沼气发电发电项目1农村能源生态建设项目可行性研究报告-

《********农村能源生态建设项目可行性研究报告》PAGE86沼气发电发电项目(农村能源生态建设项目)可行性研究报告

第一章项目摘要1.1项目名称*****************公司农村能源生态建设项目1.2项目组织单位*****************公司1.3项目实施单位*****************公司1.4项目建设地点河南省***市***县*****************公司年出栏10万头良种猪场北侧1.5项目建设年限该项目建设年限为1年1.6项目建设内容和规模项目建设内容上要有厌氧发酵系统，好氧曝气污水处理系统，沼气系统，固、液高效有机肥生产线及人工湿地系统等．1.7项目的实施与管理为了确保该项目的顺利实施，成立项目实施领导小组，下设各专业组，负责项目实施工作。项目建设小组合理配置相关专业人员，组成精简、高效的管理机构。1、原则项目管理实行公开招标和合同管理，建立施工监理制度，严格执行工程建设标准，做到建管并重。结项目资金的使用要专款专用，严禁挪用，并切实加强审计监督，制订奖惩制度，明确权、责、利，确保项目顺利实施。2、施工管理经项目管理办公室统一规划，确定项目责任人的技术责任和经济责任。对项目做出详细施工方案、明确项目目标、实施进度、质量技术保证等内容，并经组长审批后方可执行。根据工程规划分阶段对工程进行验收，严把质量关。对不合格项目坚决不予验收，拒绝拨给项目经费，并根据责任合同和经济合同，对相关负责人追究相应的责任。3、财务管理项目献策务由办公室统一管理，项目开支及资金拨付由组长审定、签定后执行。项目资金设立专户，配备专业的财会人员进行专人、专帐和资金封闭式运行管理。项目工程实行预算审批制度，由管理办公室审核后，报项目责任人签字后方可执行。对项目资金实行分阶段验收报帐管理，对不达进度、不合质量的标准的工程坚决不予验收，不予拨会剩余的工程建设资金并追究有关责任人的责任。项目财务受财政、审计、计划部门的监督。1.8投资估算及资金筹措本项目总投资***万元，其中建设投资***万元，流动资金408万元。建设投资为***万元，其来源为企业自筹备***万元不足部分申请贷款600万元；项目流动资金经估算为408万元，由企业自有资金解决。1.9项目产品方案项目建成后，污水处理工程设计规模为4000m2/d，每年生产沼气240万立方米，每年可发电400万千瓦时，每年生产液体高效复合肥100000吨，固体高效复合肥有机肥40000吨。1.10项目效益分析项目完成后，可实现收入年2495.29万元，年均利润总额1044.79万元，贷款回收期为3年，全部投资回收期（包括建设期一年）3.88年，财务内部收藏益率15.7%，财务净现值2613.45万元(Ic＝１２％）．1.11项目主要技术经济指标1、该项目主要技术经济指标见下表项目主要经济技术指标表1-1序号名称单位数据备注1项目总投资万元***1.1建设投资万元***其中：银行贷款万元600自筹资金万元***1.2流动资金万元4082资金筹措万元2.1自筹资金万元1208用于固定资产投资万元***用于流动资金万元4082.2借款万元1200固定资产投资借款万元1200流动资金借款万元03经营收入万元2495.29正常年4总成本费用万元1450.50年平均5利润总额万元1044.79年平均6全部投资财务内部收益率%15.757全部投资投资回收期（含建设期）年3.888全部投资财务净现值万元2613.45Ic＝４％9借款偿还期（从借款之日算起）年32、环境指标本次工程实施后的订环境指标如下：主要环境指标一览表指标改造前改造后削减量排水量m3/d572024703250m3/a208.890.2118.6CODmg/L26057.5t/a542.851.8491.0BODmg/L10021.28t/a208.819.2189.6SSmg/L2306.48t/a480.25.8474.4氨氮mg/L1059t/a219.28.1211.1项目背景2.1项目由来2.1.1我国畜禽养殖带来的环境污染问题日益严重，已成为新时代农业污染弟兄理的重要内容。我国畜禽养殖业经过20余年的发展成为我国农业和农村经济中一个重要的技柱产业，但是，由于我国规模化畜禽养殖业和区域畜牧业的迅速发展，畜禽养殖业的环境管理相对滞后，大量养殖废弃物排放经周围环境速写为了较大的压力。据有关部门统计，我国畜禽粪便产生量和废水的产生量都很大，度物每年产生均约17.3亿吨；我国工业行业每年产生的工业固体废物为6.34亿吨。我国畜禽类便产生量是工业务固体废弃物的2.7倍，有些地区甚至超过4倍；COD排队放量达到7118万吨，远远超过工业废水与生活污水COD排放量之和。北京、上海、山东、河南、广东、广西等地区土地负荷已超过警戒值，呈现出比较严重的环境压力水平。我国长期以来把环境工作重点放在工业污染防治上，对包括畜禽养殖在内的农业污染治理缺乏相应的重视和管理。畜禽业的产业发展和环境管理存在着体制上严重脱节的问题，缺乏相应的环境政策和有效的环境管理措施，各级环保部门未能对畜禽养殖带来的环境问题引起高度重视，致使规模化畜禽养殖的环境管理严重滞后。集约化畜禽养殖场污染治理示范工程的实施是在国民经济发展新阶段的背景下提出来的。我国20多年来经济和社会的快速发展，已给生态环境造成了极大的破坏。随着国家经济发展第一阶段战略目标的实现和人民生活水平的提高，人们普遍要求治理污染，改善生态环境。我国的环境保护事业是从治理工期业“三废”赴的，20年来，尽管在工业污染治理上取得了一定成效，但环境质量总体恶化的趋势尚未得到根本扭转。近年来，农业污染与工业污染、城市生活污水并列为三大污染源，农业污染治理已列入重要议事日程。而畜禽粪又是导致农业污染的主要因素之一，畜禽类便中含有大量对环境造成严重污染的物质，不仅导致农村生态环境问题日益突出，同时也制约了我国畜禽业持续稳定发展。因此加强畜禽养殖环境管理，对于治理农业污染、改善生态环境就显得尤为重要。2.1.2我国政府采取了强制措施治理畜禽养殖污染，促进了我国畜禽养殖业的可持续发展。“十五”期间，党中央、国务院更加重视环境保护，《国民经济和社会发展第十个五年计划纲要》把环境保护作为国民经济和社会发展的主要奋斗目标之一和提高人民生活水平的重要内容。针对畜禽养殖业的环境污染问题，《国家环境保护“十五”计划》制定了明确目标，到2005年规模化畜禽养殖污染得到基本控制，规模化畜禽养殖场的污水排放达标率达到60%，粪便资源化率达到70%，减缓农业面源污染加重的趋势，鼓励生态养殖。为了完成国家防治畜禽养殖污染的目标任务，保护环境，保障人体健康，根据环境保护法律、法规的有关规定，2001年3月20日国家环境保护总局颁布了（国家环保总局9号令）《畜禽养殖污染防治管理办法》，要求县级以上人民政府根据本地实际，将其畜禽养殖污染防治纳入当地的环境保护规划中。按照畜禽养殖污染防治衽综合利用优先，资源化、无害化和减量化的原则，对全国规模化畜禽养殖污染防治提出了具体要求。为进一步加强编辑禽养殖污染防治，国家环保总局日前又发布了《畜禽养殖业污染物排放标准》（GBI8596—2001）。标准将适用的集约化畜禽养殖场的存栏数规模分为I、II两级，I级适用范围内的养殖量点养殖总量的40%左右，II级适用规模范围内的养殖量点养殖总量的60%左右。