生猪产业化大型沼气综合利用工程可行性研究报告.docx

1、生猪产业化大型沼气综合利用工程可行性研究报告生猪产业化大型沼气综合利用工程可行性研究报告一、项目情况摘要 1、项目名称：辽中县运达种猪繁育有限公司生猪产业化大型沼气综合利用工程2、建设单位：辽中县运达种猪繁育有限公司 3、建设地点：辽中县老大房乡4、建设期限：2006年4月2006年11月5、建设规模和产品方案：建设厌氧池900立方米的污水处理沼气工程，日处理污水130吨；有机肥加工车间2,000平方米，年生产有机生物复合肥2,400吨，年沼气发电200,000度，配套建设沼液综合利用设施。6、投资估算：项目总投资462.9万元，其中申请专项资金160万元，企业自筹302.9万元。7、效益分析

2、：本项目属于社会公益性环境保护设施，它创造的效益以环境效益和社会效益为主。工程建成后，每年向环境排放的畜禽污水可以减少45,000吨左右，生产2400多吨的有机生物复合肥，利用沼气可发电200,000度。这对于减轻当地水质污染，改良土壤，改善生态环境，保护人民的身心健康，大力发展有机农业，推进农业良种工程、生态农业、设施农业，提高农副产品的市场竞争力，促进农业生产的全面发展，走可持续发展的道路，具有十分重要意义。二、项目建设的必要性和可行性辽中县是全国著名的商品粮基地县，也是辽宁省重要的猪肉食品供应基地。粮食生产多年来一直是辽中县农村的重要支柱产业。由于近年来粮食生产效益偏低，并且经常出现卖粮

3、难的现象，农民人均收入多年徘徊停滞不前的局面，严重影响了广大农民的种粮积极性。因此辽中县从全县的实际情况出发，加快了农村产业结构调整的步伐。辽中县是农业大县，粮食多、土地多和廉价劳动力多的三大资源优势，加上辽中县历史上就养成了良好的发展生猪养殖的习惯，发展保护地蔬菜和生猪养殖业必然成为全县农村产业结构调整的重要内容。发展保护地蔬菜，由于农民的认识和技术服务等方面的问题，收效甚微，甚至有的地方出现了劳民伤财的状况。因此生猪养殖业就越来越显示出了巨大的优势，生猪养殖业发展迅猛，不同规模的生猪养殖场和养殖小区遍地开花，已经成为全县50万农民的增效增收的重要途径。据统计，2004年全县出栏肥育商品肉猪

4、130万头。辽中县运达种猪繁育有限公司位于辽中县老大房乡，是沈阳、鞍山、锦州三市交界，环境优越，交通便利。企业总占地面积86,580平方米，建筑面积23,600平方米，固定资产投资2,300万元。现已经形成年存栏种公猪60头、基础母猪1,200头、出栏商品猪26,000头的生产能力。辽中县运达种猪繁育有限公司，经过10年多的滚动发展，已经成为沈阳地区规模最大生猪产业化链条的龙头企业。企业先后从国内外引进各种品系的长白、约克、杜洛克种猪，经过不断地进行杂交选育试验，培育出适宜沈阳地区的生长速度快，抗病力强，瘦肉率高的肥育猪生产体系。随着养殖场规模的不断扩大和存栏量逐渐增加，同时也产生了大量集中的

5、猪粪尿和冲洗污水。据企业自己的统计，平均每头生猪每天饲养和冲洗需水10公斤，每年的养殖污水排放量达8万吨，造成了极其严重的环境污染，导致企业与周围农户经常发生冲突，环保部门已提出限期治理要求。养殖业对环境带来的影响主要有三个方面：1、污染水质猪粪便中的某些有害物质，如蛋白质、脂肪酸腐败产生的造成粪便恶臭的一些主要物质能深解于水，污染地表水和地下水，使水产生臭味，从而恶化了水质，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

