CH4的排放,相当于减少25吨CO2的排放。因此,沼气能源被称为“绿色能源。”随着农村经济的快速发展,农村对点能源的需求将不断扩大,在农村建设沼气工程可形成农村能源自给,可解决目前农村能源紧缺状况。
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第三章 市场分析
3.1沼气发电市场
(1)宏观市场环境
沼气发电是一种可再生能源发电技术,有利于提供绿色能源,有利于解决过剩沼气排放造成二次污染问题,有利于减少温室气体排放,有利于对农村周围环境的保护。沼气发电既是一种产业,能产生巨大的经济效益,又是一项社会事业,能产生巨大的社会效益。广泛应用沼气发电技术将有效解决边远农村普遍缺电的困难,为农村公共基础设施建设开辟了一条新的道路。
(2)市场需求状况
据悉,到2010年,中国生物质能发展的主要目标是:生物质发电达到550万千瓦,生物液体燃料达到200万吨,沼气年利用量达到190亿立方米,生物固体成型燃料达到100万吨,生物质能年利用量占到一次能源消费量的1%。沼气发电属于国家重点支持建设的行业,目前国内沼气发电仍处起步阶段,在沼气发电技术日益成熟、先进的推动下,沼气发电必然在今后的生物质能发电中占重要的比例。在2009年的哥本哈根气候变化大会中,中国明确提出了2020年温室气体减排目标,这也无疑是我国政府对今后清洁能源开发的支持和信心。
(3)市场竞争与产品市场价格
沼气发电是清洁能源,属生物质能源的一种,是政府支持、社会需求的可再生能源。近年来我国政府积极推行“绿色经济”、“低碳经济”。当前我国生物质发电正处于初步发展阶段,没有形成大规模的生物质发电并网,主要应用于工厂内部使用或局部供电。随着生物质发电技术的进一步发展,生物质能源在未来的供电能源中将占主要
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份额。
本项目沼气发电主要为自用,养殖场日常生产、职工生活、沼气站运营等用电约400度/天,利用沼气发电自用可替代农网供电系统,一方面改善农村用电紧张状况,另一方面可节约能源开支,按平均电价0.6元/度计,每天可节约240元电费。
3.2有机肥市场
(1)宏观市场环境
有机肥,是指含有有机物质,既能向农作物提供多种无机养分和有机养分,又能培肥改良土壤的一类肥料。有机肥是有机物制作的肥料,是绿色食品与有机食品生产的主要养分来源。
科技兴农是农业发展的根本道路。肥料是农业发展的重要物质基础。在我国,多年来由于长期施用化学肥料,有机肥不足,各类养分比例失调,致使农田生态环境、土壤理化性状和土壤微生物区系受到不同程度的破坏,在一定程度上影响了农产品的安全。化肥的长期使用已造成肥效下降、利用率低、土壤板结等弊端。
近年来,世界上有机农业所占比例越来越高,各国都相继颁布了相关法律法规,多数国家规定只有通过有机认证的农产品才允许进口。在国内,人们对食品的需求和食品的生产都在悄悄的改变,温饱问题解决以后,更多的人们更为重视食品的安全、口感、健康和环保。大家知道,直接关系食品安全和健康环保的因素就是农产品种植所必须的肥料和农药等生产资料,因此,在食品安全革命的背后是一场肥料、农药等农资和种植技术的革命。2002年4月,农业部和国家质量监督检验检疫总局发布了《无公害农产品管理办法》,随后又出台了相关标准;当年7月,国务院又发布了《关于在全国范围内开展无公害食品行动计划》的纲领性文件,对食品生产所采用的肥料、农药、
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土质等作了全新的规定,并逐渐成为全社会的共同要求和必然趋势。长期施用化肥、农药使土地板结,肥力下降,污染环境和土壤、影响农业的可持续生产,加上近年化肥等农业生产资料价格的大幅上涨,使农业生产成本上升,农民急需寻找一种能部分或全部替代化肥、改良土壤、优质高效、价格实惠的肥料,这就给高效生物有机肥生产提供了巨大的市场空间和商业机会。
(2)市场需求状况
我国有两千多个县,农作物播种面积20多亿亩,年需化肥约1亿4千万吨,而我国年产化肥不足1亿吨,尤其是优质化肥的更是奇缺,主要依赖进口满足农业生产的需求。这就给其它新型肥料的使用带来了很大的市场空间。专家门迫切呼吁减少化肥使用量,多使用新型生物肥,多施有机肥。广大农民也迫切需要-种新型肥料来满足农业生产的需要。在我国,若有机肥料能占到化肥使用量的10%,其市场容量将达到1400吨。
