奶牛场沼气工程项目可研正文

奶牛场沼气工程项目可研正文内容摘要：

便：沼气中心与肥料加工厂、饲料加工厂、办公生活区相距不远，便于沼气和电力短距离输送，能量损失小，可减少工程和设备投资，减轻企业负担。 肥料施用方便：沼气中心距离种植区仅一路之隔，沼渣沼液输送方便。 项目区概况 项目地址及用地规模 高产奶牛养殖繁殖基地建设项目位于杭锦后旗二道桥镇，距 25 旗所在地 7 公里，交通四通八达。 包兰铁路线、 110 国道、京藏高速（哈磴）、 212省道横穿境内，过境临 — 策铁路已建成通车。 该项目在公司现有奶牛 500头基础上，通过奶牛良种扩繁技术，建成基础存栏良种奶牛 1000头规模的奶牛种源基地。 项目区占地面积 100 亩。 自然条件 地理位置 杭锦后旗地处内蒙古自治区巴彦淖尔市河套平原西北角，位于东经 106176。 34＇ — 107176。 24＇之间。 南北长约 87公里，东西宽约 52 公里。 旗境东南隔黄河与鄂尔多斯市杭锦旗相望，北靠乌拉特后旗，东于临河市毗邻，东北角连乌拉特中旗，西和西南部与磴口县接壤。 陕坝镇距包兰铁路临河火车站仅 25公里，距临— 策铁路杭后车站 2 公里，距 110 国道、哈磴高速线 20公里，距乌海、包头飞机场分别为 100公里和 290公里，距中蒙边境干其毛道、策克口岸 180公里，项目区的电力供应充足，通讯畅通，电话、传真和宽带网络都已开通。 地质构造属于黄河淤积平原，其次有山前洪积扇、沙丘、湖泊、风蚀坑等。 气候 杭锦后旗气候属中温带温热亚带，风多雨少，气候干燥 ，年平均气温 ℃，年均降雨量 134毫米； 1月平均气温 — ℃，极端最低气温为摄氏零下 ℃； 7月平均气温为 ℃，极端 26 最高气温为摄氏 ℃。 无霜期 136天，气温在摄氏 0℃以上的持续时间为。 年均降水量为 ，极端降水量为。 河流水系和湖泊 杭锦后旗北依阴山，共有 17条山洪沟与灌区相连，平时无水，汛期有山洪发生，对灌区有一定的危害。 黄河位于灌区的南缘，河岸流经境内全程 25公里左右，多年平均流量 1067立方米/秒，年平均迳流量为 340亿立方 米。 黄河水质优良， 1961— 1971年黄河含盐量 /升。 三盛公枢纽工程是灌区的唯一引黄工程，年引水量在 42亿立方米左右，引黄灌溉面积。 水文地质 据内蒙古水文地质资料，该区在地质构造上是形成于侏罗纪期的断陷盆地（俗称河套盆地）。 在漫长的地质演变时期中，一直为湖水所占据，形成范围广阔的以湖相为主的沉积层，因而含水层以粉细沙为主。 潜水埋置深约在 ，地下水贮量 亿立方米， 70%以上因灌溉补给，矿化度较低，一般在 1克 /升左右。 含水量丰富，单井出水量在 60立方米 /时以上，具有发展井灌的条件。 土壤与植被 杭锦后旗地处河套冲积平原，土壤性质以沙壤土为主。 境内土壤肥沃、灌溉便利、气候适宜，自古就是农耕放牧的好地方， 27 属典型的温带大陆性气候。 该地区昼夜温差大，是全国光照资源最丰富的地区之一。 充裕的光热资源，得天独厚的引黄自流灌溉，为发展农牧业生产奠定了坚实的物质基础。 全旗盛产小麦、玉米、花葵、油葵、黑瓜子、番茄、西瓜、蜜瓜、大豆及大白菜、青红椒、黄瓜、豆角、西红柿等各种蔬菜。 社会经济概况 杭锦后旗地处河套平原腹地，属典型的引黄灌溉农业区。 全旗国土面积为 1767平方公里，其中耕地面积为 132万亩。 境内地势平坦，土地肥沃，光热资源丰富，灌排条件好，是自治区粮油糖生产基地的主要旗县之一。 全旗共有 8个镇， 131个行政村，总人口 ，其中农业人口。 2020年杭锦后旗 地区生产总值实现 65亿元，增长 %；；财政收入完成 ，可用财力增加 ，增长 %；固定资产投资完成 元，增长 32%；农民人均纯收入达到 8216元，增长 45%；城镇居民人均可支配收入达到 12094 元，增长 %； 畜牧业产值实现，占农业总产值比重 达 %，畜牧业已成为农村经济发展的支柱产业和农民增收的主要渠道。 杭锦后旗种植业主要以小麦、玉米、油料作物等为主，多种农作物决定其有丰富的农副产品，从而为发展奶牛业提供了丰富的饲草料。 本行业及关联产业发展现状 基于以上地理与自然资源特点，旗政府于 2020年提出大力 28 发展奶牛养殖业，增加农民收入的思路，并将奶牛产业确定为畜牧业主导产业加快发展。 