1、 固体废物处理与处置 课程设计 2012/2013 学年第 一 学期 课程设计题目： 家用水压式沼气池设计 6.0米 3混凝土结构 （0.20米3/米3 天） 1 目录目录 .前言 2. 1.绪论 . 2 1.1 课程设计的题目: 2 1.2 课程设计的目的: 2 1.3 沼气介绍及沼气的发酵原理 2 1.5 沼气发酵原料选择. 3 1.6 工艺流程 . 4 1.7 水压式沼气池结构. 7 1.8 水压式沼气池工作原理及优点 8 2.圆筒形水压式沼气池的结构设计和计算 . 9 2.1 设计参数 . 9 2.2 设计原始数据 .10 2.3 工艺流程设计 .10 2.4 发酵料液的计算 .10
2、2.5 发酵间的设计 . 11 2.6 进料口（管）的设计 15 2.7 水压间的设计 .16 3.安全注意事项 .17 4.小结 18 4.参考文献 .20 5 沼气池 CAD 图纸,见附图. 21 2 .前言前言 沼气是有机物在厌氧条件下经微生物的发酵作用生成的一种以 甲烷为主体的混合气体,其主要成分是甲烷和二氧化碳。 沼气发酵有很多优点沼气发酵可产生甲烷，他是清洁方便的燃 料，发酵过程中 N,P,K 等肥料成分， 几乎得到的全部保留，一部分有 机氮被水解成氨态氮， 速效性养分增加， 发酵残渣可以作为饲料肥料， 沼气发酵处理有机物课，大量节省了曝气消化所消耗的能量等等。 沼气池发酵非常适合
3、在农村地区推广使用，因为拥有丰富的原料。 1.绪论绪论 1.1 课程设计的题目课程设计的题目: 水压式沼气池的设计 1.2 课程设计课程设计的目的的目的: 通过课程设计进一步消化和巩固本门课程所学的内容， 并使 所学的知识系统化，培养运用所学理论进行沼气池设计的初步能 力。通过设计，了解工程设计的内容，方法及步骤，培养确定厌 氧系统得设计方案，进行设计计算，绘制工程图，使用技术资料， 编写设计说明书的能力。 1.3沼气介绍沼气介绍及沼气的发酵原理及沼气的发酵原理 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 3 的一种可燃性混合气体，其主要成分是甲烷（CH4） ，大约占 60%；
4、 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。 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
5、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。 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 11 1.5沼气发酵原料选择沼气发酵原料选择 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 CO2、H2 CH4、N2 CO 等 4 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
6、 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。 1.6工艺流程工艺流程 （1）自然温度连续投料发酵工艺 这种工艺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。 （2）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。 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
