1、 1 沼气工程 建设项目 可行性研究报告 2 第一章 总 论 1.1.1 项目名称 合同资源、合同能源 沼气工程 项目 1.1.2 项目拟建地点 高效农业优质农产品资源区 1.1.3 建设目标 该项目通过利用固体粪便、秸秆生产沼气和有机肥，沼气用于发电补充饲料厂以及周围居民用电和生活，或者用于农民生活、养殖场热水使用；沼气工程产生的沼渣、沼液用于蘑菇种植、周边果园和蔬菜种植。该项目将养殖、能源、种植和生态环境保护有机结合起来，达到农牧业废弃物的无害化、资源化、减量化的目标；通过生产沼气 可缓解农村能源供需矛盾，通过可再生能源的利用，降低不可再生能源的消耗；净化环境和空气是社会主义新农村的一个重
2、要切入点；通过沼渣、沼液的施用，生产绿色有机食品，降低化肥施用量；使生态养殖走上能源、生态和环境保护的良性循环轨道，废弃资源的梯级利用、无害化处理、绿色能源、有机肥的生产，进一步促进农村循环经济的可持续发展。 1.1.4 项目工艺技术方案 该项目采用能源生态型 工艺技术方案 ， 在工艺选择和方案设计中，沼气 池 采用 全混式机械搅拌、高浓度的消化工艺，并配置 有贮气柜、沼气热电联供机组、锅炉房和办公室等 辅助设施 。 1.1.5 建设内容及规模 1） 项目处理当地每天排放鲜粪、剩余农作物秸秆； 2） 本项目 新建 集水池、 沼气池 、贮液池和调节 池 、发电机房、操作间、 贮气柜，以及相应的配
3、套室外工程； 1.1.6 投资估算和资金筹措 项目总投资 200 万元欲启动沼气工程。其主要资金来源有：国家财政拨款、地方政府配套、自筹资金。 3 第 2 章 项目建设 背景 2.1 项目提出背景 2.1.1 社会背景 随着经济的迅猛发展和人民生活水平的提高，畜牧养殖业得到了长足发展，主要畜产品产量持续 15 年增长，在农业总产值中的比例增大，而且饲养规模扩大，集约程度 提高，分布也较为集中。 然而畜禽良种奶牛场的污水中含有 BOD、 COD、 SS、大肠杆菌、蛔虫卵、氮和磷等大量的污染物质，其中高浓度的污水用于灌溉，会使作物陡长、倒伏、晚熟或不熟，造成减产，甚至毒害作物，出现大面积腐烂此外，
4、高浓度污水可导致土壤孔隙堵塞，造成土壤透气、透水性下降及板结，严重影响土壤质量。养殖场产生含有大量的氨、硫化物、甲烷等有毒有害成分，污染周围空气，严重影响了空气质量。大量的病原微生物、寄生虫卵以及孳生的蚊蝇，会使环境中病源种类增多、菌量增大，出现病原菌和寄生虫的大量繁殖，造成人、畜传染病的蔓延 ，尤其是人畜共患病时，会发生疫情，给人、畜带来灾难性危害。 农业正由传统的自给自足型农业向现代化商品农业转变。在自然生态环境和经济发展双重作用下，农业资源紧缺与利用效率低下并存，农业污染日益严重，农业已经面临着严峻的生态环境危机。 2.1.2 地方背景 随着农业产业结构调整的深入和区域经济主导产业的形成
5、，农场经济前有了比较大的发展， 然而，随着企业的发展，环境卫生越来越成为困扰企业发展的突出问题，尤其是污水和粪便对周边土壤、空气和水体的污染越来越严重，严重影响了企业形象和企业进一步发展。建设大型沼气工程，改善周 边生态环境，形成以沼气为核心的循环经济已迫在眉睫。 为保护环境，实现资源再利用，引进先进水平的厌氧发酵工艺，建造能源生态大型沼气工程，对养殖废水进行净化处理，同时，通过美化场区环境，建立现代化的生态养殖场，实现种养结合，同步发展，取得能源、经济、社会和生态环境等综合性效益。 2.1.3 项目建设是改善生态环境的需要 加强畜禽良种奶牛场废弃物污染防治，实现农业清洁生产，已成为生态农业建
