篇一：食醋中总酸量的测定实验报告
一、实验目的
初步学会用手持传感器技术测定食醋中的总酸量；会组织中学生用传感器技术测定食醋中的总酸量教学过程。
二、实验原理
待测的食醋中醋酸及其他有机酸可换算为醋酸总量，都可以被标准的强碱NaOH溶液标定：C待测V待测=C标准V标准 。当溶液中的电解质含量恒定时，电导率亦恒定，当生成难电离物质时，电导率下降，pH传感器就是把电信号转化为化学信息来测定其中的总酸度的。
三、仪器与药品
pH传感器，数据采集器，自动计数器，50mL酸式滴定管，电磁搅拌器，铁架台，250mL烧杯，量筒；有色食醋原液，经标定的0.1mol/L NaOH溶液，去CO2的蒸馏水。
四、实验操作过程
1．实验过程
设备连接
（1）采集器与传感器，使用1394线（传感器连接线）连接；
2号接口连接--光电门传感器
3号接口连接--pH传感器
按键说明
（1）电源开关键；
（2）重启键；
（3）电源指示灯；
（4）传感器指示灯；
（5）传感器接口；
（2）采集器与12V外接电源连接（不带屏幕采集器，此步骤可不操作）。
2准备阶段：标定
在采集器3号传感器接口上连接好pH传感器，然后按下采集器电源开关，打开数据采集器，进入如下界面：
点击右下角“系统设置”，进入如下界面：
选择系统设定里的“探头标定”选项，并点击“探头校准工具”按钮：
点击“建立连接”按钮（点击后变灰色，显示连接成功，即可开始标定）。
传感器标定：⑴ 拨开电极上部的橡胶塞，使小孔露出。否则在进行校正时，
会产生负压，导致溶液不能正常进行离子交换，会使测量数据不准确。
⑵ 将电极取出，用滤纸把电极上残留的保护液吸干。将电极放进pH=4.00(邻苯二甲酸氢钾)的缓冲液中，点击采集器上pH=4下的“开始标定”按钮，5-10秒后，点击“结束标定”。
⑶ 将电极放在装有蒸馏水的烧杯内，清洗后把电极从装蒸馏水的烧杯内拿出来用滤纸把电极上残留的蒸馏水吸干。稍后将电极放进pH=9.18（四硼酸钠)的缓冲液中，点击采集器上pH=9下的“开始标定”按钮，5-10秒后，点击“结束标定”。最后点击一次“写标定值”。
⑷ 验证标定：标定完成，进入传感器测量界面，将探头放入pH=6.86（混合磷酸盐）的溶液中，检测标定是否成功。观察读数稳定后读数在6.70-7.00之间即可认为标定比较准确，否则应重新标定。
数据采集器关机或重启后，pH传感器须重新标定。
3开始实验
往酸式滴定管中注入有色食醋溶液。
再往烧杯中注入标定过的40mL NaOH溶液，把烧杯放于磁力搅拌器上。如图：
注意：光电门传感器红色线接液滴计数器
开机后，进入如下图界面：
点击“通用”，进入通用实验界面：
点击左上角“打开模版”依如下路径选择实验：
打开模版—SDMEM—实验模版—化学实验—酸碱中和滴定—酸碱中和滴定（xmlp文件）
篇二：食醋中总酸量的测定实验报告
一、实验目标
1.初步学会用传感器技术测定食醋中的总酸量；
2.会组织学生用传感器技术测定食醋中的总酸量教学过程。
二、实验原理
食醋中的主要成分是醋酸，此外还含有少量的乳酸等有机酸，醋酸是弱酸，用传统的pH试纸或酸度计测定食醋中的总酸量，总是要比实际浓度低，误差很大。本实验将使用传感器技术来测定食醋中的总酸量，该方法不怕待测物中的颜色干扰，测定既快又不用加指示剂。
pH传感器是用来检测被测物中氢离子浓度并转换成相应的可用输出信号的传感器，通常由化学部分和信号传输部分构成。pH传感器利用能斯特（NERNST）原理。
待测的食醋中醋酸及其他有机酸可换算为醋酸总量，都可以被标准的强碱NaOH溶液滴定：C待测V待测=C标准V标准 ，用化学方程式表示为：
CH3COOH + NaOHCH3COONa + H2O
当溶液中的电解质含量恒定时，电导率亦恒定，当生成难电离物质时，电导率下降，pH传感器就是把电信号转化为化学信息来测定其中的总酸度的。
传感器简介：传感器是一系列根据一定的物理化学原理制成的物理化学量的感应器具，它能把外界环境中的某个物理化学量的变化以电信号的方式输出，再经数据模拟装置转化成数据或图表的.形式在数据采集器上显示并储存起来。中学化学教学中进行科学探究常用到的传感器有温度传感器、pH传感器、溶解氧传感器、电导率传感器、光传感器、压力传感器、色度传感器等。传感器技术的特点：便携，实时，准确，综合，直观。
三、仪器与药品
仪器：GQY数字实验室教学设备（由pH传感器、数据采集器、液滴计数器、光电门传感器组成）、50mL酸式滴定管、电磁搅拌器、铁架台、250mL烧杯、量筒、250ml容量瓶、玻璃棒。
药品与试剂：有色食醋原液、0.1mol/L NaOH溶液、去CO2的蒸馏水、pH=4和pH=9.18的缓冲溶液、pH=6.86的混合磷酸盐溶液。
四、实验操作过程
1.设备连接
（1）采集器与传感器，使用1394线（传感器连接线）连接：2号接口连接光电门传感器，3号接口连接pH传感器。