(3)市场竞争与产品市场价格
据全国农技中心肥料处最新资料,目前我国有机肥料生产企业大致可分三种模式:一是精制有机肥料类,以提供有机质和少量养分为主,是绿色农产品和有机农产品等的主要肥料;二是有机无机复混肥料类,既含有-定比例的有机质,又含有较高的养分料;三是生物有机肥料类,产品除含有较高的有机质外,还含有改善肥料或土壤中养分释放能力的功能菌,生产企业占1l%。
目前精制有机肥出厂价格每吨价格在600以上,有机无机肥出厂价格每吨价格在700以上,高尔夫球场草坪专用肥料的价格则每吨高达3000元以上。
该项目中生产的干化沼渣(含水率约60%),是生物有机肥的主要原料的一种,可进一步添加部分营养物质后加工制成生物固体有机肥,出场价700元/吨左右。
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第四章 项目选址及建设条件
4.1 项目选址原则
(1)符合国家政策和养殖场产业发展规划;
(2)满足项目对原材料、能源、水和人力的供应,生产工艺和营销的要求;
(3)本着节约和效益的原则,尽量做到降低建设投资,节省运费,减少成本,提高利润;
(4)充分利用地形地貌,节约项目用地,尽量不占农田。 (5)不影响养殖场的生产及防疫要求。
4.2 项目选址
(1)项目地点
本项目地点位于*********——**********规模化猪场内。 (2)用地
拟建沼气工程场地位于猪场预留建设用地,预留建设面积约4亩。猪场外围周边均为农田和养殖水面,附近2公里内无工业区、无集中居民区。该沼气工程的选址定位还具有以下优点:
①运输集粪方便
项目区西南邻猪场生产区,有专用污道通往粪污处理区,粪便运输距离短,同时又能避免交叉污染,满足了生产防疫的要求。场外有水泥路相通,方便沼渣等原料外运。
②能源输送方便
沼气生产与发电区与饲料加工厂、办公生活区相距不远,便于沼气发电的电力短距离输送,能量损失小,可减少工程和设备投资,减轻企业负担。
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③肥料施用方便
场区周边均为农田种植区及养殖水面1000余亩,有利于沼液综合利用。
4.3 建设条件
1、地理位置
***位于安徽省西部,地处大别山北麓、淮河南岸,跨东经115°50′20″至
116°32′31″和北纬
31°44′51″至
32°36′31″之间。西与河南省信阳市固始县接壤,北与颍上县、阜南县隔淮河相望,东与六安市裕安区、以淠河寿县毗邻,南与六安市叶集区相连。东起孟集区冯瓴乡柳台村,西到石店区张井乡白大山(安阳山),宽65.8公里(经距、下同),北起周集区朱港乡迎水寺村,南到,长92公里。 2、气候气象
***处在北亚热带的北部边缘,属湿润性季风气候。多年平均降水量954mm。降水的年际变化较大,最大年降水量1335.3mm(1983年),是最小降水量472.4mm(1978年)的2.83倍。年内降水量分配也不均,降水主要分布在5~9月份,总量为655.5mm,汛期一般均发生在此期间。由于降水量的不平衡,所以易发生旱涝灾害。
多年平均气温15.3℃,极端最高气温41.2℃(1959年8月23日),极端最低气温-16.6℃(1969年1月31日)。年均日照时数2148小时。无霜期226天。年均蒸发量1395mm,夏季蒸发量最大为545mm,冬季最小为159.4mm。土壤冻结多发生在12月至次年1月,
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冻结深6-8cm,最大11cm。本区风向以偏东风为主,四季盛行,春夏季以东风和东南风为多,秋冬季以东北风和东风为主,年均风速3.1m/s。 3、水资源
霍邱境内常年平均水资源量超过11亿立方米,全县平均有效蓄水量4.29亿立方米。县内有沣河、找母河、牛角河、窖湾河、高塘河、汲河、头道河、二道河、油坊河、洪城河、石龙河、淮河、淠河、史河,拥有城东湖、城西湖、姜家湖三大湖泊,是优良的淡水供应基地、水产养殖宝地和旅游开发胜地。 4、地质地貌
***地势南高北低,平均坡降1.43‰。南部和西部为大别山余脉,属丘陵地区,地面高程70米以上,西大山最高峰419米;中部为岗、坡区,地面高程在25~70米,地貌呈台阶状;北部、东部为湖泊洼地,分布在史(泉)河、沣河、汲河尾部和淮、淠河一侧及城西湖、城东湖畔,地面高程在25~17.9米。全县地处合肥凹陷西部边缘,构造单元属新华夏构造体系。 5、交通运输条件
105国道横穿全境,阜六高速贯穿南北,乡村道路与105国道相互贯通,交通运输条件十分便利。 6、社会经济状况
