尚志大型沼气能源环境工程可行性研究报告

项目建成后，牛场粪便污水经过中温厌氧发酵，进行了无害化处理；生产的沼气是一种优质能源，主要用作沼气发电，项目生产的沼渣、沼液是优质的有机肥，用于牧业公司的饲料草基地施用，减少了化肥、农药的用量，改善了土壤质量，减轻了农业面源污染，促进基地内水土资源的合理利用和生态环境的良性循环，为公司经济的可持续发展奠定良好基础。

1.1.14 项目组织管理

依据农业部《农业基本建设项目管理办法》、《大中型沼气工程建设项目指南》，结合当地实际，建立和完善项目管理制度，使项目管理制度化、规范化。

黑龙江省农村能源办公室和尚志市农委成立相应的项目领导小组，审查项目总体规划、实施计划及经费开支情况，同时派专人全程监督项目的实施。

1.1.15 结论与建议

结论：项目建设非常必要与及时；符合国民经济和社会发展客观要求，符合国家行业产业政策要求，符合我国生态环境保护战略的需要；项目建设目标明确，投资规模适宜，结构合理；项目管理系统健全；社会效益、经济效益和生态环境效益显著，项目可行。

建议：项目主管部门应制定严格的项目保障措施，加强资金使用的监管，按照项目实施方案及建设内容安排资金，专款专用，杜绝挤占挪用项目专项资金。技术依托单位须加强技术指导，开展技术咨询与培训，确保项目顺利实施；项目区有关部门要制定有利于保护生态环境与废物资源化利用的投资信贷、土地使用等方面的优惠政策，建立健全有效的管理机制；建议国家尽快立项，加快实施。

可行性研究报告编制依据

1、国家《能源中长期发展规划纲要（2004－2020）》（草案）

2、国家《“十五”能源发展重点专项规划》

3、农业部《大中型畜禽养殖场能源环境工程建设规划》

主要技术经济指标

该项目的主要技术经济指标见表1-1。

表1-1 主要技术经济指标表

序号

名称

单位

指标值

产品品种与年均产量

沼气

万米3

459.9

沼渣肥

万吨

3.1

沼液肥

万米3

25.7

投资

土建投资

万元

265.3

设备投资

万元

3114.9

工程建设其他费用

万元

139.6

不可预见费

万元

34.8

铺底流动资金

万元

总投资

万元

3590

资金筹措

中央预算内基本建设投资

万元

2046

地方投资

万元

建设单位自有资金

万元

1544

效益分析

年收益

万元

1015.4

运行成本

万元

432.3

利润

万元

583.1

投资利润率

16.2

投资回收期

年

6.2

项目由来

蒙牛集团总部设在呼和浩特市和林格尔盛乐经济园区。前后四期工程占地面积 55万平方米、建筑面积14万平方米、绿化面积11万平方米，目前拥有总资产近40亿元，员工万余人。开发的产品有液态奶、冰淇淋、奶粉及奶片等系列 100多个品种。五年多来，蒙牛在内蒙古地区扶持和发展奶农约 30万户，促进了产业结构调整，推动了内蒙古农业产业化进程。五年多来，蒙牛直接招收员工万余人，创造的间接就业岗位达数十万个，产业链条辐射 120万农牧民。随着农业产业结构调整的深入和区域经济主导产业的形成，集团经济迅速发展，蒙牛被利乐公司授予“利乐枕无菌包装使用量全球第一”奖。企业被自治区列为“二十户重点大企业”之一、“亿元工程企业”和“重点保护单位”。市委、市政府授予企业“纳税状元单位”称号，“经济快速发展突出贡献奖”。与此同时，蒙牛生产基地在自治区境内以总部呼和浩特为轴心，向西延伸，进入包头、巴盟等地区；向东延伸，进入兴安盟、通辽等地区；向外省延伸，进入北京、天津、山西、山东、湖北、河南、安徽、兰州、新疆、浙江、黑龙江等地区。随着集团农业产业的发展，奶牛养殖规模不断扩大，对周边土壤、空气和水体的污染越来越严重，严重影响了企业形象和企业进一步发展。建设牛场沼气能源环境工程，改善周边生态环境，废弃物资源化利用，已迫在眉睫。

项目建设的必要性

2.2.1项目建设符合国家产业政策的需要

农村能源建设，作为缓解农村地区能源断缺，改善农村地区能源结构，改善农业生态环境的重要措施，对改提高农民收入、改善农民生活水平具有重要的作用。《中国21世纪议程》和《我国国民经济和社会发展“九五”计划和2010年远景目标纲要》，强调了实施科教兴国和可持续发展战略，提出了“加快农村能源商品化进程，推广省柴、节煤炉灶和民用型煤，形成产业和完善服务体系”的战略目标。国务院领导于2000年在接见全国农村能源综合建设县工作会议代表时指出“农村能源工作要在开发利用和节约相结合上大做文章，要充分利用可再生能源，发挥多种能源效益，使之形成良性循环，走农业可持续发展之路”。该能源环境建设项目，符合国家产业政策。

2.2.2项目建设是发展生态农业、开发可再生能源、实现农业资源可持续利用的需要

加强农业废弃物污染防治，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。为了实现经济的可持续发展，我国将大力调整能源结构，积极开发新能源和可再生能源，努力提高能源利用效率。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%。

尚志蒙牛现代牧场有限公司产热原料以原煤为主，原煤是不可再生的化石能源，沼气是一种清洁能源，用沼气替代原煤，对CO2和SO2的减排效果十分明显。沼渣、沼液是优质有机肥，可以增加士壤有机质，缓解土壤板结，提高农作物品质。

2.2.3项目建设是充分利用农场废弃资源、促进农场经济发展、加速农场现代化建设进程的需要

牛场废弃物既是严重的污染源，又是宝贵的资源。本项目实施，将为畜禽废弃物资源化利用树立一个典范，起到示范、辐射作用。通过建设能源环境工程，可以改善牛场的环境状况，发展无公害农产品生产，达到牛场的环境整洁化，生产无害化，废物资源化。同时，利用可再生能源替代常规能源，可降低生产成本。本项目实施，，可实现粪便资源开发利用和无公害农业生产协调发展的目标。

