养殖场大型沼气工程项目可行性研究报告.doc

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广安市（市、区）2012年养殖场大型沼气工程项目建议书

项目名称：2012年中央预算内投资小型沼气工程建设项目
主管部门：四川省广安市农业局
建设单位：广安市飞龙农业科技开发有限公司
建设地点：广安区枣山镇黎明村8组
编制单位：北京中宇瑞德建筑设计有限公司
编制时间：二0一一年十月

目录
第一章 项目摘要 1
1.1 项目名称 1
1.2建设单位 1
1.3建设地点 1
1.4项目建设期限 1
1.5项目可行性研究报告编制依据 1
1.6建设规模及产品方案 2
1.7投资估算与资金筹措 2
1.8主要经济指标 3
1.9结论 4
第二章 项目建设的必要性和可行性 5
2.1 项目建设背景 5
2.2 项目建设的必要性 5
2.3 项目建设的可行性 8
第三章 项目地点选择分析 11
3.1 项目建设地点 11
3.2 建设地区条件 11
3.3 项目选址 13
第四章 工艺技术和三沼的利用途径 14
4.1工程模式比选 14
4.2 工艺技术路线比选 17
4.3工艺流程 21
4.4 主要工艺设施与设备选型 23
第五章 项目建设内容与规模 27
5.1 土建工程 27
5.2电气、自动控制工程 28
5.3主要配套设备 29
5.4工程建设其他费用表 30
5.5 项目建设规模与内容 30
第六章 投资估算和资金筹措 31
6.1估算依据 31
6.2投资估算 31
6.3资金筹措 31
第七章 效益分析与风险评价 32
7.1经济效益 32
7.2环境效益 33
7.3社会效益 34
第八章 招标方案 35
8.1招投标依据 35
8.2招标组织 35
8.3招标范围 35
8.4招标方式 36
8.5招标程序 36
第九章 结论和建议 37

第一章 项目摘要
1.1 项目名称
2012年中央预算内投资小型沼气工程建设项目
1.2建设单位
广安市飞龙农业科技开发有限公司
1.3建设地点
广安区枣山镇黎明村8组
1.4项目建设期限
2012年1月-2012年12月
1.5项目可行性研究报告编制依据
1）《规模化畜禽养殖场沼气工程设计规范》NY/T 1222-2006；
2）《畜牧养殖及畜产品加工项目可行性研究报告编制大纲》；
3）《畜牧业发展行动计划》农业部；
4）《国家能源中长期发展纲要》；
5）《农业基本建设项目管理办法》；
6）《畜禽养殖业能源环保站运行维护及其安全技术规程》（农业部）；
7）《畜牧业“十五”计划和2015年远景目标规划》农业部；
8）《规模化畜禽养殖场沼气工程运行、维护及其安全技术规程》NY/T 1221-2006；
9）《沼气实用技术》（周孟津）；
10）项目建设单位提供的地质、地形、气象等基础资料；
11）国家及部颁其他技术标准与规范
12）《关于开展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；
1.6建设规模及产品方案
工程占地约2200平米，建设内容包括容积为1000m3不锈钢复合板厌氧发酵罐1座，容积500m3折叠式储气柜1座，预处理房、净化车间、值班管理用房、固液分离车间、锅炉房、阳光棚等建筑面积为1200m2。
本项目的主要产品为沼气、固态有机肥、沼液肥。
沼气：年产沼气38.8万立方米，用作养殖场生活燃气。
固体肥：年生产有机肥约1520吨，可用于水果、蔬菜的种植等，发展生态农业。
沼液：可年产沼液18396吨，可用作周围蔬菜及农作物的液态有机肥。
1.7投资估算与资金筹措
1）总投资估算
该项目总投入资金440万元，其中建筑投资159万元, 设备投资236.7万元，安装、运输费用23.6万。基本预备费18万元。
2）资金筹措方案
项目建设资金主要来源于政府专项资金和企业自筹。申请国家专项补助资金198万元；地方政府配套扶持资金22万元；企业自筹220万元。
1.8主要经济指标
项目主要技术与经济指标见表1-1。

