16立方米水压式沼气池课程设计

固废课程设计

水压式沼气池设计

（十五立方米农村家用水压式沼气池设计）

院 系： 土木建筑工程学院

学生姓名： 潘钰莹 专 业： 环境工程 班 级： 1009093 学 号： 100909315

前言

沼气的介绍：

沼气是各种有机物质在隔绝空气（还原条件），并在适宜的温度、湿度下，经过微生物的发酵作用产生的一种可燃性气体。

沼气是多种气体的混合物，一般含甲烷50%-70%,其余为二氧化碳和少量的氮、氢和硫化氢等。沼气除直接燃烧用于炊事、烘干农副产品、供暖、照明和气焊等外，还可作内燃机的燃料以及生产甲醇、福尔马林、四氧化碳等化工原料。经沼气装置发酵后排出的料液和沉渣，含有较丰富的营养物质，可用作肥料和饲料。

利用农村垃圾、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。

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。

沼气发酵有很多优点。沼气发酵可产生甲烷，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。 沼气发酵非常适合在农村地区推广使用。

目录

前言 ...................................................................................... 2 一、 课程设计的题目 ........................................................ 5 二、课程设计的目的 .......................................................... 5 三、设计参数 ...................................................................... 5 四、工艺流程设计 .............................................................. 5 五、厌氧发酵的设计 .......................................................... 6 六、进料口（管）的设计 ................................................ 10 七、水压间（管）的设计 ................................................ 11 八、发酵料液的计算 ........................................................ 12 九、沼气发酵的投料计算 ................................................ 12 十、发酵原料的预处理 .................................................... 13 十一、注意事项 ................................................................ 14 十二、课程小结 ................................................................ 14 十三、参考文献 ................................................................ 15

一、 课程设计的题目

十五立方米农村家用水压式沼气池设计

二、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，并使的所学的知识系统化，培养运用所学理论知识进行沼气池的初步能力。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。

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

3、贮气量：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。

4、池容：指发酵间的容积。农村家用水压谁沼气池的池容积有4m³、6m³、8m³、10m³等几种。

5、投料率：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。

四、工艺流程设计

沼气发酵工艺类型较多，我国农村普遍采用的是下述两种工艺。

（1）自然温度半批量投料发酵工艺

这种工艺的发酵温度随自然温度变化而变化，采用半批量方式投料。 这种工艺的发酵期因季节和农用情况而定，一般为五个月左右，运行中要求定期补充新鲜原料，以免造成产气量下降，该工艺的主要缺点是出料操作劳动量大。 则如下图所示：

（2）自然温度连续投料发酵工艺

这种工艺是在自然温度下，定时定量投料和出料，能维持比较稳定的发酵条件，使沼气微生物（菌群积累）区系稳定，保持逐步完善的原料消化速度，提高原料利用率和沼气池负荷能力，达到较高的产气率；工艺自身能耗少，简单方便，容易操作。

五、厌氧发酵的设计

1.发酵间的容积 V=15m³

2.发酵间各部分尺寸确定

沼气池的直径根据题目要求及经验和平面设计，确定为

将

f11fD1D ，2 ，H ，R=分别代入 D5D822.5

V1=

6

f1(3R2 f1) f2(3R2 f2)

2

2

V2=

6

V3= R2H

得：

DD2D2

V1= [3 () ()] 0.0827D3

6525

DD2D2

V2= [3 () ()] 0.0501D3

6828

D2D

0.3142D3 V3= ()

22.5

V=V1= V3=0.0827D3+0.0501D3+0.3142D3

=0.4470D3

D=

（1）发酵间池盖削球体矢高和净容积。 ①池盖削球体矢高： f1=D/a1

式中 ： f1——池盖削球体矢高，m； D—圆柱体形池身直径，3.296 m； a1—直径与池体矢高的比值，取5。 则 f1=0.6592

②池盖削球体净容积 Q1=

f1(3R2+f12) 6

式中 ： Q1—池盖削球体净容积，m3； π—圆周率，取3.14；

f1—池盖削球体矢高，0.6592m；

R—池身圆柱体内半径，1.648 m。

则 Q1=3.14／6×0.6592[3×﹙1.648²)＋ (0.6592)²=2.961

（2）发酵间池底球体矢高和净容积。 ①池底削球体矢高

f2=D/α2

式中： f2--池底削球体矢高,m; D—池身圆柱体直径，3.296m； α2—直径与池底矢高的比值，取值9 则 …… 此处隐藏：5901字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……