上佳农业生态循环沼气工程建设项目可研报告(51页)-工程可研(编辑修改稿)

上佳农业生态循环沼气工程建设项目可研报告(51页)-工程可研(编辑修改稿)内容摘要：

的基本情况和选址分析 企业条件分析 河南上佳农业生态循环发展 有限公司 成立是在国家政策的鼓励背景下，旨在采用科学与全面的处理方法对养殖场的废弃物进行有效的处理，为该地区养猪场废弃物的处理树立一个样板 ，为解决“三农”问题探索一种模式，同时为企业带来合理效益。 该公司位于河南省驻马店市泌阳县高店乡中管村委后李庄组。 本项目占地 260 亩，猪舍 46 栋，猪舍建筑面积 28000 平方米。 配套果园 280亩，水面 120 亩。 本项目集畜禽养殖、污水处理、特种养殖、水产养殖、果品种植、畜禽深加工为一体，采用循环经济模式，组成严密的生态循环系统。 河南上佳农业生态循环发展有限公司 拥有一流的管理人才，优秀的管理团队，先进的管理理念，优秀的技术人员，理性的项目规划和详尽的科学论证。 该公司养殖规模，年出栏商品猪 35000 头，存栏能繁母猪 1600 头，存栏商品猪 18000 头。 年生产 3 万只土鸡、 200 吨土鸡蛋、 150 吨特种水产品、 700 吨优质石榴、年屠宰 生猪 40 万头，实现年总产值约 93000万元，利税约 8700 万元，安排约 1800 人就业。 项目选址 本项目拟址在驻马店市泌阳县高店乡中管村。 污染物综合处理厂厂址位于良种猪繁育场址上。 其乡政府所在地距县城 10 公里，西距驻马 本资料来 自 店市 35 公里，泌阳至高店的公路横穿而过。 交通便利，建设条件优越。 且方湾村以丘陵、垄岗为主，用电方便，水源可靠，水质良好。 选址可以节约用地，少占农田，不沾耕地；远离居民区及主要交通线路，有足够的卫生防疫间距；夏季主导风向位于居民区下风向。 本资料来 自 第四章 项目建设目标 建设原则 无害化、减量化、资源化是处理粪污的 主要原则，他们是指按照国家有关规定，对粪便收集、贮存、处理的方式。 在欧洲和先进国家，通常粪便的处理是采用特殊处理与污水治理相结合的方法。 一是在距污水厂较近的粪便接收站，由抽粪车将粪便从化粪池中抽出，运到接收站，仅采用粗固液分离和除砂设备，对粪便污水进行初级处理，处理后的过滤液，直接排放到污水处理厂的污水总进口处，然后进入污水的深度处理，分离出的大块固体物送填埋场填埋，从而实现对粪便的无害处理。 二是在远离污水厂的粪便接收站，在固液分离装置的作用下，将分离出的液固混合物进行深度无害化处理。 分离出的大块固体物送填 埋场填埋，脱水后的干物质用以制造有机生物肥料。 建设目标为设计厌氧发酵池二座，单座池容是 1000 立方米，日粪水处理量 147 吨（按浓度 6%设计）， 年产沼气 万方，其中供户306 户，年总用气 万方，剩余部分发电，年发电量 万度，年加工有机肥料约 吨，年产 沼液 吨。 本资料来 自 第五章 具体项目方案设计 国内外发展状况 1） 欧洲沼气工程技术应用现状 欧洲的沼气工程技术是世界上最先进的沼气工程技术之一，欧洲也是世界上 大中型沼气厂最普及的地区。 欧洲的沼气厂从 20 世纪 70 年代开始建设， 90 年代进入快速发展期，到 2020 年以后欧洲的沼气产业更是得到了迅猛发展。 在 1997 年，欧洲仅有沼气工厂 767 座， 2020 年发展到 4000 多座。 以德国为例，德国在 1997 年拥有沼气厂 500 座， 2020年发展到 1000 座，截至 2020 年，已经突破 3500 座。 欧洲的沼气工程得到迅速发展的根本原因，在于欧洲各国对可再生能源的鼓励政策（各国政府相继制定了发电上网优惠政策）、严格的环保法律和政府引导下的经济效益驱动。 欧洲沼气厂的主要盈利途径是依靠沼气 发电，其技术特点是低能耗、产气率高和热电联产（ CHP）完善。 目前大多数采用以高浓度有机废弃物联合消化为特点的 CSTR 工艺，并配备了热电联产系统。 