水压式沼气池课程设计

xxxxxxxxxx大学课程设计说明书题目：水压式沼气池设计学院：xxxxxxx专业班级：xxxxx学生姓名：xxxx学生序号：xx指导教师：xxxxx课程设计时间：二O一年月日～二O一年月日目录前言 .................................................................................................................................一、设计参数 .................................................................................................................二、设计内容和要求 .....................................................................................................三、设计计算 .................................................................................................................3.1工艺流程设计 ...........................................................................................................3.2发酵间的设计计算 ...................................................................................................3.3进出料管的设计及安装位置 ...................................................................................3.4水压间的设计 ...........................................................................................................四、小结 ......................................................................................................................... 参考文献 ......................................................................................................................... ......................................................................................................................................... ......................................................................................................................................... .........................................................................................................................................前言厌氧发酵也称沼气发酵或甲烷发酵，是指有机物在厌氧细菌的作用下转化为甲烷（或称沼气）的过程。

不管是作物秸秆、树干茎叶、人畜粪便、城市垃圾，还是污水处理厂的污泥，都是厌氧发酵的原料。

在发酵过程中，废物得到处理，同时获得能源。

在我国农村，沼气发酵不仅作为农业生态系统中的一个重要环节，处理各种废弃物来制成农家肥，而且获得生物质能用来照明或作为燃料。

厌氧发酵一般在沼气池中进行，我国沼气发酵池类型较多，其中，水压式沼气池是在农村推广的主要池型。

水压式沼气池是一种埋设在地下的立式圆筒形发酵池，池盖和池底是具有一定曲率半径的壳体，主要结构包括加料管、发酵间、出料管、水压间、导气管等几个部分。

其工作原理为：产气阶段，发酵池内发酵产气，发酵间的气压随产气量增大而增大；造成水压间液面高于发酵间液面：使用沼气时，发酵间压力减小，水压间液体被压回发酵间。

通过课程设计进一步消化和巩固课本所学内容，并使所学的知识系统化，培养运用所学理论知识进行沼气池设计的初步能力。

通过设计，了解工程设计的内容、方法及步骤，培养确定厌氧系统的设计方案、进行设计计算、绘制工程图、使用技术资料、编写设计说明书的能力。

一、设计参数1.气压：7480Pa为宜。

2.池容产气率：池容产气率系指每立方米发酵池容积一昼夜的产气量，单位为m3沼气/(m3池容·d)。

我国通常采用的池容产气率包括0.15、0.2、0.25、0.3和0.35几种。

3.贮气量：贮气量系指气箱内的最大沼气贮存量。

农村家用水压式沼气池的最大贮气量以12h产气量为宜，其值与有效水压间的容积相等。

4.池容：系指发酵间的容积。

农村家用水压式沼气池的池容有4m3、6m3、8m3、10m3等几种。

5.投料率：系指最大投入的料液所占发酵间容积的百分比，一般在85%～95%之间。

二、设计内容和要求1.设计农村家用沼气池工艺流程；2.了解沼气池形状及平面布局原则；3.发酵间的设计：计算发酵间的容积及各部分尺寸；4.进料间、出料间（水压间）的设计；5.编写设计说明书：设计说明书按课程设计程序编写，包括方案的确定、设计计算、有关设计的简图等内容。

课程设计说明书应有封面、目录、前言、正文、小结及参考文献等部分，文字应简洁、通顺、内容正确完整，书写工整、装订成册。

6.图纸要求:沼气池构造详图一张（2号或3号图纸）。

应按比例绘制、标出主要配件、管件及其编号、标出各部分的尺寸。

三 设计计算3.1工艺流程设计采用自然温度连续投料发酵工艺，以人、禽畜粪便及蔬菜秸秆为发胶原料，定时定量投料和出料，简单工艺流程如下：人畜粪便（青草，农业废物）→进料间→厌氧发酵间→水压间→农田3.2发酵间的设计计算3.2.1发酵间容积：V=1+2×1+17=20 m 33.2.2发酵间各部分尺寸的确定 1.沼气池的直径根据合理尺寸确定 池盖矢跨比511=D f ，池底矢跨比812=D f ，池身高5.2D H =； 其中， f 1——池盖矢高，mf 2——池底矢高，mH ——池身圆柱体高度，m D ——池身圆柱体直径，m 将511=D f ，812=D f ，5.2D H =，R=2D 分别代入 V 1=)3(62121f R f +πV 2=)3(62222f R f +πV 3=H R 2π得V 1=3220827.0)]5()2(3[56D D D D =+⨯⨯πV 2=3220501.0)]8()2(3[86D D D D =+⨯⨯πV 3=323142.05.2)2(D DD =⨯π V=V 1+V 2+V 3=0.0827D 3+0.0501D 3+0.3142D 3=0.4470D 3=20 m 3则 D=334470.0D =3.55 mf 1=0.71m,f 2=0.44m,H=1.42m2.池盖容积V 1=)3(62121f R f +π=)071775.13(71.0622+⨯⨯⨯π=3.70 m 33.池底容积V 2=)3(62222f R f +π=)44.775.13(44.0622+⨯⨯⨯π=2.22 m 34.发酵间圆柱体体积V 3=V-V 1-V 2 =20-3.70-2.22 =14.08 m 3核算池身圆柱体高度：H=23RV π=1.42 m 3.3进出料管的设计及安装位置 3.3.1计算死气箱拱的矢高f 死=h 1+h 2+h 3式中：h 1——池盖拱顶点到活动盖下边缘平面的距离，该值一般在10~15cm 之间 h 2——导气管下露出长度，取3~5cmh 3——导气管下口到O —O 液面的距离，取20~30cm设 h 1=12cm ；h 2=5cm ；h 3=25cm 则f 死=12+5+25=42cm=0.42m3.3.2计算死气箱容积V 死=)3(12死死f r f -π)(2121211f R f r +==)71.0775.1(71.02122+⨯⨯=2.57r 1——池盖曲率半径，m3.3.3投料率：投料率=%100⨯-VV V 死=%1002035.1-20⨯ =93.25%3.3.4计算最大贮气量V 贮=池容×池容产气率×12 =20×0.35×12=3.5 m 33.3.5计算气箱总容积V 气=V 死+V 贮 =1.35+3.5 =4.853.3.6计算发酵间最低液面A —A 气箱在圆筒形池身部分的容积：V 筒=V 气-V 1=4.85-3.70=1.15 m 3h 筒=2R V π筒=2775.114.315.1⨯=0.12式中：h 筒——圆筒形池身内气箱部分的高度，m3.4.水压间的设计3.4.1水压间的地面标高：此标高应确定在发酵间初始工作状态时的液面位置O —O 水平。

3.4.2水压间的高度△H=H 1+H 2=0.8m3.4.3水压间容积：此容积等于池内最大贮气量，即3.5m 3四、小结通过本次课程设计进一步消化和巩固课本所学内容，并使所学的知识系统化，培养运用所学理论知识进行沼气池设计的初步能力。

通过设计，了解工程设计的内容、方法及步骤，培养确定厌氧系统的设计方案、进行设计计算、绘制工程图、使用技术资料、编写设计说明书的能力。

参考文献《固体废弃物处理与利用A讲义》；《固体废弃物处理与利用A》课程设计任务书及指导书。