该项目建设符合WTO对我国农业提出的高产投比、高劳动生产率、高度商品化和高度生态化的要求。同时项目将各类成熟的可再生能源工程技术、农艺技术、畜牧养殖技术等综合配套、优势集成，具有较高的科技含量，实现了能源、生态、经济和社会效益的统一，加速农村现代化建设进程。

综上所述，建设该项目十分必要。

项目建设的可行性

2.3.1 蒙牛集团具有建设大型沼气能源环境工程的强烈愿望

随着人们环境意识的提高，以及《畜禽养殖污染防治管理办法》和《畜禽养殖业污染物排放标准》的颁布实施，蒙牛集团已经认识到畜禽粪便污染的严重性，以及解决粪便污染问题的紧迫性。蒙牛集团正在积极筹措资金，筹备上能源环境工程，力求实现废弃物资源化综合利用，有效促进养殖业持续健康发展。

2.3.2 蒙牛集团有雄厚的经济实力

蒙牛集团有限公司被利乐公司授予“利乐枕无菌包装使用量全球第一”奖。企业被自治区列为“二十户重点大企业”之一、“亿元工程企业”和“重点保护单位”。市委、市政府授予企业“纳税状元单位”称号，“经济快速发展突出贡献奖”。集团公司总部位于呼和浩特市和林格尔盛乐经济园区，前后四期工程占地面积 55万平方米、建筑面积14万平方米、绿化面积11万平方米，目前拥有总资产近40亿元，员工万余人。

2.3.3 蒙牛集团有雄厚的技术力量

蒙牛集团在各级领导部门的关怀支持下，积极进取，不断创新，有力地促进了企业发展。五年多来，蒙牛直接招收员工万余人，创造的间接就业岗位达数十万个，产业链条辐射 120万农牧民。聘请咨询公司和管理学院对企业进行管理培训和咨询，并借助咨询公司和大专院校的智力优势建立企业管理平台。经过努力，企业素质和管理水平不断提高，生产规模不断扩大，经济效益逐年提升，被瑞典利乐公司列为“全球样板工厂”，这在中国境内尚属首例；从利乐枕牛奶市场占有率来看，蒙牛居世界第一；从液态奶市场占有率来看，蒙牛居全国第一；从冰淇淋市场占有率来看，蒙牛居全国第二。公司由自然人出资，采取发起设立方式于 1999年8月成立。目前，公司属于中外合资股份制企业。短短5年时间，业务收入在全国乳制品企业中的排名由第1116位上升至第2位。

2.3.4 蒙牛集团有充分的沼渣、沼液消纳能力

尚志蒙牛现代牧场有限公司周边有10万亩的饲料和农业基地。该项目年生产沼渣3.1万t，沼液25.7万t。按照一般经验，饲料草基地每亩需要固体有机肥0.5t/年，沼液肥50t/年以上，10万亩饲料草基地年需要沼渣5万t，沼液肥500万t。因此，本项目生产的沼渣、沼液有足够的基地消纳沼气工程产生的沼渣和沼液。

2.3.5 项目以先进的科学技术为依托

技术合作单位是承担国家国债项目——规模化畜禽粪污处理与综合利用环保装备产业化示范项目的青岛天人环境工程有限公司，将为该项目的建设提供强有力的技术支持。

青岛天人环境工程有限公司是一家从事污水处理、环境工程和沼气利用技术的研究开发、工程设计与施工、技术咨询、生态规划服务的专业性公司。具备国家颁发的甲级咨询服务资质、甲级环保工程设计资质、生态规划咨询资质、固体废弃物处理乙级资质、环保设施运营资质，是国家废物循环利用示范基地。公司通过环境质量双体系认证，拥有青岛市水资源专家工作站，是青岛市环保企业唯一市级企业技术中心。公司现有工程技术人员48人，大学以上学历员工占90%，其中博士、硕士14名，专业结构合理。

公司成立十三年，立足于农村生物质能源领域，面向畜禽养殖行业，向客户提供以沼气工程为纽带，基于循环经济理念的系统的解决方案，力求为客户创造基于整个能量、物质循环链的废弃物资源化最大价值。目前所提供的系统服务为整个生产区域的规划、改造、粪污收集、厌氧好氧处理到沼气的电热能转化，沼肥输出的合理利用以及基于整个链条的安全性，经济性分析规划服务。公司先后完成或在建了青岛九联集团冷藏厂、青岛南南食品有限公司、青岛万友集团麦芽厂、胶南德维集团屠宰场、德州鲁西牛业养殖屠宰废水沼气工程、河南宝丰康龙养殖场大型沼气工程、河南大北农大型沼气等同类项目。

公司以“业主放心，社会安心，天人宽心”为企业社会责任，为业主提供优质的工程设备和服务。赢得市场和领导专家的好评。公司2003年承担了山东省环保局——《山东省畜禽养殖业污染物排放标准》编制工作，并于2004年10月顺利通过验收并实施；2004年通过转化国家863科技成果，承担了国家国债专项项目——规模化畜禽粪污处理与综合利用环保装备产业化示范项目。现已具备研制和生产畜禽粪污处理和综合利用各项装备的能力。

沼气市场分析与预测

3.1.1 开展沼气发电，减少大气污染物排放

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％。1997年，中国工业SO2排放量为1852万吨，原电力工业部直属6兆瓦及以上火电厂的SO2排放量达700万吨，达38％，而且这一比例还呈进一步增加的趋势。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。

开展农村能源建设，所产生的沼气可以用来发电。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，沼气发电被称为“绿色新电”。

3.1.2 开展沼气发电，缓解当地电力紧张

随着尚志市经济的快速发展，电力紧缺状况日趋严重。郊区农村用电更难得到保证，将严重影响畜禽养殖的正常生产。同时由于目前集约化养殖步伐加快，现代化养殖技术的利用，污水和粪便的清理采用机械化，由于停电造成清理不及时，导致养殖场污水四溢，蚊蝇孳生，严重影响养殖场的防疫和安全生产。通过沼气发电，可解决养殖场的日常用电，减少电网供电压力，确保集约化畜禽养殖场正常生产。

