秸秆沼气集中供气工程初步设计

秸秆沼气集中供气科技示范工程初步设计1第一章总说明第一节概述一、项目区基本情况安徽省市区秸秆沼气集中供气科技示范工程位于市区镇，工程所在地交通运输方便，基础设施齐全，水源充足，水质优良，场区规划合理，场内设施完善。周边分布农场、农场、农场、农场等几处国营大中型农场。仅湖农场年产小麦秸秆3600t，大豆秸秆1800t。同时该农场有年出栏生猪1500头的规模养猪场一座、年出栏肉鸡10万只和20万只规模养鸡场各一座。工程所需农作物秸秆、人畜粪污等发酵原料资源量充足。区地处市西南部，辖镇、乡和旅游景区，是国家级可持续发展先进示范区。全区面积201km2，人口13.2万。区内季风明显，气候温和，湿润多雨，日照充足。全年日照时数2283.5h，全年太阳辐射量为518.2kJ/m2。年平均气温15.1℃，平均无霜期215.5天。总的气候特征是：光照、温度、降水资源丰富，无霜期长。该区地理位置优越，高速公路、102省道铁路穿境而过，河船运通江达海，交通便捷。区人均生产总值11883元，城镇化水平为31.4%，城镇居民人均可支配收入6622元；农民人均纯收入4900元；在岗职工年平均工资13600元，经济基础较好。工程所在地是省较早地发展利用生物质能源及沼气的地区之一，对沼气工程等生物质能源的建设和综合利用有着广泛的群众基础，随着环保法律法规的进一步完善和省内外秸秆资源综合利用的发展，该秸秆沼气集中供气科技示范工程初步设计2工程的实施不仅受到业主和周边群众的欢迎而且符合政府推进新农村建设，提高环保意识及农业可持续发展的要求。工程实施后，将对省秸秆沼气集中供气工程的推广起到积极的示范作用，提高省秸秆沼气科技水平，具有广阔的发展前景和良好的生态环境效益、社会效益和经济效益。二、项目区秸秆资源现状工程建设地位于市区镇，镇是省内外著名的米市，周边秸秆资源十分丰富。工程合作单位为集团下属农场，该农场拥有耕地6900亩，年播种面积1.38万亩，复种指数200%，2008年小麦产量3600t，大豆产量1200t。产生小麦秸秆3600t，大豆秸秆1800t。同时，该农场养殖业有年出栏生猪1500头的规模养猪场一座、年出栏肉鸡10万只和20万只规模养鸡场各一座。这些农作物秸秆及畜禽粪污等农业有机废弃物目前仅部分进行粗放利用，均没有进行合理、高效的处置，很大程度上造成了资源的浪费及当地农业生态环境污染。可为本工程运行提供充足、稳定的原料供应。而且国营农场种植、养殖机械化程度高，组织管理有序，能够很好的保证项目建成后秸秆及人畜粪便资源的充足、稳定供应。近年来，随着环保问题的日益突出及农村地区能源供应压力的增加，特别是秸秆焚烧问题、秸秆资源综合利用的发展及大中型沼气工程原料拓展的需要，秸秆沼气集中供气工程日益受到省内外各界的普遍关注。2009年3月，农业部发出了《关于做好秸秆沼气集中供气工程试点项目建设的通知》，已在国内14个省、区（局）启动16处秸秆沼气集中供气工程试点项目。从“全国农村秸秆沼气研讨会”获秸秆沼气集中供气科技示范工程初步设计3悉，2010、2011年将继续推进秸秆沼气集中供气工程建设。由此可见，该工程的建设符合省内外秸秆资源综合利用的发展方向，是解决省内秸秆焚烧问题的有效途径之一，推动秸秆资源综合利用及新农村建设的迫切要求，提高省秸秆沼气工程科技水平的重要举措。第二节设计指导思想与设计依据一、项目设计指导思想和原则1、建设内容、建筑面积及投资控制以省科技厅相关批复要求及沼气工程实际为指导思想；2、贯彻执行经济、适用、安全、美观的建设方针，以生产设施为主，辅助和服务设施尽量配套为原则，节约投资，加快建设速度；3、工艺方案采用经过实践证明行之有效的新技术、新工艺、新材料和新设备。要充分考虑邻近区域内的污泥处置及污水综合利用系统，充分利用附近的农田，同时要与邻近区域的给水、排水和雨水收集、排放系统及供电、供气系统相协调。