水压式沼气池设计--固废课设讲述.doc

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，设计，沼气  目录 1.绪论 1 1.1沼气介绍 1 1.2沼气发酵的原理 1 1.3沼气发酵原料选择 2 1.4工艺流程 2 1.5水压式沼气池结构 3 1.6水压式沼气池工作原理及优点 4 2.圆筒形水压式沼气池的结构设计和计算 4 2.1设计参数 4 2.2设计原始数据 4 2.3工艺流程设计 5 2.4发酵料液的计算 5 2.5发酵间的设计 6 2.6进料口（管）的设计 9 2.7水压间的设计 10 3.圆筒形水压式沼气池施工及材料设计 10 3.1材料参考用量 10 3.2沼气池施工 12 3.3成本核算 12 4.参考文献 13 5.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 产甲烷 图1—1 1.3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