牧场大型沼气发电综合利用建设项目可行性研究报告.doc

山东大地乳业示范牧场奶牛粪污处理综合利用建设项目可行性研究报告

1 项目摘要
1.1 项目名称
蒙牛澳亚示范牧场大型沼气发电综合利用工程
1.2 建设单位
内蒙古蒙牛乳业（集团）股份有限公司
1.3 建设地点
内蒙古自治区呼和浩特市和林格尔县盛乐经济园区
1.4 项目性质
新建
1.5 建设目标
遵循废弃物减量化、资源化、无害化与生态化的原则，建设蒙牛澳亚示范牧场大型沼气发电综合利用工程，使牧场全部粪便污水得到有效处理，生产沼气、沼气发电上网，回收有机肥资源，达到污染治理、能源回收与资源再生利用的多重目的，构建牧场种养殖循环经济体系，实现农牧业可持续发展。
该工程整体水平达到国际先进，国内领先，并对其它牧场粪污处理起到示范带动作用。
1.6 建设规模
日处理全群存栏奶牛10000头的鲜牛粪280t，牛尿54t和冲洗水360t。
1.7 建设内容
沼气生产系统：集水池1000m3，混合调配池300m3，中温厌氧消化罐10000m3，沼液暂存池250m3，贮气柜1000m3。
沼气净化与发电系统：沼气发电装机容量1MW，沼气净化系统2套。
有机肥料生产加工系统：太阳能发酵系统、有机肥加工生产线各1套。

1.8产品方案
年产沼气365万m3，发电621万kWh，年产固体有机肥约12800t，液态有机肥170500t。
1.9项目总投资
项目总投资3786万元，其中固定资产投资3712.8万元,流动资金73.2万元。固定资产投资中，静态部分3639.7万元，动态部分73.1万元。
1.10资金筹措
项目投资资金拟从两个渠道筹措：企业自筹2536万元，中长期借款1250万元。
1.11投资使用计划
项目建设期一年，使用投资3786万元。
1.12项目效益
能源效益：年产沼气365万m3，发电621万 kWh，折合标煤3650t。
经济效益：营运期内，项目总收入23600万元，年均收入1573万元，年均销售税金及附加104万元，年均所得税后利润333万元，共为国家纳税3434万元。项目实施后，大型沼气发电综合利用工程财务净现值（FNPV）646.83万元，内部收益率(FIRR)9.90%，经济可行。
环境效益：减排COD 9125t/年，TN 487t/年，TP 96t/年，减排温室气体约15000t CO2当量/年。
社会效益：项目实施后充分回收粪污生物质能，显著减轻水环境污染，减少疫病传染,有效遏制公共卫生事件的发生，提高人、畜生活环境质量，实现植物营养物质生态良性循环及资源利用最大化。
1.13 结论及建议
在高寒地区实施高固体料液高效厌氧消化生产沼气必须解决好维持厌氧消化所需的最佳温度、料液高效传质和能源多层次转换与利用的关键技术问题。该项目通过利用发电余热，解决发酵原料的增温、保温，维持无污染、节约型沼气生产系统的高效运行；通过引进德国的进料、搅拌等关键设备，以保障厌氧消化过程的高效传质与转化；通过沼气发电获得更高品位、便于输送的绿色能源。同时该项目还将沼渣、沼液用作有机肥回归土壤，减少牧草、青贮饲料种植对化学肥料的依赖，促进农牧生态系统物质和能量的良性循环，真正实现污水零排放。
该项目集中体现了国内外沼气工程的先进技术与装备，因地制宜应用实施，充分显现出高寒地区沼气发电工程的能源效益、生态效益和社会效益。
建议有关部门立项并给予资金支持；蒙牛澳亚示范牧场对冲洗污水取样送往有关专业机构对其水质进行检测，为设计提供可靠依据；抓紧进行清洁生产机制(CDM)项目的申报。
2项目背景分析
2.1 编制范围与依据
2.1.1 编制范围
本可行性研究报告的编制范围包括蒙牛澳亚示范牧场粪尿污水处理，沼气生产、净化、贮存，沼气发电，太阳能回收与利用，有机肥生产系统。不包括牛粪和冲洗水的收集系统，沼液储存池至牧场草地的沼液输送管道。
2.1.2编制依据
(1) 可行性研究报告编制依据
蒙牛澳亚示范牧场大型沼气发电综合利用工程可行性研究报告委托协议书（内蒙古蒙牛乳业（集团）股份有限公司）；
内蒙古蒙牛澳亚示范牧场有限责任公司奶牛养殖示范基地项目可行性研究报告(内蒙古轻化工设计院有限责任公司)；
内蒙古蒙牛澳亚示范牧场有限责任公司奶牛养殖示范基地项目环境影响报告书(呼和浩特市环境科学研究所)；
蒙牛澳亚示范牧场粪污处理综合利用系统项目论证会会议纪要(2006年1月5日—6日)；
内蒙古蒙牛澳亚示范牧场有限责任公司提供的数据与资料；
《投资项目可行性研究指南》（中国电力出版社出版）
(2) 项目建设应遵循和执行的国家和政府有关法律、法规
《中华人民共和国环境保护法》 (1989年12月)
《中华人民共和国水污染防治法》 (2000年3月)
《中华人民共和国水污染防治实施细则》 (2000年3月)
《中华人民共和国可再生能源法》 (2005年2月)
《中华人民共和国畜牧法》 （2006年7月）
《建设项目环境保护管理法》 (1986年3月)
《污染处理设施环境保护监督管理办法》 (1989年5月)
《畜禽养殖污染防治管理办法》 （2001年3月）
《内蒙古自治区环境保护条例》 （1991年3月）
《内蒙古自治区农业环境保护条例》 （1995年1月）
《内蒙古自治区生态环境建设项目管理办法》 （2001年7月）

