【文章內容簡介】 業(yè)和居民的用電，同時對發(fā)電機廢熱進行有效回收利用對外輸出熱能，可用于沼氣生產過程中的原料增溫或廠區(qū)供熱。采用熱電聯(lián)產技術，相對于沼氣直接燃用，能量利用率提高 30%60%。其市場需求分為內部需求和外部需求兩部分，內部需求 主要考慮場區(qū)本身的用電需求（電能輸出部分）、沼氣生產原料的用能和場區(qū)供熱（熱能輸出部分）三個部分；外部需求主要考慮周邊半徑在 3 公里內居民或企業(yè)用電需求，如項目發(fā)電量超過 500kwh,可考慮發(fā)電并網(wǎng)。 圖 31 沼氣發(fā)電流程圖 （ 2）沼氣作民用和工業(yè)用燃料 沼氣主要成分是甲烷，通常占總體積的 60～ 70%，熱值在 20930～25120kJ/m3，抗爆性能好，完全燃燒時僅剩二氧化碳和水，是一種高熱值的清潔燃料，可用于替代天然氣或液化氣向居民集中供應，用于炊用，也可以向用能企業(yè)供應作為燃料。作為燃料按 照熱值折算， 1m3 沼氣相當于 標準煤。其市場需求分為內部需求和外部需求兩部分，內部需求主要考慮場區(qū)本身炊用供氣需求、廠區(qū)供熱需求量部分；外部需求主要考慮周邊半徑在2 公里內村民集中炊用供氣和企業(yè)工業(yè)燃料需求兩部分。沼氣 作民用和工業(yè)用燃料 的需求預測詳。 （ 3）沼氣作車用燃料 甲烷占沼氣總體積 60～ 70%，通過 PSA 分子篩變壓吸附法或化學吸收法對沼氣進行提純凈化，去處其中大部分 CO2和 H2S,完全可以達到國家車用天然氣標準，替代天然氣供車用，是一種優(yōu)良的可再生車用能源。如半徑在 300 公里內有天然氣加氣站 ，可將其作為沼氣的重要市場需求考慮。 本沼氣工程產生的沼氣主要用于供給山亭區(qū)水泉鎮(zhèn)田坑村 300 戶村民的戶用沼氣， 每天村民用氣量按照 2m3/戶計，村民用氣量 600 m3；養(yǎng)殖場內部每天消耗約 30 m3；其余 部分在冬季作為厭氧消化器加熱鍋爐的燃料。 沼液和沼渣及普通有機肥 利用沼渣生產的沼渣有機肥，在保持和提高土壤肥力的效果上遠遠超過化肥?；手械牧姿徕}會與土壤中的石灰質、鐵反應形成沉淀物，大大降低磷的利用率。沼渣肥料中的磷屬有機磷，肥效優(yōu)于磷酸鈣，不易被固定，相對提高了磷肥肥效。沼渣中的有機質在積 肥、施肥過程中，經(jīng)過微生物的加工分解以至重新合成，最后形成腐殖質儲存在土壤中。腐殖質對改良土壤、培養(yǎng)地力的作用是多方面的：它能調節(jié)土壤水分、溫度、空氣和肥效，適時滿足作物生長發(fā)育的需要；能調節(jié)土壤的酸堿度，形成土壤的團粒結構；能延長和增進肥效，促進水分迅速進入植物體，并有催芽、促進根系發(fā)育和保溫等作用。同時有機質腐熟后，形成較高量的胡敏酸， 具有典型的親水膠體性，能把細小的土壤粘結起來形成較大的系多吸收養(yǎng)分，改良土壤并提高產量。 沼渣制成的沼渣肥料，其養(yǎng)分全面，有機質含量高，在貯存、運輸、使用等方面大為改善 ，同時沼渣肥料售價適宜，加入配料（稻草、秸稈等）進行復混處理后的有機復合肥售價在 500 元～ 700 元 /噸。目前沼渣肥的使用對象主要是蔬菜、果園等綠色食品生產基地，和城鎮(zhèn)綠化、花卉培育。隨人民生活水平質量不斷提高，更加崇尚無公害、安全、優(yōu)質、營養(yǎng)綠色的有機畜農產品，沼渣肥的用途和用量增長潛力巨大，據(jù)測算，全國有機農產品對沼渣肥的需求在 億噸以上，而目前沼渣肥的產量約 17 萬噸，僅滿足市場需求的 ％，沼渣肥生產具有廣闊的市場發(fā)展空間和前景。 