微生物生态能源—第四部分-可行性报告.doc

国际生态安全合作组织秘书处
中国国际问题研究基金会生态安全中心

微生物生态能源·HTF
可行性报告
第一章 前言
东莞微生物生念能源研究所邓楚柏所长运用自主研发的“微生物生态能源技术”，将高浓度的城市垃圾渗滤液、工业污水、漂染厂污水、造纸厂污水、发电厂污水以及城市生活污水，加上适量的微生物添加剂，经过自行设计的自动化生产流水线进行生物发酵处理，把污水全部转化成为一种可替代能源的新型、高效液体燃料(取名“HTF”)，适用于炉灶、锅炉、内燃机。目前，该项目技术已经成熟，并申报了国内、国际发明专利(国内专利号：ZL02142920：国际专利号：l30913300)，产品符合检测标准，可进入产业化生产。

第二章 项目概述
1．项目生产背景
随着社会经济不断发展，各国政府对环保、节能、减排越来越重视。近年来，我国先后出台了《全国城镇污水处理及再生利用设施建设“十五”规划》和《中华人民共和国再生能源法》等一系列法规、政策、措施，积极鼓励企业投资研发新技术，解决当前突出的环境污染和能源紧缺问题。在这种背景下，邓楚柏研究员在处理城市垃圾渗滤液中，发现高浓度污水具有可燃性后，经过十多年研究，培育、筛选了一批微生物菌种。经过八年研究和中试，攻破了一个又一个技术难关，终于使该项目达到成熟地步。
2．项目水质状况
城市垃圾渗滤液等有机污水是一种恶臭、难处理的废水，与城市生活污水的水质比较主要有三个特征：
①浓度高。城市、工厂生活污水COD、BOD浓度一般存100至2000之间，易为处理。而城市垃圾渗滤液、化工厂、漂染厂、造纸厂、发电厂等有机污水COD、BOD浓度通常在4000至8000之间，比城市生活污水高几十倍。
②处理难。不同有机污水成分不同，通常有机污水内含卤素、烃、氧、氮、硫、磷等有机化合物和重金属元素。特别是高浓度、有毒性的填埋场垃圾渗滤液，不但处理成本高，而且处理难度大，是当今世界污水处理的难题。
③危害大。高浓度、恶臭的垃圾渗滤液是一种有毒性的污水，其臭味对人体呼吸、消化、血管神经系统会产生毒副作用。有毒性污水会渗入地下水,，会造成地下水几十年不能饮用，被污染土地不能耕种，可以说填埋场渗滤液是人类的一种公害。

3．项目建设意义
对垃圾渗滤液等有机污水无害化处理是各级政府的责任。2008年3月17日，中国环境保护部门出台了《生活垃圾填埋场污染控制标准》，明确要求垃圾填埋必须建设污水处理装置，处理排放标准必须按国家统一排放标准控制限制的COD在100M/L以下，才可以达标排放。因此，投资建设垃圾填埋场污水处理及再生利用项目，这对环保、节能、减排，解决重大污染源，保护土壤和地下水资源，提高环境质量，确保广大群众身体健康具有十分重要的意义。

第三章 项目流程
东莞微生物生态能源研究所发明的污水处理及再生利用制品技术，既可以按垃圾渗滤液无害化处理达国际标准排放，也可以把净化后的污水再生利用制成一种新能源。其自动化工艺流程是自行设计的，主要由污水处理、生物制品、产品储存三大部分组成(详见附图)。

生产流程的实施步骤是：
1．建设污水处理池。先在填埋场下游区规划一个约2万吨的垃圾渗滤液收集、储存池和约400吨的污水调配、发酵池各一个备用。
2．生物复合添加剂制作。将l0多年来筛选、培育的20种微牛物种群，加上配料，制成微生物复合添加剂1-3号备用。
3．污水初级处理。将自制的生物复合l号添加剂按比例加入污水发酵池，经16小时充分发酵备用。
4．污水深级处理。将自制的生物复合添加剂按比例分别加入6个生物过滤器，通过生物添加剂吸附、降解、过滤的原理，进行有效除黑、除臭、除虫、除毒、除重金属元素，使浓度高、色度高、毒性大、难降解恶臭的垃圾渗滤液变清、无色、无味、无毒、无重金属元素。
5．利用废水制品。在装有污水的反应器中，分别按配比加入微生物2—3号添加剂，住常温常压条件下，通过约10个小时，催化发酵、生化反应、变性合成，就可以将这些回收污水全部转化成一种可替代能源的液体燃料。
第四章 产品特性
本产品是世界上首次由有机污水再生利用制成一种无色、无味、无毒、无污染，具有再生性的新型清洁液体燃料，各项性能经国家有关部门检验，各项指标完全符合国家制定的醇基燃料GBl6663—1996一级标准和环保燃料排放标准要求。
1．产品主要理化指标。
项目
标准要求
检验结果
评价
检验单位
密度(20℃)
750-1000
885.3
合格
中石化检验中心
闪点℃
≥15
23
合格
中石化检验中心
凝点
℃
低于0.20
合格
中石化检验中心
热值
>4500
7600
合格
台架对比试验