这种全混式 CSTR 的工艺是先对各类畜禽粪污及其它有机废弃物进行预处理，调整进料 TS 浓度 6～ 12%范围内，泵入带有机械搅拌的 CSTR 反应器，其容积产气率视原料和温度不同，通常在 ～。 沼气经热电联产系统转化为电能和热能，产生的电能并网销售，回收的热能通常用于周边农场、村镇供热以及补偿沼气工程本身所需的热消耗。 由于CSTR 工艺产气率高，费效比显著 ，热电联产产生的热能通常大于原料 本资料来 自 加热所需热量，大大降低了沼气生产成本。 在欧洲，沼气厂产生的沼液沼渣，一般不经固液分离直接用于农田施肥。 2） 我国沼气工程技术应用现状 我国于 1979 年召开了全国沼气工作会议， 1980 年成立了沼气工程协会，大中型畜禽养殖场沼气工程技术在近几年得到快速发展。 到 2020年底，全国已建成养殖场沼气工程 3500 处。 经过二十多年的大中型沼气工程尝试和探索，证明比较成功的技术有 UASB、 USR 和 HCF 等工艺，应用较多的是 USR 工艺，小部分采用 HCF 和 UASB 工艺。 USR 工艺采用上流式污泥 床原理，无内部机械搅拌，产气率在中温条件下，视原料不同在 ～ ； UASB 工艺是上世纪 70 年代开发的一种适用于低 SS 工业有机废水的厌氧处理工艺，并被应用于畜禽养殖场的污水处理，其原理是先对养殖场污水进行固液分离，污水进入 UASB 反应器进行厌氧反应，产生沼气，出水往往需进一步好氧处理达标排放，是一种以环保治理为主，生产能源为辅的能源环保型沼气工程工艺； HCF 工艺是一种全混式工艺， 80 年代从欧洲引进，其原理是将粪污按照 TS 浓度 8～ 12%调配，直接进入带搅拌器的 HCF 反应器进行厌氧反应，产气率 在中温条件下视原料不同在 ～ ，产生的沼渣沼液直接用于农田施肥，也是典型的能源生态型沼气工程工艺。 3） 几种主流沼气工程工艺比较 国外常用的 CSTR 工艺同国内常用的 USR 工艺、 UASB工艺和 HCF工艺列表比较如下： 本资料来 自 表 51 沼气工程工艺比较表 序号 类别 CSTR UASB HCF USR 1 原料范围 所有畜禽原料 高 COD 污水 畜禽污水 所有畜禽 原料 猪粪、鸡粪 2 原料 TS浓度 6～ 12% 1% 8～ 12% 3～ 6% 3 应用区域 全国各地 中部、南部 全国各地 中部、南部 4 水力停留时 间 15～ 30 天 1～ 5天 10～ 30 天 8～ 15 天 5 单位能耗 高 高 低 中等 6 单池容积 500～ 4000m3 200～ 5000m3 100～ 300m3 200～ 2020m3 7 操作难度 高 高 低 中等 8 产气率 ～ m3/m3 —— ～ m3/m3 ～ m3/m3 9 经济效益 较佳 较低或负效 益 中等 较佳 经过以上对比分析可以看出几种工艺各有所长， HCF 工艺适合各类小型粪污处理沼气工程，有较广阔的应用空间； UASB 工艺适用于养猪场的污水处理能源环保型沼气工程，应用范围较窄；应用范围广、适应性强，效益高的工艺是 CSTR 工艺，有很大的发展潜力； USR 工艺作为国内较成熟的工艺，尤其适用于中部和南部养猪场粪污处理和集中供气沼气工程，并且其应用范围广、效益好、收益高，具有很大的发展潜力。 升流式固体反应器（ USR）是一种结构简单，适用于高悬浮固体原料的反应器。 原料从底部进入消化器内，消化器内不需要安置三相分离器，不需要污泥回流，也不需要完全混合式消化器那样的搅拌装置。 未消化的生物质固体颗粒和沼气发酵微生物，靠被动沉降滞留 于消化器内，上清液从消化器上部排出，这样就可以得到比 HRT 高的多的 SRT 本资料来 自 和 MRT，从而提高了固体有机物的分解率和消化器的效率。 升流式厌氧固体反应器 (USR)将含高有机固体含量＞ 5%废液由池底配水系统进入，均匀的分布在反应器的底部，然后向上升流通过含有高浓度厌氧微生物的固体床，使废液中的有机固体与厌氧微生物充分接触反应，有机固体被液化发酵和厌氧分解，约有 80%左右的有机物被转化成沼气。 