萬頭黑豬養殖基地配套沼氣工程項目可行性研究報告(已改無錯字)

　　

【正文】 豬舍面積為 14052㎡、辦公生活區面積為 1908㎡。 項目建設將嚴格執行“農業部基本建設管理辦法”執行，制定切實可行的實施計劃，實行項目法人負責制。項目擁有工作人員 6 人，其中，管理人員 1 人，專業技術人員 5人，是一支技術過硬、能力較強的建設隊伍。 內蒙古騰達農業發展有限公司養殖基地存欄黑豬 10550 頭，年出欄黑豬 10000 頭，投資興建黑豬豬養殖、沼氣生產為一體的沼氣綜合利用工程，旨在通過沼氣生產，使養殖基地產生的廢水、廢物 得到有效利用，減少污染，創造生態效益。 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。 項目正式啟動后，由河南大家農業科技集團為項目技術支撐單位。該集團有專門從事規模養殖場大中萬頭黑豬養殖基地配套沼氣工程項目可行性研究報告 22 型沼氣工程技術部門，主要從事規模養殖場大中型沼氣工程技術與設備的研究、開發、推廣；規模養殖場大中型沼氣工程項目建設的技術指導和管理；規模養殖場大中型沼氣工程技術交流與合作、人員培訓等。 萬頭黑豬養殖基地配套沼氣工程項目可行性研究報告 23 第 5 章 項目地點 選擇及建設條件分析 項目地點選擇分析 項目建設地區選擇須符合行業布局，還應考慮環境保護和交通運輸等要素。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。 .2 項目選址方案 根據項目選址原則以及當地農村經濟 、農牧業等發展現狀，結合內蒙古騰達農業發展有限公司的實際情況以及阿拉善盟畜牧養殖規劃，項目建設地點選擇在阿拉善盟孿井灘生態移民示范區規劃的現代農業園內，周邊均為農田，可以消納沼氣工程產生的沼渣沼液。項目地遠離城鎮居民區，滿足環保和防疫要求。項目建設地點為萬頭黑豬養殖基地西北角預留的一塊空地，地勢較低，污水可自流進集水池。場區內外交通便利。 萬頭黑豬養殖基地配套沼氣工程項目可行性研究報告 24 建設條件分析 自然條件 1． 地理位置和交通狀況 項目所在地位于阿拉善盟孿井灘生態移民示范區規劃的現代農業園內，符合當地畜牧業發展規劃以及經濟社會總體 規劃，政府大力支持。公路從養殖基地門前通過，交通便利。項目建成后可較大地促進生態農業發展和農業增效。 2． 土壤、地質條件 項目所在地土壤以砂土為主。項目所在地為沙漠邊緣，海拔高度1343 米，是典型的高原沙漠地帶。地勢較平坦、土質貧瘠、少雨干旱。 3． 氣象條件 項目所在地屬于大陸性干旱氣候，冬季嚴寒，夏季酷熱，氣溫日差較大，年平均氣溫 ℃ ，最冷為 12 月和 1 月份，零下 10℃ 左右，極端溫度零下 27℃ ，最熱為 8 月份， 20－ 24℃ ，極端溫度為 42℃，年降雨量為 150㎜，集中在 5— 10 月份。 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 。 基礎設施 萬頭黑豬養殖基地占地 200 畝，其中豬舍面積為 14052 ㎡、辦公生活區 1908㎡，總建筑面積 2130㎡。 萬頭黑豬養殖基地配套沼氣工程項目可行性研究報告 25 第 6 章 處理規模與產品方案 產品方案 表 61 本項目產品方案 序號 產品 數量（年產） 1 沼氣 18 萬 m3 2 沼渣肥 20xxt 3 沼液肥 7000t 沼氣的產生 沼氣產生原理是利用厭氧細菌的分解作用，將有機物 (碳水化合物、蛋白質 和脂肪 )經過厭氧消化作用轉化為沼氣和二氧化碳，可用于場內員工生活用氣和沼氣發電。 沼氣燃用和發電 隨著常規能源的日益減少以及環境問題的日趨嚴重，新能源的開發利用（尤其是可再生能源的開發和綜合利用）越來越受到重視。 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。 沼氣的主要成分是甲烷，通常占總體積的 60～ 70%，其次是二氧化碳，約占總體積的 25～ 40%，其余是硫化氫、氮、氫和一氧化碳等其他約占總體積的 5%左右。 