水压式沼气池设计--固废课设

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1、.中北大学信息商务学院课程设计任务书2015～2016学年第二学期学院：化工与环境学院专业：环境工程学生姓名：宋思奇学号：1304014145课程设计题目：水压式沼气池设计——4.0米3混凝土结构（池容产率0.6米3/米3•天）起迄日期：4月29日～6月10日课程设计地点：中北大学信息商务学院指导教师：李颖系主任：张建忠下达任务书日期:2016年4月29日...水压式沼气池设计——4.0米3混凝土结构（池容产气率0.6米3/米3•天）摘要水压式沼气池是我国推广最早、数量最多的池形，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

2、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。“圆、小、浅”就是池体圆、体积小、埋深浅。“活动盖”就是沼气池顶加活动盖板。这种池型的池体上部气室完全封闭，随着沼气的不断产生，沼气池内压力相应提高。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。用气时，沼气开关打开，沼气在水压下排出，当沼气减少时，水压间的料也又返回池体内，使得水位差不断下降，导致沼气压力也随之相应降低。关键词：水压式沼气池，设

3、计，沼气...目录1.绪论11.1沼气介绍11.2沼气发酵的原理11.3沼气发酵原料选择21.4工艺流程21.5水压式沼气池结构31.6水压式沼气池工作原理及优点42.圆筒形水压式沼气池的结构设计和计算42.1设计参数42.2设计原始数据42.3工艺流程设计52.4发酵料液的计算52.5发酵间的设计62.6进料口（管）的设计92.7水压间的设计103.圆筒形水压式沼气池施工及材料设计103.1材料参考用量103.2沼气池施工123.3成本核算124.参考文献135.结束语14...1.绪论1.1沼气介绍沼气是由生物质和有机质如秸秆、畜禽粪便等经微生物发酵产生的一种

4、可燃性混合气体，其主要成分是甲烷（CH4），大约占60%；其次是二氧化碳（CO2），大约占35%；此外还有少量其他气体，有水蒸气、硫化氢、一氧化碳、氮气等。不同条件下产生的沼气，成分有一定差异。【1】1.2沼气发酵的原理沼气发酵，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

5、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丙酮酸、乙酸脂肪脂肪酸、甘油有机酸、醇类液化产氢产醋酸CO2、H2CH4、N2CO等产甲烷图1—11.3沼气发酵原料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

6、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。【1】1.4工艺流程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5个月左右，运行中要求定期补充新鲜

7、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。（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。【2】1.5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

8、柱形自循环