【正文】 員 6 人，其中，管理人員 1人，專業(yè)技術人員 5 人，是一支技術過硬、能力較強的建設隊伍。 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(yè)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(xiàn)有沼氣技術管理人員 14人，其中技師 12人。該集團有專門從事規(guī)模養(yǎng)殖場大中萬頭黑豬養(yǎng)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(guī)模養(yǎng)殖場大中型沼氣工程技術與設備的研究、開發(fā)、推廣；規(guī)模養(yǎng)殖場大中型沼氣工程項目建設的技術指導和管理；規(guī)模養(yǎng)殖場大中型沼氣工程技術交流與合作、人員培訓等。其主要原則包括： 1）符合國家政策和生態(tài)能源產業(yè)發(fā)展規(guī)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(yōu)越； 4）充分利用地形地貌，地質條件符合要求； 5）滿足當?shù)仞B(yǎng)殖業(yè)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(xié)作條件。項目地遠離城鎮(zhèn)居民區(qū)，滿足環(huán)保和防疫要求。場區(qū)內外交通便利。公路從養(yǎng)殖基地門前通過，交通便利。 2． 土壤、地質條件 項目所在地土壤以砂土為主。地勢較平坦、土質貧瘠、少雨干旱。 農牧業(yè)生產 項目所在地屬于半農半牧地區(qū)，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 。 萬頭黑豬養(yǎng)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(guī)模與產品方案 表 61 本項目產品方案 序號 產品 數(shù)量（年產） 1 沼氣 18萬 m3 2 沼渣肥 2022t 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(fā)電。 沼氣發(fā)電和燃用是國家完善新能源和可再生能源開發(fā)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。 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(yǎng)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。 通常情況下，沼氣發(fā)電的基本流程為： 發(fā)酵罐 沼氣 脫硫 穩(wěn)壓 發(fā)電機組 電力輸出 沼液 沼液是經厭氧發(fā)酵所產生的，經厭氧處理后，寄生蟲和害蟲的蟲卵多數(shù)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。 沼渣 沼渣是經厭氧發(fā)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(yǎng)元素明顯增加，土壤活性增強、肥力增強，促進農業(yè)增產，降低了化肥的使用。 萬頭黑豬養(yǎng)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 指導原則 以 循環(huán)經濟理念為指導，符合可持續(xù)發(fā)展生態(tài)農業(yè)的要求 循環(huán)經濟理論是建設生態(tài)綜合種養(yǎng)基地的支撐理論。以“整體、協(xié)調、循環(huán)、再生”為總的指導思想，按照“減量化、無害化、資源化、生態(tài)化”的原則，建設示范項目典型。項目將以沼氣工程為紐帶，把污染治理和資源循環(huán)利用有機的結合為一體，真正實現(xiàn)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(xù)發(fā)展的農業(yè)生態(tài) 循環(huán)經濟體系。 排放減量化 在項目場區(qū)內推行清潔生產，采用科學合理的飼料配方和飼養(yǎng)管理技術，大幅度降低糞污對場區(qū)的污染，確保生產的安全和人身的健康： 萬頭黑豬養(yǎng)殖基地配套沼氣工程項目可行性研究報告 28 （ 1）對養(yǎng)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(jié)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）。 排放無害化 要使養(yǎng)殖基地區(qū)實現(xiàn)環(huán)境優(yōu)美、衛(wèi)生無污染，在糞污治理中采用全封閉的厭氧發(fā)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(fā)酵塔中經過 2025 天的厭氧發(fā)酵，厭氧發(fā)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(qū)養(yǎng)殖和周圍農村生活環(huán)境都是 有益無害的?？梢詼p少農藥、化肥的使用量，增產增收，使綠色無公害農業(yè)產品的必備肥料。 堅持因地制宜、突出特色，實現(xiàn)種植、養(yǎng)殖的協(xié)調發(fā)展 該設計必須突出區(qū)域性特點，突出地方性特色。建設要切合實際，既具有前瞻性和科學性，又具有現(xiàn)實性和可操作性。沼氣用于周圍農戶和場區(qū)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(yǎng)殖基地周邊種植業(yè)的發(fā)展，真正實現(xiàn)“物盡其用，地盡其利”的循環(huán)經濟模式，取得環(huán)境效益和經濟效益的雙贏。 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(tài)型模萬頭黑豬養(yǎng)殖基地配套沼氣工程項目可行性研究報告 30 式、能源環(huán)保型模式。