2.2 编制原则、规范与标准
2.2.1 编制原则
(1) 满足环境保护的要求；
(2) 采用国内外成熟先进的工艺技术及配套设备，工程整体水平达到国际先进水平， 关键设备及相关技术从德国等国家引进，普通设备立足国内；
(3) 自动化程度高，设有计算机集中监控管理系统，使用维修方便；
(4) 具有很好的示范效应和可参观性；
(5) 投资合理，运行成本低，综合效益显著。
2.2.2 规范与标准
(1) 《畜禽养殖业污染物排放标准》(GB18596-2001)
(2) 《畜禽养殖业污染防治技术规范》(HJ／T81—2001)
(3) 《给排水设计手册》及有关研究文献
(4) 《室外排水设计规范》GBJ 14—1987(1997年版)
(5) 《建筑结构荷载规范》 GBJ 9—1987
(6) 《混凝土结构设计规范》GBJ IO—1989
(7) 《建筑地基基础设计规范》GBJ 7—1989
(8) 《建筑结构设计统一标准》GB 68—1984
(9) 《工业与民用建筑供配电系统设计规范》GB 50052—1992
(10) 《工业企业厂界噪声标准》GB 12348—1990
(11) 《10kV以下变电所设计规范》GB 50053—1992
(12) 《工业企业设计卫生标准》TJ 36—1979
(13) 《建筑设计防火规范》GBJ I6—1987
(14) 《建筑抗震设计规范》GBJ 11—1989
(15) 《有机肥料标准》NY 525—2002
(16) 国家现行的其它有关设计标准及规范
2.3项目建设的必要性和可行性
2.3.1项目建设的必要性
(1) 蒙牛澳亚示范牧场解决自身环境问题的需要
目前，蒙牛澳亚示范牧场每天产生大量粪便，这些粪便不经任何处理露天堆放，天长日久会自然发酵释放出大量有害气体，污染空气；成为细菌繁殖和传播疾病的传染源，并对周边环境造成污染。同时每天该牧场还排放出大量的牛尿及牛舍的冲洗废水，这些污水也未经有效处理而排放到蓄水池内，多次循环使用冲洗牛舍后出现了污染物大量积累，水质恶化、臭气熏天，亦成为细菌繁殖和传播疾病的传染源，并对周边环境造成污染。据2005年秋季监测，牧场污水严重超标， COD超标80～120倍，BOD超标110～150倍，SS超标21～25倍。由于牧场的生产规模不断扩大，污水越来越多，牧场只能不断修建污水储蓄池储存这些污水。这种情况如果持续下去，几年以后，牧场周边到处布满污水储蓄池，污水充斥着整个牧场，严重影响牧场自身环境，同时也给地下水带来严重污染。因此，迫切需要建设奶牛粪便污水处理设施。
(2) 国家能源结构调整的需要
人类正面临着发展与环境的双重压力。经济社会的发展以能源为重要动力，经济越发展，能源消耗越多。尤其是化石能源消费的大量增加，人类将面临两个突出问题：一是带来的环境污染日益严重，二是地球上现存的化石能源即将枯竭。对此，世界上许多国家尤其是发达国家早已意识到发展清洁的可再生能源的重要性。如：美国的能源农场、德国的可再生能源促进法的颁布、日本的阳光工程、荷兰的绿色能源等。生物质能发电上网在德国、丹麦、奥地利、芬兰、法国、瑞典等国家的能源总量的比例为10%左右。德国在鼓励沼气发电上网的一系列优惠政策法规(1990年《电力并网法》、2000年《可再生能源优先法》)出台后，德国沼气工程呈现快速发展趋势，沼气发电工程的数量已由1992 年的139家发展到2004年底的2500多家，发电装机总量也由1999年的50MW 猛增到2004 年的300MW。
随着我国经济水平的不断提高，能源的消费日益加大，国家开始高度重视可再生能源的发展，并于2005年2月28日正式通过了《中华人民共和国可再生能源法》，并制定实施了《可再生能源法》的配套政策，对备受关注的可再生能源发电价格与费用分摊、可再生能源发电管理等问题，做出了明确规定。毫无疑问，这些法规和政策的实施需要一部分企业参与到可再生能源开发这项活动中来，同时也给牧场建设沼气工程带来了巨大的机遇。
(3) 公共卫生安全的需要
畜禽粪便污水不仅污染水体和大气，而且也是人畜共患病的主要载体。畜禽粪便中不仅含有大量病原微生物、寄生虫卵，并且孽生蚊蝇, 造成人、畜传染病的蔓延。近年来由于人畜共患病，如疯牛病、禽流感、SARS的猖獗传播，促使人们充分意识到畜禽粪便污水治理的重要性和必要性。而厌氧消化(沼气)技术则是防治人畜共患病的重要手段和措施，如：四川发生猪链球菌传染病时，凡是建设沼气池的猪场，都没有发生猪链球菌传染病；凡是有猪链球菌传染病的猪场，其粪污均未经过沼气发酵处理。蒙牛集团的主产品正是和人民群众身体健康息息相关的乳制品，食品安全问题尤其重要。只有清洁、卫生的环境才能生产出安全、卫生、优质的牛奶。为了消除人畜共患病的危害，有必要采用厌氧消化技术对其进行无害化处理。