对不同规模内的养殖业的实施标准时间作了不同规定，所有级规模范围内的集约化畜禽养殖场的养殖区，以及II级规模范围内且地处国家环境保护重点城市、重点流域和污染严重河网地区的集约化畜禽养殖场和养殖区，自2003年1月1日开始执行本标准，其他地区划II级规模范围内的集约化养殖场和养殖区实施标准的具体时间可由县级以上人民政府环境保护行政主管部门确定，但不得迟于2004年7月1日。国家出台的标准、办法为我国规模化畜禽养殖的污染防治提供了强有力的实施保证，为我国实现畜禽养殖业的可持续发展奠定了坚实的基础。发展徨经济是缓解资源约束矛盾的根本出路。改革开放以来，我们用能源消费翻一番支撑了GDP翻两番。到2020年，要再实现GDP翻两番，即便是按能源再翻一番考虑，保障能源供给也有很大的困难。如果继续沿袭传统的发展模式，以资源的大量消耗实现工业化和现代化，是难以为继的。为了减轻经济增长对资源供给的压力，必须大力发展循环经济，实现资源的高效利用和循环利用。发展循环经济是从根本上减轻环境污染的有效途径。据测算，我国能源利用率若能达到世界先进水平，每年可减少二氧化硫排放400万吨左右；固体废弃物综合利用率若提高1个百分点，每年就可减少1000万吨废弃物的排放；粉煤灰综合利用率若能提高20个百分点，就可以减少排放近4000万吨，这将使环境质量得到极大改善。大力发展循环经济，推行清洁生产，可将经济社会活动对自然资源的需求和生态环境的影响降低到最小程度，从根本上解决经济发展与环境保护之间的矛盾。发展循环经济是提高经济效益的重要措施。目前我国资源利用效率与国际先进水平相比仍然较低，突出表现在：资源产出率低、资源利用效率低、资源综合利用水平低、再生资源回收和循环利用率低。实践证明，较低的资源利用水平，已经成为企业降低生活成本、提高经济效益和竞争力的重要障碍；大力发展循环经济，提高资源的利用效率，增强国际竞争力，已经成为我们面临的一项重要而紧迫的任务。2.2项目建设的必要性2.2.1畜禽粪便中含有多种污染因子对环境的危害极大，防治畜禽养殖污染刻不容缓。1、粪便污染未经处理排放的粪便污水中含有大量污染物，其中化学耗氧量COD）高达3—8万毫克/升，成为高浓度的有机污染源，排入江河湖后，恶化水质，导致敏感水生物死亡。其有毒、有害成分渗入地下还可造成地下水中的硝酸盐含量过高，溶解氧减少，使水体发黑、发臭，丧失使用功能，严重污染地表水和地下水，甚至直接影响人们的身体健康和生活水平。2、空气污染畜禽粪便在厌氧的环境条件下，可分解释放出氨气、硫化氢、甲烷等带有酸味、臭蛋味、鱼腥味的刺激性气体，大部分的规模化养殖场周围臭气冲天、蚊蝇成群，对养殖场周边的大气环境造成严重污染。挥发到大气中的氨气还可引起酸雨，影响农作物的生长。在日本的恶臭法中，已确定的8种恶臭物质中，就有6种与畜牧业密切相关。3、传播人畜共患病由于畜禽粪便中的污染物含有大量的病源微生物、寄生虫及孳生的蚊蝇，会使环境中病源种类增多，菌量增大，病原体和寄生虫大量繁殖，导致人、畜传染病蔓延。由动物传染给人的人畜共患病有90多种，这些人畜共患病菌的载体主要是畜禽粪便及排泄物。不少畜禽养殖场与居民稠密区混杂，一旦发生疫情，后果不堪设想。4、影响社会稳定日趋严重的畜禽养殖污染导致的投诉日益增多，纠纷不断发生，已成为农村和城市不稳定因素之一，分析畜禽养殖污染日趋严重的原因，一是对畜禽养殖业的环境管理薄弱，缺乏统一规划、布局，导致畜禽养殖场选址、布局和规模的随意性：缺乏监督管理的力度，致使90%的养殖场没有经过环境影响评价，55%以上养殖场连最起码的干分离（粪便与冲洗水分开）污染防治措施都没有采取，80%左右的规模化养殖场缺少必要的污染治理投资。二是畜禽养殖废渣的综合利用研究、推广不够，养殖业与种植业没有很好结合起来，加之农村耕作方式的变化，农民用化肥代替了农家肥，致使农家肥这个宝贵的资源成了污染源。2.2.2治理畜禽粪便污染是实施农业可持续发展战略的要求实施可持续发展战略是我国的基本国策，可持续发展要求在经济发展的同时，治理环境污染，改善和提高环境质量。我国规模化养殖的快速发展是以牺牲环境为代价的，这种发展模式是不可持续的，不符合可持续发展战略的要求。通过“能环工程”建设，在治理环境污染的同时，促进畜禽粪便的资源化利用，既解决污染问题，又改善土壤质量，从而达到农业可持续发展的目标。2.2.3对畜禽养殖场废弃物的综合利用，是控制规模化畜禽养殖污染、发展生态农业的有效途径。我国政府在“2010年远景规划”和“中国21世纪议程”中，都将发展生态农业、利用农村能源和保护农村环境放到了重要位置。畜禽养殖业作为我国农业四大支柱产业之一，在规模化发展的同时，必须着手开展畜禽粪便的处理和资源化利用，这既是实施可持续发展战略的要求，也是全国生态环境建设的一个重要组成部分。国内外的实践和研究证明，土壤结构破坏、地力下降与水资源、肥源、能源的短缺和失调密切相关，成为“高产、高效、优质”农业发展的制约因素。中国农业大学孙金世教授提出的“养殖、种植、加工、沼气、肥料”五环产业并举和互补的生态农业良性循环模式，是实施资源合理开发利用和生态环境保护两大战略目标，促进农业走向产业化，并获得增值效益的切实可行的有效途径。实施“种、养、加、沼、肥”五环产业并举的关键是变单环技术为组合链条技术，集大成于一体，提高农业生产的环境质量，合理调整生产过程中的相互关系，使一个生产过程中的排泄物（废弃物）转变为另一个生产过程的输入物(原料资源)，从而实现农业生产的无废弃物过程(零排放目标)，即废弃物资源化过程。建立以规模化、集约化养殖场为单元的生态农业产业体系(即五环产业模式)，是以粮食作物生产为基础，养殖业为龙头、沼气能源开发为纽带，有机肥生产为驱动，形成料、肥料、能源，生态环境的良性循环，带动加工业及相关产业发展，合理安排经济作物生产，从而发展高效农业(主要为设施农业)，提高整个体系的综合效益(即经济、社会和生态环保效益的高度统一）。因此，项目单位引用五环产业并举的组合链条技术，以畜禽粪便的污染治理为主要目的，以畜禽粪便的厌氧消化为主要技术一切，以粪便的资源化综合利用为效益保障，集环保、能源、资源再利用为一体，实现污染物的资源化，促进牲和能量的循环，形成一个经济、合理、完整、多层次、多功能的良性循环系统，促进当地的生态农业和环保农业的可持续发展。2.2.4项目的实施具有良好的生态效益1、改良土壤，保护水源全国每年畜禽粪便数量高达几亿吨，粪水几十亿吨，绝大多数就地排入池塘、江河，造成严重的污染，危及人民群众身体健康。项目的实施养活了传统种殖、养殖对生产生活环境造成的污染，提高了产品品质，改良了土壤，提高了田地肥力，保护了水源，开辟了生态农业建设新途径。2、治理污染，保护环境畜禽粪便虽然是严重污染源，但却又是可开发的宝贵资源。该项目通过科学的处理加工，使项目区内的畜禽粪便转化为不可缺少的生产和生活资料，既治理了污染又获得了大量的有机肥料用于改良土壤。畜禽养殖场污染治理及综合利用工程，可以从根本上解决粪污的污染问题。在项目实施过程中，畜禽粪便经过固液分离、厌氧及综合利用等环节的处理，排出液可以达到我国农田灌溉一级排泄标准COD≤200毫克/升，从而使项目区域的污染得到治理，根本上改善了当地的生态环境。2.2.5项目的实施社会效益显著1、项目的实施促进了项目养殖场的良性发展，增强了项目单位的市场竞争力。该项目利用养殖场猪粪生成沼气，一部分供给村民生活使用，改变农村能源结构：一部分供饲料厂、农业生态园及养殖区的热源、能源，减少煤电用量，降低能源费用，实现以沼气生产车间为核心的物流循环和能源自供系统。该项目建成后，使项目养殖场的废物得到资源化的综合利用，促进了项目单位循环经济和生态经济的良性发展。