現(xiàn)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(fā)的一種適用于低 SS工業(yè)有機廢水的厭氧處理工藝，后被應用于畜禽養(yǎng)殖基地的污水處理，其原理是先對養(yǎng)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(huán)保治理為主，生產能源為輔的能源環(huán)保型沼氣工程工藝。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 2022mg/l），否則會導致布水系統(tǒng)堵塞、菌種流失。其工藝流程是先對養(yǎng)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(qū)、氣液固三相分離器包括沉淀區(qū)和氣室三部分組成）底部，污水在厭氧狀態(tài)下反應，分解有機物，產生沼氣。出水往往需進一步好氧處理，進行達標排放。 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。 采用 USR 工藝產生的沼氣如進行熱電聯(lián)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(qū)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。 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(yǎng)殖基地配套沼氣工程項目可行性研究報告 32 ～ 之間。 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(yǎng)殖糞污非常適合。 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(tài)型沼氣工程工藝。 萬頭黑豬養(yǎng)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 沖洗廢水經過一道格柵渠后自流進入集污池，污水與鮮糞一起進入調配池，在漿式攪拌機的作用下，糞水混合均勻，糞污經過折流沉砂渠，沉去部分砂質，自流進入調節(jié)池，在攪拌機的攪拌下混合均勻，原料由切割泵泵入 CSTR 厭氧反應罐，原料在 CSTR 厭氧反應罐內在厭氧菌的作用下厭氧發(fā)酵，產生的沼氣進入獨立氣柜，經過脫水、脫硫，阻火器后用于戶用及發(fā)電。 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。 目前比較先進的厭氧消化工藝主要有 USR、 UASB、 CSTR、 HCPF、IC、 PFR、 AF等幾種類型。本工藝采用 CSTR 厭氧消化工藝。沼液綜合利用設施主要內容包括管道輸送設備、田間貯存池等。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?？紤]冬季不灌溉，貯液池容積按貯存 3個月的沼液來設計。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(yōu)先選擇的。 豬糞干物質濃度按 18%計算，則干物質（ TS）日總量為 噸。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(fā)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 。 Q—— 畜禽養(yǎng)殖基地每日排污水量，單位 m3/d。 n—— 畜禽養(yǎng)殖基地每日的排污次數(shù)。 由此可得 ： V= 4． 沼氣生產及其利用 （ 1）沼氣生產 日產氣量： Q＝ V q0＝ 750m3 ( ) ≈ 750m3/d。 年產氣量： 750m3/d 300d= 萬 m3。 ② 沼氣池保溫用氣 在冬季，為保證沼氣池內的反應溫度維持在 35℃左右，利用沼氣的發(fā)電余熱對沼氣池的糞污料液進行升溫，保證沼氣工程的正常運營。 TD—— 池內厭氧發(fā)酵溫度，℃；取 TD=35℃。 K1—— 池蓋、池壁和池底的總傳熱系數(shù) W/(m2?℃ )； 取 K1=(m2?℃ )。沼氣發(fā)電系統(tǒng)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(jié)約大量的熱能，達到節(jié)省能源，降低能耗的目的。熱水送至廢熱鍋爐，產出的蒸汽回用于加熱沼氣池，可滿足沼氣池所需的全部熱量。沼渣、沼液作為生態(tài)農肥直接施用于周圍農田、蔬菜大棚。 （ 1）格柵渠 廢水經過格柵渠，通過格柵去除廢水中大的懸浮物體后，廢水自流進入集污池。 （ 1） CSTR反應罐 工藝尺寸：反應罐尺寸Φ *， 容 積： 750m3 數(shù) 量： 1座 配套設備： ① 攪拌裝置 功 率： 11kw 數(shù) 量： 1臺 （ 2）獨立氣柜 氣柜容積計算： 每天產生的沼氣為 513m179。 工藝尺寸：Φ * 容 積： 400 m179。 （ 2）門衛(wèi)室 門衛(wèi)室 約 12m2，磚混結構，地上式 (3)發(fā)電機房 發(fā)電機房 約 36m2，磚混結構， 數(shù)量： 1間 主要設備： 發(fā)電機 數(shù)量： 1臺，型號 45GF 萬頭黑豬養(yǎng)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(shù)量： 1 間 （ 4）電控室 電控室 約 15m2，磚混結構， 數(shù)量： 1 間 （ 7）固液分離間 固液分離間 約 54m2，磚混結構， 數(shù)量： 1 間 主要設備： 固液分離機 型號： LJFIII 數(shù)量： 1臺 萬頭黑豬養(yǎng)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。 工程技術水平 處理工藝技術先進，設施、設備穩(wěn)定可靠，工程建造質量優(yōu)良，結構功能協(xié)調合理、總體布局美觀大方，工程規(guī)模宏大、壯觀，工程整體達到國際先進，國內領先水平。具體設備型號、數(shù)量見表 92。 集水調節(jié)池 本項目集水調節(jié)池采用鋼筋混凝土結構，容積 70m3，池底呈坡形，外形尺寸為 4 米、 ?4 米，池深 米。 沼氣池 本項目建設 750 m3沼氣池一座，采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土結構，在池外設置保溫層，池內設有 攪拌機構。為半地上池。 沼氣貯氣柜