***总面积3242平方千米、160万人。1983年被国务院列为全国第一批商品粮生产试点县,是安徽省九大水产基地之一。
霍邱资源富集。既是国家商品粮和优质油菜生产基地县,又是畜
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牧水产生产重点县,许多产品和资源具有“国强省冠”之誉。粮食总产突破百万吨,县内盛产的沣虾银鱼古为贡品,今为俏品;生猪饲养量和肉蛋产量均居安徽首位、全国百强。霍邱拥有丰富的矿产资源,铁矿、石灰石等20多个矿种储量巨大,其中铁矿探明储量25亿吨,远景储量35亿吨,位居全国第五、华东第一,是全国唯一一座刚刚开发的特大型铁矿。霍邱铁矿由9大矿床组成,平均品位32%,具有规模集中、矿体厚大、地质条件简单、可选性好、有害元素含量少等特点。
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第五章 工艺技术方案
5.1工艺技术模式
该项目宗旨是以通过粪污资源综合利用,开发利用沼气能源,并利用现有种植及水产养殖产业,充分利用沼渣、沼液作有机肥,达到资源循环利用的目的。
因此,该沼气工程工艺模式为能源生态型。猪场粪便、污水混合进行发酵,沼气用于发电和作直接燃料。沼渣与秸秆等原料在发酵加工颗粒复混肥。沼液用于农田液肥和水产养殖饲料。
5.2工艺技术原则
(1)减量化:治理好畜禽粪污染,从污染的源头抓起,有效地削减污染总量,如把冲舍水减少到最低限度,减少污水量,从而减少治理经费,达到将污染源控制在最低限度的目的。
(2)无害化:选用先进厌氧发酵技术,粪、污水混合物经过封闭环境10-20天的厌氧发酵,病毒等杀灭率达96%以上,无毒无味运行,消除蚊蝇孳生地,切断寄生虫的生长源。
(3)资源化:粪污经过厌氧发酵后,变废为宝。生产的沼气全部发电上网,供场区及附近居民用电,沼渣是较好的有机肥原料,可加工制成固体颗粒有机肥。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。
(4)生态化:以沼气工程为纽带,创建养殖、加工、种植联体的生态产业,促进农业增产增收,提高农民收入。
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5.3 主反应器选择
目前国内应用较多、较成熟的反应器有USR、CSTR及UASB等,UASB主要处理低浓度污水,以污水处理后达标排放为目的的反应器,该反应器不适用于养殖场粪便、污水全混合的能源生态型沼气工程。USR、CSTR均为全混合模式的能源生态型厌氧反应器,有所区别的是CSTR反应器适应的进料浓度比USR更高,设计的物料滞留时间比USR更长,CSTR反应器内设有搅拌机,使物料、菌种能充分混合反应,因此池容产气率比USR更高。
根据该项目的技术主线与技术原则,选择采用CSTR(Continual Stir Tank Reactor 全混合厌氧消化器)发酵装置。
CSTR装置是一种结构简单、适用于高悬浮固体原料的反应器,由罐体、顶置式搅拌机、正负压保护器、进料管、出料管等组成,用于存放发酵原料进行厌氧发酵,厌氧微生物在无氧条件下对原料中的有机物进行消化、分解,同时产生沼气。
反应器采用下进料上出料方式,并带有机械搅拌。进料泵将调节池里的混合料提升至CSTR反应器,厌氧微生物对有机物进行消化,同时产生沼气。当反应器的混合料达到设计液位时,以后每天进入新料的同时也排出等量旧料,保证反应器内的微生物能够不断得到新鲜的有机物,进而保证每天都有稳定的产气量。原料从底部进入消化器内,经搅拌机搅拌,原料与消化器内的活性污泥接触,使其得到快速消化。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的多的固体滞留期(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。采用中温发酵,设计水力滞留期为20天,有机负荷高,整个流程非常稳定。
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5.4 沼气工程工艺流程
5.4.1工艺流程图
