1、1日处理 800 吨有机生活垃圾年生产有机能量肥料 8 万吨可行性研究报告2一、概述据有关报导，我国有 300 多个城市被垃圾包围（北京、上海垃圾每天产生1.5 万吨左右，焦作每天产生 800 吨左右） ，严重污染环境，散发大量有毒有害气体，产生恶臭，垃圾污染已到非解决不可的程度。传统处理方法大致有三种：一是填埋，二是堆肥，三是焚烧，都不同程度地存在二次污染：（1）造成大气污染加剧，焚烧存在二恶英强烈致癌物的污染，堆肥产生大量有毒有害气体，填埋也产生大量有害气体（尤其是温室气体） ，填埋还会产生二十多种致癌性气体；（2）堆肥造成的爆炸火灾事故时有发生；（3）浪费了宝贵的资源；（4）损害人群健康
2、，恶臭污染使附近居民患呼吸道疾病者急剧增加。从利用垃圾作堆肥的传统方法来看，由于发酵时间长，一般须 1-3 个月。虽然可达无害化，但养分大部分被挥发掉。如有机氧形成二氧化碳跑掉，蛋白质分解成氨或还原成 NO2 跑掉，只剩下不易分解的木质素或形成腐殖酸。无论是好氧发酵，还是厌氧发酵，或是两者结合发酵，都会产生有毒物质。诸如甲基硫、甲硫醇、有机胺、硫化氢、氢氧酸、氨气、酚醛、酮等，其中有些 是强致癌物。另外，堆肥过程中产生蚊蝇可携病毒。经厌氧发酵产生的二氧化碳、一氧化碳、甲烷等又会增加温室效应。发酵后的剩余物因养分低而没有肥料价值。焚烧发电，投资高，运行费用高并存在二次污染，浪费资源和能源。另外，
3、焚烧发电所产生的热能只有 30%能转化为电能，因此从资源化角度讲，它不是先进的方法，不符合我国的国情。面对垃圾利用的现状，为有效利用垃圾资源，急待摆脱垃圾传统处理方式，开发出无害化、资源化、市场化的新技术，以促进垃圾资源的持续利用。正是基于这种理念，刘文治教授进行了多年潜心研究，打破了国内外传统的思维定式，垃圾通过化学催化水解，将作物难以吸收利用的大分子迅速降解成易于吸收利用的小分子，这是化学能量部分。添加能量添加剂，生产有机氮能料肥料，能代替化肥，是增产型的绿色肥料。该肥不仅可有效地改良土壤，提高产量，抑制病害，能提高作物品质，从而提高生态系统的良性循环，做到环境效益（无害化） 、经济效益（
4、资源化）和社会效益（市场）的统一。可见此项技术是一项具有很强的实用性，而且产生大于投入，具有广泛发展前景的高3科技项目。二、项目建设的必要性和意义增施有机肥，减少化肥用量，提高化肥利用率，实现农业可持续发展是我国“十五”期间的重点任务。多年来，由于长期单纯施用化肥，造成土壤板结，有机质含量下降。我国土壤有机质日趋下降的问题也是相当严重，1958 年土壤普查时，东北土壤有机质含量在 5%左右，目前土壤有机质已下降为 3%，辽宁省下降到2%，南方不足 1%。从北到南，我国土壤有机质含量呈明显递减趋势。这是由于单纯施用化肥造成的有机质含量大幅度下降的全国性问题。由于土壤有机质含量降低，土壤团粒结构和
5、土壤胶体不断遭到破坏，致使土壤保水、保肥能力下降，导致作用的抗逆境性减弱。化肥及农药施用量不断加大，农作物产品含有的化学残留量也越来越高，危害人类健康。同时，由于化肥及农药的大量施用，杀灭了土壤中大量微生物，破坏了生态平衡，污染地下水，造成生态系统恶性循环。由无机农业（即石油农业）向有机农业（即生态农业）过渡已引起全世界人们的关注。我国农业发展战略已由原来的单纯追求粮食增产型向“生态”型农业（即高产、高效、优质）过渡。实现该发展战略，存在着有机肥质量差，生产方法落后，施肥量大，产量低。施用过量化肥，虽然增产，但降低农产品品质，板结土壤，污染环境，利用有机固体废弃物用化学催化水解固氨法生产有机氮