6、速的扩散和传播，直接或间接的传染各种疾病。据有关资料介绍，大型集约化养殖场的猪粪尿，COD超标5070倍、BOD超标7080倍、SS超标1220倍，由于污水未经处理随意排放，猪粪便大量流入河流，造成附近河流和地下水有机污染指标（如CODCR、BOD5、NH3-N和溶解氧等）已远远超过国家标准。不仅严重污染水体和周边环境，而且直接影响生猪养殖的防疫和卫生，从而制约全县的生猪产业化和健康发展。猪粪便造成水质污染的同时，还造成了杂草丛生、河床淤积，甚至堵塞了河道，妨碍了防洪和排涝，威胁着饮用水水源的安全，周围农户经常到县、镇投诉企业。2、产生恶臭污染空气在厌氧条件下，猪粪便在某些微生物的作用下，碳水

7、化合物分解为甲烷、有机酸和醇类等带酸臭味的气体；蛋白质和脂肪类分解为氨气、硫化氢、甲硫醇和粪臭素等含氨和硫化物的恶臭化合物。这些臭气严重恶化了养殖场内外大气环境质量，对从事养殖业的工作人员造成了身心危害，还会影响生猪的生产性能、降低其生产力水平。3、污染土壤进入土壤的猪粪便，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。由于大量的粪便在养殖场附近长期堆积，不施入土壤，超过了土壤自峰的消化能力，对土壤造成了污染。同时，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

8、炭疽和破伤风等，各种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。随着全县生猪养殖业的迅速发展，导致生猪养殖规模、养殖方式发生了显著变化，由原来的散户养殖向规模化、集约化的养殖场、养殖小区和养殖大户养殖方向转变。同时，由于资金、技术等方面原因，大多数具有一定规模的养猪场的猪粪便和污水一直未得到充分利用，未经处理自然排放，造成周围环境污染总量增加、程度加剧、范围扩大，成为滋生蚊绳、细菌繁殖和疾病传播的源头；导致水质恶化、空气充满臭味，在一定程度上影响了附近居民的正常生活。并且猪粪便历史上被广大农民认为是最好的农家肥，是最优质的有机肥料，以沼气为纽带得用厌氧发

9、酵技术净化规模猪场污水并生产优质有机肥可达到既减少猪场污染，净化环境，又为实现农业可持续发展提供环境保障，创造更高的经济效益、能源效益和生态效益。辽中县运达种猪繁育有限公司早在2000年4月，在全国率先提出了发展绿色养殖业，在企业内部成立了绿色生猪养殖科技攻关小组，组织专业技术人员进行绿色食品猪肉产业化开发与试验技术研究。企业提出的绿色生猪产业化基地开发项目， 2004年被辽中县委县政府定为农民科技工作站，被沈阳市科技局定为农民科技研修基地并给与相应的支持。2005年又被县、市两级政府推荐为省级扶贫龙头企业。为了进一步扩大生猪产业化的发展规模，企业又提出更高的规划和设想，决定按照龙头企业公司加

10、基地联农户的发展思路，坚持绿色食品猪肉和无公害食品猪肉齐头并进的发展方针，在现有规模基础上，全面吸引社会各方面资金，继续加大投入力度，建设7个绿色生猪养殖示范园区，与半径100公里范围内的养殖小区和养殖大户签订无公害生猪养殖回收合同，制定保护价回收政策，由企业提供无公害饲料、养殖与防疫灭病技术，与养殖小区和养殖大户签订合同，出栏后由企业收购，进行屠宰、分割、包装打入市场。企业规划到2009年底，实现年屠宰分割生猪600,000头。其中绿色生猪200,000头，有机食品生猪100,000头，无公害生猪300,000头。随着环保法律法规的进一步完善和猪场业主的环保意识进一步增强，该项目的实施不仅受

11、到企业和周边群众的欢迎，而且有利于解决“三农”的问题，加快农村经济步伐，增加广大农村、农民和农业的收入，提高养殖业发展水平。项目实施后，在全县的规模养猪场进行推广，具有广阔的市场前景和巨大工业经济效益、社会效益。三、市场供求分析及预测（一）沼气综合利用工程建设的需求目前，规模化养殖场污染已经成为农业地区农业污染的主要因素，采用沼气技术处理养殖场污水，具有污泥量少，运行费用低等优势，同时可以控制生产过程中污染物的流向，降低畜禽本身受污染的程度，控制疫病，实施“猪粪便沼气作物”模式，实现污水零排放，在农业地区具有广阔的发展前景。该项目既能解决畜禽业污染问题，又为养殖场及其周围居民提供清洁的能源和无

