北京三元绿荷南口奶牛二场大型沼气综合利用工程可行性分析报告.doc

目 录
第一章 总 论 1
一、项目摘要 1
二、可行性研究报告编制依据 3
第二章 项目建设背景 5
一、项目提出背景 5
二、项目建设的必要性 6
三、项目建设的可行性 6
第三章 产品市场预测与分析 8
一、市场调查 8
二、生产能力调查 8
三、销售量调查 8
四、产品价格调查 8
五、市场预测 9
六、销售收入预测 9
第四章 项目建设单位基本情况 10
一、项目建设单位基本情况 10
二、南口奶牛二场基本情况 11
第五章 项目选址 12
一、项目选址原则 12
二、原材料及主要辅助材料供应 12
三、燃料动力及其它公用设施的供应 12
四、交通条件 12
五、自然条件 12
六、厂址选择 13
第六章 工艺方案的选择 14
一、基本要求 14
二、项目组成 14
三、典型工艺技术介绍 14
四、工艺技术方案的选择 15
五、工艺技术方案的设计 16
第七章 项目建设目标 20
第八章 项目建设内容 21
一、建筑工程 21
二、电气、自动控制系统 23
三、通用及专用设备选择 24
四、公共工程 25
第九章 投资估算与资金筹措 27
一、投资估算依据及范围 27
二、固定资产投资总额 27
三、工程费用 27
四、工程建设其他费用 27
五、铺底流动资金和建设期利息 28
六、资金筹措 28
第十章 建设期限和进度安排 32
一、项目实施预备阶段 32
二、项目实施进度安排 32
第十一章 环境保护与安全生产 33
一、建设地区的环境现状 33
二、项目拟采用的环境保护标准 33
三、项目对环境的影响及治理对策 33
第十二章 项目组织管理与运行 36
一、项目筹建时期的组织与管理 36
二、项目运行时期的组织与管理 36
三、劳动定员和人员培训 36
第十三章 效益分析与风险评价 37
一、生产成本和销售收入估算 37
二、财务评价 38
第十四章 招标管理 41
一、招标依据 41
二、招标范围 41
三、招标方式 41
四、招标程序 41
五、招标组织 41
六、招标工作的申报 42
第十五章 结论与建议 43

附表
附表1 南口奶牛二场大型沼气综合利用工程基本情况
附表2 南口奶牛二场大型沼气综合利用工程建设内容、规模及投资明细表
附表3 南口奶牛二场大型沼气综合利用工程土建工程清单
附表4 南口奶牛二场大型沼气综合利用工程仪器设备购置清单
附表9-1 项目投入总资金估算汇总表
附表9-2 分年投资计划表
附表9-3 流动资金估算表
附表13-1 外购原材料费估算表
附表13-2 外购燃料和动力费估算表
附表13-3 固定资产折旧估算表
附表13-4 无形资产和其他资产摊销费估算表
附表13-5 工资及福利费估算表
附表13-6 总成本费用估算表
附表13-7 产品销售收入估算表
附表13-8 利润及利润分配表
附表13-9 项目全投资现金流量表
附表13-10 资金来源与运用表
附表13-11 资产负债表
附图
附图1 南口奶牛二场大型沼气综合利用工程建设点区位图
附图2 南口奶牛二场平面布置图
附图3 南口奶牛二场大型沼气综合利用工程平面位置图
其他附件另附
企业营业执照、法人代码；用地使用证明；自筹资金承诺书；以及其他材料
IV

