大型沼气工程项目可行性研究报告代项目可行性研究报告.doc

有限公司大型沼气工程项目

可行性研究报告

目 录
第一章 项目摘要 1
1.1 项目概况 1
1.2 项目编制依据 4
1.3 结论与建议 4
第二章 项目建设必要性和实施条件 7
2.1 项目背景 7
2.2 项目建设必要性 8
2.3 项目实施条件 9
第三章 建设目标与建设内容 12
3.1 项目建设目标 12
3.2 项目建设内容和规模 13
第四章 工艺技术方案 16
4.1 工艺流程设计 16
4.2工艺构筑物及设备 18
第五章 工程设计方案 24
5.1 建筑与结构设计 24
5.2机械设备设计 27
5.3电气设计 28
5.4控制及仪表设计 29
第六章 投资估算与资金筹措 30
6.1 投资估算的范围 30
6.2 投资估算的依据 30
6.3 投资估算 31
6.4 资金筹措 33
第七章 建设期限和实施的进度安排 34
7.1 建设工期确定 34
7.2 工程进度安排表 34
第八章 土地、规划和环保 35
8.1 土地与规划 35
8.2 环境保护 35
第九章 效益分析与风险评价 38
9.1 经济效益分析 38
9.2 社会生态效益评价 41
9.3 项目风险评价 43
第十章 招标方案 47
10.1 招标范围 47
10.2 招标组织形式 47