而产生的沼气随水流上升具有搅拌混合作用，促进了固体与微生物的接触。 由于重力作用固体床区有自然沉淀作用，比重较大的固体物（包括 微生物，未降解的固体和无机固体等）被累积在固体床下部，使反应器内保持较高的固体量和生物量，可使反应器有较长的 SRT 和MRT（微生物滞留时间）。 通过固体床的水流从池顶的出水渠溢流出池外。 在出水池前设置挡渣板，可减少 SS 的流失，在反应器液面会形成一层浮渣层，在长期稳定运行过程中，浮渣层的厚度达到一定厚度后趋于动态平衡。 不断有固体被沼气携带到浮渣层同时也有经脱气的固体返回到固体床区。 由于沼气要透过浮渣层进入到反应器顶部的集气室，对浮渣层产生一定的“破碎”作用。 对于生产性反应器由于浮渣层面积较大，浮渣层不会引起堵塞。 集气室中的沼气经导管引出池外进入沼气柜。 池底设排泥管可把多余的污泥和下沉在池底的惰性物质定期排除。 据国外研究，利用中温 USR，在 TS 浓度平均为 12%海藻的沼气发酵时，其负荷范围 VS 从 ～。 使原料得到快速消化。 未消化的生物质固体颗粒和沼气发酵微生物靠自然沉降滞留于消化器内，上清液从消化器上部溢出，这样可以得到比水力滞留期高很多的固体滞留期和微生物滞留期，从而提高了固体有机物的分解率和消化器的效率。 本资料来 自 首都师范大学利用 USR 进行了鸡粪沼气发酵研究，其进料浓度为TS=5％～ 6％， COD=42～ 55g/l，悬浮固体为 45～ 55g/l，在 35℃条件下，USR 的负荷可达 10kgCOD/m3 d，产气率 d， CH4 含量 60％左右， COD 去除率 85％左右， SS 去除率为 ％。 据计算当 HRT 为5 天时 SRT 为 25 天。 留民营鸡粪污水中温沼气发酵工程、房山区琉璃河猪粪废水沼气发酵工程、房山区南韩继和平谷县南独乐河猪粪废水沼气工程的厌氧消化器均采用 USR 工艺，运行稳定，效果较好。 从国内外的研究情况看， USR 在处理高 SS 废物时具有较高实用价值，许多高 SS 废水如酒精与 消化器的活性污泥接触。 使原料得到快速消化。 未消化的生物质固体颗粒和沼气发酵微生物靠自然沉降滞留于消化器内上清液从消化器上部溢出，这样可以得到比水力滞留期高得多的固体滞留期，从而提高了固体有机物的分解率和消化器的效率。 工艺流程图 综上所述，本工程采用 USR 工艺，具体工艺图如下： 本资料来 自 工艺流程说明： 猪场粪污收集后按一定的浓度配比进入调节池，该池设置有搅拌机，使之充分混合，以防止粪污沉积，搅拌到 一定浓度的粪污，经过提升泵提升进入 USR 反应器，利用太阳能和锅炉来保证发酵温度，在反应器中，利用厌氧微生物新陈代谢作用，将大部分有机物去除，同时产生大量沼气、沼渣、沼液，其中沼液、沼渣通过重力自流进入沼液贮池，作为有机肥料使用，反应器产生的沼气经脱水器脱水后进入脱硫器内脱出硫化氢，防止后续单元被腐蚀，脱水脱硫后的干燥的沼气进入贮气柜，调节压力后经阻火器（防止回火）然后发电使用。 各个处理构筑物设计 ： （ 1）格栅集水井 调节池 格栅集水井 USR 反应器 沼液贮池 有机肥 脱水器 脱硫器 贮气柜 阻火器 发电和供户 太阳能 锅炉 沼液回流 图 51 USR 厌氧发酵工艺流程示意图 猪场粪水 本资料来 自 采用砖混结构，地下式； 格栅集水池容积 90 m3 有效水深 ，超高 ； （ 2）调节池 采用砖混结构； 数量： 1 座，地下式； 有效容积 100m3,有效水深 ，超高 ； 设计尺寸： 8 5。 （ 3） USR 厌氧反应器 采用圆形钢结构， 2 座并联运行，单池容积 1000m3，总容积 2020m3 ；外设 保温层；厌氧反应器夏季常温消化，冬季适当量；用沼气发电余热升温；水封罐 2 个，采用钢结构。 （ 4）贮气柜 猪粪水经厌氧反应后产生的沼气出部分自用于食堂等外，主要用于发电，除自用外，还供给附近村庄居民用电 ,为保证沼气设备的连续运行，所以必须建贮气柜。 贮气柜设计容积为 600m3,尺寸为 D12 6m。