固废课程设计

固废课程设计

目录

一:前言

1．1沼气定义

1．2沼气工程原理

1．3影响厌氧发酵的因素

1．4厌氧发酵工艺

1．5厌氧发酵原理

1．6沼气工程的现状和前景1．7沼气发酵的优点

二:依据

三：设计说明书

3．1课程设计题目

3．2课程设计目的

3．3课程设计参数

3．3．1气压

3．3．2池容产气率

3．3．3贮气量

3．3．4池容

3．3．5投料率

3．4发酵间设计

3．4．1发酵间的容积

3．4．2发酵间各部分尺寸的确定3．5进料口设计

3．5．1计算死气箱拱的矢高3．5．2死气箱容积

3．5．3投料率

3．5．4最大贮气量

3．5．5气箱总容积

3．5．6发酵间最低液面位

3．6水压间设计

3．7发酵原料预处理

3．8设计沼气发酵池的注意事项四：设计计算书

4．1工艺流程设计

4．2发酵料液计算

4．3气室容积计算

4．4沼气发酵的投料计算

五：设计总结(包含图纸)

水压式沼气池课程设计说明书

——八立方米

一. 前言

沼气池是有机物在厌氧条件下经微生物的发酵作用生成的一种以甲烷为主体的可燃性混合气体，气主要成分是甲烷和二氧化碳[5]；沼气工程是对废弃有机物进行厌氧发酵处理的过程，厌氧发酵又叫厌氧消化，厌氧消化处理是在缺氧情况下，利用自然界中固有的厌氧菌（特别是甲烷菌）微生物，以垃圾中有机物作为它的营养源，经过甲烷菌的新陈代谢，将垃圾中有机物转化为沼气和沼肥的整个生产过程。

影响厌氧发酵的因素有很多：根据菌体的性质、发酵温度等决定有机物的投入量；为了使甲烷发酵顺利进行，营养因素也不可忽视，碳氮比和碳磷比是重要因素；粒度的大小，一般是越小越好；发酵的温度分为常温发酵、中温发酵和高温发酵，都要控制在相对的范围内；不可缺少的还有沼气发酵槽料液的搅拌；对于厌氧发酵，适当的加温、基质的平均滞留时间和PH值也是其重要因素。

厌氧发酵工艺有高温厌氧发酵工艺和自然温度厌氧发酵工艺两种方式[3]。厌氧发酵原理：有机物的厌氧发酵过程可分为液化、产酸和产甲烷三个阶段，三个阶段各有其独特的微生物类群起作用[4]。

利用城镇垃圾、粪便、污水以及食物加工后的废渣泔水等制取沼气可以节约石化能源，降低加工成本，清洁环境。利用农业和食品加工业产生的废渣、植物秸秆、人畜粪便、活性污泥等制取沼气的过程可以杀灭病虫卵，防止疾病传播。沼气渣还可以提高肥效，发展前途广阔[3]。

二．依据

（1）气压：沼气池的产气量和池内的气压密切相关。随着气压的增加，其

产气量相应减少。同时，沼气发酵效

果好，要求沼气池内气压有一个相对的稳定阶段。

(2)产气率：所谓产气率是指每立方米发酵料液24小时的产气量，单位以米

3 /米3料液·天表示。目前，我国农村家用沼气池大部分为常温发酵。发酵温度随外界气温和地温而变化，变化幅度为8℃～28℃。在正常产气的情况下，每立方米发酵料液产气量为0.1～0.3米3/天。夏天产气多，冬天产气少。

（3）容积：沼气池容积的确定是设计上的一个重要指标。沼气池设计过小，不能充分利用原料和满足使用要求；容积过大，没有足够的原料，则沼气池利用率低，浪费投资和材料。因此，沼气池容积应根据发酵原料情况和用户使用要求以及产气率合理确定。

农村户用沼气池，根据目前生活水平，每人每天用气量是0.2～0.3米3。如五口人的家庭每日需沼气量为1.5米3。目前水压式沼气池的产气率为0.15米3/米3料液·天左右。

（4）沼气池是靠池内发酵产生的沼气将发酵料液压到水压间而产生压力。贮气容积的确定，是按每个沼气池每天所产沼气量的一半计算。

（5）沼气池荷载：荷载是指作用于沼气池的外力，指单位面积上所承受的重量。沼气池自身重量是2.5吨/米3；拱顶覆土及地面处置负重2.5吨/米3；池内发酵原料1.2吨/米3；沼气池产气后池内承受压力为1吨/米2；池顶人、畜活动承受力1.5吨/米2。综合上述因素，沼气池池基荷载为5吨/米2。

三．水压式沼气发酵池设计说明

1. 课程设计的目的

通过课程设计进一步消化和巩固本课程所学内容，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。

2. 设计参数[1]

1) 气压：7480Pa（即80cm水柱）

2) 池容产气率：指每立方米发酵池容积1昼夜的产气量，单位为m?沼气/（m?池容·d）常温下我国常用的池容产气率为0.2m?/（m?.d）

3) 贮气量：指气箱内的最大贮气量。农村家用水压式沼气池的最大贮存气量以12H产气量为宜，其值与有效水压间的容积相等。

4) 池容：指发酵间的容积。本次设计的农村家用水压式沼气池的池容积为8m?。

5) 投料率：指最大投入的料液所占发酵间容积的百分比。

3. 发酵间的设计[1]

1) 发酵间的容积

Ｖ＝（Ｖ１－Ｖ２）ｋ１

式中Ｖ－发酵间容积，ｍ?；

Ｖ１－发酵料液体积，ｍ?；

Ｖ２－气室容积，ｍ?；

ｋ１－容积保护系数，取0.9。

本次设计取ｋ１=0.9 Ｖ=（7.32-0.732）x 0.9

=5.93m?

2) 发酵间各部分尺寸的确定

沼气池的直径根据题目要求及经验和平面设计确定为2.8m。

○1发酵间池盖削球体矢高和净容积

a) 池盖削球体矢高

f1=D/a1