沼气池设计设计例题

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1、沼气技术及其应用——沼气池设计完全混合式消化池的设计与计算设计例题某城市污水厂的初沉污泥与浓缩剩余活性污泥混合，含水率96%，污泥量100m3/d，挥发性固体（VSS）含量为65%。冬季（11月至次年4月间）污泥平均温度为10.5~13.5℃、气温为-12.7~12.5℃；夏季（5-10月间），污泥平均温度为13.2~17℃，气温为18~26℃。要求采用中温厌氧消化（35℃），经消化后，VSS去除率50%。设计传统完全混合式厌氧消化产沼气系统。完全混合式消化池的设计与计算一、用试验方法确定动力学参数试验装置完全

2、混合式消化池的设计与计算一、用试验方法确定动力学参数消化程度与污泥龄的关系完全混合式消化池的设计与计算一、用试验方法确定动力学参数污泥龄与甲烷产量之间的关系完全混合式消化池的设计与计算二、构筑物的计算与设计：1、消化池容积的计算完全混合式消化池的设计与计算水力停留时间的确定二、构筑物的计算与设计：传统厌氧消化属于无回流厌氧活性污泥法，故水力停留时间t=θc，今要求挥发性固体（VSS）去除50%，查图可得，θc=13d=t，完全混合式消化池的设计与计算二、构筑物的计算与设计：容积的计算根据下式计算消化池容积：则消

3、化池容积应为V=100×13=1300m³完全混合式消化池的设计与计算二、构筑物的计算与设计：容积的校核根据厌氧反应器的容积负荷来对计算得出的消化池容积进行校核。完全混合式消化池的设计与计算二、构筑物的计算与设计：容积的校核校核所用公式为：完全混合式消化池的设计与计算二、构筑物的计算与设计：容积的校核污泥C0的确定：剩余污泥的含水率96%，则固体浓度为4%，其中VSS含量为65%，则每日进入消化池中有机物的量为：VSS=100×0.04×0.65=2.6t/d=26kg/m³=26000mg/L本设计中：Sv满

4、足表格中所规定的容积负荷要求，容积确定基本合理：完全混合式消化池的设计与计算二、构筑物的计算与设计：消化器外形尺寸的确定——圆柱形消化池根据结构或工艺要求，圆柱形消化池的直径D/高度H应近似为1,池底与池盖倾角α可取15~20°，集气罩直径d1可取2~5m，高h1可取1~3m，池底锥底直径可取1~2m。完全混合式消化池的设计与计算二、构筑物的计算与设计：①消化池直径D的确定：消化池的直径可以根据消化池的体积按照下表进行插值法选取：本设计中消化池体积为V=1300m³，故可选D=15m。完全混合式消化池的设计与计

5、算二、构筑物的计算与设计：②集气罩直径d1：本设计中取2m；③集气罩高度h1：本设计中取2m；④消化池锥底直径d2：本设计中取2m；⑤上锥体高度h2的确定：本设计中，α取15°，则，取h2=2m完全混合式消化池的设计与计算二、构筑物的计算与设计：⑥消化池高度h3，一般为消化池直径的一半，本设计中0.5D=7.5m，取h3=7m；⑦下锥体高度h4的确定：本设计中，α取15°，则，取h2=2m⑧消化池总高度：H=h1+h2+h3+h4=2+2+6+2=12m，H/D=1.04，符合设计要求。完全混合式消化池的设计与

6、计算二、构筑物的计算与设计：圆柱形消化池的体积核算：完全混合式消化池的设计与计算二、构筑物的计算与设计：①集气罩体积：②弓形部分容积：③圆柱部分容积：④下锥体容积：消化池有效容积V=V3+V4=1236.4+135.5=1371.94m³>1300m³，符合计算要求。完全混合式消化池的设计与计算二、构筑物的计算与设计：消化器外形尺寸的确定——蛋形消化池蛋形消化池的长轴H与短轴直径D之比一般控制在1.4~2.0之间变化，具体计算要求如下表所示：完全混合式消化池的设计与计算二、构筑物的计算与设计：本设计当中，取H/

7、D=1.4，即b/a=1.4，则根据确定出a=6.05m，b=8.47m，则本设计中，取a=6m，b=9m，b/a=1.5，则体积为：，符合计算要求。完全混合式消化池的设计与计算三、热工计算沼气产量的计算完全混合式消化池的设计与计算据上图所示，当污泥龄θc=13d时，甲烷产量为0.69m³/kg-VSS，本设计中VSS的降解率为50%，故被降解的VSS=2600×0.5=1300kg/d，所以甲烷产量为0.69×1300=897m³/d，按甲烷体积占沼气体积的60%计算，本消化池的沼气产量为897/0.6=14

8、95m³/d，甲烷燃烧热值为37500kJ/m³，则本消化池可供热量为897×37500=33637500kJ/d。三、热工计算完全混合式消化池的设计与计算搅拌系统的设计消化池搅拌方法有多种，沼气循环搅拌法、泵搅拌法、机械搅拌法及混合搅拌法等。①沼气循环搅拌现代消化池最常用的是沼气循环搅。沼气经压缩机加压后，通过消化池顶的配气环管，由均布的竖管输入，竖管的喷气出口位置在消化池半径的2/