（2）光电门传感器红色线（或有红色标记的）一端连接液滴计数器，黑色线（无标记的）接一光电门，调节光电门传感器为计数模式（第1个和第3个灯同时亮）。
2.设备操作
（1）开启采集器。
（2）传感器标定
在采集器3号传感器接口上连接好pH传感器（注意：此时需断开光电门传感器与数据采集器的连接），开机后，点击右下角“系统设置”，选择系统设定里的“探头标定”选项，并点击“探头校准工具”按钮，点击“建立连接”按钮（点击后变灰色，显示连接成功，即可开始标定）。
（3）标定的操作步骤：
①拔开电极上部的橡胶塞，使小孔露出。否则在进行校正时，会产生负压，导致溶液不能正常进行离子交换，使测量数据不准确。
②将电极取出，用滤纸把电极上残留的保护液吸干。将电极放进pH=4.00(邻苯二甲酸氢钾)的缓冲液中，点击采集器上pH=4下的“开始标定”按钮，5～10秒后，点击“结束标定”。
清洗后把电极从盛蒸馏水的烧杯内拿出 ③将电极放在盛有蒸馏水的烧杯内，来，用滤纸把电极上残留的蒸馏水吸干。稍后将电极放进pH=9.18（四硼酸钠)的缓冲液中，点击采集器上pH=9下的“开始标定”按钮，5～10秒后，点击“结束标定”。最后点击一次“写标定值”。
④ 验证标定：标定完成，进入传感器测量界面，将探头放入pH=6.86（混合磷酸盐）的溶液中，检测标定是否成功。读数稳定后观察读数在6.70～7.00之间即可认为标定比较准确，否则应重新标定。
标定结果：电极放进pH=4.00的缓冲液中，标定结束后显示的数据为23667；电极放进pH=9.18的缓冲液中，标定结束后显示的数据为29822；探头放pH=6.86的溶液中，显示的pH为6.901。
注意事项：①pH电极使用一段时间后，不对称电位将会发生很大改变，故必须定期校准。用pH缓冲溶液标定是为了消除不对称电位的影响；②数据采集器关机或重启后，pH传感器须重新标定。
（4）滴定准备及滴定操作步骤
①退出到开机界面，点击“通用”，进入通用实验界面，点击左上角“打开模版”，依如下路径选择实验：打开模版—SDMEM—实验模版—化学实验—酸碱中和滴定—酸碱中和滴定（xmlp文件），进入滴定实验界面。
②检查传感器是否正常连接：当传感器正常连接时，对应的传感器接口指示灯常亮。当点击开始实验时，传感器接口指示灯为闪烁状态，通过此指示灯可判断传感器是否正常工作。
③长按光电门传感器上按钮，3个灯同时亮时放开清零数据。
注意事项：光电门应该放在空处，不被任何物体挡光；滴定前长按光电门传感器上按钮清零数据，清零数据时不要更改模式。
④在盐酸一栏中输入烧杯中NaOH溶液的浓度（0.1mol/L)，在待测液体积一栏中输入烧杯中NaOH溶液的体积(50mL)；
⑤点击“开始/停止”按钮，开始实验。打开磁力搅拌器（最好在实验开始前调好位置或打开，不要让磁子在转动时碰到传感器电极），然后转动酸式滴定管旋钮，让滴定管中溶液以不连续状态滴入烧杯中。
⑥当整个实验结束后，点击“开始/停止” 按钮，停止实验。点击“刷新数据”，进入实验数据界面可看到整个实验过程中所有实验数据，最后点击“保存/转发”按钮，保存实验数据到采集器SD卡根目录下。通过计算机端“单机运行平台”软件可在电脑端打开此数据，求导值的最低点横座标即为滴定终点的体积，输入该滴定终点体积（之前已输入烧杯中溶液体积和浓度），点击软件上“重新计算”按钮，可计算出待测溶液浓度。
注意事项：①滴定时，酸式滴定管的尖嘴与计数器挡光孔必须垂直对齐；②滴定开始后注意“滴定体积”一栏中有无体积变化，同时在“pH”一栏会开始显示pH值。如溶液已开始滴入烧杯，而“滴定体积”一栏无数据，则说明液滴通过计数器时未引起变化，需要调节装置，让液滴通过计数器挡光孔，并更换溶液清除数据重新开始实验。如果“pH”一栏数据不变或为非数字时，说明传感器标定不正确，需要重新标定，再开始实验；③滴定速度的控制：在接近终点时，要注意
放慢速度，以便观察到终点。④酸碱的浓度差别不要太大 ，否则实验将较难控制，结果误差较大。
五、数据处理
1. 溶液体积与pH关系图
Y Axis Title 图1 体积-pH关系图 pH X Axis Title体积/mL
2. 溶液体积与pH对数的关系图
2 pH
3. 计算过程
(1)
由数据图可知：a=0.04ml，b=12.67ml
V待 =（b-a)÷10×格数=(12.67-0.04)÷10×5.2=6.57ml
(2)
NaOH溶液体积: V标准 = 50ml
NaOH溶液浓度: C标准 =0.1mol/L
(3)
又C待测V待测=C标准V标准
所以C待测 = C标准V标准 /V待测 =0.1mol/L×50ml /6.57ml=0.761mol/L 0.671×60.05×100
1000 总酸度==4.57g/100ml
六、相关文献与重点文献综述
[1]曹宏梅，赖红伟，董树国.用指示剂法测定食醋中的总酸度的实验改进研究[J].中国科技信息，2014，（11）：1-2.