12、害化优质有机肥料，特别适用于无公害农产品生产，符合生态农业的需要，也是农业可持续发展的必然需求。项目的实施，将会改善农村居民生产和生活条件，促进生猪养殖业的可持续发展。特别是能源比较短缺的农业地区，项目本身能够产生一定的经济效益，利用沼气发电、供暖和解决部分生产生活的能源问题，可以产生直接经济效益。沼气生产过程中产生的沼渣、沼液是优质的无公害有机肥料，可以用来发展绿色和无公害农产品基地，实现农业增效。（二）生产产品的需求1、有机复合肥的市场需求正常的猪粪一般呈中性或弱酸性，pH7.2-8.3猪粪的肥料养分含量（%）类别水分有机质氮（N）磷酸（P2O5）氧化钾（K2O）猪粪81.5151.60.

13、400.44猪粪中富含有机质，有机质腐熟后形成腐殖质储存在土壤中，腐殖质对改良土壤、培养地力有明显效果。研究表明粪中的碳氮比越高，氮的含量相对越少，氮素就越不容易释放出来。猪粪有机物的组成（占碳%）类别脂肪总腐殖质富里酸胡敏酸半纤维碳氮比猪11.4225.9815.7810.225.327.14:1用猪粪便沤制的农家肥，在保持和提高土壤肥力方面远远超过化肥。化肥中的磷酸钙会与土壤中的石灰质、氧化铁反映应形成沉淀物，大大降低了磷的利用率。有机肥料中的磷是有机磷，肥效优于磷酸钙，被固定的可能性少，相对提高了磷肥肥效。同时猪粪便中的有机质在积肥、施肥过程中，经过微生物的加工分解以至于重新合成，最后形

14、成腐殖质储存在土壤中。腐殖质对改良土壤、培养地力的作用是多方面的，它能调节土壤水分、温度、空气和肥效，适时满足作物生长发育的需要；能调节土壤的酸碱度，形成土壤的团粒结构；能延长和增进肥效，促进水分迅速进入植物体，并有催芽、促进根系发育和保温等作用。同时猪粪便中的有机质腐熟后，形成交高量的胡敏酸，具有典型的亲水胶体性，能把细小的土壤粘结起来形成较大的团粒，构成土壤的团粒结构，同时胡敏酸在转化过程中释放能量，能刺激作物根系多吸收养分，改良土壤提高产量。随着时代的发展和社会的进步，在人们倡导回归自然崇高健康的今天，由于有机肥的肥效和其特有的性质，使用有机肥料生产有机食品、绿色食品和无公害食品，较好地

15、改善了瓜果、蔬菜等农产品的口感品质，提高产品档次，深受广大消费者的欢迎。据估算，全国每年需求量在1.8亿吨左右，而现有有机肥生产量在17万吨，仅占种植绿色食品和蔬菜需求有机肥料的0.85%，市场需求量很大，用猪粪便生产沼气，再用沼渣生产有机肥料，具有广阔的发展空间和前景。辽中县运达种猪繁育有限公司，已与俄罗斯圣彼得堡西北机械研究所达成合作意向，引进利用沼渣生产颗粒状有机肥的成套设备。采用工业生产工艺流程生产的有机肥料，养分全面，有机质含量高，在贮存、运输和使用方面非常方便。因为用沼渣生产有机肥的成本比较低，销售价格容易被广大种植户接受。一般颗粒状有机肥料在辽宁地区每吨的销售价格在800元左右，

16、而尿素的市场价格一般为每吨1,300元左右，有机肥具有明显的价格优势。特别是我国推行安全食品战略，农产品中的绿色食品和有机食品的产业化开发，对有机肥的需求量将越来越大。2、沼气发电的需求辽中县运达种猪繁育有限公司，距离县城30公里，属于农村地区，一是电力供不够稳定，有时停电严重影响企业的正常生产，特别是在夏天，由于停电，养殖场的供水、通风、降温得不到解决，生猪高温死亡情况非常严重，直接影响企业的生产和效益。同时由于目前规模化养殖步伐加快，现代化养殖技术的利用，污水和粪便的清理采用机械化，由于停电造成清理不及时，造成养殖场污水四溢，蚊蝇孳生，严重影响养殖场的防疫和安全生产。二是农村的电价比较高，