北京三元绿荷南口奶牛二场大型沼气综合利用工程可行性研究报告
第一章 总 论
一、项目摘要
1. 项目名称
北京三元绿荷南口奶牛二场大型沼气综合利用工程
2. 项目建设单位
北京三元绿荷奶牛养殖中心
总经理：张振新
电话：
3. 项目拟建地点
北京市昌平区南口镇，南口奶牛一场内
4. 项目主管部门
北京三元集团有限公司
5. 建设目标
该项目通过利用奶牛场鲜粪便生产沼气和绿色肥料，沼气用于发电补充奶牛场用电；沼气工程产生的沼渣、沼液用于奶牛场草地施肥和附近农田和果园施肥或出售。该项目将养殖、能源、种植和生态环境保护有机结合起来，达到奶牛场废弃物的无害化、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。
6. 建设期限
项目获国家批准立项后1年
7. 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，厌氧消化器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、操作间等辅助设施。
8. 建设内容及规模
（1）项目日处理南口奶牛二场全群1800头奶牛排放粪污50吨，年处理粪污1.825万吨；
（2）本项目建设用地2800平方米，该项目新建集水池30立方米、沉砂池40立方米、加热池40立方米、厌氧消化器1000立方米、贮液池2250立方米、出料池30立方米，新建净化间30平方米、操作间30平方米、发电机房60平方米、锅炉房30平方米、贮气柜500立方米，以及相应的配套室外工程；
（3）项目投产后，年生产沼气约32.85立方米、发电49.3万度、年产沼渣沼液1.825万吨。
9. 投资估算和资金筹措
项目总投资500.98万元，项目建设投资491.65万元（其中包括：土建投资151.95万元、设备投资246.85万元、其它部分92.85万元），流动资金9.33万元。其项目总投资的主要资金来源有：中央财政拨款125万元、地方配套资金275万元、企业自筹资金100.98万元。
10．市场预测及效益分析
根据确定的工艺路线和建设规模及预测的产品价格，达产期内年均销售收入109.33万元，年均总成本59.33万元，利润49.99万元；项目财务内部收益率（FIRR）为12%，项目财务净现值（ic=12%时）为12.15万元。以上部分说明盈利能力满足了行业最低要求，财务净现值均大于零，在财务上是可行的。
项目的投资回收期为8.21年（含建设期），小于行业基准投资回收期，表明项目投资能按时收回。
11.项目组织、管理
项目管理要依据农业部《农业基本建设项目管理办法》、《大中型沼气工程建设项目指南》，结合当地实际，建立和完善项目管理制度，使项目管理制度化、规范化。同时简要说明项目组织形式和劳动制度，以及人员需求量和劳动力来源等。
12. 主要技术经济指标
该项目的主要技术经济指标见表1-1。

表1-1 主要技术经济指标表
序号
名 称
单 位
指标值
1
产品品种与年均产量

沼气发电
万kWh

49.3

沼渣
t
1150

沼液
万t
1.71
2
建设内容

沼气工程及综合利用配套设施

3
投资

基本建设投资
万元
491.65

建设期利息
万元
0

流动资金
万元
9.33

总投资
万元
500.98
4
资金筹措

中央财政拨款
万元
125

地方配套资金
万元
275

自筹资金
万元
100.98
5
财务效益

年均销售收入（达产年）
万元
109.33

年均总成本（达产年）
万元
59.33

年均利润（达产年）
万元
49.99

内部收益率（所得税后）
%
12

财务净现值（所得税后）
万元
12.15

动态投资回收期（所得税后）
年
8.21

二、可行性研究报告编制依据
1. 国家《能源中长期发展规划纲要（2004－2020）》；
2. 国家有关农业和农村经济发展的方针政策，行业标准、规定和规范等；
3. 《北京市2005年统计年鉴》；
4. 《北京三元绿荷南口奶牛二场大型沼气工程》技术咨询合同；
5. 北京三元绿荷南口奶牛二场提供的地质、地形、气象和农业的基础材料。

