文档介绍：固体废物处理与处置课程设计
设计题目
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有机垃圾产沼工艺的设计
姓名
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学号
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年级
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系部
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专业
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指导教师
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完成时间
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目录
1 前言 - 1 -
2 设计任务及基本资料 - 1 -
课程设计的题目 - 1 -
课程设计的目的 - 1 -
水压式沼气池的介绍 - 1 -
工艺流程 - 4 -
水压式沼气池工作原理及优点 - 4 -
3 设计计算 - 5 -
设计参数 - 5 -
设计原始数据 - 5 -
工艺流程设计 - 5 -
发酵料液的计算 - 5 -
发酵间的设计 - 6 -
进料口(管)的设计 - 8 -
水压间的设计 - 9 -
4 安全注意事项 - 10 -
5 设计小结 - 11 -
6 参考文献: - 11 -
前言
有机垃圾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,其主要成分是甲烷和二氧化碳。固定拱盖水压式沼气池有圆筒形、球形和椭球形三种池型。这种池型的池体上部气室完全封闭,随着沼气的不断产生,沼气压力相应提高。这个不断增高的气压,迫使沼气池内的一部分料液进到与池体相通的水压间内,使得水压间内的液面升高。这样一来,水压间的液面跟沼气池体内的液面就产生了一个水位差,这个水位差就叫做“水压”。用气时,沼气开关打开,沼气在水压下排出;当沼气减少时,水压间的料液又返回池体内,使得水位差不断下降,导致沼气压力也随之相应降低。这种利用部分料液来回串动,引起水压反复变化来贮存和排放沼气的池型,就之为水压式沼气池。
水压式沼气池,是我国推广最早、数量最多的池型,是在总结“三结合”、“圆、小、浅”、“活动盖”、“直管进料”、“中层出料”等群众建池的基础上,加以综合提高而形成的。“三结合”就是厕所、猪圈和沼气池连成一体,人畜粪便可以直接打扫到沼气池里进行发酵。
有机垃圾发酵有很多优点。有机垃圾发酵可产生甲烷,它是清洁方便的燃料;发酵过程中N、P、K等肥料成分几乎得到全部保留,一部分有机氮被水解成氨太氮,速效性养分增加;发酵残渣可以作为饲料肥料;沼气发酵处理有机物课大量地节省曝气消化所消耗的能量等等。
设计任务及基本资料
课程设计的题目
水压式沼气池的设计
课程设计的目的
通过课程设计进一步笑话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。
水压式沼气池的介绍
沼气发酵原料的选择
农村沼气发酵原料尽管很多,但从沼气利用的角度考虑,主要为秸秆类和粪便类。粪便类分解速度相对较快,入池和出料都很方便,单独使用产气效果也很好,因而许多地方只采用粪便入池发酵。但随着农业产业化的发展,农村种植和养殖模式发生了显著的变化,家庭养猪数量不断减少,沼气发酵的粪便量严重不足,秸秆作为发酵主要原材料成为必然。秸秆随农事活动批量获得,能长时间存放不影响产气。但秸秆发酵速度较慢,需要较长时间才能达到预期的沼气产量,且出渣较为困难。为此,入池前需要进行切短、堆沤等预处理,或和粪便一起发酵,并采用批量入池,批量出渣的方法。3【1】
沼气的发酵原理
沼气发酵,又称甲烷发酵,是由多种微生物在绝氧条件下分解有机物实现的。通常把参与沼气发酵的微生物分为三类。第一类叫发酵细菌,包括各种有机物分解菌,它们通过分泌的胞外酶,将复杂的有机物分解为较简单的物质,例如多糖转化为单糖,蛋白质转化为甘油和氨基酸,脂肪转化为甘油和脂肪酸;第二类叫产氢产乙酸菌,它们的主要作用是将前一类细菌分解的产物进一步分解成乙酸和二氧化碳;第三类细菌叫产甲烷菌,其作用是利用乙酸、氢气和二氧化碳产生甲烷。在沼气发酵过程中,这三类微生物既相互协调,又相互制约,共同完成产沼气过程。【1】
根据三阶段理论,甲烷发酵原理可由下图表示
碳水化合物糖类多糖单糖挥发酚、CO2
有机物蛋白质氨基酸***酸、乙酸
脂肪脂肪酸、甘油有机酸、醇类
液化产氢产醋酸
CO2、H2
CH4、N2
CO等
产甲烷
图1—1
水压式沼气池结构
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。【2】
厌氧发酵一般在沼气发酵池中进行。沼气池种类很多,我国农村最常用的有:家用水压式沼气池,曲流布料沼气池和圆柱形自循环沼气池等。【3】其中,水压式沼气池是农村推广的主要池型。水压式沼气池是一种埋设在地下