(4) 奶牛养殖规模化发展的需要
规模化奶牛养殖可促进我国现阶段农业生产结构调整，增加农民收入，是奶牛养殖生产力进一步发展的客观要求，有利于加速奶牛养殖生产的专业化、商品化、现代化进程，是我国现代农业在市场竞争形势下的必然趋势。
传统的奶牛养殖以分散饲养为主，由于规模小，无法容纳更多、更新的现代化奶牛养殖技术和实行现代化管理。而规模化奶牛养殖场则采用先进的养殖和管理技术，能大大提高奶牛养殖生产效率和饲料转换率，保证牛奶质量，降低生产成本，从而增加经济效益。但是，集约化的饲养方式也造成了牛粪、尿过度集中和冲洗水的大量增加，如果不对其进行妥善处理，就会给环境带来严重污染。目前，我国畜禽养殖粪便污水已经成为部分地区污染的主要来源，引起了各级政府的高度重视。随着《畜禽养殖污染防治管理办法》、《畜禽养殖业污染物排放标准》以及《中华人民共和国畜牧法》的颁布，国家对规模化畜禽养殖污染防治提出严格要求。因此，规模化畜禽养殖污染的治理已经刻不容缓。
(5) 是保护内蒙古草原生态环境的需要
随着人类经济活动强度的增加和范围的扩大，草场退化和沙化情况日益严重，有资料表明以草原过度农垦为主造成的沙漠化土地面积为 44700km2，占沙漠化土地总面积的 25.4%；以草原过度放牧为主的 49900km2，占总面积的 28.3%；农牧交错地区，占北方沙漠化土地总面积的 40.5%，特别是草原农垦区，如内蒙古后山的草原农垦区，沙漠化土地面积从 50 年代末期占农田面积的 3% 增加到 70 年代中期的 13%，80 年代后期的 25%；半干旱地带波状沙质草原区，占 36.5%，如科尔沁草原沙漠化土地的发展，从 50 年代末期占草原面积的 20%，增加到 70 年代中期的53%，80 年代后期的 77.6%；如此严重的草原沙化问题，不仅严重的威胁到了草原当地人民的日常生活和身体健康，同时也影响了华北地区乃至全国的生态环境，近年来在北方各城市发生的沙尘暴现象已经给人们敲响了警钟，随着2008年北京“绿色奥运”的临近，保护内蒙古草原及农业区域的生态环境、促进草原资源可持续利用已经得到了党和政府的高度重视。为了保护草原生态，有必要通过“草→牛→粪污→沼（有机肥）→草”的循环生态经济模式将植物营养物质和水分回用于牧草和青贮饲料的种植。同时，呼和浩特是一个严重缺水的地区，将牧场产生的污水处理后循环利用也是十分必要的。
2.3.2项目建设的可行性
(1) 技术有保障
蒙牛澳亚示范牧场大型沼气发电综合利用工程利用奶牛鲜粪、牛尿和冲洗水作为发酵原料，经中温厌氧消化生产沼气，沼气用于发电上网，产生的沼渣用于生产有机复合肥，沼液作为液态有机肥灌溉牧草种植地。本建设项目的厌氧消化采用完全混合式消化器工艺(CSTR)，以发电余热加温实现中温发酵。这些技术在国外已经很成熟，德国采用该技术已经建成2500多座农场粪污处理沼气发电工程。
国内采用牛粪作为发酵原料生产沼气已有大量试验研究，并在一定数量的工程上应用。早在1982年，农业部沼气科学研究所就设计建造了成都凤凰山畜牧园艺场奶牛粪中温发酵沼气工程，厌氧发酵装置容积4´300m3, 生产的沼气用于发电，发电余热用于厌氧发酵池加温。1993年，上海星火农场建造了处理2900头奶牛粪便近中温发酵沼气工程，厌氧发酵装置容积6´450m3，产生的沼气用于职工炊事用气。其后，国内建设了奶牛粪便处理沼气工程约100多座，这些工程建设为牛粪处理沼气工程的设计、建造、管理积累了丰富的经验。
本项目的建设地点位于内蒙古呼和浩特市和林格尔县，属于高寒地区，给沼气工程建设带来较大难度。但是农业部沼气科学研究所在高寒地区沼气工程的冬季保温技术上积累了丰富的经验，由该所设计的沈阳马三家机械化养猪场的猪粪水处理沼气工程(厌氧装置1000m3´2)在极限温度零下30℃的状况下仍能正常运行，并已成功运行了十多年，被誉为中国沼气领域高寒地区偏低温沼气发酵示范工程。
我国沼气发电技术的研发已有二十多年的历史，特别是在近十年期间有一批科研单位、院校和企业先后从事了沼气发电技术的研究及沼气发电设备的开发，现已研制出24～600 kw纯燃沼气发电机组系列产品，如：江苏太仓酒精厂使用的国产600kw的纯燃沼气发电机组；四川绵竹酒精厂5台国产200kw的纯燃沼气发电机组和天津挂月酒精厂8台国产180kw的纯燃沼气发电机组已成功运行多年。特别是“十五”期间，经过农业部沼气科学研究所与有关单位的联合攻关，我国沼气发电单台机组功率已经达到600kw，主要性能指标已接近国际水平，完全能满足国内沼气工程沼气发电的需求。