表1-1 主要技术经济指标表
序号
名 称
单 位
指标值
一
产品
1
沼气
m3
259200
1.1
农户生活用气
m3
129600
1.2
发电用气
m3
14400
1.3
锅炉用气
m3
115200
2
固体有机复合肥料
吨
1520
3
沼液肥
吨
18396
二
建设内容
1
建筑物
m2
1200
2
构筑物
m2
155
三
投资
1
总投资
万元
440
2
土建投资
万元
159
3
设备投资
万元
236.7
4
安装、运输投资
万元
23.6
5
其他费用
万元
18
四
资金筹措
1
国家专项资金
万元
198
2
地方政府配套资金
万元
22
3
自筹资金
万元
220
五
效益分析

年收益
万元
118.05

年成本
万元
81.43

利润
万元
36.62

投资利润率
%
8.3

投资回收期
年
12.01

1.9结论
本项目对养殖场产生粪便和污水进行厌氧消化处理，产生沼气清洁能源，利用沼渣生产固体有机复合肥、利用沼液进行土壤改良及耦合灌溉，实现了“种植、养殖、加工、沼气、肥料”五环产业并举和互补型农业生产良性循环的目标，为发展现代农业，建设社会主义新农村、促进当地环境保护等工作起到积极作用。
本项目技术工艺路线严密、科学、经济、合理，投资规模适度，项目建设单位经营状况良好，有着较强的投资能力、管理能力与实施能力。同时，作为一项有益于环境保护及能源再生利用的工程，本项目虽收益不高，但社会、环境综合效益显著。因此，本项目可行。
第二章 项目建设的必要性和可行性
2.1 项目建设背景
根据中央针对世界经济危机，扩大内需的要求，对农村能源项目重点投资精神，以及中央“十一五”规划建议明确提出全面建设社会主义新农村，要求大力普及农村沼气，积极发展适合农村特点的清洁能源。农业部制定的《2006年-2010年全国农村沼气发展规划》，提出到2010年农村户用沼气发展规模达到4000万户和2020年在农村适宜地区基本普及农村沼气的目标。长期以来，农村环境整治问题非常突出，人畜粪便，污水横流是养殖企业一大难题。对此进行环保处理，开发建设农村新型能源，是规范养殖企业环保建设，治理农村脏、乱、差。改善村容村貌，创建干净、卫生、文明新农村的最佳切入点。农村沼气建设，可改变农村传统生活方式，使农村向着健康、卫生、整洁的方向发展，有利于改进农民多年来形成的生活观念；可优化农村生活环境，提高农民健康水平。人畜粪便直接入池发酵，既可以避免对地下水的污染，又可以消灭蝇蚊的孳生场地，减少有害病菌的传播，有利于农村居民的健；可通过新型能源开发建设技术培训与管理实践，促进农民自身素质和致富能力得到提高，精神面貌得到改善，从而促进新农村建设的发展。
2.2 项目建设的必要性
2.2.1符合国家产业发展的需要
我国当前农业污染问题日益突出，规模化养殖畜禽粪污排放造成的有机污染已成为水体富营养化的根源，是目前我国最为严重的污染问题之一。
畜禽粪污又是一种有很高利用价值的资源，通过厌氧发酵产生的沼气是一种清洁能源，产生的沼渣、沼液包含了农作物所需的丰富的氮、磷、钾和腐质酸等多种营养成分，施用于农田，有利于改良土壤结构、促进农作物增产，提高农产品质量，可以为我国走绿色有机农业之路，提供物质基础。
农业现代化发展方向是标准化、生态化、市场化，必须走可持续发展的道路。项目建设以推动农业基础设施为契机，以配套先进的生态农业技术为手段，以发展农业经济、增加农民收入，改善农村生态环境为目的，实现农业内部的良性循环，最终达到发展生态农业的战略要求。
近年来，农业部陆续实施的“无公害食品行动计划”、“生态家园富民计划”、沼气国债项目等，使规模化畜禽养殖粪污处理及综合利用得到较快发展。养殖场在建设和运行沼气工程的过程中，对畜禽粪污进行资源化综合利用，达到无害化标准，对有效防止病菌传播，改善生态环境，保障人民群众身体健康，促进我国国民经济持续、健康、快速发展具有重要的战略意义。
2.2.2发展生态农业，促进地方经济发展的需要
养殖场在生产过程中产生大量有机废弃物，有机废弃物中含有大量的生物质能和有机肥资源，如不进行处理和综合利用而直接排放，不仅严重污染了土壤、水体等生态自然环境，对生产产生不利影响，同时也造成资源的极大浪费。同时如不能及时对畜禽粪便进行处理，造成粪水四溢，还将致使病菌的传播，对人民群众的生产生活环境造成潜在隐患。
