【正文】 沼氣工程在新農(nóng)村建設、農(nóng)村環(huán)境整治、可再生能源發(fā)展方面有著重要的作用，能促進人與自然的和諧、物質(zhì)文明和精神文明的協(xié)調(diào)，是資源節(jié)約型、清潔生產(chǎn)型、生態(tài)保護型、循環(huán)經(jīng)濟型的經(jīng)濟發(fā)展的必由之路。同時，要增加投入，加快沼氣新技術(shù)推廣，加強沼氣服務體系建設，進一步強化項目管理，推進沼氣 工程 又好又快發(fā)展。在國債項目的帶動下， 2020 年各地安排支持農(nóng)村沼氣建設的財政資金超過 15億元 ，沼氣產(chǎn)業(yè) 呈現(xiàn)出良好的發(fā)展局面 。具體到畜禽糞便資源化技術(shù)，國內(nèi)相關專業(yè)設計院可根據(jù)豬糞、雞糞、牛糞等原料特殊性的差異，進行包括預處理、厭氧、沼氣輸配、制肥、消化液后處理的全部設計；某些單項技術(shù)和指 13 標，如在 生物厭氧發(fā)酵機理研究、不同糞便發(fā)酵工藝的制定、沼氣產(chǎn)氣率、 COD 去除率已居國際領先水平。上海星火農(nóng)場、浙江浮山養(yǎng)殖場、沈陽馬三家養(yǎng)豬場以及上海嘉定種畜場沼氣供應站等建設在不同地區(qū)、不同自然條件下，并成功運行五年以上的試驗工程，為本項目的設計、建設和運營管理提供了良好的借鑒和參考。我國開展沼氣發(fā)電領域 的研究始于二十世紀八十年代初，用于沼氣發(fā)電的設備主要有內(nèi)燃機和汽輪機。 內(nèi)蒙古 杭錦后旗永增奶牛良種繁育有限責任公司 ，在“公司+基地 +農(nóng)戶”飼養(yǎng)模式的基礎上，近年來，進一步推出 良種繁育與 奶源基地的“集約化生產(chǎn)、產(chǎn)業(yè)化經(jīng)營、一體化發(fā)展、規(guī)范化管理”的經(jīng)營模式，集中建成了一批集 奶牛繁育、 奶牛飼養(yǎng)、秸稈貯存、飼料供應、糞便處理、沼氣利用、防疫滅病、胚胎移植于一體的“托牛所”、“奶牛公寓”和奶牛生態(tài)養(yǎng)殖園區(qū)。項目中所產(chǎn)生的沼氣、電力、肥料和沼渣沼 14 液等產(chǎn)品，全部可以用于 永增奶牛良種繁育 場區(qū)內(nèi)生活、生產(chǎn)用能和用肥，不存在 產(chǎn)品銷路、土地消納和二次污染的問題。 永增奶牛良種繁育 有限公司自成立以來，就十分重視生態(tài)建設，建場伊始就樹立了生態(tài)養(yǎng)殖的新理念，規(guī)劃設計己將沼氣工程納入重要建設內(nèi)容。 通過大中型沼氣工程建設，在治理環(huán)境污染的同時，促進畜禽糞便的資源化利用，既解決污染問題，確保資源合理利用，能夠有效地發(fā)揮項目 區(qū)資源優(yōu)勢，促進農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化經(jīng)營，進一步改善農(nóng)村生態(tài)環(huán)境，解決項目區(qū)勞動力就業(yè)、農(nóng)民增收、農(nóng)村經(jīng)濟和企業(yè)發(fā)展的問題，確?？沙掷m(xù)性發(fā)展戰(zhàn)略的順利實施。畜牧、環(huán)保、衛(wèi)生防疫部門通力協(xié)作，相關企業(yè)和廣大養(yǎng)殖戶廣泛參與，堅持“預防為主，防重于治”的方針，采取綜合防治措施，“治本治表，表本兼治”，才能從根本上解決畜牧業(yè)的污染問題。