6、设的重要内容。生态农业建设是促进农业和农村经济可持续健康发展、农业资源高效利用的必由之路。 畜禽场废弃物既是严重的污染源，又是宝 贵的资源。本项目实施，将为畜禽废弃物资源化利用树立一个典范，起到示范、辐射作用。通过建设沼气工程，可以改善畜禽场的环境状况，达到畜禽场的环境整洁化，生产无害化，废物资源化。同时，利用可再生能源替代常规能源，可降低生产成本。本项目实施，可实现粪便资源开发利用和无公害农业生产协调发展的目标。 2.1.4 养殖业可持续发展的需要 大量污水的任意排放，不仅污染了周围环紧，对 畜禽场 的健康发展造成威胁，由于污水的肆意排放，对 畜禽场 地下水造成污染，最终导致污染畜禽饮用水和
7、畜禽舍冲洗水，是造4 成 畜禽 患各种疾病主要因素之一 。 2.1.5 发展优质农产品的需要 畜禽场 所在地周围总是重要的蔬菜生产基地 ， 沼渣、沼液是农作物所需的优质腐熟水肥，含有大量的养分。建设大型沼气工程，可以为周围优质农产品提供丰富的灌溉用水和一定的有机肥料，因此该项目的建设是加快生态畜牧业建设和发展优质农产品的需要。 2.2 项目建设的可行性 2.2.1 项目的建设将 加快企业的发展 畜禽场 排放的粪便、污水通常未经任何处理，农民直接施用污水、粪便灌溉农田经常造成烧苗等现象；由于 畜禽场 排污口距附近村庄近，夏季排放口附近臭气熏天、蚊蝇孳生，随着人们环境意识的 提高，周边地区农民对
8、畜禽场 环境污染反映日益强烈，纠纷不断增加，这严重制约了企业的可持续将康发展。 2.2.2 沼气生产技术较成熟 经过研究、开发、试点示范，沼气工程从设计、施工到运行管理比较成熟，其关键工艺设备等成套技术已达到实用阶段。国家制定了一系列于沼气相关的技术标准和建设规范。且到 2010 年底，全国 90%以上的县设有农村能源管理和推广机构。 综上所述，建设该项目十分必要、可行。 第 3章 产品市场预测与分析 3.1 市场调查 31.1 沼气 成分及 用途 沼气的主要成分有甲烷、二氧化碳、硫化氢、一氧化碳、氢、氧和氮等气体 。沼气中甲烷最多，占总体积的 50%70%，二氧化碳次之，其它几种气体含量很少
9、，一般不超过总体的 2%5%。根据对良种奶牛场的调查， 沼气 发电后主要供应用于 畜禽场 种植基地使用，因此不存在市场问题。 3.1.2 沼渣、沼液成分及用途 厌氧发酵过程中，发酵料液中的可溶物主要由分子量不等的有机物及各种离子组成。沼渣、沼液中含有氮、磷、钾等营养元素，以及氨基酸、维生素、蛋白质、赤霉素、生长素、糖类、核酸等对作物的生长发育有调控作用 “生理活性物质 ”，还含有 钙、磷、铁、锌、钼等刺激作物发芽和生长的离子。 表 5-1 沼渣 、沼液成分表 名称 沼渣 (%) 沼液 (ppm) 5 有机质 20 3360 腐殖酸 10 0.18 全 N 1.79 2980 全 P 4.84
10、128 全 K 0.76 1265 从沼液成分分析可看出沼液能起到多种作用，这些作用主要表现在调节作物生长、增长肥效和抗病虫害三个方面。 1）沼液作为叶面肥可调节作物生长代谢，补充营养，促进生长平衡，增强光合作用能力，尤其是施用于果树，有利于花芽分化，保花保果，果实增重快，光泽变好，成熟一致，品质好，商品果率显著提高； 2）沼液既是一种优质的基肥，也是良好的土 壤改良剂。沼液的施用可增加土壤团粒结构，增加土壤中的空隙度，协调土壤中水、肥、气、热条件；同时沼液养分全面，缓急相济，可以提高协调植株内激素平衡的作用； 3）沼液 中有机酸中的丁酸和植物激素中的赤霉素、吲哚乙酸以及维生素 B12对病菌有