4、在经济合理的原则下，对经常操作且稳定性要求较高的设备、管道及监控系统，应尽可能采用机械化、自动化控制，以方便运行管理，降低劳动强度。二、设计依据1、省科技厅“关于省市区秸秆沼气集中供气科技示范工程建设项目的批复”；2、《中华人民共和国环境保护法》(1989年12月)；3、国家发改委、农业部《关于抓紧申报秸秆沼气储备项目的通秸秆沼气集中供气科技示范工程初步设计4知》；4、农业标准《沼气工程技术规范》第1部分：工艺设计（NY/T1220.1-2006）；5、农业标准《沼气工程技术规范》第2部分：供气设计（NY/T1220.2-2006）；6、农业标准《沼气工程技术规范》第3部分：施工及验收（NY/T1220.3-2006）；7、农业标准《沼气工程技术规范》第4部分：运行管理（NY/T1220.4-2006）；8、农业标准《沼气工程技术规范》第5部分：质量评价（NY/T1220.5-2006）；9、《城镇燃气设计规范》（GB50028-1993）；10、《燃气输配工程施工及验收规范》（CJJ33-1989）；11、《燃气室内工程设计施工验收技术规定》（DB11/T301-2005）。12、省市科技局提供的《省市区秸秆沼气集中供气工程项目可行性研究报告》。第三节建设目标与建设内容一、建设目标本工程通过分二批次建设沼气工程总池容4000m3。其中，一期工程建设2×1000m3，根据工程实际运行情况，二期工程建设2×1000m3。实现集中供气农户共2×1000户左右，达到秸秆资源综合利用及发展生态农业的目的。工程全部完工后，将达到年稳定产生沼气72万m3以上，可实现年处理秸秆约6000t（水分含量25%），人畜粪便约2600t秸秆沼气集中供气科技示范工程初步设计5（水分含量80%），产生高浓度（水分含量＜40%）有机肥料8000t以上的能力。二、建设规模与内容省市区秸秆沼气集中供气科技示范工程建设项目建设内容主要分为土建工程和仪器设备两大部分。1、土建工程一期建设：秸秆原料临时存储及粉碎加工场地100m2；人畜粪污暂存池50m3；秸秆原料青贮槽3×500m3；秸秆预处理池10×10m3；调节匀浆池50m3；沼气工程卧式反应器2×1000m3；太阳能温室960m2；太阳能集中供热工程500m2；沼渣、沼液沉淀池50m3；沼渣存储池500m3；人畜粪污暂存池简易用房30m2；调节匀浆工艺简易用房30m2；沉淀池简易用房30m2；沼气净化间10m2；沼气调压站简易用房10m2；沼气发电机房10m2；沼气锅炉房10m2；配电房及控制室15m2；沼渣存储简易用房300m2；办公用房20m2。二期工程：主要建设秸秆原料青贮槽3×500m3；秸秆预处理池10×10m3；调节匀浆池50m3；沼气工程卧式反应器2×1000m3；太阳能温室960m2；太阳能集中供热工程500m2；沼渣、沼液沉淀池50m3；沼渣存储池500m3；调节匀浆工艺简易用房30m2；沉淀池简易用房30m2；沼气净化间10m2；沼渣存储简易用房300m2。2、仪器设备一期工程购置仪器设备41台（套）（不包括集中供气管道工程）；秸秆沼气集中供气科技示范工程初步设计6二期工程购置仪器设备35台（套）（不包括集中供气管道工程）。第四节总指标一、总建设用地面积：20亩；二、总概算：1170.95万元。其中，一期工程599.25万元，二期工程507.7万元，划拨土地费用64万元。三、总用电量：约31000kw·h/年；四、总用水量：约10000立方米/年。第五节投资规模与资金来源工程总投资1170.95万元，其中一期工程投资599.25万元，二期工程投资507.7万元，划拨土地费用64万元；工程建设资金由省科技厅、建设及管理企业和受益农户共同承担。第六节效益评价1、经济效益评价本项目沼气工程建成后年产沼气72万m3以上，年产高浓度（水分含量＜40%）沼气发酵残留物8000多t。沼气比照城市天然气热值及价格按照1.2元计算，每年（按10个月以上稳定产气计算）沼气收益约86.4万元；沼气发酵残留物作为优质有机肥料，价格按照200元/吨计算，每年沼气发酵残留物收益约160万元。