甲烷的熱值很高，達 36840kJ/m3，甲烷完全燃燒時僅剩二氧化碳萬頭黑豬養殖基地配套沼氣工程項目可行性研究報告 26 和水，并釋放出熱能，是一種清潔燃料。由于沼氣中甲烷含量的不同，沼氣的發熱值約在 20855～ 25120kJ/m3，其著火溫度為 88℃，沼氣中因含有二氧化碳等不可燃氣體，抗爆性能好。 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。養殖基地周邊有大量農田，可充分消納沼氣工程所產生的沼渣、沼液。 沼渣 沼渣是經厭氧發酵所產生的沉積物，作為生物有機肥，可以改良土壤、增加土壤中的有機物含量，經常使用的土壤，有機物、氮、磷、鉀等營養元素明顯增加，土壤活性增強、肥力增強，促進農業增產，降低了化肥的使用。厭氧處理后的沼渣經晾曬，用作、農田、林地等的基肥，為農作物提供養分。 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。循環經濟的本質就是物質、能量的梯次和閉路循環使用。以“整體、協調、循環、再生”為總的指導思想，按照“減量化、無害化、資源化、生態化”的原則，建設示范項目典型。 由于養殖基地周邊種植業配套合理，具備形成一個比較完善的生態循環系統的基礎，為物質、能源的可再生回收利用提供了可能。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。 以循環經濟理念為指導的生態農業，體現出現代農業、生態農業、環保農業的優勢，以污染物的資源化利用為切入點，促進物質和能量的循環 ，形成一個經濟、合理、完整、多層次、多功能的良性循環系統。 排放減量化 在項目場區內推行清潔生產，采用科學合理的飼料配方和飼養管理技術，大幅度降低糞污對場區的污染，確保生產的安全和人身的健康： 萬頭黑豬養殖基地配套沼氣工程項目可行性研究報告 28 （ 1）對養殖基地的糞便污水治理，從生產工藝上進行改進，采取干清糞工藝（減少用水量，力爭用最少的水沖更多的糞），減少污水量； （ 2）雨污分流（雨水采用自然排放水體，污水全封閉集 中治理）； （ 3）噴霧鼓風降溫（豬舍高溫季節建議采用噴霧加鼓風的工藝，嚴禁采用自來水沖量增加污染源的工藝）。 最大限度地保存糞的肥效與能效，同時便于收集和運輸，以利于集中高效生產沼氣和有機生物肥料。 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。 排放資源化 沼渣沼液的利用：本工程每天可產生沼渣沼液，經過厭氧發酵后變成無毒、無臭味、營養豐富的無公害液肥，可直接作為沼渣沼液肥料用于周圍農田，沼液可以作為肥料。可以減少農藥、化肥的使用量，增產增收，使綠色無公害農業產品的必備肥料。既能解決糞污的環境危害，又為有機、無公害、綠色農業提供了肥源問題。 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。在設計時必須從萬頭黑豬養殖基地配套沼氣工程項目可行性研究報告 29 當地的實際出發，在充分調查研究的基礎上，正確識別影響當地經濟社會環境可持續發展的有利 條件和制約因素。建設要切合實際，既具有前瞻性和科學性，又具有現實性和可操作性。 通過種植、養殖業的有效結合，實現廢棄物的回收利用，每年可消化養殖基地所產生的豬糞及沖糞污水，實現廢棄物的綜合利用。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。 設計思路 按照循環經濟的原則，依據“資源 產品 資源”的循環再生模式，針對項目區的實際情況和排放要求，產品設計方案為 ：豬糞和沖洗廢水經厭氧發酵產生沼氣，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，沼氣發酵后的沼渣沼液可直接施肥，也可添加適量的氮、磷、鉀和各種微量元素，經深加工制成高效液肥，做葉面噴施肥和無土栽培營養液，也可作為追肥使用，能快速補充植物所需營養，并可預防多種病蟲害，明顯提高產品品質與產量，從而促進養殖基地周邊農村綠色農業、有機蔬菜產業的發展，提高了產品的附加值和經濟回報率。 