在技術(shù)使用實踐中形成了較為完備的技術(shù)體系，有多種技術(shù)方案可供選擇。本著污染少、成本低、飼料報酬高的原則，精心平衡日糧中的各和營養(yǎng)成份，最大限度地提高畜禽對營養(yǎng)物質(zhì)的消化利用，以減少因糞尿排匯造成的污染。應用植酸酶，降低硫的排出，同時可替代 硫酸氫鈣，有助于生態(tài)環(huán)境的保護。為了減輕奶牛糞污及其氣味的污染，從預防的角度出發(fā)，可在飼料或墊料中添加各類除臭劑，如應用環(huán)保安、絲蘭屬植物提取液、酶制劑、沸石、活性碳、凍干酵母培養(yǎng)物、酸化劑等可提高營養(yǎng)物質(zhì)的消化率并具有除臭效果。 機肥 牛的糞尿是一種很好的有機肥料，可直接噴酒于田間，入發(fā)酵池發(fā)酵或高溫堆肥法。堆肥過程中產(chǎn)生的高溫（ 5070℃）可殺死病源微生物及寄生蟲卵，達到無害化處理的目的，從而獲得優(yōu)質(zhì)有機肥料。 常規(guī)的污水處理方法是沉淀、過濾和消毒，使得固液分離。 糞便的再利用技術(shù) 用作培養(yǎng)基料：用牛糞作培養(yǎng)基料，可以養(yǎng)殖蚯蚓、蝸牛、蠅蛆等，還可以培養(yǎng)食用菌（蘑菇），真正體現(xiàn)了“變廢為寶”的價值。通過建立生態(tài)工程模式，使的奶牛飼養(yǎng)走向良性循環(huán)的軌道，有效地解決糞便、污 水的污染問題，同時大大地提高了生產(chǎn)效益。光合細菌經(jīng)過加工制成蛋白質(zhì)飼料，余下的糞渣作飼料基地的肥料；余下的料液流入無土栽培室，種植蔬菜和其他作物；經(jīng)無土栽培使用后的料液送入池塘養(yǎng)鴨、魚和水生植物。 搞好牛場綠化 綠化可以凈化空氣，美化環(huán)境，減弱噪聲，改善牛場小氣候，同時也能起到隔離作用。 樹干、樹葉還能阻礙風沙的侵襲，對空氣中攜帶的病 18 原微生物具有過濾作用，有利于防止疾病的傳播。因此，綠化設計是整個牛場設計的一部分，對綠化應進行統(tǒng)一規(guī)劃和布局，以免牛場建成后不能滿足需求時再進行綠化。灌木可選用紫穗槐、刺枚、丁香等。 19 第 四 章 市場供求分析與預測 源市場分析預測 沼氣是一種優(yōu)質(zhì)能源，主要成份是 CH4，含量約 60%。而夏季正是沼氣的高產(chǎn)季節(jié)，如果利用沼氣發(fā)電，可在一定程度緩解電力不足的危機。 本項目日產(chǎn)沼氣 700m3，全年生產(chǎn)的沼氣約為 m3，其中一部分提供生活生產(chǎn)用能 m3，一部分用于沼氣發(fā)電（約 萬 m3），日發(fā)電 750 千瓦時，年產(chǎn)沼氣發(fā)電 萬千瓦時；主要用于供給牛場消毒、 擠 奶設備和動 力使用。沼氣則用于園區(qū)內(nèi)鍋爐供熱、炊事用能等，節(jié)省煤炭等商品常規(guī)能源，改善現(xiàn)有工作環(huán)境和生活設施水平。沼肥是沼液和沼渣的統(tǒng)稱，由于有機物質(zhì)在厭氧發(fā)酵過程中，除了碳、氫、氧等元素逐步分解轉(zhuǎn)化成甲烷和二氧化碳等氣體外， 20 其余各種養(yǎng)分基本都保留在發(fā)酵后的殘余物 中。因此，沼肥含有豐富的養(yǎng)分，特別含有多種水溶性養(yǎng)分，是一種速效性的優(yōu)質(zhì)肥料。