共计该工程年收益约246.4万元，经济效益显著。若结合CDM项目，其进一步提高工程经济效益。由此可见项目的实施不仅有较大的直接经济效益，潜在的间接效益更是不可估量的。2、社会效益评价秸秆沼气集中供气科技示范工程初步设计7本项目建成后，产生的沼气为清洁、可再生能源，为周边农场居民提供炊事燃料，有助于提高农民生活水平，很大程度上减少了对外部（化石）能源的依赖性；沼液、沼渣可作为农场及周边农田提供优质有机肥料，既可改良土壤，节约化肥和农药的使用量，又能增产增收，提高种植作物的质量，形成“种植业-沼气-沼肥-种植业”的良性物质与能量循环系统；通过沼气建设还有助于促进当地精神文明发展；另外，工程建设实施将对省秸秆沼气集中供气工程实践及科研的发展均可起到积极的示范作用。3、生态效益评价项目建成后，将每年消纳秸秆4600多t，人畜粪便2000多t。实现了秸秆等废弃物资源化、无害化、减量化处理利用，为秸秆焚烧、秸秆还田等突出问题提供了良好的处理途径；解决了项目实施镇点人畜粪便污染及处置问题，有助于当地环境卫生状况改善及居民健康保障；沼气作为清洁、可再生能源集中供气，可有效提高当地空气质量；沼气发酵残留物的综合利用，对于改良土壤、减少化肥农药使用、开展生态农业，以及当地整体农业生态环境的恢复。秸秆沼气集中供气科技示范工程初步设计8第二章工艺设计一、工艺设计原则（1）减量化：治理好畜禽粪污染，必须从污染的源头抓起，必须有效地削减污染总量，从而减少治理经费，达到将污染源控制在最低限度的目的。该工程建设在场区内推行清洁生产，将秸秆在收获后的短时间内进行粉碎青贮，减少占地面积，减少秸秆日晒雨淋带来的污染及组分损失。同时也大幅度降低了对场区的污染，确保生产的安全和人身的健康；沼气工程采用高浓度（TS：20-25%）发酵工艺，符合循环经济“减量化”要求。（2）无害化：沼气工程采用全封闭生产工艺，整个过程产生有害气体、液体及固体排放，不会对周围环境带来危害；产生沼气全封闭存储，并配置高灵敏检测设备，制定严格安保措施，确保沼气不泄露，不对空气造成污染；经过沼气厌氧发酵过程，可杀灭96%以上的病毒和虫卵，从而切断寄生虫生长周期，对场区和周围农村生活环境都是有益无害的。沼渣、沼液专门设置存储池进行存储，且满足40-45天存储要求，同时周边拥有大面积农业耕地，将沼渣、沼液做高效有机肥料可完全消纳，因此不会产生二次污染。（3）资源化：该项目沼气工程全部完工后，可实现年处理秸秆约6000t（水分含量25%），人畜粪便约2600t（水分含量80%），产生高浓度（水分含量＜40%）有机肥料8000t以上。经过沼气工程处理，农业有机废弃物秸秆、人畜粪便在产生沼气的同时，转变为高效有机肥料，达到变废为宝的目的。沼渣、沼液除含有大量活性N、P、秸秆沼气集中供气科技示范工程初步设计9K等常量元素外，还含有钙、铜、铁、锰等多种微量元素，以及多种水解酶、氨基酸、有机酸、腐殖酸、生长素、赤霉素、B族维生素、细胞分裂素及某些抗菌素等，这些生物活性物质不但可用作绿色、无公害果蔬生产，还具有改良土壤、提高作物抗逆性等多种优点。是高效的有机肥料资源，为生态农业、农民增产增收及农业可持续发展奠定了良好的基础。整个工程是变废为宝，良性循环，资源全面综合利用的科技示范工程。（4）因地制宜、突出特色：该设计必须突出区域性特点，突出地方性特色。在设计时必须从当地的实际出发，在充分调查研究的基础上，正确识别影响当地经济社会环境可持续发展的有利条件和制约因素。建设要切合实际，既具有前瞻性和科学性，又具有现实性和可操作性。项目在设计初期就将秸秆沼气工程集中供气中潜在的原料供给与预处理问题、工程节能保温问题、集中供气选址问题、沼渣综合利用问题、工程运行及集中供气连续稳定性问题给予充分考虑，并结合项目实施地特色，分别采取与国营大中型农场合作、多种方法联合预处理、充分利用太阳能并与富余沼气加热相结合、选址在农场