2．产品燃烧排放情况。
产品成份经清华等科研部门分析，内含成份无重金属离子；燃烧经东
莞市环境保护豁测站监测，达到国家一级排放标准(详见监测报告)。
3．产品特性优点。
(1)热值高、成本廉。产品经检测热值为7600大卡／千克，在特制炉灶燃烧热量达8600-1万大卡，与石油液化气、柴油热值相当。原料来源于有机污水，不花钱，易得，加上产品制作在常温、常压条件生产，减少电费开支，生产成本仅为柴油的l／3左右，利润空间较大。
(2)清洁卫生、绿色环保。该燃料含氧量高、燃烧充分，无黑烟、无腐蚀、无积碳、无残液残渣，燃烧后废气排放无任何污染，是名副其实的清洁燃料。
(3)安全可靠、适用范围广。本产品在常温常压下储存、运输和使用，无需高压瓶，用普通铁桶或塑料罐储存即可，使用安全方便。万一失火，用水即可扑灭，不会引发爆炸的危险，也不会因泄露而引发中毒事件。产品用途广泛，完全可以替代汽油、柴油、液化气、天然气，适用于酒店、宾馆、学校、机关等大型企业及团体厨房使用炉灶或锅炉、内燃机发电，还可以为汽车提供动力。

第五章 污水转能机理
有机污水再生利用转化能源是一个综合复杂生物化学过程，转化合成产品的机理主要由三个因素起作用。
1．有机污水有机物起基础性作用。大家知道用清水或浓度较低的无机污水是无法变为能源的，但浓度高、恶臭的有机污水则不同，其原因是：COD、BOD高垃圾渗透液等有机污水，除含硫、氨化合物外，其余都是各类有机化合物，其中相当多是有机碳和碳源。这些有机物的用途，对培养微生物，稳定微生物细胞结构，维持酶的活性，提高降污功效，使有机物质转化新能源起基础性作用。
2．特殊处理装置起保障作用。试验表明：有机污水中COD含量越高，制出来的能源热值就会越高。如果采用传统的化学沉淀法、氧化还原法、电解法、厌氧离子交换法等，很难达到既去除各种重金属冬物，又保留可用的有机物的效果。因此，研究所汇集世界污水处理和微生物制品先进技术，自行研制了一套用“微生物+滤膜法”自动处理装置。这套独特自动处理装置的最大特点，能在常温、常压条件下，运用微生物对重金属吸附和滤膜法的机理，既能做到有机污水中各种重金属离子、铁、铜、铬、铅和含硫有害物被生物吸附、去除，又能保留可用的有机物，使污水再生利用转化能源起保障作用。
3．微生物复合添加剂起关键性作用。研究所通过筛选、培养28种特殊微生物种群，按“综合菌+辅助原料”模式研制出高效实用的系列微生物复合制剂1-3号，在生物降解、多种化学反应下，能使有机污水迅速分解、反应变性、合成变能中起关键性作用。其转化合成机理，大概分为：前酸性反应、中变性反应、后增热值反应三个阶段。举例如下：
(1)前酸性反应阶段。按照亨利定律，高浓度、恶臭污水溶解在水中的臭气、污染物被微生物细胞和分泌的酶分解后吸收，分解过程产生大量有机酸，主要是挥发性脂肪酸(VFA)和醇，使发酵环境中PH下降，呈酸性。一般的有机臭气物质分解二氧化碳和水，含硫的臭气成份分解为亚硫酸和硫酸，含氮的臭气成份分解为亚硝酸和硝酸。
(2)中变性反应阶段。
添加剂

①酯化反应。加入2号添加剂与多种有机酸发生酯化反应生成甲酸、甲脂添加剂+HCOOH→HCOOCH3+H20。
②氧化反应。醇被空气氧化成醛、CH30H+½0--------→
HCHC+H20．
③羟基化反应。添加剂与光空发生羟基化反应生成氧甲酸甲脂，
进一步反应生成碳酸二甲脂，添加剂+COCL2→CH30COCL+HCL，添加剂+CH30H→CH3O2CO+HCL，添加剂与一氧化碳、二氧化碳生羟基化反应还可以生成多种产品。石化甲醇分子式CH30H：即H3羟基和OH羟基分子相结合叫醇。本产品以含醇类成份为主，所以定性为生物醇基复合燃料，取名为“HTF”。
(3)后增热值反应阶段。这个阶段，主要将具有催化、助燃、稳定作用的微生物复合3号添加剂，加入最后2个生物反应器中，就可以使含酸性有机物分子更为活跃，进一步降低酸性，变性为有机可燃物，含碳量不断增多，产品兼容稳定性更好，燃烧更充分、热值高，使用安全可靠，无环境污染。
第六章 投资效益测算
1．固定资产投资。
建设年产l0万吨污水处理项目，需要占地约50亩土地，生产布局分为污水储藏区、污水处理区、产品储存区、固定资产总投资4600万元，不含流动资金1000万元(详见表一)。
固定资金投资表
序号
项目名称
规格
数量
金额(万元)
备注
1
污水收集、储存池
2万立方米
1个
150