工藝技術方案比選 目前，大中型沼氣工程主推技術模式主要有兩種：能源生態型模萬頭黑豬養殖基地配套沼氣工程項目可行性研究報告 30 式、能源環保型模式。常用的工藝主要有 UASB、 USR、 CSTR、 HCF工藝。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。 UASB 反應器的特點是由于培養了顆粒污泥 ，而使厭氧菌種不容易流失，大大提高了厭氧發酵效率，不需要攪拌、運轉簡單、適應高或低濃度 COD 負荷、占地面積小。但 UASB 反應器存在最大的缺點是不適用于高懸浮物的廢液（一般進水 SS 不超過 20xxmg/l），否則會導致布水系統堵塞、菌種流失。 工作原理：廢水中的有機污染物在厭氧條件下經微生物降解，轉化成甲烷、二氧化碳等，所產氣體（沼氣）含甲烷大于 50%，可作為能源再次利用，主要用于發電、鍋爐燃燒等，既可去除有機污染物，又可回收能源。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。通過氣、液、固三相分離器，可使反應器中保萬頭黑豬養殖基地配套沼氣工程項目可行性研究報告 31 持高活性及良好的沉淀性能的厭氧微生物，經分離污泥顆粒將沉淀到污泥床的表面，氣體進入集氣室。出水往往需進一步好氧處理，進行達標排放。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。 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。沼渣沼液 COD濃度含量很高，不適宜好氧處理達標排放，一般用于農田施肥進行生態化處理，是典型的能源生態型沼氣工程工藝。 采用 USR工藝產生的沼氣如進行熱電聯產 (CHP),熱能輸出部分可滿足 20℃左右原料的升溫要求，在我國北方地區的冬季，自身熱量無法滿足運行要求，需要使用鍋爐或其它能量進行加熱。 USR 工藝采用上流式污泥床原理，無內部機械攪拌，產氣率在中溫條件下，視原料 不同在 m3/m3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。沼渣沼液 COD 濃度和 TS 濃度含量高，一般不經固液分離即可直接用于農田施肥，是典型的能源生態型沼氣工程工藝。 CSTR 反應器的特點是適用于高懸浮物、高濃度（高 溫）廢液，因此對于處理畜禽養殖糞污非常適合。其運行穩定性好，產氣率較高。 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。 具體幾種工藝的比較見下表： 表 71 幾種主要厭氧處理技術的特點 序號 類別 CSTR UASB USR 1 原料范圍 所有類型有機原料 高 COD 污水 豬糞 2 原料 TS 濃度 6～ 12% 2% 3～ 5% 3 應用區域 全國各地 中部、南部 中部、南部 4 水力停留時間 10～ 30 天 1～ 5 天 8～ 15 天 5 單位能耗 低 高 中等 6 單池容積 3003000m3 2003000m3 20020xxm3 7 操作難度 中等 中等 中等 8 產氣率 ～ ～ ～ 9 經濟效益 較高 較低 偏低 萬頭黑豬養殖基地配套沼氣工程項目可行性研究報告 33 選擇方案的工藝流程 根據前面的工藝介紹及對比結果，結合本項目的實際情況，本工程選用“ CSTR厭氧反應罐 +獨立氣柜工藝”，有以下優點： （ 1）由于糞污含固率比較高，本著使糞便得到有效處理的目的，選 CSTR 厭氧發酵工藝；由于某省自治區比較寒冷，故選用獨立氣柜； （ 2）采用先進、成熟、運行可靠的沼氣工程技術，適應企業的發展； （ 3）在保證沼氣工程達到設計要求的前提下，盡量減少投資和運行成本； （ 4）設備質量優良可靠，確保運行穩定，具有良好的性價比，創建“放心工程”； （ 5）沼氣系統力求操作管理簡便，降低勞動強度。 萬頭黑豬養殖基地配套沼氣工程項目可行性研究報告 34 流程如下圖所示： 圖 71 生產工藝流程圖 工藝流程說 明 工藝流程說明 沖洗廢水經過一