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沼气工程建设项目可行性研究报告

河南XX农业生态循环发展有限公司
沼气工程建设项目
可行性研究报告

项目名称： 河南XX农业生态循环发展有限公司沼气工程建设项目
实施单位： 河南XX农业生态循环发展有限公司
建设地点： XX县XXXX村
编写时间： 二〇〇九年十一月

目 录
第一章 项目摘要 1
1.1 项目名称 1
1.2 项目组织单位 1
1.3 项目实施单位 1
1.4 可行性研究报告编制依据 1
1.5 项目建设地点 1
1.6 项目建设年限 1
1.7项目建设内容和规模 2
1.8 项目的实施与管理 2
1.9 投资估算及资金筹措 2
1.10 项目产品方案 2
第二章 项目背景 4
2.1 项目由来 4
2.2 项目建设的必要性与可行性 5
2.3 项目建设条件 9
2.4 项目所在地区基本情况 9
第三章 项目实施单位的基本情况和选址分析 12
3.1项目实施单位基本情况 12
3.2 项目选址 12
第四章 项目建设目标 14
4.1 建设原则 14
4.2建设目标 14
第五章 具体项目方案设计 15
5.1工艺技术方案分析及选择 15
5.2工艺流程确定 19
第六章 总图布置 24
6.1总平面布置原则 24
6.2总平面布置方案 24
6.3竖向布置及场地排雨水 25
6.4道路及绿化 25
6.5总平面主要技术指标 26
6.6给排水工程 26
6.7 供电 27
6.8施工及安装 27
第七章 环境保护 29
7.1 项目实施过程中的环境影响及对策 29
7.2 项目建成后的环境影响及对策 29
7.3 场区绿化 30
第八章 劳动保护 31
8.1 劳动保护 31
8.2 劳动安全措施 31
8.3 消防 32
第九章 机构与管理 33
9.1 企业体制及组织机构 33
9.2 劳动定员 33
9.3 人员培训 33
9.4 劳动力来源 33
第十章 项目实施进度建议 34
第十一章 投资估算 35
11.1 估算依据及说明 35
11.2 投资估算 36
第十二章 效益分析 39
12.1 经济效益分析 39
12.2 社会效益分析 41
12.3 环境效益分析 41
第十三章 结论与建议 42
13.1结论 42
13.2建议 43

附表：
附表1 项目投入总资金估算汇总表
附表2 建筑工程费用估算表
附表3 国内设备购置费估算表
附表4 工程建设其他费用估算表
附表5 主要经济技术
附表6 流动资金估算表
附表7 投资使用计划与资金筹措表
附表8 销售收入、销售税金及附加和增值税估算表
附表9 总成本费用估算表
附表10 外购原材料费用估算表
附表11 外购燃料动力费用估算表
附表12 工资及福利估算表
附表13 固定资产折旧费估算表
附表14 无形及递延资产摊销费估算表
附表15 项目财务现金流量表
附表16 资本金财务现金流量表
附表17 损益和利润分配表
附表18 资金来源与运用表
附表19 资产负债表
附 件：
XX法人简介
沼气工程建设示意图

