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1、课程设计(综合实验)报告（2013--2014年度第2学期）名称：计算机控制技术与系统题目：大型禽畜养殖场废弃物发酵沼气发电及综合利用技术分析院系：自动化班级：学号：学生姓名：指导教师：设计周数：第十七周成绩：日期：2014年6月19日一、课程设计(综合实验)的目的与要求1．通过本课程设计教学环节，使学生加深对所学课程内容的理解和掌握；2．结合工程问题，培养提高学生查阅文献、相关资料以及组织素材的能力；3．培养锻炼学生结合工程问题独立分析思考和解决问题的能力；4．要求学生能够运用所学课程的基本理论和设计方法，根据工程问题和实际应用任务的要求，进行方案的总体设
2、计和分析评估；5.报告原则上要求依据相应工程技术规范进行设计、制图、分析和撰写等。二、设计（实验）正文（一）生物质能源得以发展的原因：为了满足国家对节能环保和温室气体减排的要求,电力行业正在积极开发和利用可再生能源。使用可再生能源替代传统能源发电,能够有效的减少温室气体的排放量。随着我国经济快速发展,出现了越来越多的规模化养殖场,规模化的养殖场对于集中处理畜牧垃圾、实现其无害化、资源化、能源化是很有优势的。规模化养殖场进行沼气发电一方面减少禽畜粪污无组织排放到大气中的温室气体;另一方替代了原来由传统能源发电产生的温室气体,实现了温室气体的双向减排。对规模化养
3、殖场沼气发电工程进行合理规划,可以减少环境污染、提高系统性能、提高资源利用率并增加经济收益。在可再生能源中,生物质能源以其取之不尽、用之不竭、电能质量好、可靠性高、污染少等特点使其成为目前世界上应用最广泛的可再生能源。生物质能与传统化石燃料相比,不仅属于清洁能源,同时也是唯一一种可再生碳源,因此生物质发电是一种“零碳排放”的绿色发电技术,而且不用担心生物质能源有一天会枯竭目前从人类利用的生物质能的来源看,可将其分为林业资源、农业资源、生活污水和工业有机废水、城市固体废物和牲畜粪便五大类。其中被直接利用作为燃料的有农作物的秸秆、薪柴等;间接作为燃料的有农林废弃
4、物、动物粪便、垃圾及藻类等,这种间接利用通过微生物的作用生成沼气,或釆用热解法直接造气、制液或加工成生物碳。沼气发电在西欧一些国家占10%左右,预计21世纪末增长到25%。中国具有丰富的沼气资源,根据中国科学院地理科学与资源研究所《中国自然资源与环境数据库》估算,我国人畜粪便资源如果能够全部用于沼气发电的话,能够产生沼气的理论值约为1.3X1011立方米,折合成标准煤为9300多万吨。随着人民生活水平的提高,对肉、奶、蛋、皮、毛等畜牧业产品需求激增,使得规模化养殖场大量出现。与以往传统模式的养殖业相比,规模化养殖场提高了养殖效率,降低了养殖成本,更加有利于养
5、殖垃圾的收集与利用,减少其对环境的污染,同时也便于引入沼气工程。（二）禽畜养殖场沼气发电工程及管理10养殖场沼气发电流程图：1.搅拌溶解工序（1）粪尿及冲洗水由吸粪车运至沉砂池。沉砂池应根据沉砂量定期清砂。（2）水处理工将堆粪场内混合的粪污水，放入搅拌溶解池内并开启搅拌机进行搅拌，使粪污水进一步均匀混合。2.脱渣工序（1）水处理工在接班后需检查脱渣系统水泵运转是否正常、管路是否畅通。（2）待粪污水在搅拌溶解池内充分搅拌均匀后，由水处理工打开污水泵开关，将粪污水泵入到脱渣机内对粪污进行脱渣处理。水处理工根据污水进水量的变化和工艺运行情况，调节进水量，保证处理效
6、果，以达到脱渣效率最大化。（3）进料泵启动后再开启固液分离机，防止固液分离机内干物堵塞筛网。固液分离机使用中需要随时观察出渣水分对配重进行调整，防止粪液冲出。（4）水泵在运行中，必须严格执行巡回检查制度，应注意观察各种仪表显示是否正常稳定，水泵机组不得有异常的噪声或振动。3.沉砂渠工序10（1）脱渣后粪污水进入沉砂渠，操作人员根据设置与水量变化，应调节沉砂渠进水量。宜保持设计流速。（2）沉砂渠应定时排砂或连续排砂。（3）粪污水经沉砂渠进入搅拌计量池内，经充分搅拌均匀后，由水处理工打开污水泵开关，将污水泵入到USR反应器内进行厌氧反应。（4）水处理工在污水泵入
7、到USR反应器内的同时并根据流量表的流量记录污水流量。（5）粪污水含固率控制在2%～5%，过高易堵塞水泵及管线。4.升流式固体反应器反应工序（1）升流式固体反应器（UpflowSolidReactor，USR）内反应温度控制在35℃左右，温度过高或过低都会导致产甲烷菌活性下降，产气率下降。（2）化学耗氧量（ChemicalOxygenDemand，COD），COD去除率应＞85%，含固率＜1000mg/t，如果过高，产甲烷菌会受抑制，产生率下降，应减少进料量并加强内回流，pH值应控制在6.5～8.5。（3）内回流。各反应器回流泵隔3h开启，运行3h再关闭。水
8、泵开启后，要巡查其是否运行正常，出现异常情况，要及时