***某某某某某有限公司大型沼气工程项目可行性研究报告
第一章 项目摘要
1.1 项目概况
1.1.1 项目名称：于静*****有限公司大型沼气工程
1.1.2 项目承担单位：于静*****有限公司
法人代表：
1.1.3 项目建设地点：于静市金巢经济开发区崇岗镇杨湖村
1.1.4 项目建设年限：12个月，即2010年1月—2010年12月
1.1.5 建设规模与内容
本项目新建日处理猪粪80吨、尿粪污达320立方米的二相式发酵沼气工程。满足猪场年出栏10万头种猪的粪污处理需要。
主要建设内容包括：
（1）土建工程：集水沉砂池140立方米，酸化水解池500立方米，调节计量增温池250立方米，厌氧发酵池3700立方米，沼肥储存池180立方米，沼液贮存池2200立方米，贮气柜900立方米及生产用房200平方米，发电机房160平方米，锅炉房220平方米，有机肥加工厂2950平方米。
（2）购置进料泵(单螺杆泵) 6台；工艺管道铺设3套；安装输气管路4200米；仪器仪表3套；厌氧塔内防堵、溢流、排污、等装置6套；沼气储气柜钢罩3套；沼气脱硫净化设施等6套；户内系统（气表、灶具等）500户；污水泵、泥浆泵12台；污水管（集水池至酸化池）1400米；沼液管道（场内沼液池至田间池）2600米；沼气发电余热、消声处理系统2套；固液分离机LW-400型3台；锅炉2套；干燥设备3套；装载机3台；混合机3台；粉碎机3台；干燥造粒一体化设备3套；燃烧炉3台；冷却筛分机3台；提升机6台；发电机组2套；发电机与电网联网设施2套；沼液运输车6辆；其他辅助设备及材料3套。
1.1.6 综合利用方案
项目建成后，日处理猪粪80吨、尿粪污达320立方米，年处理猪粪污为144000T；年产沼气62.9万m3，有机肥料16200吨，沼液129600吨。
（1）沼气利用方案
沼气直接用于生活生产用能，能解决猪场冬天寒冷时节仔猪保温供暖，并能提供周边村落约500余户居民及猪场内办公、住宿的日常生活用气。
（2）沼肥沼液利用方案
在项目建设地点附近有大量种养基地，还有大片果园，优质农田和养殖水库。其生产经营者为了满足市场需求，已经改变了原来施用普通化肥的方法，用沼肥施用和灌溉技术取而代之，生产出来的无公害农产品既提高了产量，又提高了品质，当地对有机肥料及沼液的需求量巨大。
1.1.7 产品方案
本项目采用能源生态模式，建立“猪—沼气—果（鱼）”的生态型循环利用模式，减少示范场及其周边环境污染，
1.1.8 项目总投资及资金筹措
本项目总投资为1172.33万元。其中：土建费用594.20万元，仪器设备购置及安装费462.10万元，工程其他费用60.21万元，不可预见费55.83万元。
根据本项目投资规模1172.33万元，资金来源：申请中央补助资金410万元，地方配套资金176万元，其余586.33万元由建设单位自筹解决。
1.1.9 项目效益评价
（1）经济效益
项目达产后，沼气、固体有机肥及沼液肥料年收入（收益）共计850.5万元，总成本费用650.03万元（其中：经营成本568.08万元），利润总额150.57万元，项目投资利润（利税）率为12.84%，财务内部收益率为16.66%，财务净现值（i=8%）为510.48万元，投资回收期6.04年（含建设期）。
（2）社会、生态效益
本项目以固液分离、综合治理、粪污处理利用等工程措施为主，年处理猪粪污约144000吨、年产沼气62.9万立方米，使养殖排放的污染物得到治理，既可以产出沼气和优质有机肥，又可以提高养殖场的污水排放达标率和粪便资源化率，解决"三料"（燃料、饲料和肥料）的矛盾，促进畜牧业的发展。有助于改善农民居住环境，统筹解决农村资源、能源、环境问题，促进无公害农业生产，帮助农民增收，促进社会主义新农村建设，取得生态、能源、经济、社会等多方面的效益。
1.2 项目编制依据
1、国家《能源中长期发展规划纲要（2004－2020）》（草案）；
2、2009年中央1号文件《中共中央国务院关于切实加强农业基础建设进一步促进农业发展农民增收的若干意见》；
3、国务院关于加快发展循环经济的若干意见（国发[2005]22号）；
4、《国务院关于落实科学发展观加强环境保护的决定》；
5、《全国农村沼气工程建设规划（2006—2010年）》；
6、农业投资项目实施方案要求；
7、《规模化畜禽养殖场沼气工程设计规范》；
8、《沼气工程技术规范》NY/T1220.1-2006；
9、规模化畜禽养殖场沼气工程设计规范（NY/T1222-2006）；
10、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/T1221-2006)；
11、《畜禽养殖业污染物排放标准》（GB18596-2001）；
12、《混凝土结构设计规范》(GB50010—2002)；
13、《建筑结构荷载规范》(GB50009—2001)；
14、《投资项目可行研究指南》（2002年）；
15、《经济建设项目评价方法与参数》（第三版）；
16、国家有关其他工程的建设标准与规范。
1.3 结论与建议
1.3.1 结论
本项目的建设符合国家重点鼓励发展的产业政策，符合现代农业发展的主向和趋势。本项目兼顾经济效益、社会效益和生态效益，属于社会公益性环境保护设施。猪场具有较好的基础条件，交通方便，水电充足，拥有建设沼气工程的场地。同时，养殖场周边有大量果园、养殖鱼塘1座以及大片农田可供发酵后的沼液进行综合利用。目前，有机污水厌氧发酵技术先进，畜禽粪便和沼肥作有机肥料的无害化处理技术也比较成熟。项目建设条件成熟。
工程建成后，以沼气利用为纽带，促进循环式生态农业，对保护水域环境，改善农村卫生环境，提高农民生活质量，具有非常重要的意义。项目实施可提高于静*****有限公司的经济效益，全面治理环境污染，实现猪场小区生态化，形成良性循环。
本项目的实施，具有技术上先进、经济上可行、社会和环境效益好等良好的运行效果，有很强的示范作用，且实施条件优越，于静市属中亚热带季风型气候，具有四季分明、气候温和、日照充足、雨量充沛、无霜期长、严冬较短的特征，粮食资源丰富，非常适宜养猪业的发展。该项目实施的必要性和可行性理由依据充分：国家有政策（制定有专门的项目投资计划）；项目有优势（自然条件优越、原料资源供应丰富、员工技术力量雄厚、项目工艺技术和环保方案先进）；市场有需求。因此本项目实施是切实可行的。
1.3.2 建议
沼气工程作为一种能源环境综合工程，其环境功能十分突出。为追求较高的能源、经济和环境效益，提高企业的积极性，探索一条规模畜牧沼气工程的商业化发展的途径已势在必行。建议抓好如下几方面工作：
1)提高认识，切实加强对能环工程建设的领导。把工程建设列入各级农业主管部门重要的议事日程，组织技术人员长期跟踪，确保工程长期发挥效益。
2)按照统一的技术标准和规范，承担本工程设计、施工的单位应具有相应主管部门通过资质认证，确保工程质量。
3)引进一定先进技术，优化组合，以降低沼气工程的综合造价及生产运行费用，在资源和经济条件适宜地点，建设商品化示范工程，增强示范辐射能力。
4)沼气工程技术装备应向标准化或商品化方向发展，提高配套设备质量，着力于提高产气率、完善后处理系统、改进施工、提高经济效益，加强技术保障和健全服务体系。
5)建议项目单位严格执行《农业部基本建设财务管理办法》和**省有关项目管理要求，建立严格财务管理制度，确保项目资金专款专用，严格根据项目设计和建设内容，合理有效地安排项目资金，充分发挥资金使用的最大效益。