6、能量肥料，很好解决了上述问题。我国农村，农民施用有机质农家肥的观念已十分淡薄，加之使用原始有的机质自然发酵方法，使肥料含氮量损失 70-80%，肥效大大降低。由于土壤中的有机质得不到应有的补充，粮食生产只能靠增加化肥施用量加以维持，很难实现我国农业发展战略的要求，甚至造成恶性循环。以中国为例，年产化肥 9000 多万吨（居世界第一位） ，利用率只在 30%左右，其余大量损失，不仅浪费，还严重污染环境。刘文治教授发明的利用生活垃圾处理后生的有机氮能量肥料，1989 年至1991 年由农业研究部门进行了田间应用试验，得出了比化肥增产 20%以上的结论，1991 年 12 月通过专家鉴定。4经试验和
7、大面积示范证明，该肥对大田作物、蔬菜、水果、经济作物均有显著增产效果，可以在农业上广泛应用。生产该肥所需原料为有机生活垃圾，经化学催化水解处理后同含磷、磷和常（微量）元素结合。施用该肥不仅增产，改良土壤，还能改善作物品质，减少作物残毒，增强作物抵抗病害能力，促进生态系统良性循环，有着显著的经济效益、社会效益和生态效益。该肥料生产工艺流程简单，设备投资工艺技术先进，具有国内外先进水平。本工艺把无害化处理和资源化处理结合起来，特点是垃圾处理快速，4 个小时处理完，完全消除了臭味，不是传统方法先无害化然后资源化。而是资源化的过程就是无害化的过程，从形成产品的特点看，该肥料营养齐全，不仅含N、P、K，
8、还含有 Ca、Mg、S、Si 、Fe、Mn、Zn 、Mo，更重要的是含化肥和传统有机肥解决不了的速效有机碳、氢、氧元素。传统理论为只靠光合作用，固定二氧化碳形成。本理论为本产品中的速效有机碳能直接为作物根系所吸收。同 N、P、K 达到营养平衡。而避免了硝酸盐的残留。微生物所分泌的酶类，生物素的活性物也作为营养看待。本项目采用先进的工艺技术路线真正做到彻底的无害化、资源化。该项目先后获得了国家星火计划金奖：东三省发明展一等奖；美国新技术展览会铜奖；泰国国际工农技术展金奖。2006 年获陕西杨凌国际农业博鉴会特别奖。国家计委、科委、农业部、建设部均很重视这一重大成果，列为农副产品技术名优产品推荐项
9、目。本产品被确定为“适用绿色农产品生产”的肥料，在“有机农业” “绿色革命”席卷全球的今天，此项目建设无疑是适宜的，是有广阔市场前景的。5三、产品方案及市场需求预测3.1 产品方案（1）生活垃圾处理规模：800 吨/天（2）出肥率：30%，每吨垃圾生产有机氮能量肥料 300Kg，每天生产 240 吨，年生产肥料 87600 吨。（3）肥料类型：有机氮能量肥料（4）采用标准有机肥料农业行业标准微生物肥料农业行业标准有机无机复混肥料农业行业标准（5）有机氮能量肥质量标准外观：黑或褐色颗粒水分：14%粒度：3.5-5.4成粒合格率：80%颗粒抗压强度：9NPH 值：5.5-7.5重金属含量：符合有机
10、肥料标准有机碳质：30%速效有机碳：6%N+P2O5+K2O：6%有机氮占总氮：50%3.2 产品性能生活垃圾中的有机质经化学催化水解反应将有机高分子分解成小分子糖类为化学能量营养，又加入物理能量部人具有保水保肥在催化剂作用下，能将土壤中残根和死亡菌体快速分解成作物能直接吸收的物质，使用该肥能代替化肥不仅增产提高农产品品质，改良土壤，保水抗旱。3.3 市场预测我国是一个农业大国，年需化肥 9000 多万吨，而且国际市场价格急剧浮动，我国因此增产型能量肥料生产具有极广阔的市场前景。有机能量肥料比公肥增6产，比化肥售价低。并可使作物提前早熟 15-20 天，它的使用不仅极大地减少了污染，使生态系统