在畜禽场建立沼气工程，实行“养殖—沼气—农产品”生态模式，可实现经济效益和社会效益的有机统一。
发酵在消化处理掉养殖场废弃物的同时，产生的沼气用于农户的日常生活用气，可缓解能源紧张状况。实现物质能量的良性循环，提高生产出栏量和养殖品质。相对我国能源紧张，资源贫乏的情况，固安县是一个能源相对丰富的地市，但随着化石能源的不断消耗，环境压力的逐渐加大，发展利用可再生能源意义重大，为今后的可再生能源利用技术打下一个重要的基础。
对畜禽养殖场粪便进行厌氧发酵，加工利用，生产有机肥用于农林种植，可培肥地力，增加土壤的有机质含量，用于绿色生态产品的生产。当地发达的农业为畜禽粪污综合生态利用创造了条件。
废水经过厌氧发酵后，可杀灭大量的病菌，特别对于大肠杆菌有很强的灭菌能力，基本实现无害化，同时氮、磷等元素基本上都以简单的结构形式存在，并含有大量的腐植质，可改善土壤环境，利于农作物吸收，是一种很好的速效肥。厌氧出水作为有机肥使用，作物的病虫害发病率大大下降，可减少农药的使用量，不仅可减少农业的生产成本，同时对于环境也能起到一个很好的保护作用。
2.2.3 实现资源有效利用，提高农业效益的需要
沼气工程的建设将畜禽产生的废弃物、废水进行综合利用和有效处理，回收资源和能源，将治理污染、净化环境、回收能源、综合利用、改善生态环境有机地结合起来，将极大地减少对环境的影响。所处项目市内有大量的畜禽粪便，可为大型沼气工程提供充足的原料；当地农村对能源的需求量越来越大，常规能源数量有限，而沼气作为可再生能源是取之不尽，用之不竭的可持续清洁能源沼渣、沼液可以制作有机肥料，减少农田化学肥料施用量。降低农民生产成本，改善和治理地表水和地下水的污染。
该项目建设内容是在规模化畜禽养殖场内建设大型沼气工程，不仅可以改善、保护环境，还可以充分利用畜禽粪便产生的能源有利于带动地方经济的发展，而且，生产沼气过程中产生的沼渣、沼液可以作为有机肥料，发展有机、绿色和无公害农产品，促进农业生态良性循环。
综上分析，建设该项目是十分必要的。
2.3 项目建设的可行性
2.3.1养殖场具有建设粪污处理—沼气综合工程的积极性
随着环境意识的提高和污染纠纷的增加，养殖场主已经意识到畜禽粪便污染的严重性，迫切需要解决粪便污染问题。《畜禽养殖污染防治管理办法》以及《畜禽养殖业污染物排放标准》的颁布更加加剧了污染治理的紧迫性。但是，目前畜禽养殖行业属微利或亏损行业，受到自然和市场的双重风险，企业经济效益差，没有资金投入废弃物处理，致使污染治理活动迟迟没有行动。只要给予适当的补助，禽畜场和有关部门为尽早摆脱粪便污染和有关法规的双重制约以及生产发展越快粪便污染越严重的窘境，均对粪污处理-沼气工程的建设表现出了十分强烈的愿望。
2.3.2政策扶持以及地方政府的高度重视和大力支持
为保护生态环境，国家先后出台了《畜禽养殖污染防治管理办法》、《畜禽养殖业污染物排放标准》、《清洁生产法》和《中华人民共和国畜牧法》这些法律法规的颁布，对畜牧养殖生产企业制订了严格的操作规范并强制实施。在“十一五”的发展规划中，明确提出要将有利于改善生态环境、利用可再生能源的工程作为重点发展项目，在政策上将给与大力扶持。《可再生能源法》的实施，给我国沼气发电产业带来了千载难逢的大好机遇。本工程将以往对环境破坏严重的畜禽粪便污水，变成沼气能源和肥料资源，实现了生态良性循环，属于可再生能源建设和循环经济领域，是国家政策鼓励和扶持的项目，将会得到国家有关部门的政策和资金支持。
2.3.3成熟、可靠的技术
利用畜禽粪便污水生产沼气和有机肥已经是很成熟的技术。我国已经可以根据各种不同养殖场粪便的差异，进行包括预处理、厌氧发酵、沼气输配、制肥、消化液后处理的全部设计；在发酵工艺方面，生物厌氧发酵机理研究、不同原料高效发酵工艺、沼气产气率、COD去除率已居国际先进水平；在配套设备方面，我国已成功研制了纯沼气发电机组，制罐、自动控制、脱硫脱水、固液分离等装置已形成系列化成熟产品。近年来我国加强了与德国、美国、丹麦等多个国家的合作，我国开始认真研究德国、丹麦等发达国家的沼气工程高效技术与装备。通过关键技术与设备的引进创新，开始在中国尝试高浓度、高效率的沼气工程，建立了多处示范工程，规模化养殖场大中型沼气工程虽然由1996年的不足500处发展到2007年底的有5200多处。