17、企业的养殖、饲料加工、屠宰分割等用电量较大，增加生产成本。通过沼气发电，可以基本上满足企业的日常用电。3、沼液灌溉的需求将粪尿混合物置于密闭的厌氧深器内经过微生物分解，杀灭了有害病毒菌，变成腐熟的液状肥料，可对作物实施喷灌、浇灌、滴灌，具有杀虫、防虫、抗旱、保菌、增产增收等多种作用，是生产绿色食品和有机农产品不可缺少的肥源，不仅解决沼液的利用，也能增加企业的经济效益。四、项目建设单位的基本情况辽中县运达种猪繁育有限公司，拥有固定资产2,300万元，下辖7个养殖小区及8,000多个养殖户，与沈阳、大连、天津、北京等30多个城市和50多家生猪屠宰场有密切联系，经过10年多的滚动发展，目前辖区内生猪

18、饲养量达200万头，已经形成公司加基地联农户的生猪产业化链条的龙头企业。五、项目地点选择本项目在辽中县老大房，靠近小小线公路，交通十分便利。有自己专用的供电供水网络。项目地点气温适宜，项目所在地属于中温带亚湿润区季风气候区，雨热同季，雨量充沛。最低气温：-32.8最高气温：36.5年平均气温：19.8年平均降雨量：600毫米年平均风速：3.7m/s年日照总时数：2770.5小时最大冻土深度：150厘米无霜期：145天左右地震基本烈度：6级在项目区域的南、西、北侧是玉米种植的耕地，东侧距离居民区约500米，为更好地利用沼气和沼液资源，提供了优良的外围环境。该项目符合当地的经济发展规划，得到了县乡

19、两级政府大力支持，养殖场及其周围农户需求强烈，当地适宜推广“生猪沼气作物”等能源生态模式，当地农村能源管理部门技术力量雄厚，项目建设的能够做到对工程进行有效、长期的管理，能够有效地促进生态农业的发展和农业、农民增收的目标。六、工艺技术方案分析根据辽中县运达种猪繁育有限公司的生产情况，年存栏商品肉猪13,000头，年出栏商品肉猪26,000头以上，每天排放的污水量为130吨/天，根据生猪养殖和沼气生产的要求，按照生态环保的原则，要加强养殖圈舍的卫生管理，严格控制饲料中重金属等饲料添加剂的使用量，以减少对周围生态环境的影响。沼气综合利用工程的工艺流程设计要坚持以下原则：1、控制污染源。必须采用有效

20、措施，严格控制污染物总量，实行干粪清理，节约冲洗用水，每个圈舍安装水表，计量包干，减少排污负荷。2、无害化排放。建设污水处理系统，采用先进工艺技术和设施，做到养殖圈舍排放的污水，必须经过封闭式的厌氧发酵工艺，经过完全的厌氧发酵，达到消除污水中的CODcr80%左右，TS分解率50%左右，病毒菌杀灭率96%以上，保证排放的污水无毒无味达到国家二级标准。消除蚊蝇孳生地，切断寄生虫的生长周期，粪便与污水全部送沼气池处理，细菌指标达到卫生防疫要求，整个治理过程除进粪草分离间前见到粪外，其余工艺都是封闭式的运行，工作环境优美。3、合理利用资源。猪粪便和污水经过沼气生产流程，沼气作为能源，用于企业发电和附

