有機垃圾產沼工藝的設計說明

1、6.3有機垃圾產沼工藝 631工藝流程沼氣發(fā)酵工藝類型較多，我國農村普遍采用的是下述兩種工藝。1.自然溫度半批量投料發(fā)酵工藝這種工藝的發(fā)酵溫度隨自然溫度變化而變化， 采用半批量方式投 料，基本流程如下圖6-3-1所示。這種工藝的發(fā)酵期因季節(jié)和農用情況而定，一般為 5個月左右, 運行中要求定期補充新鮮原料，以免造成產氣量下降，該工藝主要缺 點使出料操作勞動量大。2.自然溫度連續(xù)投料發(fā)酵工藝這種工藝是在自然溫度下，定時定量投料和出料，能維持比較穩(wěn) 定的發(fā)酵條件，使沼氣微生物(菌群積累)區(qū)系穩(wěn)定，保持逐步完善 的原料消化速度，提高原料利用率和沼氣池負荷能力， 達到較高的產 氣率；工藝自身耗能少，簡單

2、方便，容易操作。發(fā)酵料液的計算1. 發(fā)酵料液體積：Vi=(n 1+n2)k2+n3T式中v 1 發(fā)酵料液體積，m；ni 是產人糞便總量。按人口 6X 0.010m3/人 d=0.060m?n2 是產牲畜糞便總量。按共30頭牲畜30X 0.010m3/ (頭 d)=0.300卅/dn3 每日舍外能定量收集糞便總量，取 0.08m'/d ;k2 收集系數(shù)，取值0.7T 原料滯留期(d);丘陵農區(qū)取40。W=【(6x0.010+30x0.010)x0.7+0.08 x40=13.28m32.氣室容積的計算氣室容積：1V2 ?小式中V 1 發(fā)酵料液體積，V2氣室容積，m；3m;k3 原料產氣率

3、，本次設計采用0.25 m3/(m3 d)V2=0.5x13.28x0.25=1.66 m 3夏季時產氣率 0.3V2=0.5x13.28x0.3=1.992 m冬季時產氣率 0.15 V2=0.5x13.28x0.15=0.996 m發(fā)酵間的設計1.發(fā)酵間的容積V=(VV2)k1式中V 發(fā)酵間容積，m;Vi 發(fā)酵料液體積，m;匕一氣室容積，m；k1容積保護系數(shù)，取0.98V= (13.28-1.66 ) x0.98=11.39 m夏季時 V二(13.28-1.992)x0.98=11.06m3 冬季時 V= (13.28-0.996 ) x0.98=12.08m32. 發(fā)酵間各部分尺寸的確定

4、(1) 沼氣池的直徑根據用戶平面布置確定。(2) 發(fā)酵間池蓋削球體矢高和凈容積。 池蓋削球體矢高f 1 = D/a式中f 1 池蓋削球體矢高，md 圓柱體形池身直徑，4ma 1直徑與池頂矢高的比值，取 5f1= 4/5=0.8m 池蓋削球體凈容積2 2Q1f1(3Rf1 )6式中q 1池蓋削球體凈容積，m；n 圓周率，取3.1416 ;f 1 池蓋削球體矢高，mR 池身圓柱體內半徑，Q仁3.1414/6 x0.8(3x2x2+0.8x0.8 ) =5.2946卅(3) 發(fā)酵間池底削球體矢高和凈容積。池底削球體矢高f 2= D/ a 2式中f 2池底削球體矢高，md池身圓柱體直徑，4ma 2直徑

5、與池底矢高的比值，取 8F2=4/8=0.5m池底削球體凈容積2 2Q3 f2(3Rf2 )6式中Q 3 發(fā)酵間池底削球體凈容積，m;n 圓周率，取3.1416 ;f 2 池底削球體矢高，m3Q3=3.1416/6 x0.5(3x2x2+0.5x0.5 ) =3.2070m(1) 發(fā)酵間池身圓柱體容積和池墻高度 發(fā)酵間池身圓柱體凈容積Q=V Q Q式中q 2 發(fā)酵間池身圓柱體凈容積，m ；V 發(fā)酵間總容積，50m; q池蓋削球體凈容積，m；Q3 發(fā)酵間池底削球體凈容積，m。Q2=50-5.2946-3.2070=41.4984m3 發(fā)酵間池身圓柱體高度HQ2R2式中n 圓周率，取值3.1416