第二章 项目建设必要性和实施条件
2.1 项目背景
中共中央、国务院2008年一号文件《关于切实加强农业基础建设进一步促进农业发展农民增收的若干意见》明确指出，增加农村沼气投入，积极发展户用沼气，组织实施大中型沼气工程，加强沼气服务体系建设。
《全国农村沼气工程建设规划（2006-2010年）》提出，到2010年，全国规模化养殖场大中型沼气工程总数达4700处左右，达到适宜畜禽养殖场总数的39%左右。
改革开放以来，于静市畜牧业养殖得到了迅猛发展，大中型畜禽养殖场已达520多家。畜禽场排放的有机废物逐年增加，全年畜禽粪便排放总量已经超过432.5万吨，再加上规模化生产的冲洗水，实际排放的污水总量超过8600万吨。大量的畜禽粪便随意排放，不仅严重污染了周围环境，也威胁着规模化养殖业自身的持续、健康发展，使该市畜禽养殖业面临着发展与环保的双重压力。在不以牺牲环境质量为代价的前提下，实现畜禽养殖的快速增长，改变传统的能源生产方式和消费方式，利用畜禽粪水开发利用生物质产生清洁的能源是最好的选择之一。利用厌氧消化技术处理畜禽养殖废水，制取清洁能源—沼气，在治理污染的同时变废为宝，减少温室气体的排放量，从而实现于静市养殖业经济的可持续性发展。
于静市是个农业大县，有农业人口279.4万人，耕地33.4万公顷。畜牧业在农业生产总值占较大比例，并呈上升趋势，畜禽养殖规模日益加大，2008年全年生猪出栏285万头，存栏173万头。为切实解决养殖场的排泄物对当地水域、土壤等环境造成的污染，响应国家关于加快农村能源建设步伐的号召，建设单位提出了本项目的建设，旨在通过一定的技术处理，使畜禽粪便资源化，将粪便由废弃物变为资源，变成农业的肥料、饲料和燃料，科学处理猪场粪便，缓解燃料、肥料供应，构建现代农业模式。
本项目是在国家政策的鼓励下，从建设生态农牧业和保护生态环境的原则出发。针对目前我国规模化、集约化的养殖场和养殖小区不断增加，畜禽的粪便和污水排放量剧增，养殖污染问题越来越大，急需一种先进、可靠、有效的高浓度养殖废水的处理技术及设备，以解决畜禽粪便的排放和环境污染问题。目前，项目单位猪粪排放量约为80吨/日、猪尿和冲洗污水达320吨/日，建设大型沼气污水处理工程已势在必行。
2.2 项目建设必要性
本项目建设具体意义表现在以下三个方面：
1、建设沼气工程有利于提高规模化养殖场污水排放达标率以及农民生活质量。
随着于静*****有限公司生猪养殖规模的逐步扩大，对养殖污染如不加以治理，造成的污染程度也将越来越严重。项目建成后，有利于提高规模化养殖场污水排放达标率，保持场容整洁，环境优美，促进农民传统生活方式的改变，引导项目区农民走向清洁、卫生、健康的生活之路。
2、建设沼气工程有利于促进农村能源开发利用
沼气的主要成分是甲烷，约占所产生的各种气体的60%～80%。甲烷是一种理想的气体燃料，它无色无味，与适量的空气混合后即可燃烧。按热值换算（每立方米纯甲烷的发热量为34000J，每立方米沼气的发热量为20800J- 23600J）每立方米沼气相当于3kg标煤（标煤5500大卡，沼气5500～6500大卡，标煤热值利用率是沼气的1/3）。
沼气一种清洁能源，可以替代煤炭，起到减少排放二氧化碳的效果，每立方米沼气可相当于减少排放二氧化碳2.13Kg-3.8Kg, 排放1M3甲烷相当于减少排放21M3二氧化碳。相对于煤矿瓦斯、焦炉煤气、高炉煤气等富含氢、成分易变的可燃气体而言，沼气成分稳定、更便于利用。
本工程生产的沼气，可用于猪场的工作人员生活能源、猪舍取暖保温，还可供应周边农户生活所需。替代和节约了常规能源，缓解了农村能源短缺的矛盾；可再生能源建设在解决养殖业能源使用的同时，促进了农业增效和农民增收。
3、建设沼气工程有利于实现生态养殖，促进区域循环经济发展。
于静*****有限公司周围已发展果园、养殖鱼塘。项目建设有利于构建 “生猪养殖―粪便―沼气―有机肥―种植”链，将养殖污水处理后做有机肥料，变废为宝，做到零排放，有助于带动区域循环经济的健康发展。
2.3 项目实施条件
——政策机遇好
中共中央、国务院2008年一号文件《关于切实加强农业基础建设进一步促进农业发展农民增收的若干意见》明确指出，增加农村沼气投入，积极发展户用沼气，组织实施大中型沼气工程，加强沼气服务体系建设。国务院扩大内需，促进经济增长的十项措施之一“农村基础设施”，其中包括加大农村沼气工程建设力度。
——形成良好发展态势，具备了加快发展的基础
上世纪90年代为技术突破和工艺完善阶段。经过多年的科研攻关和试验，我国沼气建设技术和工艺获得重大突破。研究出了适应不同气候和原料的标准化系列池型，开发出了安全、方便、实用的进出料工程结构和装置，采用了混凝土浇筑施工工艺，制定了一系列沼气池建设国家标准，解决了过去出料难、寿命短、不安全等问题。同时，将农村沼气技术与农业生产技术结合起来，形成了以南方“猪-沼-果”（养猪和沼气及种果树等相结合）的沼气发展模式。
——具备实现建设目标的基础条件