第一章 项目摘要
1.1 项目名称
河南XX农业生态循环发展有限公司沼气工程建设项目
1.2 项目组织单位
河南省农业厅
1.3 项目实施单位
河南河南XX农业生态循环发展有限公司
1.4 可行性研究报告编制依据
1、《农业部办公厅关于开张农业建设项目前期工作加强项目储备的通知》（农办计〔2008〕45号）文件；
2、产业结构调整指导目录（2005年本） 国家发改委令第40号；
3、《河南省畜牧业“十一五”发展规划》；
4、国家《农业科技发展纲要》；
5、国家计委、建设部颁发的《建设项目经济评价方法与参数》；
6、国家现行的财会、税收政策；
7、项目单位提供的相关资料。
1.5 项目建设地点
河南省驻马店市XX县XXXX村后李庄
1.6 项目建设年限
2009年1月～2009年12月
1.7项目建设内容和规模
项目建设主要内容包括：2000立方沼气发酵池（含相应的配套设施）。
项目建设规模：2000立方沼气发酵池，年产沼气量73.0万方，沼液50435.7吨，有机肥3219.3吨。
主要技术指标:滞留期13.6天，沼气产气率1m3/m3.d,TS分解率70%左右，病毒、虫卵、菌杀灭率约96%以上。
1.8 项目的实施与管理
本项目严格按照国家有关建设程序进行，建设期定为一年，从可研批准到试运行共12个月。在本项目实施前，企业要积极进行购置设备的技术交流和调研工作。可研审批后，立即开始初步设计，然后开始设备订货和施工图设计。土建工程施工过程中，在互不影响的条件下，可穿插设备的安装，生产人员的技术培训在设备安装前完成。
1.9 投资估算及资金筹措
项目总投资486.71万元，其中建筑工程费80.28万元，设备及工器具购置费326.27万元，工程建设其他费用37.06万元，不可预见费35.49万元，流动资金7.62万元。
资金筹措：项目总投资486.71万元，其中申请国家扶持170万元，地方财政配套70.00万元，单位自筹246.71万元。
1.10 项目产品方案
本项目的建设内容主要是河南XX农业生态循环发展有限公司养猪场19600头畜禽粪便的污染综合治理，在污染治理工程中，将产生沼气、沼渣和沼液等，其中利用沼气发电作为养殖场的能源供应，利用沼渣及部分干式清理的粪便用于生产有机肥，沼液一部分用于制肥，另一部分回流利用。
推荐该项目采取能源生态型工艺路线。养殖场产生的畜粪采取清运与地下管道相结合的收集方式，冲洗水经过预处理，进入USR池进行厌氧处理。产生的沼气经过气水分离、脱硫等净化处理后进入储气柜，沼气用于养殖基地生活用气和沼气发电；沼渣和干清粪制成有机复混肥出售；发酵后沼液制成有机液态复混肥出售，剩余部分用于周边农田施用。