同时，项目单位具有一定的生猪销售市场，养殖场的污染治理，实现了清洁养殖，为生猪的良性繁育创造了较好的卫生环境，增强了市场竞争力。2、改善了农村卫生环境，提高农民生活质量，推动农村社会文明进步。人畜粪便造成农村的公共卫生环境污染一直是个“老大难”问题。该项目将人畜粪便实现资源无害化利用，变废为宝，大大改善了农村公共卫生环境，降低了人畜发病率，减少了疫病的传播。清洁能源的使用，正逐渐引导农民更新传统的生活观念，选择健康文明、清洁卫生的现代新生活。该项目的实施摆脱了项目区长期以来脏、乱、差的环境，改变了当地农民一些传统的生活方式和村容村貌，是当地农民走向现代文明生活的一个重要台阶。3、吸纳农村剩余劳动力该项目未来的标准化、规模化建设将形成农村能源产业，由此所需的技术、管理队伍可就地吸纳农村剩余劳动力，有利于维护农村社会稳定。事实上，已经有一部分农民参加了沼气池建设和维扩的培训，取得了资格认证，成为技工，开始专门从事这项工作。这在当前农民工人大最涌入城市并带来一系列社会问题的情形下，不失为现阶段除小城镇建设外的另一个吸纳农村剩余劳动力的有效途径。所上所述，开展规模化畜禽养殖废弃物综合利用和污染防治示范工程，成功解决了项目畜禽养殖场环境污染和广大人民身心健康的问题，变废为宝，废弃物资源化得到有效利用，实现了经济、社会、生态效益的高度统一。同时该项目以示范工程模式，在项目本身取得综合效益的同时，还将发挥示范带动作用，引导整个项目区域的良性发展，促进项目当地农业可持续发展战略的实施。总之，发展生态农业，搞好农业面源污染治理，是落实科学发展观，全面建设小康社会的需要；是发展循环经济，建立资源节约型社会的需要；是促进农业增收、农业增效，实现农业可持续发展的需要；是建设生态市的需要。因此，项目建设十分必要。2.3项目建设条件2.3.1、地形地貌地理环境***市地处河南省东北隅、黄河中下游，位于冀、鲁、豫三省交界处，与山东、河北相邻。属暖温带大陆半湿润季风气候。全市下辖5县2区，85个乡镇，2965个行政村。面积为4266平方公里，耕地面积365万亩，人口354.6万人，其中农业人口299.5万人，属典型的平原农区。2.3.2气象条件该区属暖温带半湿润大陆季风性气候，四季分明，春季干旱，气候干燥，风沙较大；夏季炎热，雨水集中；秋季降雨减少，冬季少雪多风，学年无极端恶劣天气，适合工农业发展和商品流通交易的需要。主要气象条件下：风向：常年主导风向 南北风夏季主导风向 南风冬季主导风向 北风风速：年平均风速 2.41m/s 瞬时最大风速 10米高处23.4M/S风压：最大风压 10米高处35Kg/M2气温：历年平均气温： 13.3℃绝对最高气温： 43.1℃绝对最低气温： -20.7℃湿度：历年平均相对湿度： 69.8%最大月平均相对湿度： 89%最小月平均相对湿度： 41%降雨量：历年平均降雨量 612.9mm年最大降雨量 1067.60mm年最小降雨量 330.9mm蒸发量：年平均蒸发量 1885.1mm 年最大蒸发量 1924mm年最小蒸发量 1541.8mm日照：年平均日照 2585.2小时 日照率 58%其 它：最大积雪厚度 20cm土壤最大冻结深度 41cm2.3.3水文地质该区域地下水从上到下分为浅层淡水、咸水、深层淡水三种。浅层淡水底板埋深10-20米，主要补给来源是大气降水、地表水及灌溉回归水，单位涌水量一般大于2.5m/h.m。深层淡水主要贮存在咸水层以下，水温高、水质好、单井出水量大，底层贮水量好，是全县地下水的主要开采对象。第一开采段底板大约埋深140-160米，矿化度为0.6-0.8g/l，第二开采段的底板埋深大约240-260米，矿化度0.5-0.6g/l，第四开采段的底板埋深在430-470米，径流及坑塘蓄水对周围地下水也有一定的补给。3、水文全县卫河、马颊河、永顺沟等10余条，其中除新沟河常年有少量的水以外，其余河道，经常干涸，靠河道引水灌溉的面积剩少，绝大部分土地靠进水灌溉，因而农业生产比较落后，抗御自然灾害能力很差。境内土质有黄壤土、黄粘土、黄沙土、淤土，耕作性能好，肥力较高，宜于多种农作物生长。地耐力12～15吨/m2，最大冻土深度０.4米。4、地震烈度***县地震烈度为6度。2.4项目所在地区基本情况1、***县综合条件2.***县地处***市东北部，与山东、河北相邻。全县面积为624平方公里，耕地面积33224公顷，辖9乡3镇，322个行政村，49万人，其中农业人口45万人，属典型的平原农区。该县紧邻106国道，209省道，大（大庆）-广（广州）高速从县区穿过，大林线（林县至河南省东界）横贯东西。该县交通便利，贸易较为发达。***县处于暖温带地区。年平均气温为12.8～15.5摄氏度；无霜期为190天，年日照累计时数达2300小时，热量丰富，太阳能利用潜力很大，年降水量从北到南大致在600～1200毫米之间，而且多集中在七、八月份，雨热同期，四季分明，对农作物生长和发展畜牧养殖、加工业非常有利。区内主要作物有玉米、小麦、油菜籽、棉花、花生、红薯等。近几年，全县粮食作物连年丰收，但优质农产品少，收入增长缓慢，整体效益不高，由此，县委、县政府早在几年前就提出：农业的基础地位只能加强不能削弱，要以农民增收为目标，大力发展高效农业，发展优质果林，建设药材基地，发展畜牧养殖业，加快建设瘦肉型猪生产基地，提高肉、蛋、奶的生产能力，调整乡镇产业结构，引导其集中布局，重点发展农产品精深加工业和为农村产业服务的第三产业，培育一批龙头企业，充分发挥其示范带动作用。因此，***县畜牧养殖业发展迅猛，2001年跃入全省畜牧业生产先进县行列。第三章项目实施单位的基本情况和选址分析3.1项目实施单位基本情况***县*************公司是2008年新设的大型现代化、高科技、生态环保型瘦肉型种猪培育基地，也是畜禽优质全价配合饲料和复合有机肥料生产基地，是集科研、生产、销售、服务于一体的综合性、农业产业化民营企业，注册资金***万元，目前年总产值450万元。公司坐落于冀、鲁、豫三省交界处的***市***县***，东邻***，北距***一公里。目前公司设有技术部、生产部、销售部、财务部、人工授精站五部一站，现有人员65人，其中专业管理技术人员21人，占32.3%，核心群种猪场的畜牧兽医技术人员都在大学本科学历以上。根据项目要求在第一线的工作人员，必须经过严格培训，并取得合格后方可上岗。公司还与中国农业科学院、中国农业大学和河南农业大学进行校企合作，借助高校和科研院所专家团队的技术优势，把养猪科学技术尽快转化为生产力。3.2项目选址该项目场地位于河南省***市***县城东16公里处（*****************公司）年出栏10万头良种猪场北侧，场区四周为农田，主要以种植小麦、玉米和蔬菜为主，无任何工厂和矿区，没有任何污染源。场区四周建有3.5米高围墙，与外界全部隔绝，场区东部为生活和行政办公区，场区西部为生产区，在生产区内由东向西依次为公猪舍，母猪母，保育舍和育肥猪舍，项目养殖场生产和生活区布局基本合理。第四章总体项目方案设计4.1建设目标与指导思想1、建设目标充分利用养殖场及项目区周围集约化养殖、蔬菜种植、饲料加工、养鱼配套的规模优势，以循环经济模式为基础，进一步增加投入，扩大养殖场粪污的处理能力，对养殖场粪污进行综合治理和资源再利用，改善环境，建成集粪污处理和综合利用、沼气发电为一体的污染治理工程飘荡项目，实现示范区能源、环境与农、牧、渔等各项产品税业的协调和可持续性发展。