[2]黄春.浅谈食醋中总算的测定方法[J].计量与测试技术，2012，（04）：1-2.
[3]刁春霞，黄为红.食醋中总酸度测定结果的不确定度评定[J].中国酿造，2012，（06）：1.
[4]高向阳，孔欣欣，李颖.恒pH法连续测定酱油与食醋中的总酸度和粗蛋白[J].2013，（09）：99-104.
[5]陈瑶，薛月菊，陈联诚，陈汉鸣，王楷，黄柯. pH传感器温度补偿模型研究[J]. 传感技术学报，2012，（08）：1034-1037.
[6]王刚，万其远，叶永康 化学传感器的进展[J]. 分析科学学报，1999，（03）：246-251.
[7]魏锐，王磊等 利用 传感器研究中和反应过程中pH的突变[J]. 化学教育，2007，（04）：59-61.
[8]杨承印，何颖，高双军，等 基于pH传感器测定食醋总酸量的实验研究
[J]. 化学教育，2015，（03）：62-64.
文献综述及评价：
[1]食醋中总酸度的测定必开的分析化学实验项目之一,针对此实验的测定方法存在不足之处,笔者利用电位滴定法对总酸度的测定进行了改进研究,通过改进解决了有色的食醋溶液滴定终点颜色难判断的问题,有效提高了测定结果的准确
第1章 总 论
1.1 项目摘要
1.1.1 项目名称
黑龙江*****************有限公司沼气工程可行性研究报告
1.1.2 项目建设单位
1.1.3 项目拟建地点
*****************有限公司猪场内
1.1.4项目主管部门
1.1.5 建设目标
该项目通过利用猪场固体粪便生产沼气和有机肥，沼气发电用于养殖场和周边农户用电，余热供应沼气池;沼气工程产生的沼渣、沼液用于猪场周边2.2万亩的有机作物种植。
该项目将养殖、种植、能源和生态环境保护有机结合起来，达到猪场废弃物的无害化、资源化、减量化的目标;通过生产沼气可缓解农村能源供需矛盾，降低不可再生能源的消耗。
沼气工程处理了猪场的畜禽粪便，净化了周遍环境，这也是社会主义新农村的一个重要切入点;通过沼渣、沼液的施用，生产绿色有机食品，降低化肥施用量，使生态养殖走上能源、生态和环境保护的良性循环轨道，废弃资源的梯级利用、无害化处理、绿色能源、有机肥的生产，进一步促进农村循环经济的可持续发展。
1.1.7 建设期限
项目获国家批准立项后1年
1.1.8 项目工艺技术方案
该项目采用能源生态型工艺技术方案，在工艺选择和方案设计中，沼气反应器结合荷兰Preseco公司的ADA技术，采用全混式机械搅拌、高浓度的消化工艺，沼气经过净化后发电。同时该工程配置有贮气柜、辅助用房和办公室等辅助设施。
1.1.9建设内容及规模
1)日处理每天排放鲜粪35t;
2)本项目建设用地3.2亩，新建集水匀浆池70m2、厌氧消化器1800m3、贮液池3000m3，新建净化间30m3、发电机房30m2、贮气柜池700 m3，以及相应的配套室外工程;
3)项目投产后，日生产沼气约1575m3，发电2362.5kWh、每日沼渣的产量3.5t;每日沼液产量66.5t。
1.1.10 投资估算和资金筹措
项目总投资610万元，建设投资605.12万元。其主要资金来源有:申请中央资金240万，市区财政配套60万元，自筹资金310万元。
1.1.11市场预测及效益分析
根据确定的产品方案和建设规模及预测的产品价格，达产期内年均销售收入132.98万元，年均总成本68.29万元，利润64.49万元;项目财务内部收益率(FIRR)为18%，项目财务净现值(ic=12%时)为145.4万元。项目资本金内部收益率13%。以上部分说明盈利能力满足了行业最低要求，财务净现值均大于零，该项目在财务上是可以接受的。
项目的投资回收期为6.18年(含建设期)，小于行业基准投资回收期，表明项目投资能按时收回。
1.1.12 项目组织、管理
项目管理要依据农业部《农业基本建设项目管理
1.1.13 项目综合评价结论
结论:项目建设非常必要与及时;符合国民经济和社会发展客观要求，符合国家行业产业政策要求，符合我国生态环境保护战略的需要;项目建设目标明确，投资规模适宜，结构合理;项目管理系统健全;社会效益、经济效益显著，项目可行。
