萬頭黑豬養殖基地配套沼氣工程項目可行性研究報告-預覽頁

　

【正文】 第 1 部分：工藝設計 NY/T 沼氣工程技術規范 第 2 部分：供氣設計 NY/T 沼氣工程技術規范 第 3 部分：施工及驗收 NY/T 沼氣工程技術規范 第 4 部分：運行管理 NY/T 沼氣工程技術規范 第 5 部分：質量評價 NY/T 122120xx 規模化畜禽養殖基地沼氣工程運行、維護及其安全技術規程 NY/T 122220xx 規模化畜禽養殖基地沼氣工程設計規范 NY/T 122320xx 沼氣發電機組 編 制原則、規范與標準 技術先進性、可靠性和適應性原則 (1) 根據場區實際情況，選擇最先進的工藝方案。 萬頭黑豬養殖基地配套沼氣工程項目可行性研究報告 7 (2) 遵循循環經濟理念，對整個場區進行能流物流分析和設計，確保沼氣工程為企業帶來整體最大效益。在黨的十四屆五中全會上通過的《中共中央關于制定國民經濟和社會發 展“九五”計劃和 20xx年遠景目標的建議》就要求“積極發展新能源，改善能源結構”。堅持循環農業理念，推動農業廢棄物能源化利用，把農業廢棄物的能源化利用作為今后農業生物質能產業發展的主攻方向。 規模化畜禽養殖基地產生的污染物主要有污水、固體糞便和惡臭氣體。據環保部門對大型養殖基地排出糞水的檢測結果， COD 超標 50～ 70 倍， BOD超標 70～ 80 倍， SS 超標 12～20 倍。 三是危害農作物。 四是危害人類健康。同時，選用先進處理工藝治理后，將沼渣和沼液分別制成固體有機復合肥和液體有機復合肥，固體有機肥可作為農作物的底肥或追肥，液體有機復合肥可作為葉面肥或滴灌施肥，形成“養殖 —— 能源（沼氣）—— 肥料 —— 種植 —— 養殖”生態模式。從另一方面講，養殖基地的廢棄物如果得到合理處置和資源化利用，又能成為促進生產發展的有效資源。 項目建設的可行性 1. 政策支持 沼氣工程在新農村建設、農村環境整治、可再生能源發展方面有萬頭黑豬養殖基地配套沼氣工程項目可行性研究報告 11 著重要的作用，能促進人與自然的和諧、物質文明和精神文明的協調，是資源節約型、清潔生產型、生態保護型、循環經濟型的經濟發展的必由之路。 近年來，孿井灘生態移民示范區經濟發展迅猛，綜合實力明顯加強，農牧民的生活方式和生活水平顯著提高。 內蒙古騰達農業發展有限公司設計存欄黑豬 10550 頭，出欄黑豬10000 頭，每天產生豬糞 19噸，污水 25 噸，糞污 COD 高，可生化性好，是厭氧發酵的良好原料。 場區交通十分便利。技術依托單位為中國農業大學。與此同時，許多發達國家迅速采取措施加以干預和限制，并通過立法進行規范化管理。 美國在聯邦水污染法中的規定側重于畜禽養殖基地建設管理，超過一定規模的畜禽養殖基地，建場必須通過環境許可。美國已將畜禽糞污的處理利用作為一門“糞便科學”開展了 深入研究，對畜禽養殖基地糞污的管理和要求都比較嚴格，尤其對大規模畜禽養殖基地。 加拿大對畜禽污染的治理以畜禽糞便的綜合利用為主。定期翻動，并不斷通氣和控制水分含量，整個發酵過程約需 2－ 3 個月。 近十年來在歐洲建造的大多數農場沼氣池都類似于集中厭氧消化系統，既處理畜禽養殖糞便，也處理周邊的有機廢物。即將一定區域內 相鄰的農場畜禽糞便和其他有機廢物收集、運輸到一處沼氣站集中處理，集中厭氧消化裝置的優點是有一定的規模經濟效益，可采用較先進的厭氧消化工藝和裝置，從而處理效率更高，裝置由當地農民合作協會或社區投資和經營。 歐洲沼氣廠的主要盈利途徑是依靠沼氣發電，其技術特點是低能耗、產氣率高和熱電聯產（ CHP）完善。由于 CSTR 工藝產氣率高，費效比顯著，熱電聯產產生的熱能通常大于原料加熱所需熱量，大大降低了沼氣生產 成本。經過近年來大中型沼氣工程的實踐和探索，證明比較成功的技術有上流式厭氧污泥床（ UASB）、全混式厭氧工藝（ CSTR）、上流式污泥床（ USR）和塞流式反應器（ HCF）等工藝。