第二章 项目背景
2.1 项目由来
近年来，我国养殖场大中型沼气工程建设力度加大，发展较快。大中型沼气工程建设把可再生能源技术和高效生态养殖业结合起来，对解决养殖场及周边农户炊事用能，治理养殖场粪污污染，提高粪污资源利用率，改善农民生产生活条件，促进农业结构调整和农民增收节支，巩固生态环境建设成果具有重要意义。农村沼气项目深受广大干部群众欢迎，被誉为建设资源节约型社会的能源工程，建设环境友好型社会的生态工程，增加农民收入的富民工程，改善农村生产生活条件的清洁工程，为农民办实事办好事的民心工程。
河南省地处中原，地理位置和气候条件均位于全国东西结合部、南北过渡带，总人口9667万人，其中农村人口7936万人，耕地面积1.08亿亩。随着省政府把河南“建设成为全国重要的畜产品生产和加工基地”目标的提出，全省各地集约化畜禽养殖业迅猛发展，现已成为畜产品生产大省。集约化、规模化集中饲养方式，有利于提高生猪饲养技术、防疫能力和管理水平，从而降低成本，增加经济效益，但与之带来的是畜禽粪尿过度集中和冲洗水大量增加，给环境造成极大压力，是农业面源污染中的一个新的突出问题。养殖业已成为我省新的污染大户，畜禽粪便成了又一新的污染源。
目前，河南省沼气工程建设和发展正处在一个非常有利的时期。首先，河南省已经把农业面源污染的治理工作提到了议事日程，要求全省在新的历史阶段，围绕人的全面发展，促进人与自然的和谐、物质文明和精神文明的协调，走生产发展、生活富裕、生态良好的文明发展道路，走资源节约型、清洁生产型、生态保护型、循环经济型的经济发展之路。第二，全省制定了农村沼气建设规划，要求在发展户用沼气的同时，规模化畜禽养殖场或养殖小区建设大中型沼气工程，为全省新一轮经济发展创造良好的环境。
近几年来，河南省农村能源环境保护总站根据全省经济发展情况，进一步加大了沼气技术推广力度，以项目为载体，大力实施沼气工程等项目，积极推广各种能源生态模式，并通过试点示范，辐射推广，促进全省生态农业的发展。到2006年底止，全省累计在畜禽养殖场建成“生态型”、“环保型”、“能源生态型”等不同技术模式的沼气工程180处，年废弃物处理量达19.85万吨，年产沼气150.25万立方米，不仅为农民提供优质燃气，而且通过沼液和沼渣的综合利用，实现畜禽粪污的减量化、无害化、资源化，逐步走出了一条以沼气为纽带的农村能源绿色技术、绿色生产、绿色环境的循环发展路子。
2.2 项目建设的必要性与可行性
2.2.1必要性
随着我国现代化经济建设的不断发展和人民生活水平的进一步提高，在各级政府的大力支持下，禽畜养殖业迅速发展，禽畜养殖业的发展极大地丰富了消费市场，满足了人民生活的需求，同时也带来了不容忽视的环境污染问题。畜禽养殖场产生大量的有机污染物和氮、磷等，极易对水环境和大气环境造成严重污染，未经处理的畜禽污水中含有大量的氮、磷，是造成水体富营养化的重要原因，养殖场产生大量恶臭气体，其中含有氨气、硫化物、甲烷等有害成份，都会对环境和人体造成危害。因此，对畜禽粪便污染防治是非常有必要的。畜牧养殖环境污染的问题是粪便和粪便污水处理及利用不当对大气、水环境和土壤造成的污染，根据有关资料及调研，畜牧业对环境的污染特点如下：
1、污染水质
粪便中的某些有害物质，如蛋白质、脂肪酸腐败的产物（也是粪便恶臭的构成物质）能溶解于水，使水具有臭味，从而恶化了水质，使之不适于人畜的饮用。这些腐败性有机物质进入水体，经微生物分解后，会释放氮、磷等富营养成分，促使水中藻类等水生生物大量繁殖，引起水质的富营养化。另外，粪便中的病原微生物（或寄生虫等）进入河道后，能够通过水体或水生动植物进行快速的扩散和传播，直接或间接的传染各种疾病。
2、产生恶臭污染空气
在厌氧条件下，畜禽粪便在某些微生物的作用下，碳水化合物分解为甲烷、有机酸和醇类的带酸臭味的气体；蛋白质和脂类分解为氨、硫化氢、甲硫醇和粪臭素等有恶臭的含氮和硫的化合物。这些臭气严重恶化了畜禽场内外大气环境质量，对畜禽业工作人员产生危害，还会影响畜禽的生产性能、降低其生产力水平。
3、污染土壤
进入土壤的畜禽粪便，其中的有机物质本来可以通过微生物的作用完全分解，非但不会污染环境，而且可以向土壤提供植物生长所需要的营养物质，维持土壤的自净肥力，但是由于粪便堆积不施入土壤，堆积养殖场附近，超过堆积土壤消化的能力，就造成污染。另外，还有一些以土壤传播为主的传染病，这些病原体往往可以在土壤中寄生或以芽孢等形式在土壤中存活许多年，如炭疽和破伤风等，许多寄生虫也可以经土壤或土壤中生活的动物（如蚯蚓、甲虫等）广为传播，形成巨大的潜在危害。
近几年来，河南省农村能源环境保护总站根据全省经济发展情况，进一步加大了沼气技术推广力度，以项目为载体，大力实施沼气工程等项目，积极推广各种能源生态模式，并通过试点示范，辐射推广，促进全省生态农业的发展。这几年来，我省建立了许多沼气池，不仅为农民提供优质燃气，而且通过沼液和沼渣的综合利用，实现畜禽粪污的减量化、无害化、资源化，逐步走出了一条以沼气为纽带的农村能源绿色技术、绿色生产、绿色环境的循环发展路子。