建议:项目主管部门应制定严格的项目保障措施，加强资金使用的监管，按照项目实施方案及建设内容安排资金，专款专用，杜绝挤占挪用项目专项资金。技术依托单位须加强技术指导，开展技术咨询与培训，确保项目顺利实施;项目区有关部门要制定有利于保护生态环境与废物资源化利用的投资信贷、土地使用等方面的优惠政策，建立健全有效的管理机制。
1.2 可行性研究报告编制依据
? 农业部《大中型畜禽猪场能源环境工程建设规划》;
? 国家有关农业和农村经济发展的方针政策，行业标准、
? 《黑龙江***2007年统计年鉴》;
? 《*****************有限公司沼气工程》技术咨询
? *****************有限公司提供的地质、地形、气象和农业的基础材料。
1.3 主要技术经济指标
该项目的主要技术经济指标见表1-1。
第2章 项目建设背景
2.1 项目提出背景
随着农业产业结构调整的深入和区域经济主导产业的形成，格润生态养殖有限公司经济有了比较大的发展，然而，随着企业的发展，环境卫生越来越成为困扰企业发展的突出问题，尤其是污水和粪便对周边土壤、空气和水体的污染越来越严重，严重影响了企业形象和企业进一步发展。建设大型沼气工程，改善周边生态环境，形成以沼气为核心的循环经济已迫在眉睫。
为保护环境，实现资源再利用，*****************有限公司拟引进芬兰PROSECO和农业部规划设计研究院先进水平的厌氧发酵工艺，建造能源生态型沼气工程，对养殖粪污进行净化处理，生产沼气。同时通过美化场区环境，建立现代化的生态养殖场，取得能源、经济、社会和生态环境等综合性效益，进一步促进社会主义新农村建设。
*****************有限公司年出栏商品猪2万头、，项目所需鲜粪、污水等沼气生产原料资源稳定;市场调查:格润生态养殖有限公司地处我国玉米主产区，并有2.2万亩的有机作物种植基地，项目周边的有机作物种植基本能够完全消纳项目所产生的沼渣、沼液。
2.2 项目建设的必要性
2.2.1项目建设符合国家产业政策的需要
农村能源建设，作为缓解农村地区能源断缺，改善农村地区能源结构，改善农业生态环境的重要措施，对提高农民收入、改善农民生活水平具有重要的作用。国务院领导于2000年在接见全国农村能源综合建设县工作会议代表时指出“农村能源工作要在开发利用和节约相结合上大做文章，要充分利用可再生能源，发挥多种能源效益，使之形成良性循环，走农业可持续发展之路”。该能源环境建设项目，符合国家产业政策。
2.2.2项目建设是缓解农村能源的需要
我国人口众多，人均资源不足，能源短缺已经成为经济持续发展的瓶颈之一。特别是在我国广大农村，农民收入较低，秸秆、薪柴等生物质能仍是主要的生活能源。为了实现经济的可持续发展，我国将大力调整能源结构，积极开发新能源和可再生能源，努力提高能源利用效率。发展沼气工程有利于改善农村能源结构、降低薪柴或秸秆和石油、煤炭等能源的消耗强度，增加农村能源供应、缓解农村能源供应紧张的状况。
2.2.3项目建设是农业资源高效利用的需要
我国每年有6亿余t畜禽粪便及大量有机废弃物成为水体的污染源，畜禽养殖废弃物的任意排放对环境造成了较严重的污染。通过沼气工程建设，可极大促进沼气工程产业化发展，可有效消除畜禽粪便的污染，保护生态环境;同时生物质能属于可再生能源，基本上可以实现CO2零排放。其大规模利用将为环境保护和缓解气候变化起到重要作用
2.2.4发展优质农产品的需要
猪场所在地是经国家批准的有机作物种植，沼渣、沼液是玉米、蔬菜、果树和农作物所需的水肥，含有大量的养分。建设大型沼气工程，可以为种植基地农产品提供丰富的灌溉用水和一定的有机肥料，因此该项目的建设是加快生态畜牧业建设和发展优质农产品的需要。
2.3 项目建设的可行性
2.3.1 项目的建设将获得一定的利润
项目建设完成后，达产期内年均销售收入132.98万元，年均总成本68.29万元，利润64.49万元。对当地经济、社会发展有一定的积极影响，包括增加税收、提高就业率、提高科技水平，同时可避免畜禽废弃物污染造成的行政处罚或罚款等。
2.3.2沼气生产技术较成熟
经过多年的研究、开发、试点示范，我国沼气工程从设计、施工到运行管理比较成熟，其关键工艺设备等成套技术已达到实用阶段。国家制定了一系列于沼气相关的技术标准和建设规范。