污水引入沟 猪粪投料 沼液回流 预处理池 发电余热增温 固液分离 CSTR反应器 脱水脱硫 颗粒复混肥加工 储液罐 贮气柜 库藏、出售 农田液肥 水产养殖 供气 发电 沼气管 沼渣管 沼液管、物料管 热水管
图5-1 沼气生产及利用工艺路线图
5.4.2工艺流程说明
(1)预处理
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污水自流进入预处理池,每日猪粪人工运送至站内投入预处理池,在搅拌机作用下与污水混合调匀,混合物料在预处理池内厌氧环境停留1-2天,使粗、大纤维物质酸化水解,便于后续厌氧发酵。寒冷天气利用热水对物料进行预增温,保证进料温度保持在30-35℃左右。
(2)厌氧消化
由单螺杆进料泵定时定量将预处理池中混合物料提升至反应器内进行厌氧消化,厌氧反应器底进料,顶部溢流排液。厌氧反应器装有搅拌机,搅拌机顶入式安装或侧入室安装,搅拌机作用下反应器内物料充分搅拌、使菌种与无聊充分接触,保持稳定产气率,保持反应器内物料流动性。
厌氧反应器内物料设计滞留期20天,进料浓度TS=8%。 (3)沼气净化、贮存及利用
从发酵罐排出的沼气经脱水、脱硫后进入湿式贮气柜贮存或直接利用,沼气主要用于发电和供气,发电供沼气站、有机肥中心及饲料加工厂用电,供气保障场内及周边农户炊事用能。
(4)余热增温
利用沼气发电过程的余热给厌氧反应系统增温,保持物料发酵环境温度为30-35℃左右。利用发电机组余热转化为热水,预处理池内布置热水循环管道及热传感器,达到给物料增温的目的。
(5)沼液、沼渣处理
每日经厌氧发酵罐溢流排出的沼液自动流入储液罐储存,若农田有液肥需要则经管道输送至农田,或输送至水塘作水产养殖饲料。
厌氧罐底部清掏的沉渣定期排入干化池,分离出的沼液回流至预处理池,干化的沼渣则运至有机肥加工车间加工制成固体颗粒有机肥。
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5.5 颗粒复混肥加工工艺
5.5.1 工艺流程见图2-2
沼渣 翻堆 混合 烘干 造粒 筛分 包装、库藏、出售
NPK 秸秆粉、木屑等图5-2 有机-无机复混肥加工工艺流程图
5.5.2 工艺说明
经固液分离后的沼渣,仍然具有较高的含水量,不能直接用于肥料生产,需添加一定量的秸秆费或木屑等辅料,使原料含水率降低至20%以内,然后加入配定的NPK植物营养肥料进行混合,使N+P2O5+K2O≥15%,再经过烘干、造粒,制成颗粒成品肥料。然后再进行筛分、包装、入库及出售。
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第六章 项目建设内容
6.1土建工程
CSTR厌氧反应罐800立方米、储液罐500立方米、贮气柜400立方米,配套预处理池、干化池、配电及控制管理房、发电机房、有机肥车间及仓库。
绿化、道路、配电、给排水等配等公用设施。
6.2仪器设备
沼气生产配套设备、沼气净化设备、沼气输送管道、热电联产沼气发电机组等。
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第七章 投资估算和资金筹措
7.1投资估算
项目总投资估算350万元,其中土建工程费175万元,设备购置及安装费130万元,其它费30万元,预备费15万元。
总投资估算表
估算投资 工程或费用名称 (万元) 工程建设费 土建工程 沼气反应罐及配套构筑物 有机肥及发电配套建筑 配套室外工程 设备购置 其他费用 预备费 总投资 305 175 130 30 15 350 序号 一 1 1.1 1.2 1.3 2 二 三 四
投资比重 87.1% 8.6% 4.3% 100.00% 7.2资金筹措
拟申请中央财政专项资金120万元,建设单位自筹资金230万元。
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第八章 建设期限和实施进度
8.1 建设期限
项目建设期限一年,预计2017年8月至2018年12月。
8.2 实施进度
项目实施进度具体规划如下:
(1)项目申报、审批及储备:2017年8月至10月 (2)工程勘察设计:2017年11月至12月 (3)项目招标:2018年1月至2月 (4)土建施工:2018年3月至9月 (5)设备安装: 2018年8月至10月 (6)投料试车:2018年11月 (7)项目竣工验收:2018年12月
