固体废物处理工程课程设计

1固体废物处理工程设计设计题目：有机垃圾产沼工艺的设计姓名：学号：年级：学院：能源与环境工程专业：环境工程指导教师：完成时间：武昌工学院固体废物处理工程设计-1-目录前言.........................................................................................................................................-1-1设计任务及基本资料............................................................................错误!未定义书签。1.1课程设计题目...................................................................................错误!未定义书签。1.2课程设计基本资料...........................................................................错误!未定义书签。2工艺流程..........................................................................................................................-3-2.1农村家用沼气池工作原理与工艺流程......................................................................-5-2.2沼气池形状及平面布局原则......................................................................................-7-3设计方案..........................................................................................................................-7-3.1发酵料液的计算..........................................................................................................-7-3.2发酵间的设计..............................................................................................................-8-3.3进料口（管）的设计..................................................................................................-9-3.4水压间的设计............................................................................................................-11-4安全注意事项................................................................................................................-12-5圆筒形水压式沼气池施工及材料设计........................................................................-12-5.1材料参考用量............................................................................................................-12-5.2沼气池施工................................................................................................................-13-小结.......................................................................................................................................-14-主要参考文献...................................................................................................错误!未定义书签。固体废物处理工程设计-1-前言厌氧发酵也称沼气发酵或甲烷发酵，是指有机物在厌氧细菌的作用下转化为甲烷（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，处理各种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、导气管等几个部分。我国在垃圾回收及综合利用方面有着长期实践和成功经验。20世纪90年代以来，政府日益重视垃圾量的减量化和资源化，一部分城市还开展了垃圾分类收集的试点工作，并且绝大部分城市已将垃圾分类收集、资源化综合利用作为城市垃圾处理的重要内容进行规划，但就整体水平而言，我国城市垃圾的减量化与资源化工作才刚刚起步，远远落后于发达国家，垃圾回收和综合利用的前景十分广阔。沼气作为一种清洁的可再生能源.不仅可供照明、做饭、取暖.而且废渣经过发酵和脱硫后.由于病菌较少.还可以作为一种很好的有机肥.有利于防止土地板结。其中厌氧制沼技术在能源利用方面主要有以下几方面的优点：（1）可再生性：沼气资源均为年复一年，可以不断再生的生物能源。并且随着农业生产的发展而增加，是“取之不尽，习不之竭”的。（2）分散性：农村地域辽阔，人口众多，居住分散，沼气资源丰富多样，各地都有。为就地开发、就地使用提供了方便的条件。（3）多用性：沼气资源既可以投入沼气池发酵产生沼气，也可以直接作为燃料，供炊事之用；还可以用作饲料，发展畜牧业；用作肥科，发展农业生产；用作工业原料，发展造纸工业等。早在上世纪60年代.我国农村地区就出现了沼气池.农户只需在自家屋后挖一个4至10立方米的池子.用石灰或粘土密封池底和四壁.留一个填料口和一个出渣口.然后每周大概填入1立方米、牛等牲畜粪便和尿液.并注意不让肥皂水、洗衣粉水等碱性物质流入沼气池.就可以实现沼气原料的自然发酵.用这种方法产生的沼气.可供3至5人的农户全天照明和做饭.可以说是既便宜又方便。自上世纪70年代.随着农村圈养牲畜的增多.沼气原料日益丰富.而且由于十分适用于农村大食堂和煮大锅猪食等.对于沼气的利用在当时一呼百应.几乎风靡全国农村。目前，中国约有二千万人口使用了沼气，年产招气十亿多立方米，是世界上建造沼气发固体废物处理工程设计-2-酵装置最多的国家。近几年来，推广沼气已从农村发展到城镇。在城镇，结合环境保护，在发酵原料比较集中而数量比较稳定的农牧场、食品厂、酒厂等轻工企业单位，兴建了一万多个大、中型沼气池，发酵总容积约31万多立方米。城镇推广大、中型沼气池经济效益比小型农村家用沼气池显著。四川省乐至果酒厂修建了2x1O00澎的发酵装置，日产沼气3000立方米，发酵后的制酒废液，COD去除率为92%，BOD去除率达95%，大大减轻了对环境的污染。所产沼气除供应一个2x120千瓦的沼气发电站和4吨卡车外，还解决了全厂职工的生活用能，余下的沼气直接为烧煤锅炉助燃。除环境效益外，五年就可收回投资。我国农村家用沼气池，绝大多数是混凝土结构的水压式沼气池，有1一2万个是红泥塑料半塑式或分离浮罩式沼气池。据典型测试和调查，在南方一个正常使用的家用沼气池，一般一年可产沼气250一300m3，能解决八至十个月的炊事燃料，加_L肥料收入，在2一3年内就可以从所获得的直接收益中收回建池投资。水压式沼气池世界上称为中国式沼气池，它象印度的哥巴沼气池一样，是农村家用沼气池的一种典型池型，现在已为第三世界各国采用推广。固体废物处理工程设计-3-《固体废物处理技术课程设计》任务书一、课程设计的题目有机垃圾产沼工艺的设计。二、课程设计的目的通过“固体废物处理技术”沼气池课程设计，进一步消化和巩固学习成果，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，使学生应用规范，手册与文献资料，进一步掌握设计原则，方法等步骤,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，锻炼独立工作能力。在教师指导下，基本能独立完成一个中、小型沼气池主体构筑物的工程设计，锻炼和提高学生分析及解决工程问题的能力。三、设计参数（1）气压：7480Pa（即80cm水柱）（2）池容产气率：池容产气率是指每立方米发酵池容积一昼夜的产气量，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：是指气箱内的最大沼气贮存量。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：是指发酵间的容积。农村家用水压式沼气池的池容积有4m3、6m3、8m3、10m3等几种。目前有很多的养殖场所建设的水压式沼气池最大有50m3.本次设计的是一个位于河北省中部地区池容为4立方米的沼气池。（5）投料率：是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、设计内容和要求（1）设计沼气池的工艺流程；（2）了解沼气池形状及平面布局原则；（3）发酵料液的计算；（4）结合环境条件，给出合理的养殖建议；（5）厌氧发酵间的设计：计算发酵间的容积、气室容积、发酵间各部分固体废物处理工程设计-4-尺寸；（6）进料间、出料间（水压间）的设计；（7）在运行的不同阶段，给出合理的管理方案。（8）编写设计说明书：设计说明书按设计程序编写，包括方案的确定、设计计算、有关设计的简图等内容。设计说明书应有封面、目录、前言、正文、小结及参考文献等部分，文字应简洁、通顺、内容正确完整，书写工整、装订成册。（9）图纸要求：沼气池池型图和构造图等。池型图应按比例绘制、标出主要配件、管件及其编号。构造图应标出各部分的尺寸。要求2#图2～3张。五、设计依据与参考资料：1.《农业固体废物的处理与综合利用》，边炳鑫主编，化学工业出版社，20052.《沼气技术理论与工程》，林聪主编，化学工业出版社，20073.《大中型沼气工程技术》，赵立欣编，化学工业出版社，20064.《农村沼气实用技术》，周建芳主编，河南科学技术出版社固体废物处理工程设计-5-1工艺流程1.1农村家用沼气池工作原理与工艺流程1.1.1沼气池的结构和工作原理水压式沼气池的结构和工作原理见图2-1，这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()()()O-O（1）1．加料管2.发酵间（贮气部分）3.池内液面O—O4.出料间液面（2）1．加料管2.发酵间（贮气部分）3.池内液面A—A4