沼氣工程產生的沼液本身即為天然有機肥料，可用于農田施肥和瓜果大棚 蔬菜等經(jīng)濟作物施肥，還可作為高檔肥原料進一步深加工后生產各種專用有機肥。沼液還可作為養(yǎng)豬和養(yǎng)魚的飼料，作為農藥替代部分化學農藥，另外還可用于改造鹽堿地，提高土壤肥力。其需求分為內部需求和外部需求，內部需求主要考慮場區(qū)所屬的農田和經(jīng)濟作物用肥需求、飼料需求、農藥需求和高檔肥原料需求；外部需求主要考慮場區(qū)周邊半徑 10 公里以內農田用肥需求、經(jīng)濟作物用肥需求、農藥需求和高檔肥原料需求，另外，如周邊有鹽堿地可考慮鹽堿地改造用肥需求。 本工程產生沼渣肥為 2190 噸 /年，經(jīng)初步加工可外售農戶，用于果樹以及蔬菜施肥，利于增 產增收；沼液 14600 噸 /年，用于直接灌溉周邊 田地 。 第三章 項目建設單位基本情況 項目所在地區(qū)基本情況 地理位置 山東省棗莊市山亭區(qū)位于棗莊市東北部，地處北緯 34176。54′00″ 至 35176。19′20″ 和東經(jīng) 117176。14′00″ 至 117176。44′20″ 之間。東鄰蒼山縣、費縣、平邑，西鄰滕州市，北與鄒城市接壤，南與市中區(qū)、薛城區(qū)毗鄰。東西最寬處 39 公里，東南西北斜長 公里，總面積 1018 平方公里。山亭區(qū)組建于 1983 年 11月，是棗莊市市轄縣級區(qū)，地處山東省南部、棗莊市東北部，總面積 1018 平方公里，轄 8鎮(zhèn)、 1鄉(xiāng)、 1 處街道， 268個行政村（居）， 50 萬人。境內資源豐富，能源充足，交通便利 。 山東省棗莊市山亭區(qū)水泉鎮(zhèn)位于棗莊市北部山區(qū)，與平邑縣接壤，屬純山區(qū)，共 6個辦事處， 36 個 行政村， 75 個自然村， 1萬戶， 4萬人。總面積 平方公里，共有大小山頭 173 座，多為青石山和砂石山。水泉鎮(zhèn)地處沂蒙山系西南麓，屬低山丘陵區(qū)，地勢東高西低，東部巒峰連綿，西部山少地坦，山間小氣侯條件優(yōu)越，環(huán)境優(yōu)美，全鎮(zhèn)林地面積達到目的萬畝，林木覆蓋率達 %。該鎮(zhèn)果樹資源豐富，果樹面積達 萬畝，是魯 南地區(qū)最大的優(yōu)質果品生產基地和大棚果生產基地。 沼氣項目所在地水泉鎮(zhèn)田坑村位于水泉鎮(zhèn)政府駐地西南，距水泉鎮(zhèn)政府駐地 公里。 氣候條件 山亭屬于溫帶季風型大陸性氣候，大陸度為 %，一般盛行風向東風和東南風，年平均風速為 ，夏季平均風速 ，冬季平均風速 m/s，瞬時最大風速 ，風向年主導風向 ENE，夏季主導風向 E，冬季主導風向 ENE。但受海洋一定程度的調節(jié)和影響，氣候資源豐富，具有氣候適宜、四季分明、雨量充沛、 氣溫較高、光照充足、無霜期長等特點。 山 亭區(qū)冬無嚴寒，夏無酷暑，年均氣溫 ℃ ，其中最熱月份 7 月平均氣溫℃ ，最冷月份 1月平均氣溫 ℃ ，累年極端最低氣溫 ℃ ，極端最高氣溫℃ 。無霜期平均 200 天左右，最長 227 天，最短 165 天。平均初霜期多出現(xiàn)在10 月下旬，終霜期為 4月上旬，歷年凍土最大深度 29cm。 山亭光能資源豐富，全區(qū)年平均日照時數(shù)長達 2400~2800 小時，太陽總輻射年均 千卡 /厘米 2，生理輻射總量為 59 千卡 /厘米 2。除 1 月份平均氣溫在 2~2℃之間外，其他各月均在 0℃ 以上。年積溫為 ~℃ 。 