本項目生產的沼氣全部用于孿井灘生態移民示范區現代農業園農業生產需求、發電、 場內員工生活使用。隨著經濟不斷發展，生活水平不斷提高，人們的消費觀念、飲食習慣發生了巨大變化，追求健康，融入自然漸成時尚，有機食品、綠色食品、無公害農產品倍 受青睞。 沼肥對土地具有良好的促肥效果 ， 可作基肥，也可作追肥；但必須考慮場區承載量。 沼氣發電的前景需求 沼氣發電前景 隨著可再生能源發電技術的發展，可再生能源發電能力在全球總的發電能力中所占比重越來越高。在歐洲電力市場，法律規定“綠電”應占有一定的市場份額，我國政府也大力鼓勵支持可再生能源建設。 有利于變廢為寶，提高沼氣工程的綜合效益 以沼電在酒廠中的的綜合效益為例，四川榮縣進行了 120kw沼氣發電的生產和示范。 可減少對周圍環境的污染 由于綜合利用手段單一，很多沼氣工程產生的沼氣大量排入大氣中，不僅嚴重污染周圍的環境，也對工作人員的安全和健康產生了極大的威脅，沼氣發電則為沼氣找到了一條合理利用的途徑。若沼氣作為鍋爐燃料替代原煤直接燃燒，其經濟價值很低（ 1m3沼氣的熱值與 標煤的熱值相當）。通過沼氣發電產生的電力則全部可以投入使用，緩解用電壓力。黑豬養殖基地內，豬舍面積為 14052㎡、辦公生活區面積為 1908㎡。 技術依托單位基本情況 項目的技術依托單位為河南大家農業科技集團，該集團擁有 5 個萬頭豬場，在沼氣工程設計、管理方面積累了豐富經驗， 現有沼氣技術管理人員 14 人，其中技師 12 人。其主要原則包括： 1）符合國家政策和生態能源產業發展規劃； 2）滿足項目對原材料和動力燃料的供應需求； 3）交通方便，運輸條件優越； 4）充分利用地形地貌，地質條件符合要求； 5）滿足當地養殖業的防疫要求，并遠離水源； 6）基礎條件適合與沼氣工程的特定生產需要和排放要求； 7）有可供利用的社會基礎設施和協作條件。場區內外交通便利。 2． 土壤、地質條件 項目所在地土壤以砂土為主。 農牧業生產 項目所在地屬于半農半牧地區，周圍具有 萬畝耕地，其中玉米種植面積約 4 萬畝，年產量 4萬噸，飼料來源充足 。 沼氣發電和燃用是國家完善新能源和可再生能源開發和綜合利用的重要內容，是緩解我國能源緊缺狀況的有效手段。 通常情況下，沼氣發電的基本流程為： 發酵罐 沼氣 脫硫 穩壓 發電機組 電力輸出 沼液 沼液是經厭氧發酵所產生的，經厭氧處理后，寄生蟲和害蟲的蟲卵多數被殺死，減少了病蟲害的來源；其次，沼液中還含有吲哚乙酸、赤霞素等殺蟲成分，可以有效殺死蚜蟲、 紅蜘蛛等害蟲，因此沼液可用于噴淋花卉、苗圃、果樹和灌溉農田等，從而降低農藥使用量。 萬頭黑豬養殖基地配套沼氣工程項目可行性研究報告 27 第 7 章 工藝技術方案與設備選型 工藝選擇與設計原則 指導原則 以 循環經濟理念為指導，符合可持續發展生態農業的要求 循環經濟理論是建設生態綜合種養基地的支撐理論。項目將以沼氣工程為紐帶，把污染治理和資源循環利用有機的結合為一體，真正實現畜禽糞便的無害化、資源化和商品化，形成沒有污染的可持續發展的農業生態 循環經濟體系。 排放無害化 要使養殖基地區實現環境優美、衛生無污染，在糞污治理中采用全封閉的厭氧發酵工藝一致認為是首選方案，糞污經過調配池的混合均質后，采用切割泵壓到厭氧發酵塔中經過 2025 天的厭氧發酵，厭氧發酵后的沼液無毒 、無臭味，可殺滅 96%以上的病毒和蟲卵，可切斷豬的寄生蟲生長周期，對場區養殖和周圍農村生活環境都是 有益無害的。 堅持因地制宜、突出特色，實現種植、養殖的協調發展 該設計必須突出區域性特點，突出地方性特色。沼氣用于周圍農戶和場區用能，可解決周圍能源緊張的問題，而沼渣和沼液可成為農肥，可以促進養殖基地周邊種植業的發展，真正實現“物盡其用，地盡其利”的循環經濟模式，取得環境效益和經濟效益的雙贏。現對常用的這幾種工藝分別進行簡要介紹和對比： 1．