在沼气发酵装置建造方面，我国先后建有钢筋混凝土厌氧消化池，钢结构以及搪瓷拼装结构厌氧消化罐。特别是，Lipp制罐技术的引进，使我国沼气工程的建造质量、施工周期以及美观程度都有大幅度提高。目前国内已建有Lipp结构的沼气工程二十多座，施工建造技术都很成熟。
本工程的设计与建造是建立在：借鉴国内外沼气发电工程的研究、设计、建造和运行管理经验，引进德国农场沼气工程的关键技术及设备，从而使该工程的设计、建造和运行管理的质量得到可靠保证。
(2) 政策扶持
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牲畜粪便污水，变成市场急需的电力资源和肥料资源，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。
(3) 环境友好
本建设项目无论在投资建设还是在运行期间均不会向环境排放有毒有害物质。在整个工艺流程中，粪水采用管沟收集方式以免进入环境，废水经预处理后进入密闭的厌氧发酵装置中，产生的沼气通入贮气柜用于燃烧发电，厌氧发酵产生的沼渣用作有机肥料。沼液作为液态肥料用于灌溉牧场内7000多亩牧草种植地和草场。通过本项目的建设，牧场内可达到真正意义上的“零排放”。
(4) 经济可行
无论从清偿能力、财务赢利能力等方面，还是从敏感性、盈亏平衡等不确定性方面所进行的静态、动态分析，以及沼气工程在经济、能源、卫生、环保等方面呈现出的巨大综合效益，都表明了本项目的财务可行性。
详见“17 13财务评价结论”。
2.4 项目所在地基本情况
2.4.1地理位置
蒙牛澳亚示范牧场位于内蒙古呼和浩特市境内和林格尔县，地理坐标为东经111°26ˊ～112°18ˊ，北纬39°58ˊ～40°41ˊ。东与乌兰察布盟凉城县、山西省左云县毗邻，南邻清水河县和山西省平鲁县，西连托克托县，北邻呼和浩特郊区、土默特左旗，面积3401km2。
2.4.2社会经济概况
和林格尔县辖2镇13乡，1个经济园。全县总人口约18.71万人，由蒙、汉、满等十三个民族组成。县人民政府设在城关镇，城关镇居民3万人，现有工业企业二十多家。盛乐经济园区有内蒙古师范大学分校等学校，有蒙牛集团总部等十多家大中型企业。和林格尔县以农业及工业为主，兼有牧业，农作物播种面积63400ha，粮食产量为146785t，油料产量为7756t，农业总产值4.5488×108元。主要农作物有小麦、莜麦、谷子、马铃薯等，经济作物有胡麻、葵花等。大畜4.92万头，小畜22.81万头只。草场过载，过度放牧，造成草场退化、沙化、土壤侵蚀加重。
2.4.3土地资源
全县土地总面积为3401km2，其中耕地面积661.32km2，占总面积的19.4%；林业用地379.55km2，占总面积的11.1%；草地面积1387.13km2，占总面积的40.8%；水域面积82.1km2，占总面积的2.4%；其它用地142.35km2，占总面积的4.2%；未利用土地面积748.55km2，占总面积的22.1%。
2.4.4 气象气候
和林格尔县属中温带大陆性气候，由于受地理位置与大气环流的影响，其气候特点为：光资源丰富，太阳辐射强烈，热量资源充足，降水少，雨量集中，蒸发量大，气候干燥。年平均气温6.4℃，极端最高气温达到37.9℃，极端最低气温-34.5℃，年平均降水量404.1mm，年最大降水量701.6mm，年蒸发量1850mm，无霜期126天，年平均降雪量7.2mm，年最大降雪量84.1mm，最大冻土深度1.92m。全年主导风向为西北风，年平均风速2.2m/s，瞬时最大风速可达30m/s。
2.4.5地形地貌
和林格尔县地居土默特平原东南缘，是土默特平原西东南部和晋西北、北三黄土丘陵与蛮汉山脉过渡带，为第四系冲积及风积物。自然条件比较复杂，地貌类型多样，地势自东南向西北倾斜。东南山丘密布，沟壑纵横，西北平原广阔，一望无垠，有山丘一山一川自然地貌景观。最高海拔2031m，平均海拔1100m。地表以风积粉沙土为主，土质松散。
2.4.6工程与水文地质