21、近居民日常生活；沼液作为肥料，一部分用于周围种植生产，剩余部分排放到污水处理厂进行处理；沼渣作为有机肥生产原料，有机肥用于企业的绿色种植和周围农民生产绿色蔬菜。4、兼顾生态效益。该项目产生的沼液和生产的有机肥，有偿提供给当地农民生产，用于企业的绿色饲料种植和蔬菜日光温室生产，形成“生猪污水沼气农田生猪”的生态平衡系统，田间喷施沼液后，可修复长期施用无机肥板结的土壤，可少施或不施农药和化肥，增产增收，提高经济效益。该项目不是一个可持续发展的生态环保能源工程，通过资源综合开发利用，利用现代科学技术，协调发展与环境之间、资源利用与保护之间的关系，实现经济和生态效益双赢。根据辽中县运达种猪繁育有限公司

22、所提供生猪生产所排放污水水质数据为：废水种类CODcr(mg/l)BOD5(mg/l)SS(mg/l)NH3-N(mg/l)总磷(mg/l)PH值温度养殖污水565028003200142056.56.5常温污水处理工艺流程图：废水 250吨污水 沼气 沉砂集水池 水解酸化池 厌氧消化罐 气水分离器 水力筛网粪便 集粪池 沉淀池塘 脱硫塔 250吨污水 生物堆肥 农产品大田喷灌 兼性塘（用肥池） 湿式贮气柜 颗粒肥料 干式阻火器 肥料出售 优质农产品 沼气发电固体废弃物处理工艺流程票员 工艺流程说明： 1、废水预处理污水通过明沟和暗管由场区自流进入污水处理厂，先经过格栅，去除废水中的杂物和大的

23、悬浮物体，经沉砂井沉砂，去除废水中的砂，再自流直入集水池。2、水力筛网进入集水池的废水由水泵泵入水力筛网，进一步去除污水中的悬浮物体和猪毛等杂物。水力筛网筛出的浮渣等集中进入集粪池，进行固体堆肥处理。3、废水的水解酸化由于养殖污水的特殊性，污水中的纤维含量较高，同时含有大量的悬浮颗粒。通过水解酸化，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，提高养殖污水的分解代谢，有利于厌氧消化。4、废水的厌氧消化采用改良型的UASB发酵工艺，该工艺具有占地面积少、CODcr去除效率高、耐冲击能力强、管理维护方便等特点。根据厌氧出水直接进行综合利用，适当延长水力滞留时间，更大程度上去除COD、BOD

24、。5、沼气的贮存与利用在一般情况下，沼气池每天可产沼气300M3 左右。作为清洁高效能源，热值为5,500大卡/ M3 。沼气经气水分离器、脱硫净化塔、计量后进入沼气储气柜。沼气在经过阻止回火器后，用于发电，安装150KW沼气发电机组，用于企业日常运行用电及照明用电。6、有机肥厂根据工程设计安排，中心的主体构筑物一般包括预加工车间、发酵车间、合成车间和仓库，采用彩钢结构厂房，面积2,000。7、沼液综合利用经厌氧发酵后的液肥要全部回收利用起来，用以种植生产和城市绿化等项目。综合利用的主要内容包括管道输送投备、田间贮存池以及液肥喷灌设备等。（1）管道输送：选择管道输送的方式，把沼液送到田间。（2

25、）田间贮存池：贮液期30天以上，采用地面池，高于地面，农田用肥时只需开阀便可自流，省工省运行费，远距离需喷灌，需采用污水泵加压，运行费用比较低。（3）液肥喷施：为了使液肥用于农田喷施，一般田间地下设置100至150的水泥压力管，每50M左右设喷灌消火栓一组，配200M左右消防水带和消火喷枪，便于液肥喷施。七、项目建设目标项目将建设厌氧发酵池900M3 ，日污水处理量130吨，沼气年发电量200,000度，年加工有机肥料2,400吨。同时污水在经过厌氧发酵的处理后，作为生态有机肥加以利用，在遇到用肥淡季或雨季，废水经进一步处理后，可以达到国家畜禽养殖业污染物排放标准（GB185962001标准）

26、中所规定的标准，即：CODcr浓度 400mg/lBOD5浓度 150mg/lSS浓度 220mg/l氨氮 80mg/l总磷（以P计） 8.0mg/lPH值 5.5-8.5废水处理设施各单元的出水指标表项目原废水格栅集水 池水力筛网水解酸化池厌氧消化罐沉淀池水量（T/d）130130130130130130装置容 积（M3）10013090060滞留时间（h）15241686CODcr浓度（mg/l）5650565050854320860790去除率（%）1015808BOD5浓度（mg/l）2800280025802200220210去除率（%）815905SS浓度（mg/l）3200320