11、明显的抑制作用。沼液中的氨和铵盐 及 某些抗生素对作物的虫害有着直接 抑制 作用。 因此，沼液在 可以 用于 提高果蔬品质、改善土壤、 防治病虫害 ，良种奶牛场种植基地可以完全销纳，取代化肥、生物农药等外购产品。不存在市场问题 3.2 生产能力调查 由于采用了低成本高分子材料为核心的建设技术所以可以 大规模扩展。沼气池可大可小。 3.3 销售量调查 项目达产后， 沼渣 、 沼液主要 供果园和菜地作为固体和液体有机肥使用。沼气可替代罐装煤气、煤和柴草，每天每户（ 35 人）平均用气 1.2m3；每亩蔬菜地使用约 沼液 50t/y，沼渣 1t/y。 3.4 市场预测 和利润分析 按照统计资料，粮食
12、产区每亩需要固体有机肥 0.5t/年，沼液肥 50t/年以上。大型沼气工程生产的沼渣、沼液尚不能满足周边果园、蔬菜种植有机肥需求，因此大中型沼气工程产生的沼渣、沼液市场前景良好。并且与蔬菜种植协会达成协议，包销该建设项目的沼渣、沼液。 本项目 最新的方案是通过测土配方、自动控制、农民刷卡方式达到按需或者按照原料供应获取有机肥的目的。 6 利用良好情况下，废物往往无需成本，而所生产沼气和沼肥则有价可寻，以我们的低成本核心膜技术沼气池为例， 500 立方左右，每方含土建成本约 500 元，每立方池容年产沼气 0.3*360=108 立方，折合人民币 216 元，也就是仅沼气一项两年多就可收回建设成
13、本。而众所周知，沼气产业链 70%的增值环节都在有机肥，目前市场已经流行商品有机肥，每吨300-800 元，而自动控制测土配方更是持久持续提高沼气有机肥利用的绝好途径。 第 4 章 项目选址 4.1 项目选址原则 选择建厂地区须符合行业布局，还应考虑地域资源、区域地质、交通运输和环境保护等要素。其 主要 原则 包括 ： 1）符合国家政策和生态能源产业发展规划； 2）满足项目对原材料、 供热 和电的供应需求； 3）交通方便，运输条件优越； 4）充分利用地形地貌， 地质条件符合要求 ； 5）满足当地养殖业的防疫要求，并远离水源 ； 6） 基础 条件适合与沼气工程的特定生产需要和排放要求； 7）有可
14、供利用的社会基础设施和协作条件 。 4.2 原材料及主要辅助材料供应 该项目原材料主要是鲜粪和秸秆，根据不同的品种进 行碳氮比调配 ； 4.3 燃料动力及其它公用设施的供应。 该项目产品沼气如通过过滤、压缩可以作为交通运输燃料使用。即可自用，也可面向农村、城镇农用车、出租车等使用。 4.4 水条件 本项目还可调节雨水或地下水的供应条件，比如在雨季可大量存储雨水。 7 第 5 章 工艺方案 的选择 5.1 基本要求 1）沼气工程的工艺技术方案设计在不断总结生产实践经验和吸收科研成果的基础上，积极采用新技术、新工艺、新材料、新设备，以提高自动化水平，降低劳动强度，减少投资和运行费用，采用的技术工艺
15、尽可能接近国际先进水平； 2）沼气工程的工艺 技术方案设计符合当地总体规划，与 畜禽场 客观实际紧密结合，能够正确处理集中与分散、处理与利用、近期与远期的关系； 3）沼气工程的工艺技术方案应以减量化、无害化、资源化为目标， 尽 可能采用清洁生产技术； 4）沼气工程的工艺技术方案设计应考虑沼气的有效利用，充分附近苗圃、蔬菜基地和农田等消纳沼渣、沼液； 5）沼气工程的工艺技术方案设计，除了执行能源环境行业标准外，还应符合国家及地方现行的相关标准、规范的规定。 5.2 项目组成 和特色 大型 沼气工程 由 厌氧消化系统、 集中供气系统、 沼气 发电 系统、沼液 利用 系统及附属设施组 成。 随着投资