和林格尔县境内河流都属黑河、浑河水系。较大的河流共有11条。除浑河、茶坊河、宝贝河常年有基流外，其余均为季节性河流。年平均产水量1.6389×108m3，外县流入水量1.04×108m3。水资源总量5.28×108m3，地下水为承压水，平均埋深为20m，含水层为第三系沙砾岩层，主要补给来自潜流、大气降水。可开采量3.45×108m3。城关镇属山丘区水系，地下水综合补给量为3603.38×104m3/a，测向径流量为6406.72×104m3/a，钻井深度为110m时，单井出水量为90～100m3/h。盛乐经济园区属山丘区水系，钻井深度为200m时，单井出水量为90～110m3/h。
2.5 建设单位情况
蒙牛澳亚示范牧场位于内蒙古呼和浩特市和林格尔县盛乐经济园区，占地面积8148亩。牧场建成于2004年，该场将引进澳大利亚荷斯坦黑白花成乳牛10000头，达产后年产鲜奶5.36×104t，年出售母牛及母犊3200头，公犊3900头，是目前我国最具规模效益的示范牧场。牧场分三个示范区：挤奶示范区，展示“机器人式”、“并列式”、“转盘式”、“鱼骨式”等现代化挤奶平台，全部为国际先进设备，其中“转盘式”平台一次可挤60头奶牛，为全国之最；养牛示范区，用约1100亩土地，展示良种牛、牛舍、产房、粪便处理等一个集先进养殖管理模式与生态环保处理相结合的养牛系统；种草示范区用7000多亩土地分别展示欧、美、澳、亚洲12个国家蛋白质含量极高的牧草。
2.6项目技术依托单位情况
本项目技术依托单位农业部沼气科学研究所是我国唯一的国际性沼气技术研究和培训中心，技术力量雄厚，现有在职科研人员82人，高级技术职务人员32人，中级技术职务人员28人，有14名科技人员享受政府特殊津贴。所内设有厌氧微生物研究室、工程部、工艺研究设计室、农村能源研究室、国际合作与培训处、农业部厌氧微生物重点开放实验室、农业部沼气产品及设备质量监督检验测试中心，《中国沼气》杂志编辑部等业务部门。研究所成立以来，已通过国家、部、省级鉴定的成果85项，其中30余项获国家级和部、省级科技进步奖。完成大、中型沼气及环保工程设计和工程总承包50余项。截止2005年10月共承办国际沼气技术培训班34期，为80多个国家培训沼气技术人才500多名，同时举办国内沼气技术培训班40余期，培训技术及管理人才2300多名，先后派出专家赴10多个国家开展技术援助，并与10余个国家的沼气研究机构及著名厌氧消化专家开展了广泛的技术交流。
在国家“七·五”“八·五”“九·五”“十·五”科技攻关项目中，农业部沼气科学研究所均主持承担了大量的畜禽废弃物处理利用项目；如“猪场粪水厌氧消化工艺和装置的优化研究”（子专题）；“猪场粪水沼气发酵系统研究工程”（子专题）；“规模化养殖场环境控制与废弃物处理技术研究”（子专题）；“大中型沼气工程设计规范”、“大型高效厌氧沼气发电技术及示范电站”（专题），“沼气发酵启动剂的研究等”等；对畜禽养殖业的粪污厌氧和好氧处理进行了比较深入的研究，解决了畜禽养殖场废水处理的一些难题，拥有“沼气生物脱硫”；“厌氧消化出水好氧后处理新工艺，”“树脂基复合材料沼气池”，“树脂基复合材料沼气储气罩”等多项发明和实用新型发明专利。本所参与合作研究的“四川瘦肉型猪规模化养殖及产业化技术研究与示范”项目获四川省科技进步一等奖。农业部沼气科学研究所在对畜禽养殖废水进行研究的同时，还设计建造了二十多座畜禽养殖粪污处理沼气工程，典型工程有：
四川成都凤凰山奶牛场粪污处理工程
四川内江农科所奶牛场沼气工程
山东威海茂林生态农业科技园奶牛场沼气工程
南充永逸奶牛集约化养殖场污染防治示范工程
甘肃酒泉市肃州区职业中学奶牛场沼气工程
广东省农科院养猪废水处理工程
辽宁省马三家机械化养猪场废水处理工程
深圳坪山种猪场粪污处理工程
深圳莲尾塘养猪场粪污处理工程
深圳绿美特园艺场猪场粪污处理工程
深圳粤宝猪场粪污处理沼气工程
新疆维吾尔自治区米泉县养猪场废水处理工程
山东省莱州猪场废水处理工程
厦门大旺猪场废水处理工程
四川省井研食品有限公司种猪场废水处理工程
重庆合川五洋猪场废水处理工程
四川成都光达养殖场废水处理工程
突尼斯养鸡场粪污处理及沼气发电工程
本项目另一技术依托单位为北京愿景宏机械设备有限公司，是北京市高新技术企业，以中国农业机械化科学研究院等为依托。专门从事农牧业现代化工程设计、建设，及农牧业机械的生产、安装与销售。在畜牧场建造、三废处理有机肥生产、畜禽屠宰加工、以及农业节水灌溉等工程项目及其设备均有较深的研发和实际经验。公司现在设有市场部、技术开发部、工程部、售后服务部、综合服务部等部门，拥有一批高水平的工程技术人员和售后服务队伍。公司现有员工56人，高级技术职务人员5人，中级技术职务人员8人。公司设计建造了十多个工程，典型工程有：
1、福成公司肉牛屠宰加工厂及污水处理