该公司成立了猪—沼—果（鱼）一条龙生产企业。现已开发种植大片果园；在果园旁建标准化规模养猪场一个。可利用周边果园、养殖鱼塘以及周边农田施肥。对粪污资源化利用，减少面源污染。养殖规模和场地条件具备采用沼气工程对粪污水进行无害化处理的基础。
——技术力量雄厚
近年来，于静市在一些农村地区已建设了大量的沼气工程。2007-2008年于静市又有多个规模养殖场列入了国家生猪标准化规模养殖场建设项目，现已完成多个大中型沼气工程建设，积累了丰富的沼气工程建设经验。
公司现有职工1000多人，其中高级管理人员和工程技术人员100多人，并从天津大学、中国农业大学、华中农业大学、南京农业大学等科研院所等聘请多名专家教授成为企业顾问，定期或不定期地对公司管理人员进行系统的管理知识培训和就公司的发展战略进行专题研讨。
第三章 建设目标与建设内容
3.1 项目建设目标
3.1.1 总体目标
本项目针对于静*****有限公司粪便污染的现实问题。采用厌氧工艺处理猪场粪尿，实现猪场粪污水的零排放，有效地保护生态环境；同时采用三位一体（猪-沼-果（鱼））的生态农业模式，有效利用沼气、沼渣和沼液，从而促进农民收入的增长和生活质量的提高，建成无公害生猪生态产业化示范基地；沼气发电综合利用示范基地。实现环境清洁美化、经济高效化，农业生产无害化，产业结构合理化的目标。降低养殖和种植的生产成本。
3.1.2 生产能力目标
按照《规模化畜禽养殖场沼气工程设计规范》，采用中温湿式厌氧发酵工艺理论上每去除1kgCOD可产0.35立方米沼气，本项目取0.3立方米，COD去除率为60～75%，本项目取70%，原猪粪尿污水浓度COD值为26000mg/L，养猪场年产生尿污水量为115200立方米，计算可得年产沼气量为62.9万立方米。
3.1.3 质量水平目标
生产废水在经过厌氧发酵的处理后可作为生物有机肥加以利用，多余废水经进三次沉淀净化处理后，可达到国家《畜禽养殖业污染物排放标准》（GB18596—2001标准）中所规定的标准，即：
CODcr浓度 [400mg/l] BOD5浓度 [150mg/l]
SS浓度 [200mg/l] 氨氮 [80mg/l]
总磷(以P计)[8.0mg/l] PH值 [5.5－8.5]
3.2 项目建设内容和规模
3.2.1 建设规模
本项目拟建集水沉砂池140立方米，酸化水解池500立方米，调节计量增温池250立方米，厌氧发酵池3700立方米，沼肥储存池180立方米，沼液贮存池2200立方米，贮气柜900立方米及生产用房200平方米，发电机房160平方米，锅炉房220平方米，有机肥加工厂2950平方米，配套附属工程及相关仪器设备 (详见下表4-1)。
3.2.2 项目建设内容
1、土建工程
（1）集水沉砂池规格140m3：冲棚水中含有一定量的泥砂，除在沟渠漫流中除去一部分外，还有一大部分需经沉砂池沉淀去除。采用钢筋混凝土结构，池外形尺寸为直径5.5米圆形，高度2.5米，有效水深2.0米。沉淀池为地下式池。
（2）酸化池500m3：分为三格，每格均挂有弹性立体填料。池体为钢筋混凝土结构，外设保温层，池底设有泥斗，池外形尺寸为5米×10米，池深3米，水位高度是2.5米。水解酸化池为半地上池。
（3）调节计量增温池250m3：采用钢筋混凝土结构，池外形尺寸为5米×5米，池深3米，水位高度是2.5米，为地下式池。调节计量池将起到控制进料量和冬季进料时加温调和的作用。
（4）厌氧发酵池3700m³：厌氧发酵池是本工程的核心装置，采用现浇钢筋混凝土圆形结构，为半地上式。每天分二次进TS6%左右的料，水力滞留期10天，塔温控制在25-30℃，COD去除率80%左右。为保证厌氧塔的长期稳定运行，塔内设有布水、防堵塞、排污、破浮块、溢流槽冲洗、安全浮罩等设施。塔体有保温加温装置，保障昼夜温度满足厌氧发酵要求。
（5）沼肥贮存池180m3、沼液贮存池2200m3，均采用钢筋混凝土结构。
（6）气体净化：本工程采用目前国内外最先进的沼气脱硫净化装置、具有操作方便，无污染和运行成本低的优点，确保沼气硫化氢含量达到国家标准，以利于沼气利用。
（7）沼气贮气柜900m3：水池为钢筋混凝土，钟罩为钢结构，沼气贮气柜为地上池。本工程位于**省于静市，冬季最低温度在-3℃左右，为了确保四季正常输气，该工程设计的水封浮罩式压力溶器储气装置，方便实用，除水池内加装加温暖气管，确保四季正常供气。
（8）发电机房150m2、锅炉房200m2，均为单层砖混结构平房。
（9）生产用房180m2：为单层砖混结构平房，用于安装沼气除水、净化、防倒流等装置和提升泵、电器控制柜、开水炉等生产用房。
2、仪器设备购置
（1）仪器设备选型原则
①充分利用现有的设备、设施，发挥整合效果、提高综合配套能力、填平补缺的原则。
②设备性能优良、技术先进、安全可靠、经济适用的原则。
③功率与生产规模相适应，并预留一定负荷的原则。
（2）仪器设备购置
主要工艺设备如下表。
表3-1 ：主要设备表
序号
设备名称
单位
数量
型号
1
进料泵(单螺杆泵)
台
6