第二章 项目建设背景
一、项目提出背景
1. 社会背景
我国的畜牧养殖业经过长足发展，主要畜产品产量持续20年增长，在农业总产值中的比例增大，而且饲养规模扩大，集约程度逐步提高。截止2004年底，全国奶牛头数已经超过1000万头，牛奶产量超过1000万吨，增长迅速。奶牛业的发展不仅满足了人民不断增长的生活需求，而且为发展农村经济作出了贡献。然而畜禽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，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。奶牛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。
我国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. 地方背景
截至到2006年，北京市奶牛养殖头数已经超过16万头，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，农场经济有了比较大的发展，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。建设大型沼气发电工程，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，南口奶牛二场拟引进先进水平的厌氧发酵工艺，建造大型沼气发电工程，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。
3. 已进行的调查研究
资源调查：南口奶牛二场全群奶牛1800头，项目所需粪便、污水等沼气生产原料资源稳定；市场调查：北京市绿荷南口奶牛二场地处北京市郊区，有大量的果园和农田，项目周边土地基本能够完全消纳项目所产生的沼渣、沼液。
二、项目建设的必要性
1. 项目建设符合国家产业政策的需要
农村能源建设，作为缓解农村地区能源短缺，改善农村地区能源结构，改善农业生态环境的重要措施，对提高农民收入、改善农民生活水平具有重要的作用。该能源环境建设项目，符合国家产业政策。
2. 项目建设是缓解农村能源的需要
发展沼气工程有利于改善农村能源结构、降低薪柴或秸秆和石油、煤炭等能源的消耗强度，增加农村能源供应、缓解农村能源供应紧张的状况。
3. 项目建设是改善生态环境的需要
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，可以改善奶牛场的环境状况，达到奶牛场的环境整洁化，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。
三、项目建设的可行性
1.项目的建设将获得一定的利润
项目建设完成后，达产期内年均销售收入109.33万元，年均总成本59.33万元，利润49.99万元。对当地经济、社会发展的积极影响。包括增加税收、提高就业率、提高科技水平，以及同时可避免污染造成的行政处罚或罚款等。
2.项目的建设将加快企业的发展
奶牛场排放的粪便、污水未经任何处理，农民直接施用污水、粪便灌溉农田经常造成烧苗等现象；由于奶牛场排污口距附近村庄只有0.5公里，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，周边地区农民对奶牛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健康发展。
3．沼气生产技术较成熟
经过多年的研究、开发、试点示范，我国沼气工程从设计、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。国家制定了一系列与沼气相关的技术标准和建设规范。且到2003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。

第三章 产品市场预测与分析
一、市场调查
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，一般不超过总体的2%~5%。根据对北京市绿荷南口奶牛二场的调查，沼气发电后主要供应用于奶牛场使用，因此不存在市场问题。
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。
从沼液成分分析可看出沼液能起到多种作用。沼液可以用于提高果蔬品质、改善土壤、防治病虫害，奶牛场附近的凯银集团的绿色蔬菜基地可以完全销纳，取代化肥、生物农药等外购产品，不存在市场问题。
二、生产能力调查
项目立项后，预计1年后投产，建设厌氧消化器容积1000立方米，年生产沼气约32.85万立方米、发电49.3万度；年产沼渣液1.825万吨。
三、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。在北京市沼气可用于发电，每1立方米沼气可发电1.5kWh；每亩蔬菜地使用约沼液50t/y，沼渣1t/y。
四、产品价格调查
沼气工程产品的定价是由市场定价，沼气发电按照其替代产品价格定，约0.72元/kWh；沼渣的价格基本按照有机肥的价格，按有机肥的价格定，约300元/吨；沼液经调节养分后参照水肥的价格，约23.0元/吨。
五、市场预测
按照统计资料，每亩需要固体有机肥0.3吨/年，沼液肥50吨/年以上。大型沼气发电工程生产的沼渣、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。
六、销售收入预测
根据沼气工程所产生的沼气、沼渣、沼液所替代产品及产品预测的产品价格，沼气发电和沼渣、沼液的年销售总收入共计109.33万元，沼气发电、沼渣、沼液的年销售总收入分别为：35.5万元、34.5万元、39.33万元。
47