山亭區(qū)雨量充沛，年平均降水量 875 毫米， 70%集中在 6— 9 月份，約為 612 毫米，其他月份年降水量約為總量的 30%，約 263 毫米。年平均相對濕度 66%，最高月相對濕度 80%（ 7 月、 8月），最低月相對濕度 58%（ 2 月、 3月）。暴雨次數(shù)少，強度不大，時間集中，受地形影響大，一般很少發(fā)生，防洪能力 50 年一遇，洪峰量400m3/s，洪水在河道處水深 5 米。暴雨平均初日為 6 月 22 日，終日為 8 月 29 日，初終間日數(shù)約為 69 天。多年平均暴雨量為 毫米。雷擊天氣發(fā)生較少，有則多發(fā)生在 6— 9 月份， 7— 8月份為重 點月份。 項目建設單位基本情況 棗莊市山亭區(qū)鴻智畜禽養(yǎng)殖專業(yè)合作社注冊資金 780 萬元，入社成員 126 戶，年出欄 生豬 頭 ， 肉牛 萬 頭 。合作社為成員提供技術培訓、技術交流服務，嚴格執(zhí)行“統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一引進、統(tǒng)一飼料、統(tǒng)一防疫、統(tǒng)一銷售”五統(tǒng)一的管理模式，降低養(yǎng)殖風險，增加養(yǎng)殖戶的收益。 第四章 項目選址分析 項目選址原則 項目所在區(qū)有關發(fā)展規(guī)劃 （ 1）國家和地方有關規(guī)劃； （ 2）項目區(qū)的技術和管理條件； （ 3）種植業(yè)或養(yǎng)殖業(yè)的適宜性。 項目選址原則 （ 1）符合 國家土地政策、生態(tài)農業(yè)發(fā)展規(guī)劃和城鎮(zhèn)建設規(guī)劃要求； （ 2）符合項目對原料、供熱、水和電的供應需求； （ 3）交通方便，運輸條件優(yōu)越； （ 4）充分利用地形地貌，地質條件符合要求； （ 5）滿足符合養(yǎng)殖場防疫要求，并遠離水源； （ 6）基礎條件適合與沼氣工程項目的特定生產條件需要和排放要求： 在項目所在地 田坑 村， 有 3000 畝冬桃種植基地和 2000 畝蔬菜種植基地，均 采用本沼氣工程產生的沼渣沼液作為有機肥料，具有沼液消納的配套種植土地。 （ 7）有可供利用的社會基礎設施和協(xié)作條件。 項目建設地址 根據(jù)項目選址原則， 結 合 棗莊市 山亭區(qū)水泉鴻智畜禽養(yǎng)殖專業(yè)合作社 實際情況，項目建設地址在 棗莊市 山亭區(qū)水泉鴻智畜禽養(yǎng)殖專業(yè)合作社 養(yǎng)殖場內。 將項目建設點選擇在 棗莊市 山亭區(qū)水泉鴻智畜禽養(yǎng)殖專業(yè)合作社 內 的理由在于： （ 1）養(yǎng)殖 合作社 有充足的沼氣發(fā)酵原料； （ 2）企業(yè)已經(jīng)認識解決糞便污染問題的緊迫性，正在積極籌措資金，籌備建設沼氣工程； （ 3）項目建設點區(qū)位優(yōu)越，交通便利； （ 4）該項目所在地盛產大豆、蔬菜和水果等 ， 且建設點緊鄰周圍農民的蔬菜基地，雄厚的生態(tài)農業(yè)為消納大量沼渣、沼液提供了得天獨厚的條件。 項目建設條件 項目選址要符 合沼氣工程具備的地質地貌，選址應符合養(yǎng)殖廠整個生產系統(tǒng)的規(guī)劃和要求，并應根據(jù)以下因素綜合考慮確定： (1) 在畜禽養(yǎng)殖廠和和附近居民區(qū)主導風向的下風側； (2) 在畜禽養(yǎng)殖廠的標高較低處； (3) 有較好的工程地質條件； (4) 滿足防疫要求； (5) 有方便的交通運輸和供水供電條件。 