但河南XX农业生态循环发展有限公司是以畜牧业为主的生产企业，生产过程中产生大量的有机废弃物，而有机废弃物中含有大量的生物质能和有机肥资源，由于不能及时对粪污进行处理和综合利用而直接排放，造成粪水四溢，不仅严重污染了水源、生态自然环境，致使病菌的传播，对附近农民生活、生产产生不利影响，同时也造成资源的极大浪费，对该场的扩大再生产和安全生产也产生限制。因此，必须对河南XX农业生态循环发展有限公司生产过程中产生的废弃物、废水进行综合利用和有效处理，开发生物质能源，回收有机肥资源，将治理污染、净化环境、回收能源、综合利用、改善生态环境有机的结合起来，走生态畜牧业产业化可持续发展的道路，在正常生态环境条件下组织畜牧生产，使之成为绿色生态型畜牧猪场。经过多方调查和论证，建设沼气利用工程，发展综合利用是解决问题最有效的途径。通过该项目的实施，将进一步发挥该场龙头企业的示范和辐射作用，逐步将项目所在的乡镇建设成为“自然环境优美、人民生活满意、绿色畜牧业兴旺、农村经济发达”的现代化生态畜牧业和绿色食品生产的示范乡镇。
因此河南XX农业生态循环发展有限公司根据畜禽粪便的污染特点，以改善环境质量为宗旨，以畜禽粪便资源化的环境容量为基准，以强制性循环利用为基本立足点，以减量、廉价、实用为原则，合理规划、防治结合、综合管理，建立与现代化畜禽养殖业相适应的符合国情的污染防治体系。根据这种情况，河南XX农业生态循环发展有限公司是拟利用自身优势，在扩大养殖规模的同时对养殖过程的产生的污染进行综合治理，使该场不仅成为驻马店市的养殖龙头企业，还要成为养殖业污染综合治理的示范企业。因此该企业拟投资486.71万元建设繁育场污染治理项目。
2.2.2 可行性
1）技术可行
利用沼气厌氧发酵处理畜禽粪便技术从我国上世纪60年代始已成功进行试点示范，目前，该技术无论从工艺还是设备定型都居世界先进水平。USR等工艺应用较多，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0.8～1.2m3/m3之间；水力滞留期15～20天，TS分解率70%左右。该工艺得到了广泛的应用，取得了明显社会、生态和经济效益。
2）有资金保证
河南XX农业生态循环发展有限公司自建厂始，十分注重科学养猪和企业管理，特别是改制后，领导班子团结实干，思路清晰，富有创新精神，因而建厂以来，养殖规模不断扩大，经济效益也不断增加。但随着养殖规划的不断扩大，公司一班人愈来愈感到治理畜禽粪污染的必要，因而，决定兴建沼气治污工程。
3）政府支持
随着农村经济发展和食品安全的要求，县委县政府愈来愈感到治理水质污染已迫在眉睫，特别是畜禽养殖业粪污污染问题，为此决定投入资金发展农村沼气。
2.3 项目建设条件
该项目位于驻马店市XX县，地下水资源丰富，电力充足，光照充足，气候等生态条件好，劳动力资源丰富，交通变利，原料来自生产过程中产生的废弃物、废水，可开发生物质能源，回收有机肥资源。且其地质条件、气象条件都比较适合建设该工程。
2.4 项目所在地区基本情况
XX县位于河南省南部，属驻马店市。因位于泌水之阳（山南水北为阳）而得名。面积2774平方千米，人口96万人。本区属暖温带大陆性季风气候，年平均气温14.6°C，年降水量960毫米，无霜期219天。区内已初步形成了医药、化工合成、水泥、棉纺、食品、饮料、饲料加工等门类较齐全的工业生产体系。主要土特产有马谷田瓢梨、贾楼白云仙桃、象河大枣、老河板栗、羊册白菜等。旅游景点有蒋庄、太子岭、搪瓷岗等文化遗址。
西汉置比阳县，比也作沘，是泌河的原名。比阳县治即今XX县城，由于县治在沘水之阳，故名。
——丰富的农业资源
XX有农作物365类473个品种，常年农产品产量15亿公斤以上。
近几年来，以大力调整农业结构为切入点，特别是注重发展经济作物，烟、棉、蔬菜、花生等种植面积逐年增加，已发展成为全国重要的粮种、菜种繁育基地，以大豆、绿豆、芝麻、花生、油菜为主的粮食油料种子和以白菜、萝卜、为主的蔬菜种子畅销全国各地。“马谷田瓢梨”、“贾楼白云仙桃”、“铜山湖花白鲢”、“羊册菊花心白菜”等久负益名。
——充裕的水资源
境内有大中小型水库 76座，其中大型水库 2座（板桥水库和宋家场水库）。总蓄水量10亿立方米，可养殖水面 12万亩，年水产品总量2400吨，为全省之最。淡水养殖前景广阔。
——潜力巨大的矿产资源
XX是豫南地区重要的金属、非金属矿产基地。现已探明的各种矿藏43种，其中，铁矿石储量1000万吨以上，花岗岩储量1亿立方米以上，“XX青”可与举世闻名的“台北青”相媲美；大理石储量 100万立方米以上，石灰岩储量1亿吨以上；蛇纹石储量600万吨以上；含钾岩储量10亿吨以上，平均品位 9.7％，储量及品位均居全国第二位。特别是金红石矿，其品位和含量被《人民日报》报道为亚洲第一，世界罕见。
——优越的区位、交通条件
县城距京深铁路70公里、焦枝铁路95公里、南阳飞机场90公里。地方铁路直达京深线的明港站。驻南、确内、泌唐、许泌、平桐、棠西六条省级公路贯穿全境，上武高速、新阳高速穿境而过，形成以6条省道2条高速为骨架，8条县乡道为辅助的公路运输网络；通讯设施网络健全，光缆数字传输直拨国内外，实现金融、财政、经济信息、国际贸易、统计系统与外界的微机联网。电力资源充沛，有110KV变电站2台，供电容量可达63000KVA，驻马店市、南阳市两条主电源可实现环网供电。电价低廉，居民生活用电每度0．5元，大宗工业用电每度仅0．48元。
——可靠的能源保障
XX电力供应充足。目前，全县已有10KV线路61条，总长1471.1公里，10KV供电网络基本形成。XX境内共有110KV变电站3座，35KV变电站10座，有35KV线路13条，另有一座220KV变电站正在筹建之中。全县行政村通电率100%，年用电量达到2.85亿千瓦时。全县电网供电负荷可达到105600KW，能充分满足全县电网内的供电需求。

