水压式沼气池课程设计模板[精品].doc

南昌航空大学 固体废物处理课程设计 设计名称：水压式沼气池设计 学院：环境与化学工程学院 专业：环境工程 班级：××× 姓名：××× 目 录 1 概 论 2 1.1 设计任务和内容 2 1.1.1 设计内容 2 1.1.2 水压式沼气池设计任务 2 1.1.3 课程设计原则 3 1.1.4 工程设计范围 3 1.2 项目的背景及建设的必要性 3 1.3 沼气的基本知识 3 1.4 水压式沼气池基本知识 4 1.4.1 水压式沼气池的特点 4 1.4.2 沼气池采用中温厌氧发酵 4 2 厌氧发酵工艺流程说明 4 3 沼气池体部分的设计计算 5 3.1 发酵原料 5 3.1.1 沼气发酵原料的理论产气量 5 3.1.2 原料的碳氮比 5 3.2 沼气池体部分设计计算 6 3.2.1 设计参数 6 3.2.2 发酵间的设计 6 3.2.3 水压间的设计 10 4 配套设施的设计计算 10 4.1 换热器的计算 10 4.2 吸收塔的计算 12 参考文献 14 1 概 论 1.1 设计任务和内容 1.1.1 设计内容 根据基础资料，设计一个方案，对农业固体废物畜禽粪便和秸秆进行厌氧发酵处理，温度低的时候对原料进行换热，使进口温度满足中温厌氧发酵，出口气体吸收其中的，沼气经净化之后达到《恶臭污染物控制标准》GB14554-93）中二级标准。控制标准如表所示： 表1 恶臭污染物厂界标准值单位一级二级三级 新扩改建 现有 新扩改建 现有 氨 mg/m3 1.0 1.5 2.0 4.0 5.0 三甲胺 mg/m3 0.05 0.08 0.15 0.45 0.80 硫化氢 mg/m3 0.03 0.06 0.10 0.32 0.60 甲硫醇 mg/m3 0.004 0.007 0.010 0.020 0.035 甲硫醚 mg/m3 0.03 0.07 0.15 0.55 1.10 二甲二硫 mg/m3 0.03 0.06 0.13 0.42 0.71 二硫化碳 mg/m3 2.0 3.0 5.0 8.0 10 苯乙烯 mg/m3 3.0 5.0 7.0 14 19 臭气浓度 无量纲 10 20 30 60 70 沼气中的臭气主要为H2S，而H2S的含量为0.034%，经过吸收塔的吸收后就可以达到排放标准。 1）设计题目 水压式沼气池设计 2）主要设计任务 水压式沼气池尺寸设计：沼气池主体容积、高度、直径、水压间容积、高度、直径。 配套设施：换热器的传热面积、管长、管径、标准换热器选型；吸收塔填料层高度、塔径、总压力等。 换热器和吸收塔采用间歇式操作，一次厌氧发酵时间为30天，比较冷的月份分两个区间，从1月份到3月份，从10月份到1月份是比较冷的时间，所以需要用到换热器；产生的气体要经过吸收才能达到《恶臭污染物控制标准》，所以要用到吸收塔。 3）设计目的 巩固已学过的与环境工程有关的专业知识，特别是厌氧发酵章节； 领会国家关于环境保护的方针、政策和法规，初步树立正确的环境保护指导思想； 综合运用所学知识，通过课程设计规定的任务，培养全面考虑和解决问题的能力； 提高计算、制图等方面的基本技能； 提高运用文献、技术资料和工具书的能力。 4）基础资料地基允许承载力≥8t/m2地下水位在地面下5-6m水压间有效容积日产气量的50%装置内最大气压极限≤800kPa装置内正常工作气压≤ 784kPa活载荷≥200kg/m2 1）在总体技术路线上要符合我国生活垃圾处理的技术政策，水压式沼气池要符合无害化的总目标。 2）配套换热器和吸收塔，保证水压式沼气池的温度比较恒定且能有效回收沼气中的二氧化碳。 3）根据该地区的经济承受能力，尽可能为国家节省建设资金。 工程设计范围为工艺部分设计计算。 随着生活水平的提高和集约式农业的发展，农村固体废物中畜禽粪便和秸秆的产生量越来越大，不及时有效的处理将造成农村环境卫生的破坏。利用普通使用的水压式沼气池进行处理，既可以有效利用资源，又可以产生新的清洁能源——沼气，还可以消除环境污染。水压式沼气池存在能耗低、占地面积不大、处理效果好的优点，但是也存在随季节温度变化工作不稳定等缺点，在设计的过程中需要克服该问题。 1）沼气及其产生过程 沼气是有机物质在厌氧环境中，在一定的温度、湿度、酸碱度的条件下，通过微生物发酵作用，产生的一种可燃气体。由于这种气体最初是在沼泽、湖泊、池塘中发现的，所以人们叫它沼气。沼气含有多种气体，主要成分是甲烷（CH4）。沼气细菌分解有机物，产生沼气的过程，叫沼气发酵。根据沼气发酵过程中各类细菌的作用，沼气细菌可以分为两大类。第一类细菌叫做分解菌，它的作用是将复杂的有机物分解成简单的有机物和二氧化碳（CO2）等 。它们当中有专门分解纤维素的，叫纤