升流式厭氧污泥床（ upflow anaerobic sludge blanket,簡稱UASB） UASB工藝是上世紀 70 年代開發的一種適用于低 SS 工業有機廢水的厭氧處理工藝，后被應用于畜禽養殖基地的污水處理，其原理是先對養殖基地污水進行固液分離，污水進入 UASB 反應器進行厭氧反應，產生沼氣，出水往往需進一步好氧處理達標排放，是一種以環保治理為主，生產能源為輔的能源環保型沼氣工程工藝。其工藝流程是先對養殖基地污水進行固液分離，廢水首先被盡可能均勻的引入 UASB 反應 器（污泥反應區、氣液固三相分離器包括沉淀區和氣室三部分組成）底部，污水在厭氧狀態下反應，分解有機物，產生沼氣。 2．升流式厭氧固體反應器（ upflow anaerobic solid reactor,簡稱 USR） USR 工藝流程是先對各類畜禽糞便及其它有機物進行預處理，除去大顆粒和 粗纖維物質（進料 TS 濃度 3～ 5%）后，進入 USR 反應器，USR 反應器采用上流式污泥床原理，不使用機械攪拌，產氣率視溫度不同在 ～ 之間。 3． 完全混合式厭氧消化器（ plete stirred tank reactor，簡稱 CSTR） CSTR 工藝流程是先對各類畜禽糞便及其它有機物進行粉碎處理，調整進料 TS 濃度 6～ 12%范圍內，進入 CSTR 反應器后， CSTR反應器采用上進料下出料方式，并帶有機械攪拌，產氣率視原料和溫度不同在萬頭黑豬養殖基地配套沼氣工程項目可行性研究報告 32 ～ 之間。 4．塞流式厭氧反應器（ HCF） HCF工藝是一種全混式工藝， 80年代從歐洲引進，其原理是將糞污按照 TS 濃度 812%調配，直接進入帶攪拌器的 HCF反應器進行厭氧反應，產氣率在中溫條件下視原料不同在 m3/m3 之間，產生的沼渣沼液直接用于農田施肥，也是典型的能源生態型沼氣工程工藝。 本項目存欄黑豬 10550 頭、年出欄黑豬 10000頭，采用干清糞工藝，日產鮮豬糞 19噸，收集污水約 25 噸。本工藝采用 CSTR 厭氧消化工藝。為符合植物灌溉、施肥的周期性，保證每天生產的沼液全部施用于青貯飼料地，需要設置一定容積貯液池來調整灌溉及用肥的周期性。之所以選擇獨立柔性膜氣柜，是結合內蒙的氣候條件（冬日比較寒冷）和氣柜的性能和價格等多方面因素優先選擇的。計算公式如下： 沼氣池設計容積 =（干物質日產量 水力滯留期） /發酵料液濃度 =（ 12d） /8% =513m3 根據水力滯留期為 12 天，每天的糞污料液處理量為 。 n—— 畜禽養殖基地每日的排污次數。 年產氣量： 750m3/d 300d= m3。 TD—— 池內厭氧發酵溫度，℃；取 TD=35℃。沼氣發電系統運行中產生的大量余熱，作為加熱沼氣池和糞污的熱源，這將節約大量的熱能，達到節省能源，降低能耗的目的。沼渣、沼液作為生態農肥直接施用于周圍農田、蔬菜大棚。 （ 1） CSTR 反應罐 工藝尺寸：反應罐尺寸Φ *， 容 積： 750m3 數 量： 1 座 配套設備： ① 攪拌裝置 功 率： 11kw 數 量： 1 臺 （ 2）獨立氣柜 氣柜容積計算： 每天產生的沼氣為 513m179。 （ 2）門衛室 門衛室 約 12m2，磚混結構，地上式 (3)發電機房 發電機房 約 36m2，磚混結構， 數量： 1間 主要設備： 發電機 數量： 1 臺，型號 45GF 萬頭黑豬養殖基地配套沼氣工程項目可行性研究報告 45 （ 3）凈化間 凈化間 約 24m2，磚混結構， 數量： 1間 （ 4）電控室 電控室 約 15m2，磚混結構， 數量： 1間 （ 7）固液分離間 固液分離間 約 54m2，磚混結構， 數量： 1間 主要設備： 固液分離機 型號： LJFIII 數量： 1 臺 萬頭黑豬養殖基地配套沼氣工程項目可行性研究報告 46 第 8 章 項目建設目標 處理能力 項目建成后，日處理糞便 19 噸，年產沼氣 萬 m3。具體設備型號、數量見表 92。 沼氣池 本項目建設 750 m3沼氣池一座，采用現澆鋼筋混凝土結構，在池外設置保溫層，池內設有 攪拌機構。 沼氣貯氣