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第九章 组织管理
9.1 组织机构
为加强项目组织管理,成立项目领导小组,下设项目办公室。 项目领导小组对项目实施进行宏观管理,负责协调、统筹安排,以及项目方案审定、监督检查等工作。
项目办公室由项目单位组织有关专家及专业技术人员组成,主要负责计划制定、项目实施、竣工验收、工作总结等。
9.2 项目管理
为加强项目管理,规范建设行为,使项目达到预期的经济、社会和生态效益,必须根据《国务院办公厅关于加强基础设施工程质量管理的通知》和《农业基本建设项目管理办法》的要求进行项目管理。
(1)严格按照基本建设程序进行,积极推行项目法人责任制、建设工程招投标制、监理制、合同管理制、资金公示制、财务报帐制,同时建立健全质量保证体系。
(2)严格执行设计及有关施工验收规范等文件,施工前应检查图纸、文件等是否齐全,应检查现场并制定必要的安全措施,防止发生各类事故。
(3)严把设备、材料质量关,随时检查施工质量,发现不合格产品和工程坚决退还和返工。
(4)严格现场协调制度,建设单位要及时研究解决设计、施工的关键技术问题,认真履行合同,积极处理好工程建设各方的关系,为工程施工创造良好的外部条件。
(5)建立施工质量保证体系,要做到层层负责,人人把关。项目建成后,由有关部门按要求检验验收,确保项目质量。
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(6)定期向上级管理部门报告工程进度,完工后要组织验收,发现的问题要及时解决。
9.3 资金管理
(1)严格按照《农业基本建设项目管理办法》的要求进行项目资金管理。
(2)国家拨款和项目单位配套资金必须专账管理,专款专用,纳入项目统一管理、使用和核算。项目单位配套资金必须按规定及时足额划拨到位。
(3)项目建设资金严格按照建设内容及年度投资计划执行。项目资金支出须经单位法人代表审查签字。项目财务人员必须按照制度认真审查凭证,如实、及时登记账簿,填送财务报表,妥善保管财务档案。
(4)建设项目的财务管理和工程核算办法按财政部制定的相关制度及规定执行。
(5)实行审计制度。由审计部门和上级主管部门按项目进展情况对项目建设资金使用情况进行跟踪审计,加强对项目建设资金的监管。任何单位和个人不得截留、挤占和挪用项目资金。
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第十章 效益分析
10.1经济效益
预计项目年收入140万元,年运行成本100万元,年收益40万元,投资收益率约11.4%,静态投资回收期约10年(含建设期)。
10.2社会效益
(1)该项目的实施使养殖场实施能源自给,促进农村新能源的进一步发展,有效改善农村能源供应紧张的状况。
(2)该项目的实施可促进养殖粪污的资源化综合利用,为社会提供了充足的生态肥料资源,有效带动当地蔬菜、苗木、食用菌等产业化发展,为社会增加绿色农产品供应。据研究分析,沼液的有机肥效比在传统粪池中发酵的粪肥高,其中氮和氨态氮含量分别高14%和19%。项目的实施使多个农业产业形成链式循环,为当地生态农业发展提供了基础保障。
(3)该项目的实施,有效改善规模化养殖场粪污处理难题,为当地畜牧业的可持续发展排除了障碍。养殖业的发展必然带动带地农民致富,提高当地农业经济水平。
(4)项目的实施增加了社会就业机会,对当地的社会稳定及经济发展具有重要意义。
10.3环境效益
(1)项目的实施使养殖场每年1万吨废弃物得到资源化利用,有效减少COD、氨氮等污染物向周边自然环境的直接排放,有利于项目区生态环境的保护。
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(2)项目的实施有当地种植业提供了大量的有机肥,可有效减少化肥的大量使用,有效改善因长期施用化肥造成的土壤板结、肥力降低等现状。
(3)项目实施中利用沼渣加工颗粒复混肥,需添加秸秆混合发酵,使当地农业秸秆得到资源化利用,有效减少秸秆焚烧现象,避免秸秆焚烧造成的大气污染。
(4)项目的实施从养殖场环境治理及生态农业两方面彻底改善了农村环境卫生,极大的改善以前农村“脏、乱、差”的现象,逐步恢复农村的碧水蓝天,对当前正积极发展的社会主义新农村建设具有重大意义。
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