实施本项目，可以将粪污水综合治理，做到了废物利用，变废为宝，从根本上消除了污染淅，不会再给周边环境造成任何污染，大大减轻了对周边地区的环境压力。既美化了养殖场的自然环境，消除了臭味，防止了蚊蝇孳生，又改善了周边地区的生态环境，有利于农业的可持续发展，促进项目区水土资源的合理利用和生态环境的良性循环，使项目区规划科学、布局合理，为项目区无公害、有机农业生产和可持续发展提供了良好的物质基础。项目建成后，污水处理工程设计规模为4000m3/d，每年生产沼气240万立方米，每年可发电400万千瓦时，每年生产液体高效复合肥100000吨，固体高效复合肥有机肥40000吨。2、指导思想项目遵循生态学、经济学的发展观点，符合可持续发展生态农业的要求，以生态农业理论为指导，高新技术为依托，体现现代化生态农业、环保农业的优势，实现污染物的资源化，促进物质和能量的循环，形成了一个经济、合理、完整、多层次、多功能的良性循环系统。为此，以“整体、协调、循环、再生”为总的指导思想，按照“资源化、减量化、无害化、生态化”的原则，建设示范典型的污物处理系统，来接纳良种猪场年出栏生猪近10万头的猪粪尿水及冲洗污水，以及在建的日屠宰3000头生猪，分割1000头生猪冷却肉生产线及熟肉制品深加工生产线的生产污水，并做到资源的循环利用。4.2项目工艺技术方案分析4.2.1主要污染物及污水水质、水量的确定1、主要污染源及污染物豫翔种猪有限公司污染源主要来自：养猪场的饲养、冲圈等粪水；日屠宰3000头生猪、分割1000头生猪冷却肉生产线的屠宰废水、清洗废水和冲洗水；以及生产厂区职工的生活污水。养猪场粪水属高浓度、高悬浮物的有机废水，其内含有大量的食料和粪便。屠宰、分割及深加工生产线排放的废水中含有较多的血污、毛皮、油脂和油块、肉屑、骨屑、内脏杂物、未消化食物、粪便及大肠菌群等污染物，带有令人不适的血红色和使人厌恶的血腥味，废水中富含蛋白质、油脂，含盐量较高，不含重金属，是一种典型的有机废水。该废水的水质随生产工艺和生产阶段的不同，水质变动范围较大，不同的时刻废水浓度也会有较大的差异。生活污水包括职工生活污水、化验室污水、职工食堂及其他杂用水，水中含有洗涤剂、油类、大肠菌群等污染物。该类废水中主要的污染因子为SS、CODCr、BOD5、色度、动植物油、粪、大肠菌群及N、P。2、污水处理站设计进水水质进水水质是决定污水处理站设计的主要依据，污染物浓度如取值较高，会造成很大的投资浪费，如低于实际浓度，又会导致污水厂处于超负荷运转状态，达不到预期的处理效果。根据设计指导思想，本污水站的水质分两部分：养猪场的粪水和其他生产废水及生活污水。3、养猪场粪水的水质根据国内外养猪场排水的有关资料和养猪场的实测数据，确定养猪场粪水的水质情况如下：畜禽养殖废水水质情况表浓度项目CODCr(mg/l)BOD5(mg/l)SS(mg/l)NH2-N(mg/l)油类(mg/l)PH浓度范围6000～150003000～***03000～5000150～12050～1006～11设计值1300065004500180806～11此部分污水需要经过特殊的预处理再进入综合污水处理站。4、屠宰及生活污水混合后的水质根据国内外屠宰废水的有关资料和北徐集团以往检测的数据，确定屠宰及生活污水混合后的水质如下：屠宰废水水质情况表浓度项目CODCr(mg/l)BOD5(mg/l)SS(mg/l)NH2-N(mg/l)油类(mg/l)PH浓度范围1000～1400500～700500～100030～150100～5006～11设计值1300650***1204006～11此部分污水直接进入综合污水处理站。5、综合污水处理站的设计水质确定根据粪水预处理后的水质、水量情况和屠宰及生活污水的水质水量情况，二者混合加权平均后确定该综合污水处理站的设计水质如下：综合废水水质情况表浓度项目CODCr(mg/l)BOD5(mg/l)SS(mg/l)NH2-N(mg/l)油类(mg/l)PH浓度范围1100～1500550～***500～100030～150100～5006～11设计值1400700***1804006～11上述数据与国内外类似企业污水处理站的实际运行数据比较一致。6、污水处理站设计进水流量的确定（1）养猪场粪水量的确定养猪场年出栏生猪近10万头，根据以前实际检测日排猪粪尿近700吨，日排冲洗污水3750m3/d。本项目实施后，在项目场区内推进清洁生产，采用科学合理的饲料配方和饲养技术，大幅度降低污染物的产生量；采用先进的清粪工艺——干清粪工艺，干分离、干运输，减少用水量，使干粪与尿污水分流，这样最大限度地保存了粪的肥效，也减少了污水中污染物的浓度和污水量。根据国内同类养殖场废水排放情况和畜禽养殖业污染物排放标准（GB18596-2001），可以确定在项目实施后，由养猪场排向综合污水处理站的设计污水量定为：1400m3/d，考虑到10%的发展空间，畜禽养殖废水预处理设施建设规模定为1500m3/d。（2）在建屠宰生产线投产后水量确定根据*****************公司在建的日屠宰3000头、分割1000头生产线项目的环境污染评报告、现场考察、国内外的同类行业生产用水和排水情况的了解和研究，在加工工艺、生产管理水平等有关条件一定的情况下，畜类加工生产的用水和排水定额随加工的规模增大而变小。根据国内同类肉联厂废水量的实测结果，及屠宰车间实际供水量和《肉类加工业肉水污染排放标准》（GB13457-92）的要求，可以确定屠宰生产线的排水量为1720吨/天左右。考虑10%的发展空间，屠宰生产线的排水规模按1900吨/天考虑。生活用水按100升/人·日，排水系数按0.7计，职工人数按1000人计，则生活排水量为：70吨/天。（3）综合污水处理站设计水量确定根据以上统计综合污水处理站进站水量为：1500+1900+70=3700m3/d。据此最后确定该工程综合污水处理站的建设规模确定为4000m3/d。（4）改造后水量平衡图新鲜水3510.3养猪场养猪场屠宰车间分割车间办公生活污水污水处理站中水处理站2500道路冲洗厂区绿化1467.51722178100回用2470外排2470525图2改造后水量平衡图单位：m3/d7、排水出路该项目建成投产后，处理后的水在项目场区内可以循环利用，多余的达标污水需要排放，可以直接通过管路排入相应的纳污河流。8、水质目标全厂废水经污水处理站处理后，出水达到《肉类加工工业水污染排放标准》GB13457——1992中的一级标准及河南省地方环保部门的要求。即：CODCr≤70mg/lCOD5≤30mg/lSS≤70mg/l动植物油≤20mg/lPH≤6.0～7.0氨氮≤15mg/l4.2.2处理工艺的选择1、畜禽养殖粪便及冲洗废水前处理工艺选择（1）粪便处理工艺粪便处理采用干清粪工艺，每天定时定点清理干粪，运至堆粪场统一堆沤处理；堆沤好的粪便可以作为农家肥使用，在集团公司近期发展规划中，要上固体肥生产线，即堆沤好的粪便经过专用设备，经干燥后可制成颗粒有机肥料，或根据作物需要加入微量元素制成复合肥，这样既减少了废水汩，又可在有机肥料销售中获得一定的经济利益，在有机农业或经济作物，如花卉种植较集中的地区，每吨颗料有机肥售价400--***元。（2）畜禽养殖冲洗废水前处理工艺技术比较处理工艺选择养猪场废水含有大量的固体悬浮物，它是COD的主要来源之一，在反应器中可能会导致颗粒污泥的解体，降低厌氧污泥的活性与含量。猪场虽采用干清粪工艺，但干清粪工艺劳动强度大，效率偏低。