6、 ;R發(fā)酵間池身圓柱體半徑，mH發(fā)酵間池身圓柱體高度，mH=41.4984/(3.1416x2x2 ) =3.30m(5)發(fā)酵間內總表面積S二S1+S2+S3式中s 內總表面積，m；Si 池蓋削球體內表面積，m；S2池身圓柱體內表面積，m；S3 池底削球體內表面積，m。 池蓋削球體球面內表面積2 r 2Si= n (R2+fi )式中s 1池蓋削球面內表面積，m；R-池身圓柱體半徑，mf 1 池蓋削球面矢高，mn 圓周率，取3.1416。S仁3.1416x ( ) =14.58m2 圓柱體池身內表面積S2= 2n RH式中s 2池身圓柱體內表面積，m；R-池身內圓柱體內半徑，m h池身圓柱體高

7、度，m n 圓周率，取3.1416。S2=2x3.1416x2x3.30=41.4691m2 池度削球體內表面積22S3=n （R +f 2）式中 S 3 池底削球體內表面積， m2；f 2 池底削球體矢高， m；R 池身圓柱體內半徑， m； n圓周率，取3.1416。S3=3.1416x（2x2+0.5x0.5 ）=13.3675m2S=S1+S2+S3=69.4166m26.3.4 進料口（管）的設計進料口（管）由上部長方形槽和下部圓管組成，其中上部長方形 槽幾何尺寸是長x寬乂深=600mM 320mm 500mm下部圓管宜采用 200-300預制混凝土管或現(xiàn)澆混凝土管，管與池墻角不小于

8、30°。水壓式沼氣池進料管安裝位置一般都確定在發(fā)酵間的最低設計 液面高度處。該位置的計算方法如下：（ 1 ）計算死氣箱拱的矢高： 即池蓋拱頂點到發(fā)酵間的最高液面。 其中死氣箱拱的矢高可按下式計算：f 死二hi+h2+h3式中 h 1 池蓋拱頂點到活動蓋下緣平面的距離，該值一般15cm；h2 導氣管下露出長度，區(qū) 5cm；h3 導氣管下口到O O液面距離，一般取30cmF 死 =15+5+30=50cm(2) 死氣箱容積V死二f死(1+ f死)V 死=3.1416x0.5x0.5(2.9-0.5/3)=2.1468m3式中V死、f死、p 1分別為死氣箱容積、死氣箱矢高、池 蓋曲率半徑。

9、(3) 投料率：根據死氣箱容積，可計算出沼氣池投料率投料率=(50-2.1468)/50=95%式中v、v死一分別為發(fā)酵間容積和死氣箱容積，m。(4) 最大貯氣量V貯=池容 池容產氣率 -2V 貯二 50x0.25x0.5=6.25m3(5) 氣箱總容積V氣=V死+ V貯V 氣 = 2.1468+6.25=8.3968m3式中V氣、V死、V貯一分別為沼氣池氣箱總容積、死氣箱總容積和 有效氣箱容積(最大貯氣量)。(6) 發(fā)酵間最低液面位對一般沼氣池來說，V氣均大于Q,也就是說，最低液面位置在 圓筒形池身范圍內。此時，要確定進、出料管的安裝位置，應按下式 先計算出氣箱在圓筒形池身部分的容積V筒=V氣QV 筒=8.3968-5.2946=3.1022m3因此,h 筒=3.1022/(3.1416x2x2)=0.25m 式中h筒一圓筒形池身內氣箱部分的高度，m最低液面位在池蓋與池身交接平面以下 h筒的