2
污水调配池
500立方米
2个
100

3
菌种生产罐
55、55、30吨
3个
50

4
反应器、反应罐
70—100立方米
15个
200

5
检测设备
20件
约20件
50

6
离心水泵
大、中、小型
10个
50

7
产品储存罐
400吨
5个
2500

8
办公、厂房、宿舍

1500平方米
200

9
运输汽车
10吨、20吨
5台
100

10
土地
亩
50亩
1000

1l
不可预见费

200

合计

4600

2．项目收支测算。
本项目是利用有机污水再生制能，虽然原料70％来源广、易得，但约占30％微生物复合添加剂制作成本较重，其他成本与通常工厂接近(详见表二)。

年产l0万吨收支表
项目
数量
单价／吨
总收入
备注
产品收入
10万吨
3000元／吨
3亿元

项目
单价成本
总成本(年)
备注
费用支出
添加剂及原材料
1800元／吨
1.8亿元

电费
1万元／月
300万元

费
工资
20万元／月
200万元

用
运输费用
10万元／月
100万元

支
劳保费
5万元／月
50万元

出
制造成本
200元／吨
200万元

不可预见费
10万元／月
150万元

合计
1.9亿元

3．收益概算情况。
根据上述年产l0万吨燃料预算表总收支情况概述如下：
(1)销售总收入人民币约3亿元；
(2)减除总费用支出人民币2.36亿元(内含固定资产投入和各种费用支出)；
(3)毛利总收入6400万元；
(4)扣除税金l.O24万元，流动资金利息200万元；
(5)净利润收入5196万元；
(6)投资效益价，收入较好，一年可收回总投资成本。

第七章 投资风险分析
本项目经多年研发，拥有自己的知识产权，经一年多中试，技术已经成熟，可以产业化生产。在产业化生产过程中，不可避免遇到技术上、市场上、政策上的问题，为避免投资风险，增加收益，项目负责部门将会采取应对措施加以解决。 I
1．技术风险分析。微生物制品技术是世界上一项高新技术。在目前世界上，利用有机污水制能的，有中国、美国、英国可以从有机污水中提取氢气，为汽车提供动力，但生产成本重，难于产业化发展而我们可以利用有机污水能制出液体燃料。本项目问世后，惊动欧美各国，发展方向得到联合国相关领导的充分肯定。技术发明人邓楚柏研究员从研发至今已有十多年，中试已获成功，产品已经有关部门检验合格，但有机污水转化合成能源机理体系还有待完善，产业化发展还需人才、技术来支撑。为此，东莞微生物生态能源研究所将采取积极、稳步发展的战略，计划在东莞设立“生物能源”示范基地，与清华大学和生物研究机构建立生物能源研发中心，建立一支高素质、实用型技术团队，进一步提高产品质量，最大限度地降低技术风险，为产业化发展提供样板工程和技术服务。
2．市场风险分析。从我国燃料市场销售区域分布看：主要消费地区集中在华南、华东地区，占全国消费总量的71％左右。其中近几年来看，广东燃料需求均保持l000万吨／年的水平，占全国燃料油需求量的1／4到1／3，产品需求空间较大；从产品价格成品来看，该产品燃料值、用量接近柴油，但其成本是柴油生产成本的1／3，如该产品定位在民用燃烧用，价值约在柴油一般价格左右，产品销售空间大；从中试产品试销看，产品受到用户认可。只要有良好经营销售策略，有一支良好的销售服务队伍，建立营集网络、产品营销是没有风险的。
3．政策风险分析。本项目是符合国家环保、再生能源循环经济产业发展政策，被行家们认为是21世纪最有社会效益和经济效益的新能源产业。主要体现在：
(1)在难降解污水处理上，实现污水处理零排放，解决重污染源，有利于环保；
(2)在污水再生利用上，发明了污水再生利用制能源高新技术，开辟了再生能源新途径，有利于缓解能源危机；
(3)在产业发展上，把污水再生利用，变废为宝，有利于循环经济发展；
(4)在投资效益上，原料来源于污水，取料易得，投资效益好，有利于地方形成新经济增长点；
(5)在产品市场上，可使用户获得廉价、安全、高效燃料，降低生产成本，有利于促进企业经济发展。
但是，由于产品新，很多人对“污水可变能源”感到奇怪，还不能完全接受，在贯彻落实产业政策上受不同程度影响。东莞微生物生态能源研究所在科学发展观的指导下，在国家政策支持下，怀着对科学高度负责的精神，一定会进一步在深入研究的基础上，积极推进新能源产业化发展，为解决能源紧缺和减缓地球变暖做出贡献。
结论意见：项目符合产业化政策，科技含量高，技术可行，投资效益好风险小，具有良好的社会和经济效益，可推荐国家、政府产业化发展。

二〇一〇年一月五日

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