有機質(zhì)含量在 30%~50%，腐殖酸含量達到 10%~20%；全氮在 %~%，全磷（五氧化二磷）在 %~%，全鉀（氧化鉀）在 %~%之間。它們對農(nóng)作物生長發(fā)育具有重要的調(diào)控作用，參與了農(nóng)作物從種子發(fā)芽、植株長大、開花到結(jié)果整個過程。每畝施用 1000kg（濕重）沼渣，相當于土壤補充了氮素 3~4kg、磷 ~ ~。不僅達到了無毒無害化，而且增加了營養(yǎng)成分，提高了有機質(zhì)和腐殖質(zhì)含量，土壤理化性狀明顯改善 , 保水保肥能力增加。 21 內(nèi)蒙古 杭錦后旗永增奶牛良種繁育 場 與項目區(qū)周邊農(nóng)戶耕地相連， 項目年生產(chǎn)沼渣液肥 ， 年生產(chǎn)固體生物有機肥 5256 噸。 22 第五章 項目承擔單位的基本情況 杭錦后旗永增奶牛良種繁育有限責任公司，為民營企業(yè)，創(chuàng)建于 2020 年， 2020 年在巴彥淖爾市杭錦后旗工商局注冊，注冊資金 60萬元，經(jīng)過 9年的發(fā)展，現(xiàn)有優(yōu)質(zhì)澳大利亞進口奶牛 500頭，其中產(chǎn)奶牛 350 頭，育成牛 100 頭，犢牛 50 頭，日產(chǎn)鮮奶10噸，年產(chǎn)鮮奶 2500 噸。 單位職工總?cè)藬?shù) 32 人，其中管理人員 8 名，技術(shù)人員 5 名（高級畜牧師 1名，畜牧獸醫(yī)師 2名，技術(shù)員 2名）飼養(yǎng)、飼草料加工及勤雜人員 19 名。 采用進口大型全日糧混自動飼喂設備 (TMR 動物飼料自備機 ),大型 20*24 的并列式擠奶設備 ,每次可擠 48 頭牛 ,全天可連續(xù)擠奶 16個小時 ,最多 可實現(xiàn) 1000頭奶牛同時擠奶 .為伊利集團生產(chǎn)高端有機奶提供了原奶 ,對奶業(yè)的發(fā)展起到積極的推動作用和示 23 范作用 ,同時也可為本地區(qū)奶農(nóng)提供優(yōu)質(zhì)的良種奶牛 ,帶動周邊農(nóng)民養(yǎng)殖、種植汪的發(fā)展 ,極大地提高當?shù)剞r(nóng)民的收入 ,推動社會主義新農(nóng)村建設速度 . 24 第 六 章 項目地點選擇分析 、符合國家政策和養(yǎng)殖場產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃； 、滿足項目對原材料、能源、水和人力的供應，生產(chǎn)工藝和營銷的要求； 、本著節(jié)約和效益的原則，盡量做到降低建設投資，節(jié)省運費，減少成本，提高利潤； 、充分利用地形地貌，節(jié)約項目用地，盡量不占農(nóng)田。 該沼氣工程的選址定位還具有以下優(yōu)點： 運輸集糞方便：沼氣中心北鄰牛場三區(qū)，牛場一區(qū)和二區(qū)有專用污道通往沼氣中心，牛糞便運輸距離短，同時又能避免交叉污染，滿足了生產(chǎn)防疫的要求。 肥料施用方便：沼氣中心距離種植區(qū)僅一路之隔，沼渣沼液輸送方便。包蘭鐵路線、 110 國道、京藏高速（哈磴）、 212省道橫穿境內(nèi)，過境臨 — 策鐵路已建成通車。項目區(qū)占地面積 100 畝。 34＇ — 107176。南北長約 87公里，東西寬約 52 公里。