具體設計要求 沼氣工程的總體布置應考慮到養(yǎng)殖場遠期生產規(guī)模擴展的可能性，如必要，應依此作出分期建設方案。 （ 1） 總體布置應滿足沼氣工程工藝的要求，布置緊湊，便于施工、運行和管理。應結合地形、氣象和地質條件等因素，經(jīng)過技 術經(jīng)濟分析確定。 （ 2） 豎向設計應充分利用原有地形坡度，并達到排水暢通、降低能耗、土方平衡的要求。 （ 3） 構筑物的間距應緊湊、合理，并應滿足施工、設備安裝與維護、安全的要求。 （ 4） 附屬建筑物宜集中布置，并應與生產設備和處理構筑物保持一定距離。 （ 5） 厭氧消化器、貯氣柜、輸氣管道的設計及防火要求見 GBJ16 中的相關規(guī)定。 （ 6） 各種管線應全面安排，避免迂回曲折和相互干擾，輸送污水、物料和沼氣管線布置應盡量減少管道彎頭，以減少能量損耗和便于清通。各種管線應用不同顏色加以區(qū)別。 （ 7） 應設置廢渣等物料堆放及停車的場地。 （ 8） 平面布置應留有汽車進出通道 ，各建筑物間應留有連接通道，其設計應符合下列要求： 1）主要車行道的寬度：單車道為 3m，雙車道為 5m，并應有回車道。車行道轉彎半徑不小于 6m； 2）人行道的寬度為 1m ～ ； 3）通向建筑物頂端的扶梯與水平面夾角不大于 40176。 ,其寬度 m～ m； 4）高架物上不經(jīng)常通行的部位可設置爬梯 ,其寬度為 ； 5）綠地面積不宜小于總面積的 30％。 6）各建筑物和構筑物群體效果應與周圍環(huán)境相協(xié)調。 7）主要畜禽污水處理設施應設置溢流口、排泥管、排空閥和檢修人孔。厭氧消化器和貯氣柜應設有安全窗，確保 裝置正常運轉。 8）應設置給水和排水系統(tǒng)，攔截暴雨的截水溝和排水溝應與場區(qū)排水通道相連接。 9）應配置簡單的化驗設備和必要的儀器、儀表、自動控制設備及沼氣流量計。 10）處理構筑物和貯氣柜應設置護欄等安全設施，護欄高度不宜低于 。 11）沼氣工程應有保溫防凍措施。 12）沼氣工程供電應按三類負荷設計，廠區(qū)內設置操作控制間、獨立的動力和照明配電系統(tǒng)。 13）沼氣工程的安全、防爆、防雷與接地參照 GB1280 GB5002 GBJ16 、GB5005 GBJ65 等的相關規(guī)定執(zhí)行。 14）控制室應有良好 的照明，設有監(jiān)控所有設備運轉、故障、程序操作、顯示的控制屏（臺），操作應具有集中與就地操作的功能。應有緊急狀態(tài)報警裝置。應設有值班人員休息室。 第五章 工藝技術方案 工藝設計原則 (1) 建設單位的經(jīng)濟條件和投資目的； (2) 養(yǎng)殖場 的地理位置、處理規(guī)模和糞污特點； (3) 工藝路線的能量和物料衡算，地方政府的要求和業(yè)主的實際操作水平，創(chuàng)建“示范工程”、“樣板工程”或“放心工程”。 工藝方案比較 國內外發(fā)展現(xiàn)狀 國外的沼氣技術以歐洲最為發(fā)達，尤其是丹麥和德國 ，大多數(shù)采 用各類有機廢棄物為原料，經(jīng)粉碎后進行高濃度物料的 CSTR 全混式厭氧發(fā)酵，沼氣絕大部分用于熱電聯(lián)產（ CHP），電能直接并網(wǎng)，沼液施用農田。單位有效消化器罐容最高可達 5～7m3/m3,產氣效率是國內的 2～ 5 倍，有完善的立法和管理，具備市場化推廣和運作的條件，帶來了明顯的環(huán)境效益和社會效益。 我國從 90年代初開始，截止 到 2020 年底運行的畜禽養(yǎng)殖場大、中型沼氣工程約