固体废弃物课程设计讲解

课程设计

题目农林固体废弃物的厌氧消化与沼

气利用设计

学院资源与环境学院

专业环境工程

姓名

学号

指导教师

二O一五年十二月八日

课程设计任务书

学院资源与环境学院专业环境工程

姓名学号

题目农林固体废弃物的厌氧消化与沼气利用设计

一、课程设计的内容

（1）厌氧消化处理的工艺流程比选，并对工艺构筑物选型做说明；

（2）主要处理设施的工艺计算；

（3）绘制主要构筑物设计图纸。

二、课程设计应完成的工作

（1）对厌氧消化处理技术进行分析，根据国家相关法律法规，

（2）确定合理的工艺流程，并对所选择工艺构筑物选型做适当说明；

（3）确定主要处理构筑物的尺寸，完成设计计算；

（4）绘制主要处理构筑物的设计图纸。

课程设计评语

学院资源与环境学院专业环境工程姓名班级学号

题目农林固体废弃物的厌氧消化处理与沼气利用设计

指导小组或指导教师评语：

本课程设计对农林固体废弃物的厌氧消化处理与沼气利用

进行了设计，对厌氧消化处理基本理论进行了分析与讨论，选择了自然温度消化工艺流程对农林固体废弃物进行厌氧消化处理，对主要工艺设施：水压式沼气池进行了工艺计算，平面布局设置符合要求，工艺参数选择正确，工艺计算无误。

设计说明书文字通顺，格式基本符合规范要求。

图纸的绘制基本符合要求，通过课程设计，进一步熟悉了固体废物处理与处置课程的主要内容，达到了预期课程设计目标。

评定成绩

2015年12月8日负责人或指导教师

目录

1 总论 (2)

1.1 农林固体废弃物定义 (2)

1.2 农林固体废弃物处理方法 (2)

1.3 沼气利用 (2)

2 厌氧消化工艺 (3)

2.1 厌氧消化工艺原理 (3)

2.1.1 厌氧发酵基本原理 (3)

2.1.2 三段理论 (3)

2.1.3 两段理论 (4)

2.2 厌氧消化工艺类型 (5)

2.2.1 自然消化工艺 (5)

2.2.2 半连续消化工艺 (5)

3 农林固体废弃物厌氧消化处理总体设计 (6)

3.1项目介绍 (6)

3.2 设计参数 (6)

3.3沼气池工作原理 (6)

3.4 发酵料液与气室容积计算 (7)

3.5 发酵间设计 (8)

3.6 进料管设计 (10)

3.7水压管设计 (12)

3.8 沼气池设计图纸 (12)

3.9 发酵原料的预处理 (14)

3.9.1 接种物 (14)

3.9.2 沼气发酵的启动 (14)

3.9.3 气池的运转管理 (14)

4 沼气综合利用 (15)

5 结论 (16)

6 参考文献 (17)

1 总论

1.1 农林固体废弃物定义

我国是一个农业大国，随着农业的发展，副产品的数量也在不断增加。农林固体废物是指农林作物收获和加工过程中所产生的秸秆、糠皮、山茅草、灌木枝、桔树枝、木屑、刨花以及食品行业排除的残渣等。这些农林固体废弃物虽然对环境不具有危险效果，甚至部分还具有再利用价值，但如果不进行处理，任由其随意堆放或简易处理，仍然有可能给土地和大气、河流等造成危害，污染当地的生态环境。

1.2 农林固体废弃物处理方法

农林固体废弃物的处理方法有很多种，其中经济和生态效果最好的是生物处理。固体废物的生物处理是指直接或间接利用生物体的机能，对固体废物的某些组成进行转化以建立降低或消除污染物产生的生产工艺，或者能够高效净化环境污染，同时又生产有用物质的工程技术。它既能实现减量化、无害化、资源化，又能解决环境污染问题。固体废物的生物处理方法有好氧堆肥、厌氧消化、微生物浸出、蚯蚓处理等。本课程设计拟采用厌氧消化的处理方法。

厌氧消化是一种普遍存在于自然界的微生物过程。它是指在厌氧状态下利用厌

氧微生物是固体废物中的有机物转化为CH

4和CO

2

的过程。厌氧消化可以产生以CH4

为主要成分的沼气，可去除废物中30%-50%的有机物并使之稳定化。由于能源危机和石油价格的上涨，使得厌氧消化技术显示出优势。

1.3 沼气利用

据统计，我国每年农作物秸秆约为700000000t，酒糟15830000t，禽粪73000000t 等。这些物质目前多作为农家燃料、畜禽饲料、田间堆肥等发挥初级用途，仅少量用于造纸、草编等深加工。就其应用价值而论，无论在广度和深度上，目前的利用水平均较差。厌氧生物处理会产生的大量CH

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。即沼气。沼气可作为燃料，直接燃烧用于炊事、烘干、供暖、照明、气焊等，且燃烧后不产生污染环境的气体，还可作内燃机的燃料以及生产甲醇、福尔马林、四氯化碳等化工原料，是一种可再生的清洁能源。

为了充分合理的处理农林固体废弃物，并利用好厌氧消化产生的沼气，本课程设计结合固体废物处理与处置课程知识，拟对农林固体废弃物的厌氧生物处理和沼气的利用进行沼气池的初步设计。

厌氧微生物 细胞物质+CH 4+CO 2+NH 3+H 2+H 2S+……+抗性物质+热量

有机物+H2O+营养物

2 厌氧消化工艺

2.1 厌氧消化工艺原理

2.1.1 厌氧发酵基本原理

厌氧活性污泥技术是在人工充氧条件下，对污水和各种微生物群体进行连续混合培养，形成活性污泥。利用活性污泥的生物凝聚、吸附和氧化作用，以分解去除污水中的有机污染物。然后使污泥与水分离，大部分污泥再回流到曝气池，多余部分则排出活性污泥系统。

参与厌氧发酵的微生物可分为两类，即分解复杂有机物为以有机酸为主的简单产物的水解菌和将有机酸转化为家玩的产甲烷细菌。厌氧消化的反应式为：

有机废物厌氧发酵工艺原理示意图如下

图(1)

2.1.2 三段理论

三段理论将厌氧发酵分为水解、产酸、产甲烷三个阶段。水解阶段起作用的细菌包括纤维素分解菌、脂肪分解菌和蛋白质水解菌； 在水解酶作用下，转化产生单糖、酞和氨基酸、脂肪酸和甘油。产酸阶段起作用 细菌是发酵性细菌，产氢产乙酸和耗氢产乙酸菌在胞内酶作用下，转化产生挥发 性脂肪酸、醇类、氢和二氧化碳；产甲烷阶段是产甲烷菌利用H 2、CO 2、乙酸、 甲醇等化合物为基质，将其转化成甲