陜壩鎮(zhèn)距包蘭鐵路臨河火車站僅 25公里，距臨— 策鐵路杭后車站 2 公里，距 110 國道、哈磴高速線 20公里，距烏海、包頭飛機場分別為 100公里和 290公里，距中蒙邊境干其毛道、策克口岸 180公里，項目區(qū)的電力供應充足，通訊暢通，電話、傳真和寬帶網(wǎng)絡都已開通。 氣候 杭錦后旗氣候?qū)僦袦貛責醽啂?，風多雨少，氣候干燥 ，年平均氣溫 ℃，年均降雨量 134毫米； 1月平均氣溫 — ℃，極端最低氣溫為攝氏零下 ℃； 7月平均氣溫為 ℃，極端 26 最高氣溫為攝氏 ℃。年均降水量為 ，極端降水量為。黃河位于灌區(qū)的南緣，河岸流經(jīng)境內(nèi)全程 25公里左右，多年平均流量 1067立方米/秒，年平均逕流量為 340億立方 米。三盛公樞紐工程是灌區(qū)的唯一引黃工程，年引水量在 42億立方米左右，引黃灌溉面積 。在漫長的地質(zhì)演變時期中，一直為湖水所占據(jù)，形成范圍廣闊的以湖相為主的沉積層，因而含水層以粉細沙為主。含水量豐富，單井出水量在 60立方米 /時以上，具有發(fā)展井灌的條件。境內(nèi)土壤肥沃、灌溉便利、氣候適宜，自古就是農(nóng)耕放牧的好地方， 27 屬典型的溫帶大陸性氣候。充裕的光熱資源，得天獨厚的引黃自流灌溉，為發(fā)展農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)奠定了堅實的物質(zhì)基礎。 社會經(jīng)濟概況 杭錦后旗地處河套平原腹地，屬典型的引黃灌溉農(nóng)業(yè)區(qū)。境內(nèi)地勢平坦，土地肥沃，光熱資源豐富，灌排條件好，是自治區(qū)糧油糖生產(chǎn)基地的主要旗縣之一。 2020年杭錦后旗 地區(qū)生產(chǎn)總值實現(xiàn) 65億元，增長 %；；財政收入完成 ，可用財力增加 ，增長 %；固定資產(chǎn)投資完成 元，增長 32%；農(nóng)民人均純收入達到 8216元，增長 45%；城鎮(zhèn)居民人均可支配收入達到 12094 元，增長 %； 畜牧業(yè)產(chǎn)值實現(xiàn)，占農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值比重 達 %，畜牧業(yè)已成為農(nóng)村經(jīng)濟發(fā)展的支柱產(chǎn)業(yè)和農(nóng)民增收的主要渠道。 本行業(yè)及關聯(lián)產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀 基于以上地理與自然資源特點，旗政府于 2020年提出大力 28 發(fā)展奶牛養(yǎng)殖業(yè)，增加農(nóng)民收入的思路，并將奶牛產(chǎn)業(yè)確定為畜牧業(yè)主導產(chǎn)業(yè)加快發(fā)展。截至 2020年 12 月，全旗奶牛總頭數(shù)達 ，但由于奶牛大部分是外地引進的，其中相當一部分品質(zhì)不高，生產(chǎn)性能低，良種奶牛少，單產(chǎn)水平低已成為制約奶業(yè)進步發(fā)展農(nóng)民增收的瓶頸。因此在旗政府的支持下，內(nèi)蒙古巴彥淖爾市杭錦后旗永增奶牛良繁有限責任公司于 2020年成立，為完成奶牛品種更新奠定了基礎，提 供了保障。實施這個項目有很多保障條件。 周邊生產(chǎn)條件 交通十分便利。 