不可避免冲洗水中会将较多的悬浮物带入废水，因此必须进行固液分离。固液分离成为厌氧及整个工艺成功与否的关键步骤。固液分离机有振动筛、回转筛和挤压式分离机，挤压式分离机可以连续运行效率较高。德国研制的FAN—SEPARATOR的挤压式离心分离机，具有很好的分离效果。在我国的应用表明悬浮物的去除效率较高，分离出来的污泥含水率80%左右，农业部结合国内规模化猪场情况，开发研制的螺旋挤压式固液分离机，悬浮物的去除率达40%左右，挤压后干物质含水率在65%—73%，完全可以达到污水的UASB处理和生产有机复合肥的工艺要求。由于废水很容易发酵，不能采用通常的沉淀方式，否则会造成污泥上浮。规模化猪场排出的粪便污水量较大，固形物（TS）浓度较高，一般在3%左右，因此在要污水处理工程中应用先进的发酵工艺以及开展猪粪便的综合利用，其重要的前提条件，是必须对猪粪便污水进行前处理——固液分离，主要降低污水中SS浓度。固液分离主要有以下几种作用。①通过固液分离方法分离出的固形物，可制成优质有机复合肥。有仅改善猪场环境、减少臭气，防止致病微生物的扩散，降低污水中COD、BOD、TS的含量，为农田提供有机肥、改良土壤和生态农业的良性循环。②经固液分离后污水中COD可下降40%左右，为高效的厌氧工艺创造了条件，若COD（或SS）过高，则可能堵塞高效过滤器或污泥床，不能充分发挥高效工艺的作用。③由于COD的降低，减轻了厌氧处理的负荷，缩小了厌氧处理装置的容积和占地面积，降低了造价。因此，固液分离技术已成为发展规模化猪场粪污水处理工程及猪粪便综合处理和利用的关键。养殖废水水质、水量在不同的时间内有较大的波动，具有极不均匀性：另固液分离后水中还含有部分易于沉淀的无机颗粒物没被分离出去。为了均衡水质，保证后续生物处理单元的稳定性，在进入后续处理前需要加一个初沉调节池，来分离多余的无机颗粒物和均衡调节水质水量。综上所述，决定对畜禽养殖场粪便污水及冲洗废水采用：“螺旋挤压式固液分离机+初沉池+调节池”的预处理工艺进行处理。一级处理畜禽冲洗废水有机物浓度高、含有丰富的营养物质，并且养殖场污水处理不同于工业污水处理，养殖场经济效益不高，限制了污水处理投资金额不可能太大，所以对畜离养殖废水的处理，不仅是要达到治理污染达标排放的目的，还要实现畜禽废物的资源综合利用。国内外畜禽养殖污水处理技术在近几年发展较快，适合我国实际情况并得到广泛应用的主要是生化处理技术，此技术可分为厌氧工艺、好氧工艺、稳定塘、土地处理以及由上述工艺的组合而形成的各种各样的组合工艺。（3）厌氧生化法与好氧生化法相比具有下列优点：①应用范围广好氧法因供氧限制一般只适用于中、低浓度有机废水的处理，而厌氧法既适用于高浓度有机废水，又适用于中、低浓度有机废水。有些有机物对好氧生物处理法来说是难降解的，如固体有机物、着色剂蒽醌和某些偶氮染料等，但厌氧处理就可以降解。②能耗低好氧法需要消耗大量能量供氧，曝气费用随着有机物浓度的增加而增大，而厌氧法不需要充氧，而且产生沼气可用为能源。废水有机物达一定浓度后，沼气能量可以抵消消耗能量。③负荷高通常厌氧法的有机容积负荷为2～4kgBOD/（m3·d）。④剩余污泥量少，且其浓缩性、脱水性良好。好氧法每去除1kgCOD将产生0.25～0.6kg生物量，而厌氧法去除1kgCOD只产生0.02～0.18kg生物量，其剩余污泥量只有5%～20%。同时，消化污泥在卫生学上和化学上都是稳定的。因此，剩余污泥处理和处置简单、运行费用低，可作为肥料利用。⑤氮、磷营养需要量较少好氧法一般要求BOD:Ｎ:Ｐ为100:5:1，而厌氧法的BOD:Ｎ:Ｐ为100:2.5:0.5，对氮、磷缺乏的工业废水所需投加的营养盐量较少。⑥厌氧活性污泥可以长期贮存，厌氧反应器可以季节性或间接性运转。与好氧反应器相比，在停止运行一段时间后，能较迅速启动。⑦厌氧处理一般在密闭系统中进行，有机物分解后的臭味易于控制。（4）厌氧生物处理法存在下列缺点：①厌氧微生物增值缓慢，因而厌氧装置启动周期比好氧装置长。②厌氧处理系统操作控制因素较为复杂，特别是初次启动操作，需对操作人员进行一定的技术培训。③厌氧处理出水水质差，一般局限于预处理。为使水质达到国家标准，尚需要进行补充处理。④厌氧处理构筑物由于缺氧，且产生的沼气易燃，容易发生人身事故，必须采取相应的安全措施。（5）厌氧生物法基本原理溶解性有机物在厌氧条件下的降解过程可分为两个阶段，即酸性发酵阶段和碱性发酵阶段，又称产酸阶段和产甲烷阶段。在酸性发酵阶段，有机物主要初分解为乙酸、]丙酸及丁酸等挥发性有机酸和醇类及氢气和二氧化碳等。在碱性发酵阶段，产甲烷菌把第一阶段生成的挥发酸、醇类等中间产物转化成CH4、CO2。由于含氮有机物（如蛋白质）被厌氧分解，最后沼气中会有少量的H2S和NH3存在。产酸菌有兼性的，也有厌氧的，而产甲烷菌则是严格的厌氧菌。产甲烷菌世代期长，生产缓慢，对环境的变化如pH、温度、重金属离子等较产酸菌敏感得多。所以在厌氧发酵过程中，要求产酸和产甲烷二阶段达到平衡。由于甲烷形成的速度较慢，所以碱性发酵控制了整个系统的反应速度。因此，整个厌氧发酵过程中必须维持有效的碱性发酵条件。（6）影响厌氧消化的因素厌氧法对环境条件的要求比好氧法更严格。一般认为，控制厌氧处理效率的基本因素有两类：一类是基础因素，包括微生物量（污泥浓度）、营养比、混合接触状况、有机负荷等；另一类是环境因素，如温度、pH值、氧化还原电位、有毒物质等。温度是影响微生物生存及生物化学瓜最重要的因素之一。各类微生物适宜的温度范围是不同的，一般认为，产甲烷的温度为5～60℃，在35℃和53℃上下可以分别获得较高的消化效率，温度为40～45℃时，厌氧消化效率较低，由此可见各种产甲烷菌适宜温度范围不一致，而且最适宜温度范围较小，根据产甲烷菌适宜温度条件的不同，厌氧法可分为常温消化、中温消化和高温消化三种类型。①常温厌氧消化，指在自然气温或水温下进行废水厌氧处理的工艺，适宜温度范围10～30℃。②中温消化，适宜温度范围35～38℃，若低于32℃或者高于40℃，厌氧消化的效率即趋向明显地降低。③高温厌氧消化，适宜温度为50～55℃。（7）废水的营养比厌氧微生物的生长毓需按一定的比例摄取碳、氮、磷以及其他微量元素。工程上主要控制进料的碳、氮、磷比例，因为其他营养元素不足的情况较少见。不同的微生物在不同的环境条件下所需的碳、氮、磷比例不完全一致。一般认为，厌氧法中碳:氮:磷控制为200～300:5:1为宜。此比值大于好氧法中100:5:1，这与厌氧微生物对碳素养分的得用率比好氧微生物低有关。在碳、氮、磷比例中，碳氮比例对厌氧消化的影响更为重要。研究表明，合适的C/N为10～18:1。（8）厌氧生化处理技术在处理高浓度废水方面的发展自1906年德国学者殷霍夫（Imhoff）开发双沉池（殷霍夫池）以来，由于生物学家、水处理学家、环境学家、化学家等的共同努力，在近一个世纪内，厌氧生物处理技术经历了从处理有机污泥到处理高浓度有机废水，以及从常温条件下到控温（中温或高温）条件下进行厌氧生物处理，并回收生物能（沼气，以甲烷为主）的发展过程。至今，对污泥（包括粪便）进行厌氧生物处理技术。从理论到生产实践，均趋成熟而已被广泛应用。厌氧生化处理技术在处理高浓度废水方面，应首推1929年丹麦Slageles市建成的酵母废水处理厂，开始了厌氧处理法从污泥到废水的发展。至20世纪70年代初期，由荷兰学者G.Lettinga等人研究成功的上流式厌氧污泥床（UpflowAnaerobicSludgeBlanket,UASB），使厌氧生物处理技术的发展步伐加快。