综上所述，建设该项目十分必要、可行。
第3章 产品市场预测与分析
3.1市场调查
31.1沼气成分及用途
沼气的主要成分有甲烷、二氧化碳、硫化氢、一氧化碳、氢、氧和氮等气体。沼气中甲烷最多，占总体积的50%~70%，二氧化碳次之，其它几种气体含量很少，一般不超过总体的2%~5%。根据对***和格润生态养殖有限公司的调查，沼气热电联产后主要供应用于公司内部使用，因此不存在市场问题。
3.1.2 沼渣、沼液成分及用途
厌氧发酵过程中，发酵料液中的可溶物主要由分子量不等的有机物及各种离子组成。沼渣、沼液中含有氮、磷、钾等营养元素，以及氨基酸、维生素、蛋白质、赤霉素、生长素、糖类、核酸等对作物的生长发育有调控作用“生理活性物质”，还含有钙、磷、铁、锌、钼等刺激作物发芽和生长的离子。
从沼液成分分析可看出沼液能起到多种作用，这些作用主要表现在调节作物生长、增长肥效和抗病虫害三个方面。因此，沼液在可以用于提高果蔬品质、改善土壤、防治病虫害，公司附近的2.2万亩有机种植基地可以完全销纳，取代化肥、生物农药等外购产品。因此沼渣、沼液的销售也不存在市场问题
3.2生产能力调查
项目立项后，预计1年后投产，建设沼气池容积1800m3，日生产沼气约1575m3;每日沼渣的产量3.5t;每日沼液产量66.5t。
3.3销售量调查
项目达产后，沼渣、沼液主要供果园和菜地作为固体和液体有机肥使用。在***沼气可替代罐装煤气、煤和柴草，每天每户(3~5人)平均用气1.0m3;每亩有机作物种植基地使用约沼液10t/y，沼渣0.5t/y。
3.4产品价格调查
沼气工程产品的定价是由市场定价，沼气发电按照其替代产品价格定，约0.5元/kWh，加上国家补贴0.22元//kWh，合计0.72元/kWh;沼渣的价格基本按照有机肥的价格，按有机肥价格的80%定，约190元/t;沼液经调节养分后参照水肥的价格，约20.0元/t。
3.5市场预测
***是蔬菜生产大市，按照统计资料，每亩需要固体有机肥0.5t/年，沼液肥10t/年以上。大型沼气工程生产的沼渣、沼液尚不能满足周边2.2万亩有机作物种植果园、蔬菜种植有机肥需求，因此大中型沼气工程产生的沼渣、沼液市场前景良好。
3.6销售收入预测
根据确定的产品方案和建设规模及预测的产品价格，沼气发电和沼渣、沼液的年销售总收入共计132.98万元，沼气发电和沼渣、沼液的年销售总收入分别为:61.24万元、23.94万元和47.8万元
第4章 项目建设单位基本情况
4.1 项目建设单位基本情况
*****************有限公司成立于2004年10月，注册资金620万元，位于黑龙江省***上甘岭区锦绣村。公司现有职工36人，其中技术人员7人，具有丰富养殖经验的人员20人。2004年被东北农业大学动物科学院指定为教学科研试验基地。公司占地1.5万平方米，其中标准化猪舍13000平方米，现存栏“英系长白”，“大白”美国纯种“杜洛克”“东北民猪”等各国名种基础母猪1200头，年饲养商品猪2万头，年实现产值2600万元左右。
格润生态养殖公司是国内仅存的几个“东北民猪”繁育场之一，“东北民猪”是我国东北地区的传统品种，具有肉质好、耐寒，耐粗料、产仔多、成活率高、遗传稳定性好的特点。
4.2 项目主管单位基本情况
项目主管单位是***农业委员会，下设项目管理科、综合调研科、生产指导科、计财科等6个职能科室。目前农业委员是***人民政府管理全区种植业、畜牧业、农业机械化、农村经济、农村能源、农垦和农业科技推广应用的职能部门。
***农业委员的编制和科室设置和职能保证了政府对沼气项目建设管理、资金监督、部门协调等工作的顺利进行。
4.3 项目技术协作单位基本情况
项目技术协作单位为农业部能源环保技术开发中心。农业部能源环保技术开发中心是专门从事沼气生产、利用和太阳能利用等可再生能源技术研究开发的专业性研究和技术推广机构。中心不断引进和研究开发沼气工程的新工艺、新技术、新模式，先后承担了国家 “八五”和“九五” 、“十五”等多项国家攻关和农业部有关课题，有丰富的实践经验和理论知识，并取得了丰硕的成果，获得多项国家级、部级科技进步奖和国家专利。中心先后开发了高浓度有机废水处理、规模化养殖基地粪污处理、一体化高浓度有机废水处理、油气混燃50kw-200kw沼气热电联产机等关键技术和设备，其中，干燥造粒一体化有机无机复混肥料成套设备、高效燃烧炉系列设备、高效热风炉系列设备和斜板挤压分离机组等专用设备以及粪水沼气处理与综合利用工程的研究设计、有机废弃物生产饲料和肥料的工艺研究和设计技术，属于国内先进技术。近年来，中心推广粪污处理设备400余套，承担设计大型粪污资源化沼气工程四十余座，取得了明显的社会、生态和经济效益。