27、027201900380340去除率（%）15308010PH值6.56.56.56.57.27.1温度（8C）常温常温/20/20常温产物1.3吨粪渣150M3/d沼气 八、项目建设内容污水处理工程：圈舍污水和场内生活污水集中到污水处理厂进行处理。此污水处理工程建设规模为日处理养殖污水130吨/天（包括5吨/天左右的生活）；有机肥加工处理工程；沼液综合利用工程。污水处理，根据养殖污水具有良好的可生化性，废弃物中营养成份比较齐全等特点，结合生态环保的要求，处理工艺采用“污水厌氧消化生产沼气”和“厌氧发酵出水综合利用”的处理方法，以达到开发能源、治理污染、净化环境、综合利用的目的。由于采用低运行

28、成本、低投入的处理工艺，使本项目具有较好的示范和推广应用价值。工程产生的沼气，将通过发电，解决本场饲料加工、通风降温、粪污处理、照明用电需要。猪粪加工：通过集粪池，采用堆放原料加生物菌翻搅发酵筛选成品包装入库的方式，生产有机肥。沼液利用：沼液经过微生物分解，杀灭了有害病毒菌，变成腐熟的液状肥料，设置贮存池，通过铺设管网，配备有机械喷灌设施，用于种植生产，实施喷施、浇灌、滴灌，具有杀虫、防虫、抗旱、保菌、增产增收等多种效果，为生产绿色食品和有机食品提供肥源。主要的土建工程内容及结构形式如下：格栅集水池格栅井：设计在室内地下建筑。用于安装格栅，格栅为钢结构，格栅井为钢筋混凝土结构，外形尺寸为9M1

29、1M，池深2M，水深1.5M。集水池：设计在室内地下建筑。集水池为钢筋混凝土结构，容积100M3，池底呈现坡形，外形尺寸为9M5M，池深3.3M，水位高2.9M，池顶加盖。水力筛网设计在室内地上建筑。水力筛网底座为砖混结构，水力筛网网片、水力筛网布水箱等均是不锈钢，水力筛网网片尺寸是8.4M11.6M，底座尺寸为9M5M,高3.0M。共一座。水解酸化池设计在室内半地上建筑。水解酸化池容积为160M3 ，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10M5M，池深3.2M，水位高度是3M。厌氧发酵罐设计为室内半地上建筑。厌氧发酵罐池容为900M3

30、，采用现浇钢筋混凝土结构，在罐体外设置保温层，厌氧罐内设有三相分离器、布水器和溢流槽等（均为钢结构）。池外形尺寸为9M5M，高度10M，有效水深9M，共两座。沉淀池设计为室内地下建筑。沉淀池池容为60M3，采用砖混结构，池外形尺寸6M4M，高度3M，有效水深2.7M。生物稳定塘设计为室外地下建筑，采用多塘串连方式。面积2000，外形尺寸20M10M，水深1.2M，处理水量130M3/d，BOD5表面负荷161.5kgBOD5/10.d,HRT=15.6天。沼气储气柜设计为室外地上建筑。沼气储气柜钟罩容积为200M3，储气柜为湿式储气柜，水池为钢筋混凝土，钟罩为钢结构。沼气发电机房及设备发电机房建筑面积为100M，安装150KW的沼气发电机组，机房采用砖混结构。集粪池设计为室外半地上建筑。集粪池池容为130M3，池子采用钢筋混凝土结构，池外形尺寸为5M14M，池深2M，为敝口池。有机肥厂根据处理工艺的需要，主体构筑物一般包括预加工车间、发酵车间、合成车间和仓库。有机肥料和加工需要较为宽敞的工作空间，车间大门的宽度能容纳铲车、卡车等运输工具的进出，因此每个车间的主体构筑物，占地面积相对较大，建设包括：彩钢结构厂房、预处理槽、翻堆发酵槽、原料堆放、包装车间、办公室、及化验室、辅助车间、配电间、厕所、水泥场和