至今厌氧生化处理技术，可分为两大类型：厌氧活性污泥法（AnaeroblcActivatedSludgeProcess）与厌氧生物膜法（AnaerobicBiofilmProcess）。①厌氧活性污泥法的主要特点：厌氧微生物分属兼性厌氧菌与专性厌氧菌，它们形成絮状或颗料状活性污泥，处于悬浮状态存在于反应器中与废水呈完全混合接触，使有机物得到降解净化。该法可分为：传统消化池、厌氧接触消化工艺、UASB反应器等。微生物悬浮生长的装置适用于悬浮物质含量高的废水处理。传统消化池也叫普通消化池，由于其具有完全混合的流态，其水力停留时间等于固体停留时间，在消化器内不能积累起高浓度的微生物污泥；且完全混合的流态，使产酸菌与产甲烷菌相互影响，不能充分发挥各自的作用。另外，消化也的体积利用率低，经测定发现死体积占61%～77%。目前该工艺主要用于城市污水污泥消化处理。厌氧接触消化工艺由于设置了污泥分离与回流设备，比普通消化池减少了污泥流失，提高了池中的污泥浓度。但沉淀池中的固液分离效率一直是较能解决的问题。UASB反应器最大的特点是在反应器上部设置了一个专用的气—液—固分离系统（简称三相分离器）。由于三相分离器的作用，使混合液中的污泥有沉淀分离与再絮凝的环境，有利于提高污泥的沉淀性能，在一定的水力负荷下，绝大部分污泥粒能保留在反应区内，使反应器具有足够的污泥量。UASB反应器与其它厌氧工艺相比，污泥回流和机械搅拌一般维持在最低限度，甚至完全取消。②厌氧生物膜法的主要特点：厌氧微生物分兼性厌氧菌与专性厌氧菌，它们生长在载体上形成生物膜。载体有天然材料（如沙、砾石、碎石或煤渣等）或人工材料（如用聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等化工材料做成的粒状、块状、球状、蜂窝状、丝线状等）。废水与生物膜接触过程中，通过吸附、传质、降解等一系列物理、化学与生物作用而被降解净化。该法可分为：UFAB或UAF，ABR等。微生物附着生长的装置适用于可溶性有机物及小规模处理。（9）粪便污水及冲洗废水前处理工艺技术选择根据以上的论述比较，结合畜禽养殖废水的特点，选择农业部结合国内规模化猪场情况，开发研制的螺旋挤压式固液分离机，外加初沉调节池作为预处理；选用微生物悬浮生长的高效厌氧污水处理装置——厌氧活性污泥法中的上流式厌氧污泥床(UASB)作为污染物主处理单元，常温发酵处理废水。UASB法的工艺流程与废水水质有关，大致有四种工艺流程，（a）是直接采用UASB法进行处理；（b）经预处理后，用UASB法；（c）两相法；（d）有回流的UASB法。为了避免厌氧法的缺点，确定选择两相法。两相法有以下明显特点：根据厌氧分解的机理，使产酸脱氢阶段与产甲烷阶段分别在两个反应器中进行。（1）产酸脱氢阶段—产酸相反应器产酸相反应器控制条件主要有：低级脂肪酸浓度，pH，水力停留时间。产酸相反应器后沉淀池的作用是回流产酸菌以维持产酸相反应器中产酸菌的浓度，并避免产酸菌进入产甲烷相反应器。产酸相反应器的构造同传统消化池，有搅拌和加温设备。（2）产甲烷阶段—产甲烷相反应器产酸相反应器的出水经沉淀后，上清液进入产甲烷相反应器。产甲烷相反应器的构造同UASB；废水自下而上通过厌氧污泥床反应器。在反应器底部有一个高浓度（可达60—80g/L）、高活性的污泥层，大部分的有机物在这里被转化为CH4和CO2。由于气态产物（消化气）的搅动和气泡粘附污泥，在污泥层上形成一个污泥悬浮层。反应器上部设有三相分离器，完成气、液、固的三相分离。被分离的消化气从上部导出，被分离的污泥自动滑落到污泥层，出水则从澄清区流出。由于反应器中保留了大量厌氧污泥，使反应器的负荷能力很大。对一般高浓度有机废水，当温度在30℃左右时，负荷率可达8—10kg(COD)/m3·d。实验结果表明，良好的污泥床，有机负荷率和去除率高，不需要搅拌，能适应负荷冲击和温度与PH的变化，是一种有发展前途的厌氧处理设备。2、综合污水处理工艺选择（1）综合污水的组成综合污水由三部分组成：一是经过前处理的养殖粪便水和冲洗水；二是屠宰生产线排队放的生产废水；三是生产厂区内的生活污水。决定综合废水处理工艺的主要因素对于北徐集团的经过前处理后的养殖废水及屠宰生产线排队放的生产废水和场区生活污水混合一起的综合污水处理工程，在工艺设计中，主要对以下主要因素进行深入的分析研究，以确保达到工艺最优化：1）按照“资源化、减量化、无害化、生态化”原则，形成没有污染的可持续发展的农业生态循环经济系统。2）污水中还有较高的油脂、碎肉、内脏杂物、粪、食料等，选择工艺时优先考虑除去这部分高脂肪、高蛋白、粘度高的SS。3）有机污染物易于生化处理，工艺选择时着重考虑生化处理。4）废水中N、P含量高，处理工艺必须具备除磷脱氮功能。5）优化设计各处理单元，以确保良好的系统处理效果。6）考虑节能问题。7）当地的各种建设费用标准（土建、电力、人工）和自然条件（气温、地震、冻土深度及时间、风向）等的综合因素。综合废水处理工艺的选择肉类加工废水中含有大量的以固态或溶解态存在的蛋白质、脂肪和碳水化合物等。这些物质的存在，使肉类加工废水表现出很高的BOD、COD、SS、油脂和色度等。这类废水必须经过处理才能排放，否则将对水体造成严重重的污染。前述的水质分析表明：该类废水的BOD/COD的比值为0.5，说明易于生物降解；还含有足够的N、P等营养物可供生物增长和繁殖。另外废水量也较大，因此选用生物处理工艺是最有效和最经济的处理方法。另由于肉类加工废水中含有大量的非溶解性的蛋白质、脂肪、碳水化合物和其它杂物，同时废水的水质水量在24小时内变化较大，为了防止设备堵塞、回收有用副产品、降低生物处理设施的负荷和稳定生物处理工艺的处理效果，也常常需要一些物理、化学方法与生物处理工艺综合使用，作为生物处理工艺前的预处理。生物处理工艺可分为好氧工艺、厌氧工艺、稳定塘、土地处理以及由上述工艺的集合而形成的各种各样的组合工艺，好氧生物处理是在充氧条件下利用好氧微生物对污染物进行氧化分解，达到去除的目的。厌氧生物处理是在无氧的条件下利用厌氧微生物对污染物进行降解，达到去除的目的。厌氧处理管理运行较为复杂，并且会产生沼气等有毒气体，另外单纯的厌氧处理也不能使水质达标排放，后面必须有好氧工序，投资较大。因此厌氧处理一般在屠宰废水处理中不常用。稳定塘、土地处理需要有较大的占地面积，不实用。国内外屠宰水处理常用的最经济有效的处理方法就是好氧生物处理。好氧生物处理工艺根据所利用的微生物的生长形式可分为活性污泥法和生物膜法。活性污泥法是在人工充氧的条件下，对污水和各种微生物群体进行连续的混合培养，形成活性污泥。利用活性污泥的生物凝聚、吸附和氧化作用，以分解去除污水中的有机污染物，然后使污泥与水分离，上清液达标排放，大部分污泥回流到曝气池，而剩余污泥排队出。生物膜法则是利用各种不同的载体，通过污水与载体的不断接触，在载体上繁殖生物膜，利用膜的生物吸附和氧化作用，以降解去除污水中的有机污染物，而脱落下来的生物膜与水进行分离。肉类加工废水中的毛、肉屑、内脏碎屑和粪便等杂物必须在进入水泵和生物处理构筑物前予以去除，否则会造成泵和生物处理构筑物中设备的堵塞。因此要在进站前端设置格栅、粗格网，以去除大尺寸的漂浮物和悬浮物，该设备要有自动清渣功能，定期由人工外运至堆肥场。为了进一步去除掉大部分的油脂、沙粒和通过格网的悬浮物，需要在进入生物处理单元前设置隔油沉沙池和细格网。