综上所述，农业部能源环保技术开发中心有足够的科研力量、实践经验保证对该沼气工程建设的顺利进行提供强大的技术保障和支持。
第5章 项目选址
5.1 项目选址原则
选择建设沼气工程除地区须符合行业布局外，还应考虑地域资源、区域地质、交通运输和环境保护等要素。其主要选址原则包括:
1)符合国家政策和生态能源产业发展规划;
2)满足项目对原材料、供热和电的供应需求;
3)交通方便，运输条件优越;
4)充分利用地形地貌，地质条件符合要求;
5)满足当地养殖业的防疫要求，并远离水源;
6)基础条件适合与沼气工程的特定生产需要和排放要求;
7)有可供利用的社会基础设施和协作条件。
5.2原材料及主要辅助材料供应
该项目原材料主要是猪场的鲜粪，其主要原材料及辅助材料需用量详见附表13-1;
5.3燃料动力及其它公用设施的供应。
该项目自燃料动力主要是煤和电，外购燃料、动力易等物料需用量见表13-2;
5.4交通条件
***位于中国黑龙江省东北部，地处北纬46°28′至49°21′，东经127°42′至130°14′。北部以黑龙江中心航线为界，与俄罗斯隔江相望，边境线长249.5公里，是中国东北边疆的重要门户。市辖区南北长329公里，东西宽125公里。全市行政区划面积32759平方公里，林业施业区划面积386万公顷。
5.5自然条件
伊春地貌属低山丘陵，小兴安岭纵贯南北，地理特征是“八山半水半草一分田”。北部多台地、宽谷;中部低山丘陵，山势和缓;南部属低山，山势较陡。最高峰为平顶山，海拔1,429米。西部铁力市位于松嫩平原，地势呈波状。
伊春属北温带大陆季风气候区。四季分明，冬季严寒、干燥而漫长;夏季温热而暂短。年平均气温-1℃至1℃，最冷为1月份，-20℃至-25℃，最热为7月份，气温20℃至21℃，极端最高气温为35℃。全年≥10℃活动积温1,800℃至2,400℃，无霜期90天至120天。年平均日照数2,355小时至2,400小时。年降雨量550毫米至670毫米，降雨集中在夏季。干湿指数1.13至0.92，属湿润地区
5.6农业经济发展状况
项目建设点位于***上甘岭区，伊春上甘岭区的自然生态得天独厚，可供放牧的草类繁多，而且无污染。目前伊春已经形成了“南牛北羊、中部鸡兔、全市蛙鹿”的总体发展格局。已有嘉荫县绒山羊基地;友好区肉鸡、养兔基地;桃山林业局、南岔区养大鹅基地;铁力市肉牛基地;乌马河区、桃山林业局、金山屯养鹿基地。伊春林区盛产山特产品，经过加工已成为人们十分喜爱的绿色食品、饮品，“小兴安岭大森林”的品牌已得到各界朋友的认同。***已建立20万亩绿色大豆基地1处，15万亩绿色大豆基地1处，万亩无公害蔬菜生产基地4处，万亩山野菜、山野果培植基地6处，超千万袋食用菌基地5处，获得有机、绿色、无公害食品认证的产品达48个，绿色食品年产量10万t。
伊春林区生长着名贵的北方野生药材，“林都北药”的开发利用，不仅成为***经济发展的亮点，更重要的是给全社会和全人类带来更多的安康。***制药和保健品企业可生产中、西药两大类9个剂型160个品种，85%为中成药品，80%以上的品种依托林区地道药材为基础原料。已创国家新药4个，省部优产品5个，国家保护品种3个，健字号品种4个。主要产品有康妇消炎栓、北豆根胶襄、芩暴红系列、刺五加片、消咳喘糖浆、多利欣、六味地黄丸、六甲嘧胺及人参滋补品、林蛙油深加工产品、刺玖果饮料、刺五加保健茶、鹿产品、蜂产品、穿地龙兆素、暴马子花茶、植物香卡等产品。
根据***农业经济现状和发展趋势，在该地区建设沼气工程不仅有很好的社会效益、经济效益和环境效益，保证了畜牧业、种植业的健康发展，并进一步推动社会主义新农村的建设。
5.7厂址选择