沼渣、沼液市场分析与预测

3.2.1 沼渣、沼液成分及其作用

厌氧发酵过程中，发酵料液中的可溶物主要由分子量不等的有机物及各种离子组成。沼渣、沼液中含有氮、磷、钾等营养元素，以及氨基酸、维生素、蛋白质、赤霉素、生长素、糖类、核酸等对作物及畜禽的生长发育有调控作用 “生理活性物质”，还含有钙、磷、铁、锌、钼等刺激作物发芽和生长的离子。

表3-1 沼渣、沼液成分表

名称

沼渣(%)

沼液(ppm)

有机质

3360

腐殖酸

0.18

全N

1.79

2980

全P

4.84

128

全K

0.76

1265

从沼液成分分析可看出沼液能起到多种作用，这些作用主要表现在调节作物生长、增长肥效和抗病虫害三个方面。

1）沼液经过充分发酵，其中富含有多种作物所需的营养物质，因而极宜作根外施肥，特别是当农作物以及果树等进入花期、孕穗期、灌浆期、果实膨大期，喷施效果明显。沼液作为叶面肥可调节作物生长代谢，补充营养，促进生长平衡，增强光合作用能力，尤其是施用于果树，有利于花芽分化，保花保果，果实增重快，光泽变好，成熟一致，品质好，商品果率显著提高；

2）由于沼液含有丰富的有机质和较多的腐殖酸，既是一种优质的基肥，也是良好的土壤改良剂。沼液的施用可增加土壤团粒结构，增加土壤中的空隙度，协调土壤中水、肥、气、热条件；同时沼液养分全面，缓急相济，可以提高协调植株内激素平衡的作用；

3）沼液中含有多种生物活性物质，如氨基酸、微量元素、植物生长剌激素、B族维生素及某些抗生素等。其中有机酸中的丁酸和植物激素中的赤霉素、吲哚乙酸以及维生素B12对病菌有明显的抑制作用。沼液中的氨和铵盐及某些抗生素对作物的虫害有着直接抑制作用。因此，沼液在我国部分地区用于防治病虫害。

3.2.2 沼渣、沼液市场分析与预测

养殖场周围将有10万亩饲料草基地，已与周围农户签定了饲料草供应协议。该养殖场年生产沼渣3.1万吨，沼液25.7万吨。根据有关资料统计，饲料草基地每亩需要固体有机肥0.5吨/年，沼液肥50吨/年以上，10万亩饲料草基地年需要沼渣5万吨，沼液肥500万吨。该大型沼气能源环境工程生产的沼渣、沼液尚不能满足饲料草基地使用，因此大中型沼气能环工程产生的沼渣、沼液市场前景良好。

项目建设单位基本情况

其子公司尚志蒙牛现代牧场有限公司地处尚志市乌吉密乡，交通便利，物产丰富。结合尚志本地自然、社会和经济特点，按照绿色牛奶生产要求建立一个存栏规模为10000头的奶牛养殖场，为乳品提供充足的原奶。

该项目总投资2.69亿，占地面积1318亩，奶牛全部从澳大利亚引进的优质荷斯坦奶牛，并派专家考察了澳大利亚等发达国家，吸取国外先进的全混日粮（全价日粮）的饲养方式，引进世界领先水平的转盘挤奶机、并列式挤奶机、鱼骨挤奶机。奶牛采用TMR自动搅拌车进行饲喂，预计达产期年年产鲜奶38400吨。通过牧场的示范养殖效应，将引导农民转变过去传统的种植、养殖观念，走集约化、规模化和专业化之路，提高农民养牛的经济效益，同时推动尚志市周边地区奶牛养殖业的发展，提高尚志地区奶牛养殖规模化专业水平，生产更多的绿色牛奶，满足人们的生活需要。

项目主管单位基本情况

项目主管单位为尚志农委，是市人民政府管理全市种植业、畜牧业、农业机械化、农村经济、农村能源、农垦和农业科技推广应用的职能部门。

其主要职责是：负责农业法律、法规，方针政策的宣传贯彻，制订和协同实施有关农业产业政策；负责编制农业发展规划，制订农业技术改造和推广项目，指导现代农业示范园区及优质农产品基地建设；指导农村能源和农业生态环境建设；负责辖区内动植物检疫、兽药、饲料及添加剂管理，种子管理、种畜禽管理、农机监理、农药管理、食用菌管理，农业技术推广等行政执法监督，参与基本农田保护，查处农业违法行为；负责开展农业科研、技术推广和农民科技教育与培训，指导农业社会化服务体系建设及农业专业协会管理；负责农技、畜牧、兽医、农业工程等专业技术职务评聘；负责系统内企事业单位国有资产和监督管理，农垦企业经营管理。

项目选址原则

1）符合国家政策和生态能源产业发展规划；

2）满足项目对原材料、能源、水和电的供应需求；

3）交通方便；

4）充分利用地形地貌，节约项目用地，尽量不占农田；

5）满足当地养殖业的防疫要求，并远离水源。

自然环境状况

尚志市属温带大陆性季风气候，有“春季少雨而低温，夏季温热而多雨，秋季霜早降温快，冬季寒冷而漫长”的特点。

根据尚志市气象局近年的统计资料，项目建设点基本气象情况如下所示。

年平均气温 2.5℃

年平均降雨量 652.2mm

全年光照时数 2,450—2,600小时

平均无霜期 105—125天

项目建设地点选择

根据项目选址原则，结合尚志蒙牛现代牧场有限公司实际情况，项目建设地点选择在尚志市乌吉密乡尚志蒙牛现代牧场有限公司场内。

尚志市位于黑龙江省南部，张广才岭西麓。地处东经127o17'—129o12'，北纬44o29'—45o34'之间。东界海林市，西邻阿城市，南与五常市接壤，北与延寿、方正、宾县相连接。东西长约153公里，南北宽约90公里。行政区面积8,910平方公里。市委、市政府机关设在尚志镇。全市辖10镇、7乡。滨绥铁路、301国家高速公路东西贯穿全境，东距牡丹江市177公里，西距哈尔滨市124公里。本项目养殖基地建在尚志市乌吉密乡，规模为10000头，养殖区交通便利，通讯方便。