11、步入良性循环，减少环境压力，资源得到很好的配置，减轻了化肥对环境和自然资源造成的系列弊端，而且有机能量肥料效果好、成本低，等效条件下同优质化肥相比增产 40%-60%（每垧地施此肥比施化肥节约人民币 500-600 元） 。利于向有机农业发展过渡，适用于绿色农产品，又能增加作物产量，是促进国民经济可持续发展的具体举措，农民乐于接受，因此具有极好的市场竞争力。此外，该技术已经过十一年大面积多区域示范应用及已建成工厂并形成产业化，而年产 8 万吨有机氮能量肥除满足当地蔬菜和各种果树、经济作物如茶树、桑树、烟草等作物用量外，还可销外地或向国外出口，所以有机氮能量肥具有良好的销售前景。7四、生产工艺生
12、活垃圾先经机械分选，将铁用磁性分离器分出，再将大物件拣出，然后破袋筛分。泥砂筛出废塑料分选出制燃料块用于锅炉燃料，供化学催化水解罐用蒸汽，干燥用热空气。分选泥砂、塑料等的垃圾后，含有机质为主的垃圾送到水解罐化学催化水解完成后，罐内采用压力流脱掉多余水分，然后喷爆出料后，进行筛分，筛下物为有机质分选泥涛，塑料等的垃圾后，含有机质为主的搅拌粉碎、烘干、造粒、干燥、冷却、计量包装即成成品有机氮能量肥料。筛上物经风选，塑料返回制燃料块，做燃料有机质再返回水解罐重新水解。有机物如玻璃、石子、陶瓷片等送出烧砖。水解为高温高压，细菌、病害完全杀灭。有机质中的纤维素类降解成易被作物吸收的小分子，保持优化有机养
13、分。能源物质是垃圾中的塑料完全够用，少量淡季质煤做辅助添加剂。4 小时处理完毕，生产出优质有机氮能量肥。磁性除铁器 大件 破碎机垃圾 破袋机 筛分 分选机 制燃料块锅炉 废酸储罐 化学水解废塑料蒸汽 锅炉热空气 催化剂筛分制燃料块 塑料 风选筛上物 筛下物 干燥机锅炉燃料铁回收填埋有机质 储罐 研磨机泥砂电脑配料机 营养添加剂槽能量添加剂槽造粒 干燥 热风冷却计量包装成品入库8五、公用工程5.1 厂址选择：远离市区，距公路较近，最好是在新的垃圾填埋场内或者以前的垃圾填埋场内。5.2 土建工程：工程总建筑面积 22924 平方米（单层、钢结构） ，其中生产车间10982 平方米，包括水解车间、干
14、燥车间、制肥车间；库房 8000 平方米，包括原料库房、成品库房、化验室、生活间；维修间 806 平方米；锅炉房1600 平方米；配电房 288 平方米；综合办公房 1248 平方米。5.3 给排水、排水工程：全厂总需水量平均为每天 800 吨，其中生活用水 80 吨/天，主要是生产用水。消防供水 480 吨/天，绿地及杂用水 240 吨/ 天（绿地用水循环使用可满足本项目的需要） 。5.4 供电工程：本项目装机容量为 2400KW，运行容量约占 60%，用电负荷等级为二类，电压 380V/220V，50Hz，厂区变电所设置 800KWA 干式的电力变压器 3 台及配套机。本电源采用双回路，装