根据***农村经济、种植业、畜牧业等发展现状，项目的建设非常有示范意义。根据项目选址原则，结合格润生态养殖有限公司的实际情况，项目建设地点选择在*****************有限公司猪场内。具体位置见附图1。
将项目建设点选择在此的理由在于:
1)项目建设点所在地区位优越，交通便利。
2)***当地政府和企业已经认识解决粪便污染问题的紧迫性，建设沼气工程配套资金充足，可保证项目建设充足资金;
3)猪场年出栏商品猪2万头,每天可提供35t鲜粪,有充足的沼气发酵原料;
4)项目建设点水电已经与猪场的水、电连接。将项目建设点选择在此，可保证项目地用水、用电;
5)猪场有预留建设用地，并且紧临2.2万亩的有机作物种植，保证了该沼气工程产生的沼渣、沼液有充足消纳市场。
第6章 工艺方案的选择
6.1基本要求
1)沼气工程的工艺技术方案设计在不断
2)沼气工程的工艺技术方案设计符合当地总体规划，与猪场客观实际紧密结合，能够正确处理集中与分散、处理与利用、近期与远期的关系;
3)沼气工程的工艺技术方案应以减量化、无害化、资源化为目标，尽可能采用清洁生产技术;
4)沼气工程的工艺技术方案设计应考虑沼气的有效利用，充分利用附近苗圃、蔬菜基地和农田等消纳沼渣、沼液;
5)沼气工程的工艺技术方案设计，除了执行能源环境行业标准外，还应符合国家及地方现行的相关标准、规范的规定。
6.2典型工艺技术介绍
生产工艺的确定是沼气工程设计的关键。工艺是否合理直接关系到工程的.处理效果、运转稳定性、投资、运转成本。因此，必须结合黑龙江省***对环境要求、用能特征，以及种植业、养殖业发展趋势和格润生态养殖有限公司粪污特征，综合考虑粪便资源、配套土地和能源需求等因素，慎重选择适宜的生产工艺，以达到最佳的处理效果、获取最大的经济效益。
目前比较成熟、适用的沼气生产工艺有两大类，一类是以综合利用为主的“能源生态型”处理利用工艺，另一类是以污水达标排放为主的“能源环保型”处理利用工艺。“能源生态型”处理利用工艺是指畜禽场污水经厌氧无害化处理后不直接排入自然水体,而是作为农作物的有机肥料的处理利用工艺。“能源环保型”处理利用工艺指的是畜禽场的畜禽污水处理后直接排入自然水体或以回用为最终目的的处理工艺，该工艺要求最终出水达到国家或地方规定的排放标准。
6.3 项目组成
*****************有限公司沼气工程由预处理系统、厌氧消化系统、沼气热电联产系统、沼液、沼渣利用系统及附属设施组成。
6.4 工艺技术方案的选择
6.4.1项目建设点基础情况
根据*****************有限公司提供的具体基础情况如下所示:
1) 格润生态养殖有限公司年出栏商品猪2万头;
2) 格润生态养殖有限公司每天可收集到鲜粪35t;
3) 格润生态养殖有限公司位于***，公司附近有有机作物种植2.2万亩。
6.4.2 工艺技术的选择
根据格润生态养殖有限公司的基础资料以及能源环保型与能源生态型工艺要求和特点，确定沼气工程选择能源生态型工艺技术方案。选择能源生态型的生产工艺的原因，是由于其具备以下优势:
1) 该建设项目产生的沼气净化后发电，用于周边农户用气，因此沼气不存在市场问题;
2) 沼气工程建设点位于黑龙江省***上甘岭区，有2.2万亩有机种植基地，同时建设大容量沼液贮存池，保证了沼液能够完全被消纳;
3) 选择该工艺技术方案经济合理，有利于节约项目投资金额降低运行费用，提高综合经济效益;
4) 该工艺中厌氧采用ADA技术，荷兰Preseco公司的ADA技术在反应过程中水解产出丰富的蛋白质，这种蛋白质可以在消化的过程中产生能量，从而使消化快速的进行与完成，并可依据温度平衡氨水与氨盐量的PH值;
5) 该项目采用的沼气热电联产设施，全部采用荷兰进口设备，设备性能稳定，造价高。但该公司采用这套设备主要目的有以下几个原因:一是周围村民居住比较分散不利于沼气直接输送;二是地方政府考虑到该地区的居民居住分散特点，为保护当地森林等生态环境，必须解决当地居民的能源问题;第三当地政府支持沼气热电联产这种新技术、新工艺、新设备在该地区的尝试和示范，并计划将该设备国产化后推广应用。
6.5 工艺技术方案的设计
6.5.1工艺流程
根据典型能源生态型处理利用工艺，结合*****************有限公司基础情况，*****************有限公司沼气工程工艺流程图见图6-1。