将项目建设点选择在尚志蒙牛现代牧场有限公司的理由在于：

1）奶牛养殖区有充足的沼气发酵原料；

2）企业已经认识解决粪便污染问题的紧迫性，正在积极筹措资金，筹备建设沼气工程；

3）滨绥铁路、301国家高速公路东西贯穿全境，东距牡丹江市177公里，西距哈尔滨市124公里。本项目养殖基地建在尚志市乌吉密乡，规模为10000头，养殖区交通便利，通讯方便。

工艺设计原则

1）沼气工程的工艺技术方案设计应以减量化、无害化、资源化为目标，综合考虑各种因素后选择工艺路线；

2）沼气工程的工艺技术方案设计应做好前期工作，实地考察和收集必要的资料。要符合尚志市总体规划，与尚志蒙牛现代牧场有限公司奶牛养殖基地客观实际紧密结合，能够正确处理集中与分散、处理与利用、近期与远期的关系；

3）沼气工程的工艺技术方案设计应在不断总结生产实践经验和吸收科研成果的基础上，积极采用经过鉴定的新技术、新工艺、新材料、新设备，以提高自动化水平，降低劳动强度，减少投资和运行费用；

4）沼气工程的工艺技术方案设计应考虑沼气的有效利用，充分利用公司周围饲料基地和农田消纳沼渣、沼液；

5）沼气工程的工艺技术方案设计，除了执行能源环境行业标准外，还应符合国家及地方现行的相关标准、规范的规定。

工艺技术介绍

生产工艺的确定是沼气工程建设的关键。工艺是否合理直接关系到工程的处理效果、运转稳定性、投资、运转成本。因此，必须结合当地用能和尚志蒙牛现代牧场有限公司奶牛养殖区粪污特征，综合考虑粪便资源、配套土地和能源需求等因素，慎重选择适宜的生产工艺，以达到最佳的处理效果和经济效益。

目前比较成熟、适用的生产工艺有两大类，一类是以综合利用为主的“能源生态型”处理利用工艺，另一类是以污水达标排放为主的“能源环保型”处理利用工艺。“能源生态型”处理利用工艺是指畜禽场污水经厌氧无害化处理后不直接排入自然水体,而是作为农作物的有机肥料的处理利用工艺。“能源环保型”处理利用工艺指的是畜禽场的畜禽污水处理后直接排入自然水体或以回用为最终目的的处理工艺，该工艺要求最终出水达到国家或地方规定的排放标准。

6.2.1典型能源生态型处理利用工艺

6.2.1.1工艺要求及特点

工艺适宜的条件：

1)养殖业和种植业的合理配置，即周围有足够的农田或市场能够消纳厌氧发酵后的沼液、沼渣，使沼气工程成为能源生态农业的纽带。

2)原则上畜禽场日污水排放量不大于日粪便排放量的3倍；

3)项目建设点周边环境容量大，排水要求不高的地区。

工艺特点：

1)畜禽场污水、粪便可全部进入厌氧消化器；

2)沼气、沼液产量大；

3)主体工程投资少、运行费用低；

4)操作简单、管理方便。

6.2.1.2 工艺说明

采用能源生态型的沼气能源环境工程，项目建设目标是尽可能的多生产沼气，并通过对沼渣、沼液的综合利用实现沼气能源环境工程的社会效益和经济效益双丰收。

畜禽粪便、废水在经厌氧消化处理和沉淀或固液分离后，沼渣、沼液作为优质有机肥料，用于绿色食品生产，使粪便得到能源、肥料多层次的资源化利用，生态农业得以持续发展，并最终达到区域内畜禽场粪污的“零排放”。这种工艺遵循了生态农业原则，具有良好的经济效益和环境效益。留民营、高碑店等沼气工程均采用此工艺。

6.2.1.3 工艺流程

典型能源生态型工艺流程为：畜禽场清出的鲜粪通过刮板机或绞龙直接进入厌氧消化器；畜禽舍的冲洗水汇集到计量池，直接泵入消化器的前部，在反应器内搅拌装置作用下,配制成高浓度的发酵液（TS浓度在3~8.98%左右）。厌氧消化器产生的沼气经净化后贮存到贮气柜，供发电或炊用。沼渣、沼液由厌氧消化器自动溢流入贮液池内。贮液池内上清液直接用泵抽出用作蔬菜、大田作物有机肥；将泵从贮液池底抽出较浓的沼液打入压滤机进行固液分离。分离出的沼渣直接出售或添加多种生物和NPK

图6-1能源生态型生产工艺流程图

等添加剂，制成复合肥料；沼滤液作蔬菜和果树等作物的叶面肥。为保证厌氧消化器的发酵温度，需采用锅炉等热源对其加热。其生产工艺流程如上图6-1所示。

6.2.2典型能源环保型处理利用工艺

6.2.2.1 工艺要求和特点

工艺适宜条件：

1)规模化养殖场，最小污水处理量为每天50t；

2)项目建设点周边排水要求高，污水需达标排放。

工艺特点：

1)在工艺前期尽可能通过物理方法去除污水中的固形物，降低厌氧消化器工作负荷。

2)牛舍内清出的粪便以及固液分离机分离的粪渣可制作有机肥或直接外卖；

3)污水达标排放，有效防止二次污染；

4)沼气产量小；

5)主体工程投资大、运行费用高；

6)操作与管理水平要求较高。

6.2.2.2工艺说明

采用能源环保型的沼气能源环境工程，项目建设目标是实现污水的达标排放、固体粪便制作有机肥，并通过对沼气的利用降低工程运行费用，此类工程项目具有良好的社会效益。目前该工艺一般采用高效厌氧反应池(UASB)与先进的好氧反应池(SBR)相结合的典型工艺路线。

6.2.2.3 工艺流程

畜禽舍污水经管道引入集水池，经污水泵提升至固液分离机；分离出的污水自流入沉淀池，进一步去除水中的杂物；沉淀后污水经酸化调节池后进入UASB厌氧消化器；经厌氧消化后污水自流入调节池，根据SBR池的要求，泵入 SBR池。为进一步达到节能和有效去除氨氮的目的，一般设置稳定塘，以确保水质达标排放。沉淀池、UASB池和SBR池的污泥排入干化场，经干化后和畜舍清出的鲜粪经好氧发酵后可作为优质有机肥料使用。