2、北京三元绿荷金银岛牧场
3、济南佳宝乳业第一牧场
4、山东莱阳宝宁奶牛场综合项目
5、山东诸城外贸集团4万t有机肥场
6、安徽滁州全椒万头猪场
7、蒙牛奥亚示范牧场牛舍环境通风项目
8、蒙牛奥亚示范牧场种草灌溉工程
9、山西古城乳业集团奶牛场
10、北京北七家小污泥河污水处理厂
3市场供求分析及预测
3.1 电力市场供求分析
按照中国电器工业协会发电设备经营计划专家组预测，“十一五”期间我国电力需求预测为：到2010年总装机容量6.9亿～8亿kw，其中水电装机1.65亿～1.7亿kw、煤电装机4.68亿～5.7亿kw、气电装机3500万kw、核电装机1200万kw、新能源发电装机1000万kw。目前我国发电总装机约5亿KW，所以，“十一五”期间将新增装机2.05亿～2.83亿kw，其装机增长速度为6.7%～9%，“十一五”期间的发电量为3.05万亿～3.57万亿kw时，增速为4.4%～8%，届时人均用电量约为2300～2600kw时，才基本达到2001年世界人均发电量2548kw时水平。根据党的十六大确定的全面小康社会的经济发展目标，到2020年实现国内生产总值比2000年翻两番，亦即未来15年GDP年均增长速度达到7.2%左右。为满足我国全面建设小康社会的需要，未来15年我国电力需求增长需要持续保持较快的发展速度。任务非常艰巨，这对电力企业及相关行业具有很大的挑战，同时给可再生能源发电的发展带来巨大机遇。
根据国家发改委初步完成的《可再生能源中长期发展规划》，到2020年，力争使可再生能源发电装机占总装机容量的比例达到30%以上，2030年后比例超过40%。到2020年，我国水电的装机容量将从目前的1.08亿kw增加到2.9亿kw，太阳能热水器利用量由6500万m2增加到3亿m2、沼气年利用量从50亿m3增加到240亿m3。当前，我国可再生能源利用量仅占全国一次能源总消费量的3％，市场空间非常巨大。
该项目产生的沼气日发电约17000kWh。在目前《可再生能源法》实施及配套政策出台的情况下，发出的电完全可以通过上网进行出售。
3.2 有机肥市场供求分析
有机肥（包括液态有机肥、固态有机肥及有机复合肥等）具有无污染、无公害，适于生产无公害绿色农产品的新型肥料。使用有机肥生产的无公害绿色食品和优质农产品，质量好，档次高，销售价格高，市场需求量大。随着人们生活水平的提高和对饮食健康的重视，近几年有机食品的国内市场有了较大发展，在未来的几年内将有更大的发展。尤其是采用有机肥种植的农产品，可以消除农产品出口所受到的绿色非贸易壁垒的限制，更好地开拓国际市场。
随着农业产业化实施和我国WTO的进入，无公害集约化养殖，循环经济、绿色农业、观光农业得以迅猛发展。利用生态循环方法，大量生产推广使用有机肥，是我国实施绿色、生态农业的重要举措，亦是市场发展的需要。有机肥的大量推广使用，可以有效减少化肥用量和农作物中微量元素残留，降低由于过量施用化肥造成对生态环境的影响，对生产绿色食品有积极的促进作用。有机肥的大量推广使用，是解决养殖场粪污、生活垃圾和农副产品加工废弃物对环境的污染的有效途径。
有机肥的推广使用，既有利于提高农产品品质，农业产业化的发展，又符合环境保护要求，符合国家农业产业化政策和科技政策的调整和发展方向，是实现农业可持续发展的保障。其经济效益和社会效益是无法估量的。有机肥料的市场具有广阔的发展空间和前景。
工业化制成的有机复合肥，其养分全面，有机质含量高，肥效持久，沃土利民等优点。在贮存，运输，使用方面已大有改善。目前有机复合肥产品使用的主要对象为粮食、蔬菜、果园等绿色食品基地，以及城镇绿化和花卉培养等。
随着市场经济的发展，有机绿色农产品将实行优质优价，这样对有机复合肥的需求将会越来越大。经生产实践，目前广大种植者对高效有机复合肥对农作物及土壤带来的好处得到了广大农民的认可，市场前景广阔，据有关部门预测，目前国内市场对高效有机复合肥的需求很大，约为1.8亿t。现在，市场上商品化的有机复合肥产品还很少，远远不能满足需要。以后，市场对有机复合肥的需求还会逐年增加，最终将完全取代无机肥。
蒙牛澳亚示范牧场附近建有大量牧草、青贮饲料生产基地，以后还将种植无公害绿色粮食、蔬菜等、对有机肥的需求量大。
4项目地点选择及建设条件分析
4.1项目选址