第四章 项目建设单位基本情况
一、项目建设单位基本情况
北京三元绿荷奶牛养殖中心是一家专业化经营、集团化管理的奶牛养殖业企业集团，是目前国内生产水平最高的奶牛养殖企业。目前养殖中心的规模为：总资产10亿元，在岗职工2224人，其中管理和技术人员442人；自身拥有大型奶牛养殖企业27家，通过联营、租赁等合作形式取得了十余家区县规模牛场的管理权；奶牛存栏3.8万头，年总产奶1.65亿公斤，平均头年单产9300公斤，年繁育优良种奶牛7000头。养殖中心下设四个分公司，主要按地域负责奶牛养殖场的生产管理、工艺改革及技术创新的推广。三元绿荷以奶牛养殖业为主业，同时还拥有奶牛服务站、饲料厂、乳品机械厂以及奶牛技术咨询中心、信息网络中心等完善的奶牛服务体系，为全国奶牛业的发展提供良种、饲料、奶牛保健、生产技术咨询等配套服务。
为适应目前奶牛业发展，中心实行高度统一的集约化管理模式，企业发展方向是在保持并拓展奶牛业在国内领先地位和北京市鲜奶市场控制能力的同时，培育发展相关产业并不断提升完善奶业产业化。中心的发展目标是建成大型优质鲜奶生产基地，全国奶牛养殖示范基地，良种繁育、推广基地和技术科研基地。在此基础上，全方位地参与并带动北京奶牛业发展，承担奶牛业龙头企业的任务，带动和扶持京郊奶牛业的进一步发展。目前中心每年为农村奶牛养殖小区提供良种奶牛2000头以上，并与大兴、房山、通州等京郊区县建立了良好的奶牛业合作关系，目前该地区的挤奶站收购养殖农户、养殖小区牛奶的规模达到了30000头以上，技术服务范围达到了60000头以上，有力地扶持了北京郊区奶牛业的发展，对京郊奶牛养殖业的发展起到了良好的示范作用。
中心牛奶生产实施标准化管理，产品标准水平已经超过国家标准，达到发达国家水平。中心全面推广应用TMR日粮配置和饲喂技术，应用国际先进的挤奶机，实现了奶牛饲养和挤奶的完全机械化；运用DHI技术管理奶牛，实现了生产管理的数字化；产品密闭管道输送和低温冷藏运输，保证了产品质量；严格、健全卫生防疫体系保证了奶牛生产的健康、安全。
按照国家颁布的相关法规和标准要求，北京三元绿荷奶牛养殖中心自2003年开始对城郊大型奶牛场牛粪处理方案的研究和论证，工艺设备的选型，并在2005年已进行了小型沼气发电项目的试验项目建设，2008年启动了中以示范牛奶和金银岛牧场等大型沼气发电工程。2009年北京市三元绿荷计划加大畜牧场粪污处理工程投资力度，中心计划用2至3年时间，分期分批完成处理工程项目。除要处理办法拟采用沼气发电、污水处理、节水节能等措施。本项目是北京三元绿荷大型畜牧场沼气发电工程和粪污达标排放示范工程之一。
二、南口奶牛二场基本情况
项目建在南口奶牛二场内，养殖场建于1970年，位于昌平区南口镇，距离八达岭高速6千米左右，交通十分便利。
南口奶牛二场占地面积175亩，为国有，场内共有员工78人，奶牛存栏1800头左右，主要饲养品种为中国荷斯坦高产良种奶牛，为全国标准化4A级单位。场内有闲置土地可以用于沼气工程建设，项目区内供水采用自备井抽取地下水；场内供电现有变压器容量为250KVa；场区周边分布有农田和果园。
该场采用了先进的生产新工艺和技术，生产上实现了机械化，管理上实现了数字化，生产水平逐年提高。与此不相称的是，该场至今还没有现代化的粪污综合治理工程，粪污处理还不能做到及时有效，对周围环境还有一定的影响。按照国家〈畜禽养殖业污染物排放标准〉（GB18596-2001）和北京市的有关规定，必须对该场粪污进行综合治理和有效利用。该牛场基础设施较先进，在这里非常适合建设沼气发电项目的困难相对较小，而且能为三元绿荷奶牛养殖中心其它几十个牛场的现代化改造起到良好的示范作用。