图6-2环保型生产工艺流程图

UASB池在进行厌氧生物反应过程中产生的沼气经过净化送入贮气柜供发电或炊用。其生产工艺流程如图6-2所示

工艺选择

根据尚志蒙牛现代牧场有限公司的提供的基础资料，其基础情况如下所示：

1)年存栏奶牛10000头；

2)每天排放的污水量约450m3，主要为尿液和冲洗挤奶厅污水；

3)每天收集的鲜粪量为350t左右；

4)与尚志牧场相临的饲料草基地10万亩。

根据尚志蒙牛现代牧场有限公司的基础资料以及能源环保型与能源生态型工艺要求和特点，确定尚志蒙牛现代牧场有限公司大型沼气能源环境工程选择能源生态型工艺技术方案。

选择能源生态型工艺的原因在于：

1)年存栏奶牛10000头，为沼气工程提供粪便350t/d，牧场粪便为工程提供了稳定发酵原料；

2)在调节发酵原料浓度时，能够完全利用其450m3的污水，不需要针对污水再作处理；

3)牧场周围的10万饲料草基地，可完全消纳工程生产的沼渣、沼液，并通过减少购买有机肥产生良好的经济效益；

4)选择能源生态型工艺，投资少、运行费用低、管理操作简单。

通过该项目的建设，将尚志蒙牛现代牧场有限公司和周围的饲料草基地有机的结合起来，建立良性的生态循环系统，保障了尚志蒙牛现代牧场有限公司经济可持续发展。

工艺设计

6.4.1工艺流程

根据典型能源生态型处理利用工艺，结合尚志蒙牛现代牧场有限公司基础情况，尚志蒙牛现代牧场有限公司大型沼气能源环境工程工艺流程图见图6-3。

牧场污水通过排水沟自流汇集到酸化池，酸化池的水通过泵打入搅拌池与牛粪混合，因尚志地区气温较低，进入搅拌池的牛粪必须考虑保温措施，拟采用大棚将牛粪罩住，防止牛粪结冻。搅拌池前设置两道格栅，以清除污水中的长草和粗纤维；再进入加温计量池进行加温（冬季），设提升泵定时定量地按照工艺要求将污水输送到USR反应器；USR反应器内上清液通过水压排入沼液池；经发酵后的牛粪排入沼渣池，通过污泥泵将沼渣抽至脱水机进行固液分离，分离的沼渣(含水率75%左右)作为基肥施用于饲料草基地；分离的沼液流入沼液池，通过管道将液体有机肥料直接施用于饲料草基地；厌氧消化器产生的沼气经脱硫、脱水等设备净化后贮存于贮气柜，供沼气发电机发电。

粪尿及冲洗废水牛粪

电力输出酸化池泵搅拌池长草和粗纤维

泵

余热

发电机加温计量池

泵

贮气柜沼气净化系统 USR反应器沼渣池

泵

沼气加热锅炉脱水机生产有机肥

沼液池

农业基地

图例：

污水管路污泥管路沼气管路

图6-3工艺流程图

6.4.2 工艺设计说明

1）酸化池

冲洗废水及尿液通过牧场的集水井泵入酸化池，在此停留一段时间进行酸化。废水泵入搅拌池与牛粪混合。

2）搅拌池

在粪污进入处理设施之前设置搅拌池，粪污的排放具有一定的时间性，为了使粪与污水充分混合，粪中的大部分可溶性有机物进入废水中。所以在粪污的处理过程中，必须将粪污引入搅拌池内进行搅拌，以保证后续处理构筑物进水水质、水量的均匀。同时，由于牛粪中含有大量的长草等粗纤维，在经过搅拌后将这些长草从粪污中分离出来，保证泵的正常运行。牛粪中含有的少量砂砾会沉积在搅拌池内，运行一段时间后需要对搅拌池进行清理。

3）加温计量池

粪污稀释废水引入计量池由水泵均匀提升至USR反应器，同时起到计量的作用。为了保证厌氧系统的温度在35℃左右，池内设有加热系统利用发电机余热给粪污加温，冬季时可利用沼气加热锅炉为粪污加温。

4） USR反应器

USR反应器是该粪污处理工程的主体构筑物。运行的基本原理是：粪污中的有机污染物在厌氧条件下经微生物降解，转化成甲烷、二氧化碳等，所产气体（沼气）含甲烷大于60%，同时降低了污染物的含量。反应器主要完成消化反应、污泥浓缩和出水澄清的功能。反应器采用升流式的进料方式，高浓度的污泥沉积在反应器底部，在进料时置换出含固量少的上清液，提高了固体停留时间。该反应器高出一般传统的厌氧消化池2-3倍，减小了后续处理段的进水负荷，从而降低工程造价。

USR反应器有以下特点：

①处理能力强，有机负荷高。处理效果高于同类处理工艺的2-3倍。

②运行管理简便，装置没有泵等复杂的电器需要人工操作，节省了人力，减少了动力消耗，同时具有投资少等优点。

③对各种冲击有较强的稳定性和恢复能力。

④无填料堵塞问题，运行稳定。

5）沼渣池

从USR反应器排出的沼渣进入沼渣池，这部分沼渣通过脱水形成含水率低的污泥，这部分污泥可以作为有机肥料。

6）沼液池

从USR反应器排出的上清液以及沼渣脱水产生的沼液可以作为液体肥料用于农田，当稀释牛粪的废水不足时可以用作稀释液回用到搅拌池。利用不完的废水需处理达到《畜禽养殖业污染物排放标准》后排放。

7）沼气的贮存与利用：

鲜牛粪的干物质浓度（TS%）一般为18%左右，牛粪每公斤干物质原料的最大产气率为0.2m3/kgTS，故每天沼气产量为Qmax=350t/d ×1000×18%×0.2m3/ kgTS=12600m3/d。

在稳定的工作运行状况下，每天可产沼气12600m3左右，沼气经气水分离器、脱硫净化塔净化处理后进入2000m3贮气柜。沼气作为清洁高效能源，热值为5500kcal／m3，每m3可发电1.5kWh。沼气在经过阻止回火器后，通过2台500kW沼气发电机组发电。