猪场污水通过排水沟自流汇集到集水池，集水池前设置两道格栅，以清除污水中较大的杂物。集水池内设一潜污泵，定时地按照工艺要求将污水输送到沼气池。公司鲜粪经装卸车运至场区，通过上料系统投入沼气池内，为保持沼气池的温度保持在35℃范围内，在沼气池内设置温度传感器，可通过传感器的温度变化控制沼气池的换热量。沼气池内沼液自流入平板滤池，其滤液资流入调节池后进入贮液池。干
化的沼渣经过处理干燥制粒初加工成有机肥施用于蔬菜生产基地和市场销售。
沼气池产生的沼气经脱硫、脱水等设备后贮存于贮气柜，供沼气热电联产用于养殖场自身和周边农户用电。
图6-1*****************有限公司沼气工程工艺流程图
6.5.2 工艺设施设计说明
1、集水池
为满足沼气池进料的定期、定量需求，设置集水池满足其工艺要求。集水池前设置两道格栅，池内设置一台污水泵。
2、沼气池的选择
根据典型厌氧池的特征，该工程采用在荷兰Preseco公司的ADA技术和塞流式厌氧池基础上研制的塞流式高浓度沼气发酵装置作为生产沼气的厌氧池，选择高浓度厌氧池作为生产沼气厌氧池的原因在于:
2 该池具有传统厌氧池结构简单、能耗底、稳定性好的特点;
2 该厌氧池采用的搅拌装置，保证了进入的废水、鲜粪和厌氧污泥的充分接触;
2 厌氧池的直接进料，避免了鲜粪前处理的投资和运行费用，并有效控制了蒸汽换热过程的热损耗。
2 荷兰Preseco公司的ADA技术在反应过程中水解产出丰富的蛋白质，这种蛋白质可以在消化的过程中产生能量，从而使消化快速的进行与完成，并可依据温度平衡氨水与氨盐量的PH值。
3、平板滤池
为满足沼渣作为基肥运输和施用，沼渣的含水率越低越好;沼液作为液体有机肥，一般采用污水泵、管道等进行输送，因此悬浮物的浓度越低越好。为方便沼渣的贮存、使用，须设置干化场进一步分离沼渣中水分，降低了沼渣的含水率和沼液中的悬浮物含量。
4、贮液池
贮液池的主要功能是贮存平板滤池分离出的沼液，满足果园和菜地等作物需要施用，贮液池设置3000m3。
5、附属设施
根据工艺要求，附属设施有进料车间、沼气热电联产车间和办公室等。
6.5.3沼气的利用
鲜猪粪的干物质浓度(TS%)一般为18%，猪粪每公斤干物质原料的产气率约为0.25m3/kgTS，故每天沼气产量为Q=35T/d ×1000×18%×0.25m3/ kgTS=1575m3/d。
在稳定的工作运行状况下，每天可产沼气1575m3左右，沼气经气水分离器、脱硫净化塔净化处理后进入700m3贮气柜。沼气作为清洁高效能源，热值为22000kj/m3，每m3沼气可发电1.5kWh。每天生产的沼气通过300kw沼气发电机组发电2362.5kWh，直接为饲料厂、养殖场补充提供日常用电。
6.5.4沼渣、沼液的利用
厌氧消化器每天添加的发酵原料为70t，其平均TS%=9%，经厌氧发酵后，排放的发酵物料约为70t，但其TS%下降为4.5%左右，按上述工艺，每日沼渣的排放量约为3.5t，每日沼液约为66.5t。
经厌氧发酵后的沼肥通过干化场等干燥和制粒工艺用以有机作物种植用肥。综合利用的主要设施包括管道输送设备和液肥喷灌设施等。为了使液肥用于农田喷灌，一般田间地下设置ф300的压力管，每40M左右设喷灌消火栓一组，配200M左右消防水带和消火喷枪，用于液肥的施用。
第7章 项目建设目标
项目达产后日生产沼气约1575m3，发电2362.5kWh，日处理格润生态养殖有限公司鲜粪和污水约70t。该项目以沼气为核心，通过利用猪场污水和固体粪便生产沼气和有机肥，并利用沼气热电联产;沼渣、沼液用于有机作物种植蔬菜、水果等种植基地。该项目将环境保护和养殖业、种植业有机结合起来，达到猪场废弃物的无害化、资源化、减量化的目标;通过生产可再生能源缓解农村能源供需矛盾，降低不可再生能源的消耗;使项目区走上能源生态可持续发展的良性循环轨道，极大的促进了农村经济的可持续发展。沼气工程从根本上改变传统的粪便利用方式，促进物质高效转化和能源高效循环，提高资源利用率。并使其上连养殖业、下承种植业，促进农业种养一体化。通过沼气工程的建设，形成以沼气为纽带发展循环经济，建立节约型社会的有效途径。