16、型拉动向内需型拉动的转移，低成本才能适应我国农业市场。与此同时，产业链和信息化管理智能化应用又保障了我们的充分发展，本项目延伸产业链可以包括十多个增值赢利点，限于篇幅不一一列举。核心如下： 5.3.1 技术性能和质量保障 本技术是已获得国家专利基础上的延伸。利用四季产气防漏沼气池，可降低沼气生产成本；独立开发的高分子材料具有良好耐候性、密封性、耐酸碱性能 、强度高 ，它作 为 沼气发酵接触、防渗、防漏、防腐蚀、防震动、密封的主体材料 ， 解决了传统沼气池存在的渗漏、结壳、板结问题；高分子材料充气后提供 2kp-10kp 的可变或者不变应力场， 6000 次抗疲劳保障。本超强高分子膜构成，厚度
17、0.8mm，拉伸强度 14Mpa，断裂强力 20.5KN m - 28.0KN m， 400-1000g m2。断裂伸长率 250%，低温对折 -20不裂 。质量指标通过采用机械法测量，拉伸性能试验包括拉伸强度、拉伸断裂应力、拉伸屈服应力、断裂伸长率等试验保障。撕裂性能采用裤形撕裂法或埃莱门多夫法。热合质量用“热梯度仪”，将条形试样进行拉伸，破坏试样封合部位的最大力值，结果一定以单位长度的试样所用的力值来表示，即热合强度。本超强高 分子复合膜是用干复式或共挤式将不同单膜复合在一起，复合的好环直接影响着复合膜的强度，阻隔性及今后的使用寿命。所以选用前测试复合层的剥离力。抗冲击性能通过抗摆锤冲击试
18、验。试验是测量半圆形摆锤冲击在一定速度下冲击穿过塑料膜所消耗的能量。此外，高分子材料采用抗紫外线防老配方，使用寿命更有保障。以上周详的质量参数保障体系表明本技术完全可行。 8 本产品由沼气公司质量保障，实现大型沼气工程三大验收标准：无漏；产气量；容易维护和耐久性好。 5.3.2 四季产气防漏沼气池的成本和性能优势 性能和成本优势 池型大小 可以 实现从 40 方到 10000 方沼气池的制作、运作、维护。 发酵原料 可以根据猪粪碳氮比配比秸秆，扩大了原料来源 使用寿命 在适当维护的情况下寿命可达 18 年以上。 产气温度 一改传统沼气池变温产气、北方地区冬季不产气或少产气的特点，实现常温产气。
19、 产气率 由于上述条件得以满足，一改传统沼气池平均为0.13-0.3M3/ M3天为 0.4-1.5M3/ M3天。 气密性 不漏气，彻底解决目前沼气池普遍存在的跑冒滴漏现象。 进出料 一改传统沼气池必须抽出料的特点，可以实现自流进料自流出料，可以省去沉砂 过滤原料的前处理供应，没有出料不彻底和管道堵塞之忧。 维护 容易实现专人管理，对出料不彻底造成的沉渣方便清理，沼气池维修容易。 管理 专人专职或委托管理，简单、整齐、科学；解决了千家万户自顾自烦琐 无规 管理、浪费劳动力、 容易出现停产气、胀池坏池漏气、加料太少等 问题 成本 采用本技术，同等发酵容积的大中型沼气池建造成本仅是传统沼气工程的
20、 1 2 1 8。 增值 可综合利用沼肥、冬季采暖、发电，扩大增值途径 5.3.3 合同资源合同能源方案 由智能化技术支持的合同资源合同能源方案可以这样实现： 一、能源沼 气使用配备智能抄表系统和调节管理系统，这样一方面有利于农户用气收费另一方面也为以原料换用气方案打下技术基础。 二、传感器和数据库相结合的测土配方施肥技术，实现减量增效。利用智能控制建立农户农产品配方档案，建立测土配方施肥工作长效机制。可给沼肥添加微量元素满足不同需要，在保证农作物养分需要的基础上，逐步减少了化肥施用量，肥料利用率提高了 3-5 个百9 分点，亩均节本增效近 50-100 元，从而以农业动力站的形式长期服务当地