8）沼渣、沼液的利用：

厌氧消化器每天添加的发酵原料为800t，其平均TS%=9%，经沼气发酵后，排放的沼液（渣）仍为800t，但其TS%下降为4.5%左右，按上述固液分离的工艺，其悬浮物的平均转化率为40%左右，因此每日沼渣的排放量Q1=800T/d×（9%-4.5%）×60%÷25%=86.4t/d；每日沼液排放Q2=800t/d-86.4t/d=713.6t/d。

经厌氧发酵后的沼肥必须全部回收利用起来，用以补充饲料草基地用肥。综合利用的主要设施包括管道输送设备、和液肥喷灌设施等。

为了使液肥用于农田喷灌，一般田间地下设置ф100至ф150的水泥压力管，每50M左右设喷灌消火栓一组，配200M左右消防水带和消火喷枪，便于液肥的施用。

9）附属设施

根据工艺要求，附属设施有进料车间、干化车间、发电机房、办公室等。

项目建设沼气池容积7620m3，日生产沼气约12600m3。日处理尚志蒙牛现代牧场有限公司粪便约350t、牛场污水约450 m3。

粪便、污水经过厌氧处理，达到无害化。沼渣、沼液中寄生虫卵沉降率≥95%、血吸虫卵和钩虫卵在使用粪液中不得检出活的血吸虫卵和钩虫卵、粪大肠菌群数≤ 10-1。

该项目生产的沼渣、沼液可用于尚志蒙牛现代牧场有限公司周边饲料草基地有机肥需求的补充，充分发挥了沼渣、沼液产品优势，有效避免了沼渣、沼液在区域内过剩造成的污染。

该项目以沼气为核心，通过利用畜禽养殖场污水和固体粪便，利用沼气发电、沼渣、沼液用于饲料草种植。该项目将养殖业、种植业和工业有机结合起来，达到农业废弃物的无害化、资源化、减量化的目标；通过生产可再生能源缓解农村能源供需矛盾，降低不可再生能源的消耗；使项目区走上能源生态可持续发展的良性循环轨道，极大的促进了农村经济的可持续发展。

本项目建设用地10亩，新建酸化池600m3、搅拌池150m3、加温计量池100m3、USR反应器7620m3、沼渣池200m3、沼液池500m3、辅助建筑设施500m2、脱硫水封间100m3、发电机房90m2、贮气柜2000m3，以及相应的配套室外工程。

建筑工程

8.1.1设计依据

1）《建筑设计规范》；

2）《建筑设计防火规范》；

3）建筑及各专业提供的设计条件。

8.1.2 设计范围

该工程主要构筑物有：酸化池、搅拌池、加温计量池、USR反应器、沼渣池、沼液池、污泥池、辅助建筑设施、脱硫水封间、发电机房、贮气柜和值班室、化验室。其中酸化池、搅拌溶解池、加温计量池、USR反应器、沼渣池、沼液池、污泥池为钢筋混凝土结构；发电机房和值班室、化验室为砖混结构。

本大型沼气能源环境工程属尚志蒙牛现代牧场有限公司内新建工程，建筑设计要求美观大方。建筑物均为地上式单层建筑，建筑物内墙根据功能进行初级装修。建筑物地上部分外墙均采用外墙涂料装饰，涂料颜色应与整个养殖场建筑相协调。

构筑物具体形式、规模见表8-1。

表8-1 主要构筑物明细表

序号

名称

规格

单位

数量

酸化池

600m3

座

搅拌池

150m3

座

加温计量池

100m3

座

USR反应器基础

850m2

座

沼渣池

200m2

座

沼液池

500m3

座

辅助建筑设施

500m2

座

脱硫水封间

100m2

间

发电机房

80m2

座

贮气柜

2000m3

座

值班室、化验室

80m2

间

场区道路

500m

场区绿化

2000m2

围墙

500m

场区排水沟渠

500m

8.1.3工艺单元设计

1）酸化池（钢砼结构）

总容积：600m3

污水泵：80WQ50-16-5.5 2台（1用1备）

2）搅拌池（钢砼结构）（3座）

单容积：50m3

提升泵：CP511-150 3台

Q=145m3/h H=15m N=11kW

搅拌系统：三套

粗格栅：三套

3）加温计量池（钢砼结构）

总容积：100m3

提升泵：DFGG85-1 3台（2用1备）

Q=65m3/h H=60m N=18.5kW

加热系统：二套

搅拌系统：二套

4） USR反应器（钢结构）（3座）

投料量：800m3/d

总容积：7620m3

池体尺寸：D=18.0m H=10.0m

水封罐：3套

5 ）沼渣池（钢砼结构）

总容积：200m3

脱水机：3套（含渣浆泵）

6 ）沼液池（钢砼结构）

总容积：500m3

污水泵：80WQ50-16-5.5 2台（1用1备）

7）发电机房（砖混结构）

面积：80m2

热电联产机组： 2套

8）值班室、化验室（砖混结构）

面积：80m2

9）辅助设施（砖混结构）

面积：500m2

沼气加热锅炉：一套（自动控制）

10）贮气柜（钢砼结构）

体积：2000m3

电气、自动控制系统

8.2.1设计依据

(1) 建筑设计方案；

(2) 建筑及各专业提供的设计条件；

(3)《民用建筑电气设计规范》（JGJ/T16-92）。

8.2.2 设计范围

(1) 照明系统、接地系统设计；

(2) 各处理池污水泵和污泥泵控制系统的设计；

(3) USR反应器内温度控制系统的设计；

(4) 控制室的电气设计。

8.2.3 设计内容

1）用电负荷计算

动力设备容量 500 kW

照明容量 80kW

合计 580kW

2）动力系统

电源电压及配电系统：电源电压为380/220V，负荷等级为三级，单电源供电，在控制室中设置总配电柜，主干线采用YJV-0.6/1KV交联电缆，动力配电箱配电线采用BV-0.45/0.75KV全塑铜芯导线，穿钢管沿墙及地面铺设。