由于肉类加工废水的水质、水量波动幅度较大。一天内，最高浓度和最低浓度可相差十多倍至几十倍，最高流量和最低流量可相差几倍。这些水质水量的变化，给废水处理工艺的运行带来很不利的影响，使得处理构筑物处于不稳定的操作状态，影响了处理效果和出水水质。因此，在废水进入主体构筑物前，应设置调节池，对水质和水量进行调节，以保证处理构筑物工作的稳定性。本项目的污水有来自养猪场养殖废水经过预处理和一级处理后的厌氧出水、屠宰生产废水少场区内的生活污水三方面，水质水量的变化更大。为了更好的均衡水质水量，并且对厌氧出水进行预曝气处理，本项目的调节池设为预曝气调节池。活性污泥法具有去除有机物效果好，耐冲击负荷，出水水质好且稳定，动力消耗相对较低，污泥产率低，运行灵活，操作管理方便等优点。在40～50年代初，国外多采用生物膜法处理屠宰废水，后来由于容易堵塞而逐渐很少用在屠宰废水处理中。由于屠宰、养殖废水的高N、P的特点，以及农业循环经济系统的需要，生化工艺决定选用活性污泥法来进行处理。活性污泥法的运行方式主要有普通推流、完全混合、阶段曝气、渐减曝气、吸附再生、延时曝气、高负荷法、纯氧曝气、深井曝气。普通推流式活性污泥法是废水和回流污泥从池首端流入，呈推流式从末端流出；曝气器沿池长均匀布置。混合液在二沉池分离，污泥由池底排出，部分污泥回流入曝气池；池中前段供氧量不足，后段供氧量过剩。该工艺处理效率高，适合处理要求高、水质稳定的废水。其中的A/O活性污泥工艺是一种有回流的前置反硝化生物脱氮流程，其中前置反硝化在缺氧池中进行，硝化在好氧池中进行，这是目前采用比较广泛的一种生物脱氮工艺。完全混合活性污泥法是混合液在池内循环流动，水质均匀，池内工况一致；出水浓度等于混合液浓度；进水迅速稀释，耐冲击负荷能力强，适应于水质水量波动的高浓度有机废水。但此工艺的进水可能短流，出水水质不如不同法好，合建池构造复杂、运行复杂。阶段曝气工艺的废水沿池长分多点进，有机负荷比较均匀，与供氧量相适应，既节省曝气费用，又提高污泥的活性；池前段污泥浓度高、负荷低，污泥浓度沿池长减小，有利于二沉池的分离；耐冲击性较普通法提高，池容积较普通法小1/3以上。但最后段进水因处理时间短，污泥浓度低，处理效果下降，如入池废水混合不匀，也使处理效果降低。延时曝气工艺的负荷很低，泥令长，污泥处于内源呼吸，剩余污泥量少2/3，无需污泥处理；出水好，对进水N、P的需求涉；耐冲击，一般不设一沉池；适用于处理要求高、水量小的废水；但该工艺的池溶积大，基建和运行费用高，出水中有时有微凝絮而不易沉淀。纯氧曝气工艺与空气曝气相比，氧渗透到污泥内部，污泥活性高，不易膨胀，有利于脱氮作用，耐冲击，运行稳定；适用于较小流量或难降解废水。但该曝气池结构复杂，运行管理麻烦，密闭池中代谢产物二氧化碳重新溶入，使混合液PH值降低。根据以上所述，结合北徐集团废水特点，以及农业循环经济系统的需要，综合污水处理站的主体生化工艺决定选用活性污泥工艺中的A/O法来进行处理；预处理采用格栅+除油沉淀+预曝气调节池。其深度处理采用人工湿地技术。人工湿地技术采用人工湿地技术净化污水始于1953年德国的MaxPlanck研究所，该研究所的Seidel博士在研究中发现芦苇能去除大量有机物和夫机物。到20世纪70年代末期逐渐发展成为一种独具特色的新型污水处理技术。人工湿地污水处理技术具有处理效果好、出水水质稳定、氮、磷去除能力强、运转维护管理方便、工程基建和运转费用低、对负荷变化适应能力强、适于处理间歇排放的污水等主要特点。同时，人工湿地对保护野生动物和提高局部地区景观的美学价值也有益处。因此，大力开发人工湿污水处理技术，对我国水环境污染的治理具有重大意义，在我国具有广泛的发展前景。多年的研究及工程应用表明，人工湿地利用基质—微生物—植物这个复合生态系统的物理、化学和生物的三重协调作用，通过过滤、吸附、沉淀、离子交换、植物吸收和微生物分解来实现对废水的高效净化，同时，通过营养物质和水分的生物地球化学循环，促进绿色植物生长并使其增产，实现废水的资源化与无害化。人工湿地对有机物有较强的净化能力，污水中的不溶有机物通过湿地的沉淀、过滤作用，可以很快被截留下来而被微生物利用；污水中的可溶性有机物则可通过植物根系生物膜的吸附、吸收及生物代谢过程而被分解去除。在进水浓度较低的情况下，人工湿地对BOD5的去除率可达85%～95%，对COD的去除率可达80%，处理出水BOD5的浓度在10mg/L左右，SS小于20mg/L。在人工湿地中氮主要是通过微生物的硝化和反硝化作用、植物的吸收、氨的挥发以及基质的吸附和过滤等过程而去除。废水中的氮以无机氮和有机氮两种形式存在，无机氮可以被人工湿地中的植物吸收，合成植物蛋白质，最后通过植物的收害虫形式从湿地系统中去除。但这一部分氮仅占总氮量的8%～16%。微生物的硝化和反硝化作用在氮的去除中起着重要作用。利用人工湿地治理各种类型的污水，其TN去除率达64%～98%。回用水处理该项目建成投产后，出水可以循环利用，减少生水用量。为了防止传染疾病的发生,回用水需要进行加氯消毒。消毒处理后的水，主要回用于猪舍清洗、厂内绿化用水、道理冲洗、灌溉,可以节约大量的水资源,减少生产成本。4.2.3工艺技术方案概述本项目养殖场粪污治理按照“减量化、无害化、资源化、综合利用”的原则，在养殖场的生产全过程对污染物进行控制，减少污染物的排放。首先采用先清粪再冲圈的方式，实现干湿分离，使干粪收集率达到或超过40%，减少冲洗用水量，从源头减少粪水中的固体物质和用水量。清理出的干粪运至堆粪场统一腐熟后作为有机肥出售。猪舍冲洗日产生废水1000吨，针对养殖业冲刷废水有机物浓度高、氨氮含量高的实际情况，采用“固液分离+初沉调节池+上流式厌氧污泥床（UASB）法”，为了避免厌氧法的缺点，采用两相法处理工艺，该法的特点是：根据厌氧分解的机理，使产酸、脱氢阶段分别在两个反应器中进行：厌氧出水进入综合污水处理站和屠宰废水及厂区生活污水（日排***吨）一起进行进一步处理。厌氧产生的沼气是一种清洁能源，具有较高的热值，同时又是一种宝贵的可再生能源。沼气可通过管网的建设，集中用作居民的生活用能，可大大降低煤的用量，同时也保护了农村环境。此外，沼气还可用于发电，一立方米沼气可发1.5度电，在畜禽生产中为产仔供暖、育仔畜舍加温、提供生产用热水等。厌氧产生的沼液中含有丰富的氮、磷、钾以及各种微量元素，还含有多种生物活性物质，是一种优质的有机肥料。应用沼液替代化肥，用于农作物的基肥和追肥，减少化肥用量，降低生产成本，提高作物产量和品质，同时保护了农业生态环境。猪粪沼渣含丰富的有机质和氮、磷、钾元素具有优良的改良土壤作用，可直接用作果园和花卉肥料。屠宰、分割生产线废水和养殖预处理后的废水混合后进入综合污水处理站。综合污水处理采用“格栅+隔油沉淀+预曝气调节池”作为预处理，活性污泥法的A/O工艺作为生化处理；二沉池出水最终进入人工湿地对废水进行深度处理。废水经过该工艺处理后，其BOD、COD、悬浮物、氨氮值等均大幅度下降，经处理后的最终排放出水达到《肉类加工工业水污染排放标准》GB13457—92中的一级标准，可以达标排放。回用水部分通过专有的消毒间进行消毒处理后，可以回用到某些生产工序，如猪舍清洗、场区绿化等。整个污水治理工艺技术成熟，切实可行，运行费用较低，是一种很有发展前途的养殖及肉类加工废水处理工艺。污水好氧生物处理过程中将产生大量的生物污泥，有机物含量较高且不稳定，易腐化，并含有寄生虫卵，如不妥善处理和处置，将造成二次污染。污泥处理的主要目的是稳定污泥、减少污泥体积、利用污泥中有用物质。