2
工艺管道
套
3

3
仪器仪表
套
3

4
厌氧塔内防堵、溢流、排污、等装置
套
6

5
沼气储气柜钢罩
套
3

6
沼气脱硫净化设施等
套
6

7
户内系统（气表、灶具等）
户
500

8
沼气输送管道（含向农户供气）
米
4200
DN50-100PVC
9
污水泵、泥浆泵
台
12

10
污水管（集水池至酸化池）
米
1400
DN150PVC
11
沼液管道（场内沼液池至田间池）
米
2600
DN150PVC
12
沼气发电余热、消声处理系统
套
2

13
固液分离机LW-400型
台
3

14
锅炉
套
2
2T
15
干燥设备
套
3
非标
16
装载机
台
3
非标
17
混合机
台
3
非标
18
粉碎机
台
3
非标
19
干燥造粒一体化设备
套
3
GZ1000
20
燃烧炉
台
3

21
冷却筛分机
台
3

22
提升机
台
6

23
其他辅助设备及材料
套
3

24
发电机组
套
2

25
发电机与电网联网设施
套
2

26
沼液运输车
辆
6

第四章 工艺技术方案
本项目根据《规模化畜禽养殖场沼气工程设计规范》，结合养殖场的实际情况，综合考虑各方面因素，慎重选择适宜的处理工艺技术路线及设备，以达到最佳的处理效果和经济、社会、生态效益。
4.1 工艺流程设计
4.1.1工艺流程

图4-1 沼气综合利用工艺流程图
4.1.2工艺说明
1、污水的预处理
污水通过管沟由场区自流进入沉砂池，先经过格栅，去除污水中的稻草和大的悬浮物体，经沉砂，去除污水中的砂，这样有利于后道工艺的处理，减少管道等的堵塞情况的发生，然后经进入酸化池。
2、污水的水解酸化
由于畜牧污水的特殊性，其废水中纤维含量较高，并含有大量的悬浮颗粒。
水解酸化的作用在于降解部分悬浮物质，将复杂的有机物转化为简单的有机物质，提高畜牧废水的可生化性能，有利于厌氧消化。干清猪粪与污水在酸化池混合后经搅拌、格栅除杂酸化处理后进入调节计量池。
3、调节计量
水解酸化处理后的料液，用泵打入计量池经调节处理（在计量池内有蒸汽加热系统增温）后泵入厌氧发酵罐。每天按二次处理。
4、废水的厌氧消化
采用USR发酵工艺，该工艺具有占地面积少、CODcr去除效率高、水力滞留期短、管理维护方便等特点。厌氧出水根据需要直接进行综合利用；发酵后的上清液经罐体上部溢流管流出排入沼液储池输出农田施肥；沉渣由池底部排污管排出，经固液分离机分离后的沼渣做有机复混肥生产原料。
5、沼气的贮存与利用
沼气作为清洁高效能源，不允许向外排放而形成第二次污染，必须加以完全利用，经气水分离器、脱硫净化塔、计量后进入沼气贮气柜，安装沼气发电机组，解决猪场日常运行用电及照明的用电问题和周围居民生活用能。
6、有机肥加工中心
根据处理工艺的需要，中心的主体构筑物包括有机肥干燥车间、复混肥加工车间、原料库和成品库等，建筑面积2950平方米。有机肥加工生产工艺流程见下图：
有机肥生产工艺流程图