第三章 项目地点选择分析
3.1 项目建设地点
广安区枣山镇黎明村8组。
3.2 建设地区条件
3.2.1 地理位置
　　枣山镇是四川省广安市广安区辖镇。1936年置枣山乡，1958年并入广福、广门公社，1961年析建枣山公社，1967年更名新建公社，1984年复枣山乡，1992年建枣山镇。
　　枣山镇位于广安区境西南部，距市区仅4公，面积32.8平方公里，人口2.8万。川鄂公路过境内，广南高速公路由此经过，兰渝铁路广安支线即广安南站建于此（建筑面积12000平方米）。目前，车站征地拆迁工作已基本完成，平场工作正有序开展。车站硬件设施按高标准建设，车站建成后，将成为兰渝铁路线上的标志性车站。据悉，兰渝铁路全线开通剪彩仪式初步确定在广安南站举行。全镇辖枣山、木桥、河西、火山、何家、旭岩、黎明、建民、天成、岩山、老院、群干、鞍山、插旗、黑虎、三圣、伍家、大沟、黄山、强华20个村委会。枣山镇乡镇企业有建材、饮食服务、运输等行业。农业主产水稻、小麦、玉米，兼产油菜籽、蔬菜。养殖业有蚕、生牛、家禽、家畜。
。
3.2.2 自然资源情况
广安区地处中亚热带湿润季风气候区，气候温暖，热量充足，雨量丰沛，空气湿度大，日照少，霜期短，风力小。年平均气温17.1℃,最冷月（1月）平均气温6℃，最热月（7月）平均气温27.8℃。多年大于或等于10℃以上的年积温5600℃，无霜期306-328天。年平均降水量1200毫米，43%的降水量集中于作物生长旺盛的夏季。多年平均径流系数0.48，即降水量的48%汇入河川，52%为土壤吸收和植物蒸腾所消耗。终年植物繁茂，且无季节性河流。
3.2.3 项目资源与公用设施情况
（1）资源与公用设施情况如下：
1、供水系统干管引入，厂区内供水主干管直径φ100mm。
2、供电系统外电源主缆100mm2计划实现供电容量80KW。
3、排水系统接入化粪池，雨水自由径流，污水干管φ200mm。
4、供暖由自己的供暖系统解决，供暖干管直径φ150mm，供暖温度18-20度。
5、通讯设施中电话和网络设备齐全。
（2）外部环境条件
该项目区位于广安区枣山镇，水、电、暖等配套齐全，交通便利、通讯方便，地域优势突出。
广安市农业资源优越，为全国商品粮生产基地。主产玉米及杂粮、畜产品等。
综上所述，该项目的建设基础条件优越，条件成熟，使该项目建设具有很强的可行性。
3.3 项目选址
3.3.1项目选址原则
本项目根据现有条件与基础，场址选择时符合以下要求：
1）交通便利，便于原料及产品的运输；
2）地势干燥、通风良好，便于排水；
3）水、电、通讯等方面具备良好条件；
4）居民区与场址的距离符合沼气生产的安全要求；
5）所选场址面积的大小，应能满足生产要求，并有发展余地及预留空间。
3.3.2项目场址地理位置及建设条件
项目场址选在广安区枣山镇黎明村8组用地范围内，场区总占地面积2亩，建筑面积1200平方米；场区供电由养殖场供电系统供给；用水由养殖场内给水管网供给；项目建设地点处于四川东部，交通、通讯、能源及市场建设条件良好。
3.3.3建设用地面积及土地利用性质
建设单位建设用地面积100多亩。项目用地是公司养殖场用地，土地为国家出让性质。
第四章 工艺技术和三沼的利用途径
工程模式与工艺技术路线是能源环境工程建设的关键。处理模式与工艺技术路线选择是否合理直接关系到工程的处理效果、运转稳定性、投资效益、运转成本和管理操作水平等。因此，必须结合实际情况，综合考虑各方面因素，慎重选择适宜的处理模式及工艺技术路线，以达到最佳的处理效果和经济效益。
4.1工程模式比选
畜禽养殖业废弃物处理的基本工程模式：
1、能源生态模式
该模式依靠现代化的设备组成比较完善的处理系统，将畜禽粪便经过一系列的生物发酵处理，产生沼气，最大限度地回收能源，以能源开发（供热、发电）为核心，以沼渣、沼液的综合利用为纽带，以多种设施农业利用为依托，大幅度提高畜禽养殖业废弃物综合利用效益，消除畜禽养殖废弃物产生的环境污染。
2、能源环保模式
对于处在大城市周边，必须就地发展且规模很大的养殖场，则须对产生的粪便干湿分离，粪便进行微生物发酵制成沼气供热或发电，同时建设污水处理工程对污水进行工程化处理，实现达标排放。
3、种养平衡模式
在耕地较多的地方，遵循生态学的原理，通过按土地规模确定畜禽养殖规模，以土地消纳畜禽粪便，制定并实施科学规划，用畜禽粪便作为种植业有机肥料供应源，将畜禽粪便密闭存放腐熟后就地还田。
4、土地利用模式
该模式是建立有机肥厂，依靠简单设备，将畜禽粪便干湿分离，将其中干物质进行堆肥发酵，生产商品有机肥，销售到更远的地市。实现在更大市域内的种养平衡。再利用天然或人工的湿地、厌氧消化系统对污水进行净化处理。通过资源化处理畜禽粪便和污水，实现畜禽养殖环境效益和经济效益的双赢。
5、达标排放模式
对于那些耕地少、土地消纳量小，又不具备沼气发电或生产有机肥条件的地方，而当地必须就地发展畜禽养殖业的市域，则须建设污水处理工程，对集约化养殖场产生的废水进行工程化处理，实现达标排放，产生的固体废弃物应按照有关法规、标准综合利用生产有机肥或进行减量化、无害化处理和处置。
以上五种模式中，土地利用模式或种养平衡模式相对资金投入最小；能源生态模式的投入产出比最大，经济效益、环境效益较明显；能源环保模式次之；而达标排放模式主要目的是实现污染物达标排放，资金投入较大，经济效益较低。