杭錦后旗是國家綠色農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)示范基地，土壤肥沃，灌水條件好，農(nóng)產(chǎn)品豐富，能夠給奶牛養(yǎng)殖業(yè)提供豐富的飼草資源，據(jù)測算在方圓 10公里的區(qū)域內(nèi)，僅作物秸稈一項，可飼養(yǎng) 10萬個綿羊單位，若采取種植飼草措施，養(yǎng)殖潛力更大。 30 第 七 章 生產(chǎn)工藝技術(shù)方案分析 由于 永增奶牛良種繁育 場 養(yǎng)殖業(yè)、種植業(yè)配套好，沼氣工程以綜合利用為目的，即以沼氣為紐帶，將沼氣、養(yǎng)殖和種植技術(shù)進行優(yōu)化組合，做到能量多級利用、物質(zhì)良性循環(huán)，形成沒有污染的可持續(xù)發(fā)展的農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)。固體有機肥和厭氧發(fā)酵后的沼液、沼渣作有機肥用于養(yǎng)殖場 10000 畝種植基地，以及無公害蔬菜基地用肥。 “生態(tài)模式”處理工藝 （ 1）工藝流程 “生態(tài)模式”處理工藝要求周圍有足夠農(nóng)田消納沼液、沼渣。 （ 2）工藝特點 ① 畜禽糞便污水可全部進入處理系統(tǒng)，進水 TS 濃度可高達10%。 31 ③ 沼氣利用方式：炊用或發(fā)電。 圖 61 “生態(tài)模式”工藝流 程圖 “環(huán)保模式”處理工藝 （ 1）工藝流程 該技術(shù)適用于周邊沒有足夠土地面積和污水必須達標排放的各種規(guī)?；B(yǎng)殖場。 圖 62 “環(huán)保模式”工藝流程圖 （ 2）工藝特點 ① 養(yǎng)豬場必須實行嚴格清潔生產(chǎn)，干濕分離，畜禽糞便直接用于生產(chǎn)有機肥料，沖洗污水和尿進入處理系統(tǒng)，進水 COD 在5000 ～ 12020mg/L，氨氮在 400～ 1500mg/L。 ③ 厭氧消化器可采用上流式厭氧污泥床反應器（ UASB）、厭氧顆粒 污泥膨脹床（ EGSB）反應器、厭氧濾器等。 ④ 好氧處理可采用序批式好氧活性污泥法（ SBR）反應器，接觸氧化法、氧化溝、穩(wěn)定塘等。 ⑥ 有機肥的生產(chǎn)應優(yōu)先采用好氧連續(xù)式生物堆肥工藝。保持厭氧細菌良好的生活條件，才有可能有較高的沼氣生產(chǎn)率或污水凈化效果。厭氧污水消化最重要的影響因素是溫度、活性污泥形態(tài)與濃度和污泥的水力狀況。沼氣發(fā)酵可分為 3個溫度范圍： 50～ 65℃稱高溫發(fā)酵； 20～45℃稱中溫發(fā)酵； 20℃以下稱低溫發(fā)酵。 由于禽畜養(yǎng)殖場沼氣工程的發(fā)酵原料 以糞便為主，而糞便懸浮物多，固形物濃度較高，適用于畜禽場的厭氧裝置主要有：厭氧生物濾池、全混合消化池、厭氧接觸反應器、上流式厭氧污泥床反應器，厭氧膨脹床及二步厭氧消化器和復合反應器等。廢水向上流動通過反應器的厭氧濾池稱為升流式厭氧濾池；當有機物的濃度和性質(zhì)適宜時采用的有機負荷可高達 10～ 20kgCOD/()。污水在流動過程中生長并保持與厭氧細菌的填料相接觸；因 為細菌生長在填料上，不隨出水流失。厭氧濾池的缺點是載體相當昂貴，據(jù)估計載體的價格與構(gòu)筑物建筑價格相當。 升流式厭氧污泥床反應