第三章 项目实施单位的基本情况和选址分析
3.1项目实施单位基本情况
3.1.1 企业条件分析
河南XX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XX县XXXX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XX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。
3.2 项目选址
本项目拟址在驻马店市XX县XXXX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，西距驻马店市35公里，XX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。

第四章 项目建设目标
4.1 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。
4.2建设目标
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73.00万方，其中供户306户，年总用气16.75万方，剩余部分发电，年发电量84.37万度，年加工有机肥料约1806.75吨，年产沼液50435.7吨。

第五章 具体项目方案设计
5.1工艺技术方案分析及选择
5.1.1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2000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，2004年发展到4000多座。以德国为例，德国在1997年拥有沼气厂500座，2000年发展到1000座，截至2006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1.0～15.0m3/m3之间。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2005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0.8～1.2m3/m3之间；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0.8～1.2m3/m3之间，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：

表5-1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
200～2000m3
7
操作难度
高
高
低
中等
8
产气率
1.0～15.0 m3/m3
——
0.8～2.0 m3/m3
0.8～1.2 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1.6～9.6Kg/m3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。
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4.88m3/m3·d，CH4含量60％左右，COD去除率85％左右，SS去除率为66.16％。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。
5.2工艺流程确定
5.2.1工艺流程图
综上所述，本工程采用USR工艺，具体工艺图如下：

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5-1 USR厌氧发酵工艺流程示意图
猪场粪水

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。
5.2.2各个处理构筑物设计：
（1）格栅集水井
采用砖混结构，地下式；
格栅集水池容积90 m3 有效水深2.2m，超高0.3m；
（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2.5m，超高0.3m；
设计尺寸：8×5×2.8m。
（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 2000m3 ；外设0.05m 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。
贮气柜钟罩为钢结构。
（5）沼液贮池
沼液贮池采用砖混结构，尺寸为20×15×3m。
（6）太阳能暖房
太阳能暖房采用砖混结构，平面面积60m2。
（7）设备综合用房
设备综合用房采用砖混结构 ，面积为60m2，尺寸为10×6m。
（8）值班室
值班室为砖混结构，面积30 m2，尺寸为6×5m。
（9）锅炉房
锅炉房为砖混结构，面积72 m2，尺寸为15×5m。
（10）发电机房
采用砖混结构，面积40 m2，尺寸为8×5m。
（11）有机肥加工车间
采用砖混结构，面积400 m2，尺寸为50×8m。
3）、项目主要设备
本项目主要设备（设施）见下表。

表5-1 工程主要设备设施一览表
序号
名称
单位
数量
1
进料泵
台
2
2
沼液回流泵
台
1
3
格栅
套
2
4
立轴搅拌器
套
2
5
厌氧罐罐盖
套
2
6
厌氧罐内部管线
套
2
7
罐内搅拌装置
套
2
8
沼气流量计
套
1
9
爬梯围栏及防雷系统
套
2
10
水封罐
套
2
11
脱水器
套
2
12
脱硫塔
套
3
13
干式阻火器
套
2
14
沼气发电机组
套
2
15
锅炉
套
2
16
锅炉软化水系统
套
2
17
有机肥调质搅拌器
套
1
18
堆翻设备
套
1
19
粉碎机
套
1
20
有机肥造料机
套
1
21
缝包输送系统
套
1