大型沼气发电综合利用工程属于蒙牛澳亚示范牧场配套工程，项目的选址已在主体工程规划设计时基本确定。蒙牛澳亚示范牧场地处内蒙古呼和浩特市和林格尔县盛乐园经济区。和林格尔县位于内蒙古自治区中部，属呼和浩特市管辖。东界凉城县和山西省右玉县，南接清水河县和山西省平鲁县，西毗托克托县，北邻土默特左旗和赛汗区。县城距自治区首府呼和浩特市区仅47公里，距呼和浩特市飞机场仅60公里，境内道路纵横交错，209国道纵贯南北，丰准铁路横穿东西。国道、省道、县道全部黑色化，实现了乡乡通油路。蒙牛澳亚示范牧场界于和林格尔县盛乐园经济区与公喇嘛公路之间，北侧距公喇嘛公路约1km，西侧距209国道约8km，距呼和浩特市区仅45公里，交通十分便利。县内邮电通讯发达，固定电话用户达到1.6万户，移动电话用户达2.2万户，通讯方便。项目位置见附图1、附图2。
蒙牛澳亚示范牧场有充足的土地，并为建设大型沼气发电综合利用工程规划了42000m2用地。该牧场东南高，西北低。拟建大型沼气发电综合利用工程位于蒙牛澳亚示范牧场西北角，地势较低，污水能通过自流进入处理场区。周围5km内无居民居住，不会对周围居民造成安全和环境影响。
4.2 建设条件
4.2.1 原料
牛粪、尿是厌氧发酵生产沼气的良好原料，蒙牛澳亚示范牧场每天可以产生牛粪280t，牛尿54t。参照国内外沼气工程运行数据以及理论推算，这些原料用于厌氧发酵每天可以产生沼气约10000m3。
4.2.2 沼液消纳土地
蒙牛澳亚示范牧场自有草场7000多亩，每年种植饲料2.46万t。另外，周围还有许多土地，完全能消纳经厌氧发酵无害化、稳定化、并富含养分的液态有机肥。
4.2.3 其它条件
由于本项目依托蒙牛澳亚示范牧场且建在牧场内，牧场的供电、给水、道路、交通以及人力资源、后勤及行政管理资源完全能满足本项目的需要。
5建设规模与产品方案
5.1 建设规模
日处理该牧场全群存栏牛10000头的鲜牛粪280t，牛尿54t以及冲洗水约360t/d。
5.2产品方案
本项目实施后主要产品有：固（液）态有机肥料、再生水和发电，三种产品年产量见表5.2。
表5.2 三种产品年产量
有机液体肥料
（t/年）
有机肥
（t/年）
电
（kWh/年）
170502
12775
6205000
6 工艺技术方案与设备选型
6.1工艺选择与设计原则
(1)无害化
粪便污水经过封闭式的厌氧消化及其后续处理后，达到去除大部分有机污染物和绝大部分病原菌及寄生虫卵的目的，消除蚊蝇孳生环境。
(2)资源化
将治理污染与能源开发、资源的回收利用有机地结合，在治理污染的同时，获得高价值的绿色电能和有机肥资源，使粪便污水治理工程产出大于投入，提高粪污处理工程的综合效益。
(3) 生态化
厌氧消化出液(沼渣、沼液)全部还田利用，将畜禽废弃物中的氮磷等营养物质回用于牧草种植土地，形成“牛→粪污→沼→草→牛”的闭路生态循环，实现生态与经济的良性循环。
6.2工艺技术方案的选择
大量调查和工程实践表明，国内外畜禽养殖场粪污处理主要有三种模式：厌氧--还田模式、厌氧--自然处理模式和工厂化处理(厌氧-好氧处理)模式。三种模式的比较见表6.2。
表6.2 畜禽养殖粪污处理模式比较
模 式
厌氧—还田
厌氧—自然处理
厌氧—好氧处理
适应范围
适用于远离城市，经济落后，土地宽广，有足够的农田消纳养殖场粪污的地区，特别是种植常年施肥的作物，如蔬菜、经济类等作物的地区。当地劳动力价格低，大量使用干清粪，冲洗水量少。
适用于离城市较远，经济欠发达，气温较高，土地宽广，地价较低、有滩涂、荒地、林地或低洼地可作废水自然处理系统的地区。养殖场规模一般不能太大，以干清粪为主，水冲为辅，冲洗水量中等。
适用于地处大城市近郊，经济发达，土地紧张，没有足够的农田消纳养殖场粪污的地区。采用这种模式的养殖场规模较大，当地劳动力价格昂贵，主要使用水冲清粪，冲洗水量大。
投资
省
一般
高
能耗
低
低
高
运行费用
低
低
高
土地需求
很多
多
少
运行管理
简单
简单
复杂
资源化程度
好
一般
差
由于厌氧—好氧处理模式投资大，运行费用高，也不符合发展循环经济的方针政策，因此，不作为选择方案。
项目所在地内蒙古自治区属于高寒地区，厌氧—自然处理模式在冬天受到很大限制，并且也不符合发展循环经济的方针政策，因此也不作为主选方案。
由于澳亚示范牧场自身拥有7000亩草场，周围还有很多土地，完全能消纳粪污厌氧消化后的沼液即液态有机肥。因此，选择厌氧—还田模式作为本项目的主要工艺方案，另外，对于部分低浓度厌氧消化液，在夏天采用稳定塘(沉淀净化池)对其进行进一步净化与消毒处理，出水回用冲洗牛舍。
6.3选择方案工艺流程
选择方案(厌氧--还田模式)工艺流程框图见图6.3-1，干物质(TS)平衡图见图6.3-2，水量平衡图见图6.3-3、图6.3-4。工艺流程图见附图4 。