7、沼液综合利用：经厌氧发酵后的液肥必须全部回收利用，通过管道泵送至农田或利用沼液运输车运送到附近鱼塘和农田，综合利用的主要内容包括管道输送设备、田间贮存池以及沼液运输车等。对用肥淡季，确实用不完的少量沼液可排入养殖场自备的生物氧化塘处理，再经人工湿地达标后流入河塘。
4.2工艺构筑物及设备
4.2.1前处理
前处理包括格栅、集水池、集粪池、酸化池等处理单元。
污水通过管道自流入集水池，在集水池前设有格栅，以清除较大的杂物，经固液分离后然后流入到酸化池。前处理的目的是将粪便污水调质均化，为厌氧产沼气创造条件。
1、格栅
格栅的作用是去除废水中的大粒径固体物质，如悬浮物、漂浮物、纤维物质和固体颗粒物质，以保证后续处理单元和水泵的正常运行。
格栅设于集水池前，设置二道，粗格栅栅条间隙为30mm，用于去除大型杂物；细格栅栅条间隙为10mm去除中小型杂物。并在格栅处设置工作平台。
污水过栅流速为0.6m/s，格栅倾角为65°，利于污水自流。
2、集水池
在进水口处设集水池。集水池的功能是储存能环工程中需要的补充水，该水来自养殖区冲刷水。集水池水由提升泵泵入进料池。
3、固液分离机
选用的固液分离机遵守下列规定：
（1）根据被分离物料的性质、流量、脱水要求，经技术经济比较后选用；
（2）污水进入固液分离机的含水率一般不应小于98％；
（3）固液分离机的设置应考虑到废渣的贮存、运输。
4、酸化池
（1）污水滞留时间为5h。
（2）酸化池内设排泥管道。
5、泵
泵的选择应根据其用途和输送介质的种类、流量、扬程和工作性质等因素确定，应符合下列要求：
（1）泵应尽量选用同一型号；
（2）进料泵应设置一台备用泵与工作泵并联。
4.2.2厌氧消化
1、厌氧发酵池
本项目采用USR发酵工艺，其主要参数如下：
温度(℃)：
25～30℃
水力滞留期 (d)：
10
TS浓度(%)：
3～6
CODcr去除率(%)：
60～75
CODcr负荷(kg/(m3·d))：
3～8
甲烷纯度（%）：
70
每去除1kgCODcr可产0.35m3甲烷。
厌氧发酵池有效容积计算公式：
V=（G×Ts×HRT）/（r×m）
G—每天可供发酵的原料湿重（千克）；
Ts—原料中干物质含量的百分比(%)；
HRT—原料在池中的滞留天数（水力滞留期）；
r—发酵原料浓度换算成的容重（千克/立方米），r＝原料浓度×发酵液容重，发酵液容重一般取水的容重，即1000千克/立方米；
m—池内装料有效容积（%）。
猪粪和猪尿经过人工清理和用水冲栏后，干物质含量约为8%，本项目采用（36度）二相式发酵方式，发酵效率高，时间短，滞留期为10天。
表4-1 一般沼气发酵原料干物质、水分、泄留期
原料名称
人粪
猪粪
马粪
干秸秆
牛粪
一般风
干粪
干物质含量（%）
20
18
22
80-90
17
60-70
含水量（%）
80
82
78
10-20
83
30-40
滞留期（d）
30
15
50
90
40
70
根据以上数据确定本项目养猪场沼气池容积为：
V =（320000×6.5%×10）/(60×0.95)=3649m3
注：发酵料液的浓度一般为6%，池内装料为95%。
经过计算，修建3700m3的厌氧发酵池，即可满足要求。
2、沼气净化
沼气净化系统包括：气水分离器、脱硫装置。
经过净化系统处理后的沼气中甲烷含量达70%，硫化氢含量控制在15mg/m3以内。
（1）沼气脱水
采用重力法脱水。
重力法沼气气水分离器按以下参数设计：
a、进入气水分离器的沼气量按日产沼气量计算；
b、气水分离器内的沼气供气压力大于2kPa；
c、气水分离器的压力损失小于100Pa；
d、气水分离器筒体高度为直径的4～6倍；
e、气水分离器设有自动排水装置。
沼气管的最低点设置冷凝水集水器。
（2）沼气脱硫
厌氧发酵池刚产出的沼气是含饱和水蒸气的混合气体，除含有气体燃料CH4和惰性气体CO2外，还含有H2S和悬浮的颗粒状杂质。H2S不仅有毒，而且有很强的腐蚀性。因此新生成的沼气不宜直接作燃料，还需进行气水分离、脱硫等净化处理，其中沼气的脱硫是其主要问题。
对于畜禽粪污产生的沼气，其中H2S气体含量约为2000mg/m3，而沼气作为燃气要求沼气中含H2S气体含量小于15mg/m3，沼气的脱硫净化处理是必须的。
a、沼气方法采用一级干法脱硫法；
b、脱硫塔设置一个，并联连接；
c、脱硫塔在地上架空布置。于静市气候温和，多年平均气温17.6℃，脱硫塔可设置在室外。
3、沼气贮存
由于沼气产用速率之间的不平衡，所以必须设置贮气柜进行调节。贮气柜结构形式有多种，包括混凝土结构、压力容器、膜结构等，本工程选择混凝土结构贮气柜。