表4-1不同模式的比较分析
类别
适用地市
优点
缺点
能源生态模式
周边有农田、果林、鱼塘或水生植物的畜禽场。
占地少、能源回收率和资源综合利用率高，经济效益好，不产生环境污染。
前期投资较大，对操作人员技术要求高。
能源环保模式
大城市周边经济发达，土地紧张，养殖规模大，粪便产生量很大。
污水达标排放，可生产有机肥，又可生产沼气，供热或发电。
投资很大、运行费用高，对操作人员技术要求很高。
种养平衡模式
有足够土地，常年种植施肥量大的作物（如蔬菜、瓜果等），养殖规模以出栏数计算在 2万头以下养殖场（市）。
投资少、无需专人管理。
需要大面积的土地，粪肥施于农田时要选择合适时机，且粪肥用量受到限制，可能污染地下水并对大气产生一定的污染。
土地利用模式
离城市较远，气温较高，有足够的土地，地价较低、有滩涂、荒地、林地或低洼地可作废水湿地处理系统的地市。一般要求养殖规模以出栏数计算在 5万头以下。
投资少、运行费用低、不耗能。
占地面积大，能源回收率低，可能污染地下水。
达标排放模式
大中城市周围，经济比较发达，土地紧张，粪便产生量较大的养殖场（市）。
污水排放完全达到国家标准。
投资较大，运行费用高，经济效益低。
结合广安市飞龙农业科技开发有限公司的实际情况以及长远规划，我们选择能源生态模式，为该养殖场开创绿色养殖建立示范，同时保障公司的经济效益，达到双赢的目的。