第五章 项目选址
一、项目选址原则
选择建场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）有可供利用的社会基础设施和协作条件。
二、原材料及主要辅助材料供应
该项目原材料主要是奶牛场的鲜粪，其主要原材料及辅助材料需用量详见附表13-1。
三、燃料动力及其它公用设施的供应
该项目自燃料动力主要是煤和电，外购燃料、动力等物料需用量见表13-2。
四、交通条件
南口奶牛二场位于昌平区南口镇，距离八达岭高速6千米左右，交通十分便利。
五、自然条件
北京市处于东亚大陆东岸，位于北纬39度56分，东经116度20分。北京市地处华北大平原北端，西、北、东三面环山。全市山区面积约占总面积的2/3，最高处海拔2303米，市区中心海拔43.17米，最低处仅8米。北京地区地处暖温带半湿润地区，气候受蒙古高压的影响，属大陆性季风气候，年降水量644毫米。北京四季分明，冬季干燥，春季多风，夏季多雨，秋季晴朗温和，年平均气温10——12摄氏度。冬季，经由西北部吹来的冷空气，受高山阻挡，下沉时又受增温作用，因此北京冬季比其它同纬度地区温暖，无霜期约180－200天。夏季因东南暖温气流受海洋调节作用，亦不热。这使北京形成了夏无酷暑，冬无严寒的优越气候条件。而每年9——10月，秋高气爽，气候宜人，空气质量为1—2级。昌平区位于北京市西北部，属于温暖带半湿润季风气候区，四季分明，冬季较长，夏季雨量充沛，年平均无霜期200天，平均日照时间2720小时，为林果、蔬菜生长、农业发展提供了良好的条件。
六、厂址选择
根据项目所在地农村经济、种植业、畜牧业等发展现状，项目的建设非常有示范意义。根据项目选址原则，结合南口奶牛二场的实际情况，项目建设地点选择在南口奶牛二场内。具体位置见附图1。将项目建设点选择在此的理由在于：
（1）项目建设点区位优越，交通便利；
（2）政府和企业已经认识解决粪便污染问题的紧迫性，建设沼气工程配套资金充足；
（3）奶牛场存栏全群奶牛1800头,每天可提供鲜粪污50吨,有充足的沼气发酵原料；
（4）项目建设点供水采用自备井抽取地下水；场内供电现有变压器容量为250KVa。将项目建设点选择在此，可保证项目的用水、用电；
（5）奶牛场有预留建设用地，并且周边有大量的农田和果园，保证了该沼气工程产生的沼渣、沼液的市场。