15、设电容器提高功率因数达COS92.5% 。厂区设照明，电器设备接地接零安全保护及防雷设施。5.5 供热工程：设置导热油炉 36 万大卡 3 台。配套蒸汽发生器。配套蒸汽发生器，热空气发生器，热交换器系统。六、工厂组织和人员编制本项目是总经理负责制管理机构设置：总经理、办公室、生产技术、财务部、销售部、总务部、质检，非生产人员共 15 人。按工作性质，分设 2 个生产车间：垃圾分拣水解与制肥。包括配料、造粒干燥、冷却、计量包装。公用工程分为供水、供电、供汽部门。辅助部门分为质检中心（技术中心） ，机电仪表维修、锅炉、变电、维修、贮运等部门，生产人员共 45 人。总定员 60 人，其中非生产管理人
16、员 15 人，生产车间、公用工程及辅助部门共 45 名。9七、项目实施规划我公司负责工艺设计的指导、对有关设备制造厂家进行指导、并指导设备安装、调试、人员培训等事宜。建设单位负责招标、设备安装、土建施工及组织试车等项工作。项目实施规划：项目实施程序按国家基本建设有关规定从项目批准后，建设单位与技术持有单位签订合同，项目正式合作时间起，为项目的实施起点，进行按行业特点，并结合单位基本情况，安排如下：7.1 可行性研究报告：1 个月7.2 初步设计：1 个月7.3 土建施工并同时进行设备加工：3 个月7.4 设备安装：2 个月7.5 设备调试及试车：2 个月从前期工程施工到试生产，建设周期为 9
17、个月。八、投资估算8.1 国内运杂保险费按设备造价 3%计取（含在建设费内）8.2 设备安装费按设备造价的 7.53%计取8.3 设备调试费按总投资的 1.24%计取8.4 生产工人培训费按总投资的 0.0816%计取8.5 可靠性研究编制纲按项目总投资的 0.24%计取8.6 环境质量评价费按项目总投资的 0.15%计取8.7 工程设计费按项目总投资的 1.8%计取8.8 专利使用费按总投资的 2.74%计取（一）总投资构成（见表）序号 项目 投资额（万元） 百分比% 备注1 建设投资 18,131.00 95.772 生产流动资金 800.00 4.23合 计 18,931.00 100.
18、0010（二）建设投资构成根据国家现行规定，工业项目的建设投资由设备购置费、安装工程费、建筑工程费、其他费用构成。经初步估算，该项目建设项目总投资为 18,931 万元，其中建设费用 18,131 万元，生产流动资金 800 万元。具体构成如表所示。序号 投资额( 万元) 百分比(%) 备注1 设备购置费 12,591.00 69.452 安装工程费 948.00 5.233 公用工程费 2,936.00 16.194 其他费用 1,183.00 6.525 基本预备费 473.00 2.61项目总投资 18,131.00 100.00（三）生产流动资金估算根据生产过程中原料、燃料、工资等主要
19、要素的行业平均周转储存天数并结合该项目的具体情况，初步估算该项目正常生产年份大约需要生产流动资金800 万元。（四）建设投资具体估算估算价值（万元）序号 工程或费用名称 设备费 安装费 建筑费 小计 合计一 工艺设备 12,591.00 948.00 13,539.00二 公用工程 2,936.001 消防给水排水、空调 789.252 绿化、土地平整、围墙大门、照明340.953 输配电、通讯 214.684 建筑费用 1,591.12三 其他费用 1,183.001 土地征用费2 勘测设计费 340.763 专利使用费 518.224 人员培训费 15.455 设备调试费 234.746 环评费 28.407 可研费 45.43四 基本预备费 473.00五 流动资金 800.00合 计 18,931.00