（1）沼气贮存系统包括：贮气柜、流量计等。
（2项目采用低压湿式贮气柜。
（3）贮气柜容积确定：
本项目沼气作为炊用，根据《规模化畜禽养殖场沼气工程设计规范》的规定，贮气柜的容积按日产量的50%设计。本项目日产沼气量为1750m3，确定贮气柜容积为900m3。
（4）贮气柜贮气压力：3800＜设计压力＜4500Pa。
（5）贮气柜布置在气源附近。
（6）贮气柜设有防止过量充气和抽气的安全装置。放空管管口处布置阻火器。
（7）贮气柜水封池采用地上式，并设置上水管、排水管和溢流管；钟罩直径为650mm，钟罩外壁安装检修梯。
（8）沼气计量
沼气流量计根据厌氧装置最大小时产气量选择流量计,本项目采用膜式流量计，适用于小时沼气量20m3～30m3。
4.2.3后处理
“能源环保型”沼气工程的厌氧出水经沼肥贮存池后做进一步的固液分离，分离出的沼液进贮液池后作液态有机肥用于农田，干化后的沼渣是良好的固态有机肥的原料。
第五章 工程设计方案
5.1 建筑与结构设计
5.1.1工程地质情况
项目所在地的地质情况为杂地，要求项目所在地原土承载力不小于8吨/m2。以钻探地质报告为准。
本沼气工程项目的主要构筑物厌氧发酵池的体积较大，高度较高，对不均匀沉降极为敏感，在地基处理当中要选择合适的持力层。
当场地空间开阔时，基坑可以按一定坡度进行放坡开挖。当构筑物距离很近且埋深不同时，可采用一些措施进行临时支护。对深基坑，施工中还应考虑降水及护坡处理。
5.1.2 沼气池设计
1、厌氧反应池结构选择
结合本工程特点，主体厌氧反应池选择钢筋混凝土结构，以方便使用和运行管理。
2、沼气池设计
（1）施工准备：
①选定池形：根据GB4750—2002的技术要求，结合项目户提供的发酵原料、数量、地质水文条件、气候等特点，因地制宜地选定型池形和容积。
②池址选择在背风向阳、土质坚实、地下水位低和出料方便的地方。
③拟定施工方案：根据池形确定施工工艺，备足建池材料，做好施工前的准备工作。
（2）池坑开挖放线
①进行直壁开挖的池坑，为了省工、省料，应利用池坑土壁作胎模。圆筒形池，上圈梁以上部位按放坡开挖的池坑放线，圈梁以下部位按模具成型的要求放线，球形池和椭球形池的上半球，一般按直径放大1m放线，下半球按池形的几何尺寸放线。
砌块沼气池池坑，按GB4750—2002的几何尺寸，加上背夯回填土15cm宽度进行放线，土壤好时，将砌块紧贴坑壁原浆砌筑不留背夯位置。
②池坑放线时，选定好中心桩和标高基准桩，中心桩和标高基准桩必须牢固不变位。
③池坑开挖应按照放线尺寸，开挖池坑不得扰动土胎膜，不准在坑沿堆放重物和弃土。及时将积水排除，引离施工现场，做到快挖快建，避免暴雨侵袭。
（3）特殊地基处理
a、淤泥：淤泥地基开挖后，先用大块石压实，再用炉渣或碎石填平，然后浇筑1：5.5水泥砂浆一层。
b、膨胀土或湿陷性黄土，更换好土或采取排水，防水措施。
（4）施工工艺及操作要点：
①现浇混凝土沼气池的施工
采用抽槽土胎模浇注法，按GB4750—2002的尺寸放线抽槽取土。先挖水压间墙沟土，并修整好表面。浇注水压间池墙混凝土。待混凝土强度达到设计强度70%后，取水压间中心土，同时挖取发酵间池墙土槽，修整池盖土抬模，刷上隔离剂，并将进、出料管沟槽挖通。待进、出为管安装就位后，一次浇注池墙、圈梁和池盖混凝土。再做内密封层的施工。
②密封层施工
采用“三灰四浆工作法”施工。
基层：用水灰比为0.4的纯水泥浆均匀涂刷1—2遍。
底层抹灰：用水灰比为0.4的1：3水泥砂浆粉刷5㎜厚，初凝前反复压实2—3遍。刷纯水泥砂浆1遍，要求同基层。
中层抹灰：抹1：2.5水泥砂浆，厚5㎜，做法同底层抹灰。
刷纯水泥浆1遍，要求同基层。
面层抹灰：抹12.5水泥砂浆，厚5㎜，反复压实抹光，要求表面有光度，不翻砂、无裂纹。
刷纯水泥素浆2—3遍，要求同基层。
3、其他构筑物
其他构筑物体积不大，拟采用普通钢筋混凝土结构或砖混结构。所有构筑物的抗渗问题，均以混凝土本身的密实性来满足抗渗要求。根据构筑物的重要性及水力梯度来确定其抗渗标号，混凝土强度等级一般不小于C25，抗渗等级不小于S6，水灰比不大于0.55。宜采用普通硅酸盐水泥，骨料应选择良好级配，严格控制水泥用量。为提高混凝土的抗渗能力，满足工艺使用要求，尽量减少伸缩缝。建议在混凝土中加入适量的添加剂，用以补偿混凝土的收缩变形，提高混凝土的密实度及抗渗能力。
4、质量检查验收
按《沼气池质量检查验收规划》进行检查验收。凡符合要求，可交付用户投料使用。
表5-1 主要构建筑物
序号
构建筑物
面积或容积
结构
备注
1
集水沉砂池
140m3
钢筋混凝土