21、农户。 以上低成本建池和智能化控制可以说是我们立于不败之地的基本保障。 5.3 典型工艺技术介绍 生产工艺的确定是沼气工程设计的关键。工艺是否合理直接关系到工程的处理效果、运转稳定性、投资、运转成本。因此，必须结合当地对环境要求、用能特征，以及种植业、养殖业发展趋势和良种奶牛场粪污特征，综合考虑粪便资源、配套土地和能源需求等因素，慎重选择适宜的生产工艺，以达到最佳的处理效果、获取最大的经济效益。 目前比较成熟、适用的沼气生产工艺有两大类，一类是以综合利用为主的“能源生态型”处理利用工艺，另一类是以污水达标排放为主的“能源环保型”处理利用工艺。“能源生态型”处理利用工艺是指畜禽场污水经厌氧无害化
22、处理后不直 接排入自然水体 ,而是作为农作物的有机肥料的处理利用工艺。 “ 能源环保型 ” 处理利用工艺指的是畜禽场的畜禽污水处理后直接排入自然水体或以回用为最终目的的处理工艺，该工艺 要求最终出水达到 国家或地方规定 的排放标准 。 5.4.1 典型 能源生态 型处理利用工艺 5.4.1.1 工艺要求及特点 工艺适宜的条件 ： 1) 养殖业和种植业的合理配置，即周围有足够的农田或市场能够消纳厌氧发酵后的沼液、沼渣，使沼气工程成为能源生态农业的纽带。 2) 原则上畜禽场日污水排放量不大于日粪便排放量的 3 倍； 3) 项目建设点周边环境容量大，排水要求不高的地区。 工艺特点： 1) 畜禽场污水
23、、粪便可全部进入厌氧池； 2) 沼气产量大、沼液产量相对较少； 3) 主体工程投资少、运行费用低； 4) 操作简单、管理方便。 5.4.1.2 工艺说明 采用能源生态型的沼气工程，项目建设目标是尽可能的多生产沼气，并通过对沼渣、沼液的综合利用实现沼气工程的社会效益和经济效益双丰收。 畜禽粪便、废水在经厌氧消化处理和沉淀或固液分离后，沼渣、沼液作为优质有机肥料，用于绿色食品生产，使粪便得到能源、肥料多层次的资源化利用，生态农业得以持续发展，并最终达到区域内畜禽场粪污的“零排放”。这种工艺遵循了生态农业原则 ，具有良好的经济效益和环境效益。 10 5.5.2 典型能源 环保型 处理利用工艺 5.5
24、.2.1 工艺要求和特点 工艺适宜条件： 1) 规模化 畜禽场 ； 2) 项目建设点周边排水要求高，污水需达标排放。 工艺特点： 1) 在工艺前期尽可能通过物理方法去除污水中的固形物，降低厌氧池工作负荷。 2) 舍内清出的粪便以及固液分离机分离的粪渣可制作有机肥或直接外卖； 3) 污水达标排放，有效防止二次污染； 4) 沼气产量小； 5) 主体工程投资大、运行费用高； 6) 操作与管理水平要求较高。 5.5.2.2 工艺说明 采用能源环保型的沼气工程，项目建设目标是实现污水的达标排放 、固体粪便制作有机肥，并通过对沼气的利用降低工程运行费用，此类工程项目具有良好的社会效益。目前该工艺一般采用高
25、效厌氧反应池 (UASB、 EGSB)与先进的好氧反应池 (SBR、 MBR)相结合的 典型 工艺路线 。 5.6 工艺技术方案的设计 5.6.1 工艺流程 根据典型能源生态型处理利用工艺， 畜禽场 污水通过排水沟自流汇集到集水池，集水池前设置两道格栅，以清除污水中较大的杂物。集水池 内设一潜污泵，定时地 按照工艺要求将污水 输送到 沼气池。公司鲜 粪 经装卸车 运至 场区 ， 通过上料系统投入沼气池内，为保持沼气池的温度保持在 35范围 内， 在 沼气池 内设 置 温度传感器，可通过传感器的温度变化控制 沼气池的换热量。沼气池内 沼液 自流入平板滤池，其滤液资流入调节池后进入贮液池。干化的沼渣直接作为基肥施用于蔬菜生产基地。沼气池 产生的沼气经脱硫、脱水等设备净化后贮存于 贮气柜，供 沼气发电机组 发电 补充饲料厂用电 。