2020年乳业巨头伊利入驻杭后，组建伊利巴彦淖尔分公司，第二条生产线开工后日处理鲜奶 300吨以上，辐射带动全旗 8 个镇， 100 多 个行政村 10000 户农民养殖奶牛，杭后已成为伊利公司重要的奶源基地，形成了企业 +协会 +基地 +农户的发展模式，龙头企业带动作用强劲，杭后奶业发展步入快车道。 截至 2020年 12 月，全旗奶牛总头数达 ，但由于奶牛大部分是外地引进的，其中相当一部分品质不高，生产性能低，良种奶牛少，单产水平低已成为制约奶业进步发展农民增收的瓶颈。 由于本旗及其周边地区目前没有一个能够提供优质良种奶牛的基地。 因此在旗政府的支持下，内蒙古巴彦淖尔市杭锦后旗永增奶牛良繁有限责任公司于 2020年成立，为完成奶牛品种更新奠定了基础，提 供了保障。 本项目符合国家、自治区、河套地区的产业机构调整方向和生产实际，具有极强的辐射带动作用。 实施这个项目有很多保障条件。 一是本项目得到杭锦后旗人民政府的大力支持，从力、物力、财力、政策等多方面给予倾斜； 二是项目实施单位资金实力雄厚，在项目建设期内有能力自筹资金用于项目建设； 29 三是国家大力支持大中型养殖场配套沼气工程治理和保护环境，同时也得到各级环保技术部门的大力帮助和扶持。 周边生产条件 交通十分便利。 项目区所在的杭锦后旗二道桥镇距旗所在地7 公里，距临 — 策铁路杭后车 站 2 公里，距 110 国道、哈磴高速线 20公里，距乌海、包头飞机场分别为 100公里和 290公里。 杭锦后旗是国家绿色农产品生产示范基地，土壤肥沃，灌水条件好，农产品丰富，能够给奶牛养殖业提供丰富的饲草资源，据测算在方圆 10公里的区域内，仅作物秸秆一项，可饲养 10万个绵羊单位，若采取种植饲草措施，养殖潜力更大。 主要障碍因素及解决方案 本项目主要障碍因素是奶牛养殖效益比较，粪污综合利用和污染防治投资较大，企业投入资金不足，投资回报率周期过长，所以需要申请国家环保资金，将奶牛养殖健康发展起来，同时也把有限的 资源不要浪费，也把环境很好的保护起来。 30 第 七 章 生产工艺技术方案分析 由于 永增奶牛良种繁育 场 养殖业、种植业配套好，沼气工程以综合利用为目的，即以沼气为纽带，将沼气、养殖和种植技术进行优化组合，做到能量多级利用、物质良性循环，形成没有污染的可持续发展的农业生态系统。 沼气主要用于发电，供应养殖基地生产及种植园区灌溉生产用电，少部分沼气直接作为园区生活和生产用能。 固体有机肥和厌氧发酵后的沼液、沼渣作有机肥用于养殖场 10000 亩种植基地，以及无公害蔬菜基地用肥。 沼气工程工艺介绍 国内外养殖场粪污处理利用主要模式有二种：生态模式和环保模式。 “生态模式”处理工艺 （ 1）工艺流程 “生态模式”处理工艺要求周围有足够农田消纳沼液、沼渣。 工艺流程见图 61。 （ 2）工艺特点 ① 畜禽粪便污水可全部进入处理系统，进水 TS 浓度可高达10%。 ② 厌氧消化器可采用全混合厌氧池、上流式厌氧污泥床等。 31 ③ 沼气利用方式：炊用或发电。 ④ 沼液、沼渣进行综合利用，建立以沼气为纽带的良性循环的生态系统，提高沼气工程综合效益。 图 61 “生态模式”工艺流 程图 “环保模式”处理工艺 （ 1）工艺流程 该技术适用于周边没有足够土地面积和污水必须达标排放的各种规模化养殖场。 工艺流程见图 62。 图 62 “环保模式”工艺流程图 （ 2）工艺特点 ① 养猪场必须实行严格清洁生产，干湿分离，畜禽粪便直接用于生产有机肥料，冲洗污水和尿进入处理系统，进水 COD 在5000 ～ 12020mg/L，氨氮在 400～ 1500mg/L。 32 ② 污水必须先进行预处理，强化固液分离、沉淀，严格控制SS浓度。 ③ 厌氧消化器可采用上流式厌氧污泥床反应器（ UASB）、厌氧颗粒 污泥膨胀床（ EGSB）反应器、厌氧滤器等。 厌氧出水 COD在 1000 mg/L 左右。 ④ 好氧处理可采用序批式好氧活性污泥法（ SBR）反应器，接触氧化法、氧化沟、稳定塘等。 ⑤ 厌氧、好氧产生的污泥经干化场浓缩脱水后可用于制作有机肥或作为菌种出售。 ⑥ 有机肥的生产应优先采用好氧连续式生物堆肥工艺。 沼气工程厌氧处理器介绍 厌氧发酵是厌氧微生物一系列生命活动的结果，也就是微生物不断地进行新陈代谢和生长繁殖的结果。 保持厌氧细菌良好的生活条件，才有可能有较高的沼气生产率或污水净化效果。 