第六章 工艺方案的选择
一、基本要求
1. 沼气工程的工艺技术方案设计要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，采用的技术工艺尽可能接近国际先进水平或国内领先水平；
2. 沼气工程的工艺技术方案设计符合当地总体规划，与奶牛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，充分利用附近苗圃、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。
二、项目组成
南口奶牛二场大型沼气综合利用工程由预处理系统、厌氧消化系统、沼气净化发电系统、沼液利用系统及附属设施组成。
三、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，必须结合北京市对环境要求、用能特征，以及种植业、养殖业发展趋势和北京市绿荷南口奶牛二场粪污特征，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”处理工艺，另一类是以污水达标排放为主的“能源环保型”处理工艺。“能源生态型”处理工艺是指畜禽场污水经厌氧无害化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。
1．典型能源生态型处理利用工艺
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、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。
2. 典型能源环保型处理利用工艺
工艺适宜条件：
（1）规模化奶牛场，最小粪污处理量为每天50吨；
（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态物质，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。
四、工艺技术方案的选择
根据南口奶牛二场的基础资料以及能源环保型与能源生态型工艺要求和特点，确定沼气工程选择能源生态型工艺技术方案。选择能源生态型的生产工艺的原因，是由于其具备以下优势：
1. 南口奶牛二场存栏奶牛1800头，每天可为沼气工程提供50吨粪污，同时在调节发酵原料浓度时，能够利用南口奶牛二场每天排放的污水；
2. 该建设项目产生的沼气用于发电，补充公司奶牛场用电，因此沼气不存在市场问题；
3. 沼气工程建设点周边有大量蔬菜、水果种植地，同时建设沼液贮存池2250立方米，保证了沼液能够完全被消纳，防治二次污染；
4. 选择该工艺技术方案经济合理，有利于节约项目投资金额降低运行费用，提高综合经济效益。
五、工艺技术方案的设计
1．工艺流程
根据典型能源生态型处理利用工艺，结合南口奶牛二场基础情况，南口奶牛二场大型沼气综合利用工程工艺流程图见图6-1。
用电处
发电机组
沼气净化系统
沼气
余热回用
加热
粪便
沼液
污水
集水池
沉砂池
加热池
沼液储池
固液分离
出料池
厌氧消化器
沼渣
周边果园和农田
干式储气柜
保温
沼液

图6-1南口奶牛二场大型沼气综合利用工程工艺流程图