2
酸化池
500m3
钢筋混凝土

3
厌氧发酵池
3700m3
现浇钢筋混凝土

4
沼气贮气柜
900m3
钢结构

5
调节计量增温池
250m3
钢筋混凝土

6
沼液贮存池
2200m3
钢筋混凝土

7
沼肥贮存池
180m2
钢筋混凝土

8
生产用房
200m2
砖混

9
发电机房
160m2
砖混

10
锅炉房
220m2
砖混

11
有机肥干燥车间
650m2
轻钢

12
有机肥加工车间
650m2
砖混

13
有机肥原料库
450m2
简易钢架

14
有机肥成品库
1200m2
砖混

5.2机械设备设计
机械设备设计及选型设计原则如下：
（1）各设备的选型力求经济合理满足工艺的要求，并配合土建构筑物形式的要求。
（2）潜水电机的防护等级不低于IP68，其它配套电机和就地控制箱防护等级不低于IP55。
（3）考虑到污水介质的特性，设备材料选用的原则是与介质接触部分采用耐腐蚀的不锈钢材料或铸铁和高强度塑料材料，其余材料可以是碳钢材料但必须防腐处理。
主要设备详见第四章表3-1。
5.3电气设计
5.3.1设计依据
（1）《低压配电设计规范》GB50054-95
（2）《建筑物防雷设计规范》 GB50057-94 2001版
（3）《建筑设计防火规范》  GBJ16-87  2001版
5.3.2设计范围
本沼气工程电气设计包括以下内容：
（1）用电设备供电及控制设计；（2）厌氧发酵池防雷设计
5.3.3负荷计算
沼气站所有用电设备电压等级均为380/220V，全场用电设备总装机容量1100KW，用电负荷460KW左右。
5.3.4供电系统
1、电气系统
低压电源接自配电房总配电箱，单路供电。380V低压供电系统采用单母线分段运行。
2、控制方式
所有工艺设备均在管理房内控制箱上现场控制，在现场控制箱上设“手动----停----自动”控制转换开关，手动控制。
3、设备选择
户内电缆采用电缆沟敷设，电缆采用聚氯乙烯护套电缆。
户外电缆采用直埋敷设、桥架明敷或电缆沟，电缆采用铠装电缆。
4、保护方式
（1）继电保护
低压进线总开关设过负荷长延时、短路速断保护、低压用电设备及馈线设短路及过载保护。
（2）接地保护
接地系统均利用建筑物基础采用共用接地系统，其接地电阻应小于1欧姆，低压馈线距离超过50m时，设重复接地装置，其接地电阻不大于10欧姆。同时各单体金属管道均应作为等电位联结。
（3）防雷保护
厌氧消化罐需按二类防雷建筑设防，采用共用接地系统接地电阻小于1欧姆。
5、启动方式。全部用电设备均采用直接启动。
6、计量方式。在配电房总配电箱上设有电度表。
5.4控制及仪表设计
5.4.1控制系统
全场控