沼气池的设计

JIANGXI AGRICULTURAL UNIVERSITY

有机垃圾产沼工艺的设计

学院：国土院

姓名：陈丽杜梦瑛傅鼎

学号：20103631 20103633 20103632

专业：环境工程101班

指导教师：罗运阔

二0 一三年五月

前言 (3)

一、课程设计目的 (3)

二、设计地点 (3)

三、村庄介绍 (4)

四、瑶理村垃圾分析 (4)

五、设计原则 (5)

六、设计要求 (5)

（一）设计参数 (5)

（二) 工艺流程 (6)

(三）形状及平面布局 (6)

(7)

1、发酵料液的计算 (7)

2、发酵间的设计 (7)

3、进料口（管）的设计 (10)

4、水压间（管）的设计 (12)

七、小结 (12)

参考文献 (13)

前言

厌氧发酵（沼气发酵或甲烷发酵）：指有机物在厌氧细菌作用下转化为甲烷（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，处理各类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发酵池中进行。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、导气管几个部分（结构如图参照教材p142图5-9所示）。

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加而增大，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。

一、课程设计目的

通过课程设计进一步消化和巩固本门课程所学的内容，并使所学的知识系统化，培养运用所学理论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，培养确定厌氧系统得设计方案，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。

二、设计地点

江西省宜春市丰城市董家镇瑶理村。

人、畜粪便 农业废弃物 CH4 50～60%

CO2 35～50% H2O 30～160g/m3 H2S ～5 g/m3

厌氧发酵器

沼气

三、村庄介绍

瑶里村资源丰富，景色秀美，有耕地、山地、林地和水库，种有板栗、银杏、水蜜桃、柑桔、黄花菜、奈李等，这里属亚热带湿润气候，四季分明，雨量充沛，光照充足，气候温和，年降雨量1670－1912mm，年均气温17.6－18.2℃，无霜期280天；这里地形山地和丘陵相间，土壤类型主要为红壤土类和水稻土类，适宜多种作物生长。村里人家60户左右，人数400人左右，养有鸡鸭鹅猫狗牛猪等动物。村庄面积较小，人家集中。

四、瑶理村垃圾分析

农村垃圾分类建立在"两桶一袋''基础上，即一个沤肥垃圾桶、一个焚烧垃圾桶、一个废品回收袋，实行农户家所有垃圾源头分类，具体分成五大类：

l、沤肥垃圾：就是指易腐烂有机垃圾，如菜叶(根)、剩菜剩饭、瓜皮果壳、树叶、人畜粪便、动物内脏、动物尸体等。处理模式为：主要是沤肥和产沼气。建设沤肥窖或沼气池。

2、建筑垃圾：主要是建筑施工中产生的废土、废砖、废石以及废陶瓷和煤渣等。处理模式为：可采取集中堆放、然后按指定地点填埋。可全部用于本村庄和农户的填塘平地、修道铺路。

3、回收可利用垃圾：主要包括废纸、塑料、玻璃、金属和布料五大类。废纸：主要包括报纸、期刊、图书、各种包装纸、办公用纸、广告纸、纸盒等等，但是要注意纸巾和厕所纸由于水溶性太强不可回收。塑料：主要包括各种塑料袋、塑料包装物、一次性塑料餐盒和餐具、牙刷、杯子、矿泉水瓶等。玻璃：主要包括各种玻璃瓶、碎玻璃片、镜子、灯泡、暖瓶等。金属物：主要包括易拉罐、罐头盒、牙膏皮等。布料：主要包括废弃衣服、桌布、洗脸巾、书包、鞋等。通过综合处理回收利用，可以减少污染，节省资源。如每回收1吨废纸可造好纸850公斤，节省木材300公斤，比等量生产减少污染74％；每回收1吨塑料饮料瓶可获得0．7吨二级原料；每回收1吨废钢铁可炼好钢0．9吨，比用矿石冶炼节约成本47％，减少空气污染75％，减少97％的水污染和固体废物。

4、封存垃圾：主要指回收不可利用垃圾，如：废电池、废农药瓶、废日光灯管等；

5、焚烧垃圾：不能回收利用的废品、杂物、破衣烂鞋脏棉等。处理方式：建立不同类型、不同大小的焚烧炉进行集中或分散焚烧，由保洁员收集，然后由垃圾清运车统一清运到大型焚烧炉焚烧；另一种是偏远的中心村也可建小型焚烧炉，偏远的村落由农户在菜园里自行焚烧后填埋。

五、设计原则

1)沼气池宜建在畜圈或厕所地表以下，进料间与人、畜粪入口相连通。

2)坚持适用、卫生、平面布局合理，外型美观。

3)池盖顶端复土厚度不小于200mm。

4)强度安全系数K≥2.65。

5)正常使用寿命20年以上。

六、设计要求

（一）设计参数

（1）气压：7480Pa（即80cm水柱）。

（2）池容产气率：池容产气率系指每立方米发酵池容积1昼夜的产气量，单位为m3沼气/（m3池容·d）。采用的池容产气率0.2m3 ∕(m3·d)

( 3 )某户6人，牲畜（猪）4头

（4）贮气量：贮气量系指气箱内的最大沼气贮气量。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。

（5）池容：系指发酵间的容积。农村家用水压式沼气池的池容积有4 m3、6 m3、8 m3、10 m3几种。

（6）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%之间为宜。