4.2 工艺技术路线比选
4.2.1工艺技术路线选择原则
（1）减量化原则
养殖场可实行干清粪工艺，冲圈和降温用水减少到最低限度，从而减少治理经费，达到把污染源控制在最低限度的目的。
（2）无害化原则
选用先进工艺技术，所有粪便、污水必须采用封闭式的厌氧发酵工艺，无毒无味运行，经过一段时间的厌氧发酵，可去除污水中的COD约80%左右，病毒菌杀灭率96%以上，消除蚊蝇孳生地和寄生虫生长的寄生体。
（3）资源化原则
有害粪污经过治理，达到变废为宝的目的。粪便治理后可作为果树、蔬菜的有机肥料或深加工成有机复合肥。污水、粪水治理经过厌氧发酵所产生的沼液富含溶解氮、磷钾的黄腐酸，浓缩后可制成植物叶面有机喷施肥。
（4）生态化原则
选用先进处理工艺治理后，将沼渣和沼液分别制成固体有机复合肥和液体有机复合肥，固体有机复合肥料可作为农作物的底肥或追肥，液体有机复合肥可作为叶面肥或滴灌施肥，形成“养殖—能源（沼气）--肥料—种植—养殖”生态模式。整个工程是一个可持续发展的生态环保能源工程，注重资源综合开发利用和生态平衡，利用现代科学技术，通过人工设计生态工程，协调发展与环境之间、资源利用与保护的关系，形成生态与经济两个良性循环。
4.2.2 沼气工程厌氧处理器介绍
厌氧消化工艺是沼气工程的核心，厌氧消化工艺选择是否恰当直接影响沼气工程的处理效果、沼气产量、运行管理和基建投资。
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。
厌氧发酵生物处理技术发展到今天已经取得了很大的成就，已经开发出的厌氧消化器种类很多，目前在各类养殖行业粪类资源化处理利用方面，应用较多的是半地下隧道式厌氧反应器、升流式固体反应器（USR）和上流式厌氧污泥床反应器（UASB）。
1、半地下隧道式厌氧反应器
半地下隧道式沼气反应釜，包括备料池、产气池及出料池。产气池位于反应釜中心部位，备料池和出料池分别设于产气池两侧；沿备料池与出料池地面周边分别设有前、后防护栏，备料池外侧设有续水槽通过续水孔与备料池相通，备料池连接地面一侧设有续料斗及补水管；与备料池、出料池相通的产气池两侧出口分别为进料口和出料口，对应进料口及出料口分别设置进料装置和置于出料槽中的出料装置；产气池顶部设有顶盖板，其上设有沼气出口及温度探测孔，温度探头设于温度探测孔内；产气池内下部设有产气运行装置，产气池底部设有底槽板，续热管平行设于底槽板下。反应釜主体采用薄板制作组装，质轻坚固耐用；安装简便省时，运行高效安全。 　
2、USR反应器
USR（升流式固体反应器）是一种结构简单，适用于高悬浮固体原料的消化器。不需要安装三相分离器，不需要污泥回流，也不需要全混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。
USR的优点：进料中TS浓度较高，甲烷产率相对较高。
USR的缺点：消化器内物料分布不均匀，易产生浮渣、结壳、堵塞、气体逸出不畅和短流现象。
3、UASB反应器
UASB（上流式厌氧污泥床）反应器是目前世界上发展最快的一种消化器之一，由于该消化器结构简单，运行费用低，处理效率高而得到广泛应用。
UASB由污泥反应区、气液固三相分离器（包括沉淀区）和气室三部分组成。在底部反应区内存留大量厌氧污泥，具有良好的沉淀性能和凝聚性能的污泥在下部形成污泥层。要处理的污水从厌氧污泥床底部流入与污泥层中污泥进行混合接触，污泥中的微生物分解污水中的有机物，把它转化为沼气。沼气以微小气泡形式不断放出，微小气泡在上升过程中，不断合并，逐渐形成较大的气泡，在污泥床上部由于沼气的搅动形成一个污泥浓度较稀薄的污泥和水一起上升进入三相分离器，沼气碰到分离器下部的反射板时，折向反射板的四周，然后穿过水层进入气室，集中在气室的沼气，用导管导出，固液混合液经过反射进入三相分离器的沉淀区，污水中的污泥发生絮凝，颗粒逐渐增大，并在重力作用下沉降。沉淀至斜壁上的污泥沼着斜壁滑回厌氧反应区内，使反应区内积累大量的污泥，与污泥分离后的处理出水从沉淀区溢流堰上部溢出，然后排出污泥床
该工艺将污泥的沉降与回流置于一个装置内，降低了造价。该工艺的优点为：除三相分离器外，消化器结构简单，没有搅拌装置及供微生物附着的填料；长的SRT和MRT使其达到了很高的负荷；颗粒污泥的形成，使微生物天然固定化，改善了微生物的环境条件，增加了工艺的稳定性，出水的悬浮固体含量低。
缺点：需要安装三相分离器；进水中只能含有低浓度的悬浮固体；需要有效的布水器使进料能均匀分布于消化器的底部；当冲击负荷或进料悬浮物含量升高，以及遇到过量有毒物质时，会引起污泥流失。
但该消化器仅仅适用于处理可溶性废水，要求较低的悬浮物含量（TS一般不超过3500mg/l）。
结合本项目排污情况以及后期对沼渣沼液的深加工，选择半地下隧道式厌氧反应器最为合理。也最适合大强牧业有限公司的实际情况。
4.3工艺流程
4.3.1 工艺流程图
养殖场
集水池
厌氧反应器
汽水分离器