奶牛场污水通过排水沟自流汇集到集水池，集水池前设置格栅，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沉砂池内。公司鲜粪经装卸车运至场区，投入沉砂池内混合、除砂；厌氧消化器采用全混式消化器，内设搅拌、排泥、除砂等装置；为保持厌氧消化器的温度保持在35℃范围内，在厌氧消化器内设置温度传感器，可通过传感器的温度变化控制厌氧消化器的换热量。厌氧消化器产生的沼气储存在干式储气柜内，经脱水、脱硫等设备净化后，供沼气发电机组发电补充奶牛场用电。厌氧消化器内沼肥自流入出料池，经固液分离后沼液进入贮液池，沼渣直接作为基肥施用于蔬菜生产基地。
2. 工艺设施设计说明
（1）集水池
为满足厌氧消化器进料的定期、定量需求，设置集水池满足其工艺要求。集水池前设置格栅，池内设置二台污水泵，一用一备。
（2）沉砂池
为防止粪便中的泥砂及长草等进入后续单元，对设备及设施造成磨损，设置沉砂池将粪便中的泥砂去除。沉砂池内设置除砂装置、搅拌机各一台，提升泵一台。
（3）加热池
本项目采用中温发酵，料液在加热池内进行预加热，可有效将粪便与污水搅匀，并可保证冬季正常上料。加热池内设搅拌机一台，上料泵一台。
（4）厌氧消化器的选择
1）典型高效厌氧池
厌氧池是大型沼气发电工程的核心设施，微生物的繁殖，有机物的分解转化，沼气的生成，以及污染物的降解都是在厌氧消化器内进行。因此，选择一个高效的厌氧池是沼气工程的重点。以沼气生产为目的的能源生态型沼气工程中高效厌氧池必须满足的原则是：
能够保持大量的厌氧活性污泥和足够长的污泥龄；
保持物料和厌氧污泥之间的充分接触；
可回收沼气，是一种产能工艺；
进料干物质浓度高，沼液产量小；
可以应用于各种性质的有机污水处理。
2）厌氧池的选择
根据上述厌氧池的特征该工程分别采用在全混式厌氧池基础上研制的高浓度沼气发酵装置作为生产沼气的厌氧池，选择全混式高浓度厌氧池作为生产沼气厌氧池的原因在于：
² 该池具有传统全混式厌氧池结构简单、能耗低、稳定性好的特点；
² 该厌氧池采用的搅拌装置，保证了进入的废水、鲜粪和厌氧活性污泥的充分接触；
引进国际先进技术，将干式贮气柜设置在厌氧反应罐上，形成产气、贮气一体化装置，可有效节约占地及减少投资，更加便于管理维护。
该技术在北京、上海的沼气工程中得到应用，实践证明，它与目前的厌氧池相比，具有投资省、耗能低、产气率高、操作方便和有利于综合利用（沼液排量少、浓度高）等特点。
每日粪污处理量为50吨，沼气发酵温度为35±2℃、设计发酵原料滞留时间（HRT）为20天，故厌氧池的容积为1000立方米。
（5）出料池
为满足沼渣作为基肥运输和施用，沼渣的含水率越低越好；沼液作为液体有机肥，一般采用污水泵、管道等进行输送，因此悬浮物的浓度越低越好。为方便沼渣的贮存、使用，须设置固液分离装置将沼液和沼渣进行分离，降低了沼渣的含水率和沼液中的悬浮物含量。出料池的主要功能是贮存厌氧消化罐的出料，保证固液分离装置的正常运行。
（6）贮液池
贮液池的主要功能是贮存固液分离装置分离出的沼液，满足果园和农田的施用。
（7）附属设施
根据工艺要求，附属设施有发电机房、净化间、操作间和锅炉房等。
3. 沼气的利用
在稳定的工作运行状况下，每天可产沼气900立方米左右，沼气经贮存于500立方米贮气柜。沼气作为清洁高效能源，热值为22000kj／m3，每m3沼气可发电1.5kWh。每天生产的沼气通过140kw沼气发电机组发电1350kWh，直接为养殖场补充提供日常用电。
4. 沼渣、沼液的利用
厌氧消化器每天添加的发酵原料为50吨，其平均TS%=9%，经厌氧发酵后，排放的沼液（渣）约为50吨，但其TS%下降为4.5%左右，按上述工艺，年沼渣的排放量约为1150吨，沼液约为1.71万吨。
经厌氧发酵后的沼肥必须全部回收利用起来，用以补充菜地、果园等用肥。综合利用的主要设施包括管道输送设备和液肥喷灌设施等。