配电设备类型：总配电箱选用GHK-1型低压固定框，动力配电箱选用XXL-53型动力箱。

3）照明系统：电源电压为380/220V，设置2台照明配电箱，配电方式采用发射式。照明配电箱采用PZ-30型模数化终端组合电器。照明线采用BV-0.45/0.75KV型铜芯导线，穿钢管在墙板和顶板上明铺设。

4）接地系统：接地形式采用TN-C-S系统，在电源进线处设有总等位联接，接地电阻不大于4欧姆。

通用及专用设备选择

项目设备主要有预处理设备、进料系统、USR反应器内系统、固液分离设备、沼气净化设备等。具体设备型号、数量见表8-2。

表8-2 设备明细表

序号

名称

规格

单位

数量

搅拌系统1

套

搅拌系统2

套

粗格栅

套

污水泵

80WQ50-16-5.5

台

提升泵1

CP511-150

台

提升泵2

DFGG85-1

台

污泥泵

50WL20-7-0.75

台

USR分布系统

SF-USR-FB1

770

USR排渣系统

SF-USR-PZ1

770

USR顶盖

900

循环水泵

DFW65-125/2

台

USR反应器罐体

D=18.0m H=10.0m

座

水封器

套

沼气加热锅炉

台

加热系统

套

化验仪器

套

沼气净化系统

套

热电联产机组

套

贮气柜

2000m3

座

脱水机

套

保温大棚

个

电器仪表、管道阀门、防腐保温

公共工程

8.4.1场区总平面布置

沼气能源环境工程的总体布置应符合该沼气能源环境工程工艺的要求，布置紧凑，便于施工、运行和管理；结合地形、气象和地质条件等因素，经过技术经济分析确定；竖向设计应充分利用地形、设施高度，达到排水畅通、降低能耗、土方平衡的要求；构筑物的间距应紧凑、合理，并应满足施工、设备安装与维护、安全的要求；附属建筑物宜集中布置，并应与生产设备和处理构筑物保持一定距离；各种管线应全面安排，避免迂回曲折和相互干扰，输送污水、污泥和沼气管线布置应尽量减少管道弯头以减少能量损耗和便于清通；各种管线应用不同颜色加以区别。

8.4.2 场区工程

该沼气综合利用工程属新建工程，场区采用黑色铸铁铁艺围墙，现浇混凝土道路。建筑物与构筑物地上部分外墙均采用蓝、白色外墙涂料粉刷，涂料颜色应与整个养殖场建筑相协调，并在道路两边种植长青观赏树木，水工构筑物周围密植文竹，达到美观大方的效果,空地合理种植草坪与花卉。

8.4.3 安全与消防

沼气是可燃气体，适量与空气混合，遇明火便会发生爆炸，因此，厌氧消化器、贮气柜、沼气净化间等场所严禁明火，本工程配有消防水路及消防栓各一个，以供消防配用。同时备齐CO2灭火器和干粉灭火器材，并专人负责，定时检查，确保安全。厌氧消化器、贮气柜、沼气净化间等设施必须设有避雷装置，并每年测试一次，保证接地良好。

在工程运行期间，建立安全生产及机械保养制度，严格按照“设备说明书”、“操作规程及注意事项”等执行。

估算依据

其他工程费用费率依据《给排水工程概预算与经济评价手册》和当地经济情况而定。

投资估算

本项目总投入资金3590万元，其中土建投资265.3万元, 设备投资3114.9万元，工程建设其他费用139.6万元，其铺底流动资金70万元，详细情况见表9-1、表9-2和9-3。

表9-1 主要建筑、构筑物规模及投资表

序号

建设内容

建筑形式

单位

数量

单位造价(元)

合计(万元)

酸化池

钢砼

600

400

24.00

搅拌池

钢砼

150

400

6.00

加温计量池

钢砼

100

400

4.00

USR反应器基础

钢砼

850

1000

85.00

沼渣池

钢砼

200

400

8.00

沼液池

钢砼

500

400

20.00

辅助建筑设施

砖混

500

700

35.00

脱硫水封间

钢砼

400

2.00

发电机房

钢砼

400

3.20

贮气柜基础

钢砼

500

400

20.00

值班室、化验室

砖混

700

5.60

场区道路

500

400

20.00

场区绿化

2000

100

20.00

围墙

500

100

5.00

场区排水沟渠

500

150

7.50

合计

265.30

表9-2 设备明细表

序号

名称

单位

数量

单价（万元）

合计（万元）

搅拌系统1

套

12.0

搅拌系统2

套

8.0

粗格栅

套

0.8

2.4

污水泵

台

4.0

提升泵1

台

12.0

提升泵2

台

16.0

污泥泵

台

3.0

USR分布系统

770 M

0.224

172.8

USR排渣系统

770 M

0.11

84.7

USR顶盖

900 M

0.07

63.0

循环水泵

台

18.0

USR反应器罐体

座

180.0

水封器

套

195.0

加热锅炉

台

40.0

加热系统

套

18.0

化验仪器

套

3.0

净化系统

套

213

426.0

热电联产机组

台

739

1478.0

贮气柜

座

130

130.0

脱水机

套

63.0

大棚保温

个

45.0

电器仪表、管道阀门、防腐保温

141

141.0

合计

3114.9

表9-3 其他部分

序号

主要工程项目

取费标准

估算价（万元）

可研报告编制费

0.30%

10.1

设计费

1.00%

33.8

监理、管理、招标费

1.00%

33.8

菌种培养、系统调试费

0.80%

27.0

不可预见费

34.8

合计

139.6

资金筹措

项目总投资3590万元。其资金来源如下：

（1）中央预算内基本建设投资2046万元；

（2）建设单位自有资金1544万元；

项目建设期限

项目建设期限为半年。

项目实施进度表

内容时间

设计阶段

土建施工及设备订购阶段

设备安装

调试和人员培训

运行达产，组织验收

施工期环境影响分析

施工期间会产生少量建筑废物和噪声、扬尘，运送材料的汽车产生间断性噪声，但由于该项目土建主要是设备基础，工程量较小，施工期短，离居民区较远，产生的影响较小，而且是可恢复的，采取一定的防护措施，如及时清运垃圾废物，施工现场洒水，减少夜间作业等，使施工期的影响减到最小。