农田灌溉
沼液
上清液

固液分离机
脱硫塔

贮气柜

固体有机肥
沼渣

热水锅炉用气
场区生活用气
农户用气
阻火器

4.3.2工艺流程说明
污水经粗格栅去除其中的草等大颗粒物后和粪便经过高效破碎系统后一起进入厌氧反应器，内设搅拌器，确保反应顺利进行。经厌氧反应器出来的沼气经脱水、脱硫等处理后进行沼气利用；出来的沼渣经过沼渣池以后进入固液分离机，经浓缩后制成沼渣肥；沼渣池内出来的沼液进入沼液池，可直接用于附近农田。
4.3.3主要工艺技术参数
牛粪干物质含量：18%
发酵料液浓度：8%
发酵罐投料体积比：90%
发酵罐容积产气率：1.2m3/（m3.d）
水力滞留期：15d
发酵温度：35℃-40℃
发酵物PH值：7-7.5
物料适宜碳氮比：15-25
固液分离后沼渣中含水率：65%
固体有机无机符合肥料沼渣中含水率：14%
4.3.4工艺设备与设施规模确定基本依据
本项目依粪污为原料实现各个阶段生产，原料来源为广安市飞龙农业科技开发有限公司粪便及污水；牛日产粪便25kg/头，按年末存栏量1000头计，现有粪污量为工艺设备与设施规模确定的基本依据。
（1）养殖规模与粪污生产量，见表4-3
表6-3养殖规模与粪污产生量
序号
项目名称
养殖规模（头）
日产量(kg/头)
日总产量（t）
干物质含量
干物质日产量（t）
1
粪便
1000
25
25
18%
4.5
（2）沼气生产及其利用
1）厌氧发酵罐料液体积
V=(4.5t/d×15d)÷8%÷90%=940m3
采用不锈钢复合板厌氧反应器容积为1000立方米。
2）沼气生产
日产气量：720m3/d
年产气量：720m3/d×360d=259200m3
3）沼气利用
项目所产沼气主要供应农户生活用气。经计算后，得到沼气利用情况见表4-4。
表6-4沼气利用表
序号
名称
单位
日用气量
（360天）
年用气量（m3）
1
农户生活用气
m3
360
129600
2
发电用气
m3
40
14400
3
锅炉用气
m3
320
115200