综合起来有厌氧发 酵的原料、厌氧消化活性污泥、消化器负荷、发酵温度、 pH值、碳氮比、有害物的控制及搅拌等。 厌氧污水消化最重要的影响因素是温度、活性污泥形态与浓度和污泥的水力状况。 一般化学反应的速度常随温度的升高而加快，每当温度升高10℃，化学反应的速度可增加 2～ 3 倍，沼气发酵过程是在微生物体内进行的生化反应过程，在一定温度范围内也基本符合这个 33 规律。 沼气发酵可分为 3个温度范围： 50～ 65℃称高温发酵； 20～45℃称中温发酵； 20℃以下称低温发酵。 此外，随自然温度变化的发酵方式称常温发酵。 由于禽畜养殖场沼气工程的发酵原料 以粪便为主，而粪便悬浮物多，固形物浓度较高，适用于畜禽场的厌氧装置主要有：厌氧生物滤池、全混合消化池、厌氧接触反应器、上流式厌氧污泥床反应器，厌氧膨胀床及二步厌氧消化器和复合反应器等。 厌氧滤池 厌氧滤池是在反应器内充填各种类型的固体填料，如卵石、炉渣、瓷环、塑料等来处理有机废水。 废水向上流动通过反应器的厌氧滤池称为升流式厌氧滤池；当有机物的浓度和性质适宜时采用的有机负荷可高达 10～ 20kgCOD/()。 另外还有下向流厌氧滤池。 污水在流动过程中生长并保持与厌氧细菌的填料相接触；因 为细菌生长在填料上，不随出水流失。 在短的水力停留时间下可取得长的污泥龄，平均细胞停留时间可以长达 100天以上。 厌氧滤池的缺点是载体相当昂贵，据估计载体的价格与构筑物建筑价格相当。 但如采用的填料不当，在污水中悬浮物较多的情况下，容易发生短路和堵塞，这是 AF工艺不能迅速推广的原因。 升流式厌氧污泥床反应器 待处理的废水被引入 UASB反应器的底部，向上流过由絮状或颗粒状污泥组成的污泥床。 随着污水与污泥相接触而发生厌氧反 34 应，产生沼气（主要是甲烷和二氧化碳）引起污泥床扰动、在污泥床产生的气体中有一部分 附着在污泥颗粒上，自由气体和附着在污泥颗粒上的气体上升至反应器的顶部。 污泥颗粒上升撞击到脱气挡板的底部，这引起附着的气泡释放；脱气的污泥颗粒沉淀回到污泥层的表面。 自由气体和从污泥颗粒释放的气体被收集在反应器顶部的集气室内。 液体中包含一些剩余的固体物和生物颗粒进入到沉淀室内，剩余固体和生物颗粒从液体中分离并通过反射极落回到污泥层的上面。 厌氧颗粒污泥膨胀床（ EGSB）反应器 EGSB反应器实际上是（改进的） UASB反应器，其运行在高的上升流速下使颗粒污泥处于悬浮状态，从而保持了进水与污泥颗粒的充分接触。 EGSB反应器的特点是颗粒污泥床通过采用高的上升流速（与小于 l～２ m/h的 UASB 反应器相比），即 6～ 12m/h。 运行在膨胀状态。 EGSB的概念特别适于低温和相对低浓度污水，当沼气产率低、混合强度低时，在此条件下较高的进水动能和颗粒污泥床的膨胀高度将获得比“通常的” UASB反应器好的运行结果。 EGSB反应器由于采用高的上升流速因而不适于颗粒有机物的去除。 进水悬浮固体“流过”颗粒污泥床并随出水离开反应器，胶体物质被污泥絮体吸附而部分去除。 全混合厌氧消化池 全混合消化池又称传统或 常规消化池，废水定期或连续进入 35 池中．经消化的污泥和废水分别由消化池底和上部排出，所产的沼气从顶部排出。 全混合消化池一般的负荷：中温为 2～3kgCOD()，高温为 4～ 5kgCOD()。 全混合消化池的特点是可以直接处理悬浮固体含量较高或颗粒较大的料液。 厌氧消化反应与固液分离在同一个池内实现，结构较简单。 但缺乏持留或补充厌氧活性污泥的特殊装置，消化器中难以保持大量的微生物细胞：对无搅拌的消化器，还存在料液的分层现象严重，微生物不能与料液均匀接触，温度也不均匀，消化效率低等缺点。 大量工程实践和研究表明，由于畜禽养殖粪便污水含有高浓度的悬浮物和 NH3N，采用几种厌氧消化工艺，其效率差别不大，而与温度的关系更大：高温（ 55C），容积产气率可达 ～()（相当于容积负荷 7～ 10 kg TS/( )）；中温（ 35C），容积产气率可达 ～ m3/（ ）（相当于容积负荷 4～ 7 kg TS/()）；近中温（ 20~30C），容积产气率可达 ～ m3/()（相当于容积负荷 2～ 4 kg TS/()）；常温（ 9～13C），容积产气率可达 ～ m3/()（相当于容积负荷～ kg TS/。