运行期环境影响分析

为防止污染，保护环境，为工作人员提供一个良好的工作环境，需做好以下环境保护工作：

各畜禽场应尽可能减少冲舍用水量，降低畜粪水分，以利于清粪和处理。同时，畜禽粪便的运输应妥善安排,防止散落；

本项目的环境管理和安全防护工作将制定相应规章制度，签定有关协议，落实环境保护和安全防护的对策措施，确保沼气综合利用工程的正常运作；

沼气发电产生的电力为可再生能源，称为“绿电”，替代煤等化石能源产生的电力，减轻了大气污染，还降低了温室气体CO2的排放；

沼渣、沼液是优质有机肥，主要施用于尚志蒙牛现代牧场有限公司10万亩饲料草基地。沼渣、沼液的施用，改善了土壤质量，增加了土壤肥力，减轻了农业面源污染，促进项目区水土资源的合理利用和生态环境的良性循环，有利于发展无公害食品和绿色食品。

项目组织管理

项目建设将严格按《农业部基本建设管理办法》执行。由黑龙江省尚志市农业局和尚志蒙牛现代牧场有限公司制订切实可行的实施计划，建立两级负责的领导责任人制度。黑龙江省尚志市农业局为项目主管单位，负责项目的计划落实、技术质量和资金使用监督。尚志蒙牛现代牧场有限公司为建设单位，负责组织项目设计与施工的组织管理，并负责建成后的运行管理。

在项目施工方面，严格执行相关国家或行业标准，项目施工采用招投标制，由有资质、具备丰富施工经验的单位施工；项目管理人员由尚志蒙牛现代牧场有限公司选择文化素质高、业务好、经验丰富的技术人员组成，在进行定点培训、考核合格后，负责该项目的运行管理工作。

在项目资金管理方面，所有项目资金支出都要经法人代表审查签字。项目财务人员必须按照制度认真审查凭证，如实、及时登记帐簿，填送财务报表，妥善保管财务档案。项目资金管理要接受审计部门和上级主管部门的审计监督。国家下拨的资金必须专帐管理，专款专用，纳入项目统一管理、使用和核算。任何组织和个人不得截留、挤占和挪用项目资金。

项目运行

项目完成后，将建立专门的运行管理机构，由经过专业培训的持证人员，负责操作管理。为了加强管理，减少费用，整个项目管理及操作人员统一安排。

该项目实行每天二班运转管理，需要管理人员4人。沼液喷灌等事项，由项目管理办公室和饲料草基地统一协调，按照市场机制进行操作和管理。

本工程的经济分析按照国家发改委、建设部的《建设项目经济评价方法与参数》要求，结合黑龙江地区的实际情况进行分析：

项目计算期：建设期为1年，折旧期综合按15年计算。

取价标准：发电按照公司提供的当地价格0.65元/kWh计，沼渣肥按照售价100元/吨计，沼液按照10元/m3计。

经济效益

13.1.1收入部分

利用养殖场畜禽粪便为原料生产沼气，既解决了能源紧张状况，同时生产的沼渣肥沼液可减少农药、化肥用量，提高农作物产品质量。

（1）沼气：年产沼气459.9万m3，全部沼气用于发电，可发电689.85万kWh，按当地电价0.65元/kWh计算，年可获效益448.4万元。

（2）沼渣、沼液：产生沼渣3.1万吨/年，每吨按100元计，年产值310万元；产生沼液25.7万吨/年。每吨按10元计，年产值257万元，预计可实现产值567万元。

合计：收入为1015.4万元。

13.1.2运行成本

（1）折旧费：3590万元/15年＝239.3万元

（2）机械维修费：51万元

（3）人工费：32万元

（4）动力费：110万元

合计：年运行费用432.3万元。

13.1.3 年经济效益

本项目年增收合计1015.4万元。年运行费用约432.3万元，净收入583.1万元。

13.1.4 投资回收期

总投资3590元，年净收583.1万元。

工程总投资3590万元

年净收入583.1万元

投资回收期＝＝ 6.2年

环境效益和社会效益

1）本项目的实施为解决养殖场普遍存在的粪尿流失、污染河道等问题找到了一条科学的出路，畜禽场周围的环境卫生也将因此得到显著提高。随着畜禽粪便处理工程的实施，每年仅从牛场排放的污水中就可削减污染物排放量约为：CODcr2625T/a、BOD875T/a、SS437.5T/a、NH3—N218T/a、总磷17.5T/a。从数据中可以看出，沼气能源环境工程项目有着很好的环境效益。

2）沼渣、沼液是优质有机肥料，适当施用可改善土壤颗粒结构，增加土壤肥力，可显著提高农作物的产量。同时农作物的产品质量也大大提高，且化学污染少，符合可持续发展战略的需要。

3）本项目实施后，畜禽污水经过厌氧发酵变成有机液肥还田生产农作物，可少施或不施农药和化肥。

4）畜禽粪污经过治理后，杀灭了大量有毒害病菌，切断病疫传播途径。

5）畜禽粪便经过无害化处理，变废为宝，使有害有机粪污变为生产绿色无公害有机农副产品必须肥料，为我国农副产品出口创汇提供了有利条件。

8、为农业提供增产增收，提高品质的肥源。尿污水经过厌氧发酵后，形成氮、磷、钾兼备的有机液肥，喷施于水果上，可防虫，增产提高品质；用于蔬菜喷施上，可关闭植物生长细胞、抗旱增产增收。

9、沼气发电可解决养殖场生产、生活用能。

10、随着生态牧业工程的实施，不仅改善了畜牧场周围的环境，同时也给附近的种植农户带来了良好的经济效益。尚志蒙牛现代牧场有限公司是一个以畜牧业为主的龙头企业，生态牧业工程的实施，可以起到一个龙头企业的示范作用，带动一批畜禽专业户的发展，从而使畜牧养殖业成为引导农民致富，振兴和发展农村经济的一大产业支柱。

从以上分析可见，本项目具有良好的生态效益、社会效益和一定的经济效益，项目是可行的。

本站仅提供存储服务，所有内容均由用户发布，如发现有害或侵权内容，请点击举报。