合计
m3
720
259200
（3）固体有机无机复合肥料及沼液
1）固体有机无机复合肥料
粪便中干物质经厌氧反应阶段转化为沼渣的干物质为总量的80%，新鲜沼渣含水率为65%，有机肥中沼渣含水率为14%。
日产沼渣量：4.5t/d×80%=3.6t
年产沼渣量：3.6t/d÷86%×365d=1520t
2）沼液
沼液日产量：60t/d-3.6t/d-6t/d =50.4t/d
年产沼液量：50.4t/d×365d=18396t
4.4 主要工艺设施与设备选型
4.4.1集水池
集水池为地下池，钢筋混凝土结构，容积50m3，池底呈坡形，外形尺寸为6.3×4米，池深2米。
4.4.2预混池
根据厌氧发酵器每日需进料量为60t/d，每天进料两次，预混池采用钢筋混凝土结构，进行防腐防渗处理。在料液入口处安装格栅，起到均化粪液和过滤悬浮物的双重作用。
4.4.3不锈钢复合板厌氧反应器
厌氧反应器采用钢筋混凝土结构，进料后需搅拌装置，结构简单、能耗低；适用于高悬浮物的处理，尤其适用于牛粪的消化，用于农场有十分好的经济效益；运转方便、故障少、稳定性高。
4.4.4净化装置
包括气水分离器、脱硫净化塔。
（1）冷凝水及杂质的去除
沼气是高湿度的混合气。沼气自消化池进入管道时，温度逐渐降低，管道中会产生大量含杂质的冷凝水。如果不从系统中除去，容易堵塞、破坏管道设备。沼气管道最靠近消化池的位置，沼气温降值最大，产生的冷凝水最多，在此点设置了冷凝水去除罐。在沼气系统中，管线一般都设计为1％左右或更大的坡度，低点设置冷凝水去除罐。较长的管线特别考虑一定的距离设置了一个去除罐。另外，在重要设备如沼气压缩机、沼气锅炉、废气燃烧器、脱硫塔等设备沼气管线入口，在干式气柜的进口和湿式气柜的进出口处都设置冷凝水去除罐。有时在某些设备如沼气压缩机出口处还需要设置高压水去除罐。
（2）硫化氢的去除
以粪便为原料消化产生的沼气中H2S约占总体积的0.5～1.0％。一般沼气利用设备要求沼气中H2S的含量低于0.009％，所以，以粪便为原料的消化沼气利用系统必须设置脱硫装置。
4.4.5储气柜
选用膜式折叠储气柜，容积为500 m3。
4.4.6固液分离
为将沼渣从发酵液中分离作为固体肥料出售，应设置固液分离机，对反应后的物料进行充分分离。
本项目每天处理约50.4m3发酵罐排出液，每天处理3小时，单位处理量约为15m3/h，本项目选用10-15m3/h的固液分离机一台。
4.4.7沼气利用
本工作状态下，粪污发酵每天可产沼气720m3，沼气经汽水分离器、脱硫净化塔处理后，在阻火器的保护下进入输气管道，用于本场生活用气。
4.4.8设备选型
本项目设备购置主要包括沼气工程设备以及输送管道等辅助设备，详见表4-5。
表6-5沼气工程主要设备一览表
序号
设备名称
单位
数量
结构尺寸或性能参数
1
格栅
道
1
栅距5mm
2
搅拌机
台
1
5kW
3
进料泵
台
1
TRY-600-J
4
不锈钢复合板发酵罐
座
1
1000m³
5
膜式折叠储气柜
座
1
500 m3
6
搅拌泵
台
2
3kw
7
沼液泵
台
1
WQ50-10-3
8
固液分离机
台
1
SL-800
9
煤、沼气两用锅炉
台
1
0.5t
10
热水循环泵
台
2
0.75kw
11
气水分离器
套
1
TRSF-600
12
脱硫塔
套
2
TR-600
13
干式阻火器
套
1
管道式
14
配电柜及电缆
套
1
PDG-380V
15
气体流量计
套
1
120
16
防雷及接地装置
套
1

17
管道、阀门、辅材
套
1

18
安全水封
套
1
TR-500

第五章 项目建设内容与规模
5.1 土建工程
5.1.1 设计依据
《砌体结构设计规范》 GBJ3－88
《建筑地基基础设计规范》 GBJ7－89
《建筑结构荷载规范》 GBJ9—87
《混凝土结构设计规范》 GBJ10－89
《建筑抗震设计规范》 GBJ11—89
《给水排水工程结构设计规范》 GBJ69—84
《构筑物抗震设计规范》 GB50191—93
5.1.2 设计范围
根据本项目建设目标及规模，建筑工程包括预处理房、净化车间、值班管理用房、生产车间、肥料及成品库房等。
表5-1 土建工程一览表
序号
项目名称
规格
单价
（元）
总价
（万元）
备注
1
集水池
50 m3
800
4.0
砖混
2
预混池
30 m3
800
2.4
地下钢筋混凝土
3
厌氧反应器基础
300 m3
800
24.0
地下钢筋混凝土
4
折叠式储气柜基础
270m3
800
21.6
钢筋混凝土
5
沼液池
800 m3
600
48.0
防渗处理
6
预处理房
90m2
1200
10.8
屋面轻钢结构
7
操作净化间
80m2
1200
9.6
屋面轻钢结构
8
值班管理用房
80m2
1200
9.6
屋面轻钢结构
9
固液分离车间
80 m2
1200
9.6
轻钢结构
10
锅炉房
54 m2
1200
6.4
屋面轻钢结构
11
阳光棚
150 m2
600
9.0
屋面轻钢结构
12
供暖系统
1套
40000
4.0

合计

159.0

5.2电气、自动控制工程
5.2.1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