第六章 总图布置
6.1总平面布置原则
（1）按照国家的方针、政策，并结合当地情况，在满足使用的要求下，做到经济、合理，尽量减少投资、降低造价，并应切实注意节约用地。
（2）根据工艺及防火要求，将生产协作密切的车间组织在一起，力求做到建筑布局合理，功能分区明确，在满足工艺流程要求的前提下，尽量做到生产线路简洁、流畅。避免往返运输和作业线的交叉。
（3）在满足生产工艺的要求下，根据生产性质、动力供应、货运周转、卫生及防火等条件分区布置。
（4）运输是生产工艺流程的前奏和继续，它是联系各生产环节的纽带，总图布置中做到合理布置人流、车流的运输线路，以利于生产线路的畅顺，减少能量消耗，确保交通运输安全。
（5）建筑物或构筑物的布置应符合防火、卫生规范及各种安全的要求，并应满足地上、地下工程管线的辅设和交通运输的要求。
6.2总平面布置方案
本项目场址位于河南省XX县XXXX村，为了充分合理的利用土地，本着物流顺畅，便于管理，形式美观、符合养殖场安全距离的设计思路。在总图布置中根据厂区位置，本次工程利用沼气场地建设。根据生产工艺流程要求，将主体构筑物布置在厂区的东北部，将辅助构筑物等恰当布置。使猪粪远离生产车间，符合工业卫生要求。整个场区的生产车间及库房布置分区明确，生产工艺流程合理，厂区主要道路与每个车间之间道路相连形成环路，符合消防要求。
6.3竖向布置及场地排雨水
本项目厂区内地势平坦，建筑物竖向设计本着尽量利用自然地形，减少土方工程量和各种工程构筑物的工程量，并力求填、挖就近平衡，运距最短，节约基建投资的原则。建设场地应有完整、有效的雨水排水系统，满足生产、运输、装卸及工程管线敷设的要求。场地标高及排水坡度尽量结合原地形进行平整，场地排雨水坡度为5‰，雨水汇入场内道路边沟。
6.4道路及绿化
作为现代化工厂，应使厂内、外交通运输相适应。根据项目建设规模，厂区内道路系统的布置应有足够的宽度使运输车辆能够方便快捷的到达每个辅助车间，并形成环形路网。新建道路分主干道和次干道及支道三种，连接厂区主要出入口的道路主干道宽10米，生产车间之间次干道宽6米，车辆和行人较少的道路以及消防道路宽5米。道路路面应铺设适于车辆通行混凝土路面)带盖板明沟，路肩宽度1米，有足够的排水系统，路面应平坦。
绿化布置是环境保护的重要措施，因而必须根据具体要求，与总平面布置综合考虑，并与场地环境相协调。根据项目规模和总平面布置方案，为了创造良好的生产和生活环境，车间之间、车间与外缘公路或道路应保持一定距离绿化带，厂区内各车间的裸露地面应进行绿化，因地制宜地选用植物材料，尽快发挥绿化效益。在不影响交通和地上、地下管线的运行和维修条件下，在厂前区以集中的绿地为主，其树种选择宜为观赏性强的小乔木白玉兰及叶片纤秀艳红的红枫等，树冠造形美观，营造小区域的绿化景观。生产区另一绿化组成部分是行道树和沿路绿地，形成带状绿化。其间乔木和灌木搭配栽植，营造轻松、舒适的绿化景观，使整个厂区内绿化布局形成疏密有致、高低错落、远近分明的绿化层次和空间结构，与厂内建筑相呼应，树立现代化养殖场的典型模式。
6.5总平面主要技术指标
表6-1 总平面主要技术指标
序号
建构筑物名称
平面尺寸(长×宽)
面积(m2)
层数
高度(m)
结构形式
1
格栅集水池
10×10

2.5
砖混
2
酸化调节池
8×5

2.8
砖混
3
沼液贮池
20×15

3
砖混
4
USR厌氧反应器
V=1000 m3 共二座

钢结构
5
设备综合用房
10×6m
60
1

砖混
6
贮气柜水封池
V=675 m3

钢混
7
值班室
6×5m
30

砖混
8
太阳能暖房
10×6m

3
砖混
9
锅炉房
9×8m
72

砖混
10
发电机房
8×5m
40

砖混
11
有机肥加工车间
50×8m
400

砖混
6.6给排水工程
给水由场内统一安排，主要由地下水供应。主要用于场区养殖生产、生活用水、沼气站内的消防用水、操作人员冲洗用水以及其它用水。
场区统一规划建设完善的排水设施，收集养殖污水、生活污水排水，雨污分离。
6.7 供电
本工程电源由养殖场将380/220伏三相四线制供电引入场区控制室内，经控制室内总配电柜供各用电点。总配电柜上安装电压表，电流表和电度表，以监测整个场区的用电情况。动力设备均采用三相380伏供电，照明采用单相220伏供电。
6.8施工及安装
项目的设计、施工与安