污泥浓缩池受纳水解池、UASB反应池、二沉池的剩余污泥，经过浓缩处理后，采用螺旋压榨机进行压榨处理，成饼后消毒外运处置。剩余污泥池受纳初沉池和隔油沉淀池的污泥，通过板框压滤机压滤处理，成饼后消毒外运处理。结合本工程特点及集团公司近期规划，可以将剩余好氧污泥通过管道和提升设备送入养殖废水前处理的UASB反应器中进行消化处理；而厌氧的剩余污泥可以进入以后建成的专有的固体有机肥生产线，生产固体有机肥；多余的好氧污泥也可直接进入专有的固体有机须生产线，生产固体有机肥。4.2.4工程实施后各单元处理效果表表8工程实施后各单元处理效果表项目CODCr(mg/l)BOD5(mg/l)SS(mg/l)NH3-N(mg/l)处理单元数值去除率（％）数值去除率(％)数值去除率（％）数值去除率(％)一、畜禽养殖厂废水前处理单元原水1300065004500180固液分离机出水845035422535270040180--水解酸化出水6337.5254013.8581070216--UASB反应器出水1457.677682.38324370237.6--二、综合污水处理站各处理单元进水1400700***180隔油沉淀池出水126010665524070180--预曝气调节出水11975665021610180--A/O出水143.68853.29264.8701890人工湿地出水57.56021.28606.4890950砂滤出水34.54012.77401.944709/4.2.5生产工艺技术可靠性1、技术可靠性该项目遵循生态学、经济学的发展观点，符合可持续发展生态农业的要求，以生态农业理论为指导，以高新技术为依托，体现现代化生态农业、环保农业的优势，实现污染物的资源化，促进物质和能量循环，形成一个经济，合理、完整、多层次、多功能的良性循环系统。UASB及好氧生化技术的应用范围基本涵盖所用有机废水处理领域，实践证明是成熟可靠的。人工湿地技术在我国的应用起步较晚，在云南滇池综合治理系统中，农村生活污水和散养畜禽废水的处理得到了广泛的应用，处理效果显著。在河南省也建立了人工湿地样板基地用于处理养猪废水，在冬季不加温的情况下出水氨氮低于80mg/L，夏季低于40mg/L。人工湿地技术在欧美发达国家的应用已经非常广泛，北美1/3的湿地是人工自由表面流湿地。在欧洲应用较多的则是地下潜流系统，特别是在一些东欧国家应用较广。欧洲采用此类系统趋向于对近1000人口当量的乡村级社区进行二级处理，北美则趋向于对人口较多的地区进行高级处理，在澳大利亚和南非，则用于处理各类废水。美国现有***多处人工湿地工程用于处理市政、工业和农业废水。在丹麦、德国、英国等国，至少有200处人工湿地（主要为地下潜流系统）系统在运行。新西兰也有80多处人工湿地系统投入使用。美国东部的400多个废水排放点是通过人工湿地系统处理后再进入地下水、河口、河流和湖泊的。在密执安、威斯康星、佛罗里达、俄勒冈、田纳西州等地区，通过湿地系统处理了大量的城市和工业废水、城市雨水、农业径流水、酸性矿坑水、固体废物填埋场的渗滤液等，其目标是维持上述水资源100%再利用。如美国佛罗里达州奥兰多地区的一个人工湿地系统，连续8年净化该地区水回收公司的废水；加利福尼亚的Gustine和Arcata湿地，主要处理地表径流水，已运行10多年；肯塔基州水部门管理的人工湿地有Benton、Hardin、Pembroke等，这些人工湿地都是为了保护田纳西河水源保护地而对流域内小城镇污水处理而建的，由田纳西州流域管理局设计并提供资金；宾夕法尼亚州有10多个人工湿地；南达科他州虽然有4个月冰雪覆盖期，仍建造了3个人工湿地工程，并计划发展20—30个。因此本项技术方案是可靠的。2、环境效益分析本工程改造后，可以回用50%的水，并且各项污染物的浓度都得到了较大的降低，远远低于《肉类加工工业水污染排放标准》GB13457--1992中的一级标准。COD浓度由现有的平均260mg/L降为57.5mg/L，每年消减量为491.0吨；BOD浓度由现有的平均100mg/L降为21.28mg/L，每年消减量为189.6吨；SS浓度由现有的平均230mg/L降为6.48mg/L，每年消减量为474.4吨；氨氮浓度由现有的平均105mg/L降为9mg/L，每年消减量为211.1吨。具有很好的环境效益和经济效益。4.2.6工艺流程及流程说明1、污水处理工艺流程鼓风机屠宰废水格栅隔油沉砂池预曝气调节池A/O池二沉池人工湿地外运板框压滤机剩余污泥池回流污泥污泥浓缩池厌氧出水剩余污泥畜禽舍畜禽废水固液分离初沉调节池水解酸化UASB反应器畜粪固体沼气离心离心固液分离机净化装置集中供气沼气柜沼气发电（固体有机肥生产线）堆肥净化装置集中供气沼气柜沼气发电（固体有机肥生产线）泥饼外运2、生产工艺流程说明根据畜禽废水有机物浓度高、氨氮浓度高、恶臭严重的特点，在预处理阶段采用了强化措施，保证后续生物处理阶段的稳定运行。原水首先由粗格栅、回转式机械细格栅拦截漂浮物和悬浮物等后，进入螺旋挤压固液分离机，出水进入初沉调节池，再由泵送至水解酸化池，完成水质的预酸化，将大部分悬浮性大分子、难降解有机物分解为溶解性小分子、易降解有机物，并完成部分有机物的降解，出水自流至UASB厌氧反应器。UASB厌氧反应器集厌氧消化与三相分离（沼气、污水、污泥）于一体，结构紧凑，使整个前处理系统中关键处理设施。在适宜的运行条件下，厌氧反应器内可培养高浓度厌氧活性污泥，污泥浓厚度可达20～40g/L，可以去除原水中大约80%左右的COD，绝大部分去除了原水中的COD、BOD等污染物，减轻了后级处理设备的处理负荷。经UASB厌氧反应器进行处理后，大大降低了原水污染物含量，为后级好氧系列化处理创造了有利条件。由于原水中总氮较高，经厌氧反应后氨氮进一步增高，装置出水自流进入综合污水处理站的预曝气调节池，在此与经过格栅、隔油沉淀池的屠宰水进行混合，然后自流进入A/O反应池。A/O反应池是利用活性污泥来吸附水中有机污染物并加以氧化分解，使污水得到净化，活性污泥池DO值应控制在2.0mg/L左右。A/O反应池出水自流入二沉池中，二沉池出水的各项指标可达到《农田灌溉水质标准》（GB5084--92）中蔬菜灌溉水质标准。但不能达到《肉类加工工业水污染排放标准》GB13457—1992中的一级标准，必须深度处理。深度处理将采用潜流式人工湿地技术，经过深度处理后，有50%的水可以回用到养殖场厂区绿化、道路冲洗。为了保证回用水能安全使用，回用水采用加氯消毒除菌处理后再回用到中水使用工序。二沉池的污泥部分回流到活性污泥池中，剩余部分通过剩余污泥泵可打回UASB反应器进行消化处理，也可打入污泥浓缩池。污泥浓缩池受纳二沉池、水解酸化池、厌氧池的剩余污泥，浓缩后再经污泥脱水机房进行脱水处理，脱水后的污泥可堆肥外售，污泥浓缩池上清液、滤液回流集水井。废水经过该工艺处理后，其BOD、COD、悬浮物、氨氮值等均大幅度下降，废水出口达到《肉类加工工为一水污染排放标准》GB13457—92中的一级标准及地方环保部门的要求，可以达标排放。4.2.7主要设备一览表主要工艺设备一览表序号名称规格型号单位数量备注（一）养殖废水前处理工段一进水集水池格栅清污机LHG--0.6--2.5,N=0.75W台１人工格栅B=0.5m,e=5mm台１潜污泵Q=150m3/h,H=8m,N=7.5Kw台２一用一备除砂器Φ***台１砂水分离器SF--420台１单轨起重机起重量2T,N=3.8Kw台１二