液态有机肥灌溉牧场
粪
尿
挤奶厅
运动场 牛舍
回用冲洗牛舍
自来水
集水池
混合调配池
中温厌氧消化罐
热交换
脱水
脱硫
计量
贮气
沼气发电
沉淀净化池
泥水分离
有机肥生产车间
固态有机肥
沼渣
沼液储存池

粪
沼液暂存池
余热
沼气
稀释沼液
沼液
多余上清液(冬季)
春
夏
秋
挤奶厅冲洗水

6.3-1 工艺流程框图

液态有机肥18.33t/d

牛粪39.74t/d

牛舍
混合调配池
沼气12.30t/d (10071m3/d)
中温厌氧消化罐
沼液暂存池
泥水分离
沼渣7.86t/d
沼液
18.33t/d
牛尿
0.54t/d

40.28t/d

26.18t/d

26.18t/d

污泥，浮渣1.80t/d
运动场
牛粪 7.01t/d

沼液储存池
有机肥生产车间
有机肥原料16.67 t/d

图6.3-2物料(TS)平衡图

牛粪
238.0t/d

牛舍
混合调配池
沼气12.30t/d (10071m3/d)
中温厌氧消化罐
沼液暂存池
沼渣39.28t/d
沼液
429.4t/d
牛尿
54.00t/d

503.5t/d

468.7t/d

468.7t/d

污泥，浮渣22.53t/d
运动场
牛粪 42.00 t/d

沼液储存池
有机肥生产车间
有机肥原料103.8 t/d