第七章 项目建设目标
该项目新建集水池30立方米、沉砂池40立方米、加热池40立方米、厌氧消化器1000立方米、贮液池2250立方米、出料池30立方米，新建净化间30平方米、操作间30平方米、发电机房60平方米、锅炉房30平方米、贮气柜500立方米，以及相应的配套室外工程；项目达产后日生产沼气约900立方米，日处理南口奶牛二场粪污约50吨。
该项目以沼气为核心，通过利用奶牛场污水和固体粪便生产沼气和有机肥，并利用沼气解决养殖场部分用电；沼渣、沼液用于公司周边果园和农田。该项目将环境保护和养殖业、种植业有机结合起来，达到奶牛场废弃物的无害化、资源化、减量化的目标；通过生产可再生能源缓解农村能源供需矛盾，降低不可再生能源的消耗；使项目区走上能源生态可持续发展的良性循环轨道，极大的促进了社会主义新农村经济的可持续发展。
沼气工程从根本上改变传统的粪便利用方式，促进物质高效转化和能源高效循环，提高资源利用率。并使其上连养殖业、下承种植业，促进农业种养一体化。通过沼气工程的建设，形成以沼气为纽带发展循环经济，建立节约型社会的有效途径。

第八章 项目建设内容
该项目新建集水池30立方米、沉砂池40立方米、加热池40立方米、厌氧消化器1000立方米、贮液池2250立方米、出料池30立方米，新建净化间30平方米、操作间30平方米、发电机房60平方米、锅炉房30平方米、贮气柜500立方米，以及相应的配套室外工程。
一、建筑工程
1. 设计依据
（1）《建筑设计规范》；
（2）《建筑设计防火规范》；
（3）建筑及各专业提供的设计条件。
2. 设计范围
该工程主要构筑物有：集水池、沉砂池、加热池、厌氧消化器、出料池、贮液池、净化间、操作间、发电机房、锅炉房。其中集水池、沉砂池、加热池、出料池、厌氧消化器基础为钢筋混凝土结构；操作间、发电机房和净化间、锅炉房为砖混结构。
本大型沼气发电工程属南口奶牛二场内新建工程，建筑设计要求美观大方。建筑物均为地上式单层建筑，建筑物内墙根据功能进行初级装修。建筑物地上部分外墙均采用外墙涂料装饰，涂料颜色应与整个奶牛场建筑相协调。
构筑物具体形式、规模见表8-1。

表8-1 主要构筑物明细表
序号
名称
单位
数量
建筑形式
1
集水池
m3
30
钢砼
2
沉砂池
m3
40
钢砼
3
加热池
m3
40
钢砼
4
厌氧消化器
m3
1000
钢砼
5
出料池
m3
30
钢砼
6
贮液池
m3
2250
其他
7
操作间
m2
30
砖混
8
发电机房间
m2
60
砖混
9
净化间
m2
30
砖混
10
锅炉房
m2
30
砖混
11
场区道路
m2
300
砼
12
场区排水沟渠
m
50
砖混
13
场区绿化
m2
1200

14
围墙
m
220

3. 构筑物建筑内容和形式
（1） 集水池
集水池其体积为30立方米，采用钢砼结构，基本尺寸为：长3.2米、宽3.2米、深3米，池底设泵坑，顶部设护杆、覆盖绿色10毫米太阳板。
（2）沉砂池
沉砂池其体积为40立方米，采用钢砼结构，基本尺寸为：长3.5米、宽3.5米、深3.5米，顶部设护杆、覆盖绿色10毫米太阳板。
（3）加热池
加热池其体积为40立方米，采用钢砼结构，基本尺寸为：长3.5米、宽3.5米、深3.5米，顶部设护杆、覆盖绿色10毫米太阳板。
（4）厌氧消化器
厌氧消化器容积为1000立方米，基本尺寸为：直径11.46米、高9.6米，基础为钢筋混凝土结构，罐体为搪瓷拼装结构。为了防止厌氧消化器热量散失，池体外部作复合彩钢保温层。
贮气柜的设计为一个容积500m3的干式贮气柜，设置在厌氧消化器顶部。
（5）出料池
出料池其体积为30立方米，采用钢砼结构，基本尺寸为：长3.2米、宽3.2米、深3米，池底设泵坑，顶部设护杆、覆盖绿色10毫米太阳板。
（6）贮液池
贮液池为全地下结构，池体硬化后作防渗处理，贮液池长35米，宽28.5米，深4米，有效容积为2250立方米。贮液池防冻措施，顶部设计护栏。
（7）发电机房
发电机房建筑面积为60平方米，长为10米，宽为6米，砖混结构。
（8）操作间
操作间面积为30平方米，长为5米，宽为6米，砖混结构。
（9）净化间
净化间建筑面积30平方米，长为5米，宽为6米，为砖混结构。
（10）锅炉房
锅炉房面积30平方米，长为5米，宽为6米，高5米，为砖混结构。
二、电气、自动控制系统
1.设计依据
（1）建筑设计方案；
（2） 建筑及各专业提供的设计条件；
（3）《民用建筑电气设计规范》（JGJ/T16-92）。
2.设计范围
（1）照明系统、接地系统设计；
（2）各处理池污水泵和进料泵控制系统的设计；
（3）厌氧消化器内温度控制系统的设计；
（4）控制室的电气设计。
3. 设计内容
（1）用电负荷计算
动力设备容量（装机容量） 43kw
照明容量 5kw
合计 48kw
（2）动力系统
电源电压及配电系统：电源电压为380