沼氣池設(shè)計(jì)整理

1、-作者xxxx-日期xxxx沼氣池設(shè)計(jì)整理【精品文檔】沼氣池設(shè)計(jì)整理遵照的標(biāo)準(zhǔn) GB/T4750-1984 農(nóng)村家用水壓式沼氣池標(biāo)準(zhǔn)圖集 1、范圍 本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了農(nóng)村家用沼氣池(以下簡稱沼氣池)設(shè)計(jì)原則要求幾何尺寸的確定和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。 本標(biāo)準(zhǔn)適用于磚、水泥為建筑材料，人畜糞便為主要發(fā)酵原料的半連續(xù)發(fā)酵的家用小型(發(fā)酵間10m3以內(nèi))水壓式沼氣池設(shè)計(jì)。GBJ 3-88 砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范 砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范(GBJ388)砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范系根據(jù)原國家建委(81)建發(fā)設(shè)字第546號(hào)文的通知，由中國建筑東北設(shè)計(jì)院會(huì)同國內(nèi)有關(guān)單位，對磚石結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范GBJ373修訂而成的。本規(guī)范在修訂過程中，修訂組組織了國內(nèi)

2、設(shè)計(jì)、科研和高等院校等有關(guān)單位，按統(tǒng)一計(jì)劃的要求，有針對性地進(jìn)行了砌體結(jié)構(gòu)可靠度、房屋空間工作、偏心受壓、局部受壓、墻梁、挑梁和配筋砌體等專題科學(xué)研究工作；調(diào)查和總結(jié)了國內(nèi)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)；借鑒了國外有關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范的部分內(nèi)容，并廣泛征求了全國有關(guān)單位的意見，經(jīng)反復(fù)修改最后由我部會(huì)同有關(guān)部門審查定稿。修訂后的規(guī)范共分七章和七個(gè)附錄。修訂的主要內(nèi)容有：采用以概率理論為基礎(chǔ)的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)方法，并以分項(xiàng)系數(shù)的設(shè)計(jì)表達(dá)式進(jìn)行計(jì)算；補(bǔ)充了近年來我國廣泛采用的中型、小型砌塊房屋的設(shè)計(jì)和考慮空間工作的多層房屋靜力計(jì)算方案；增加了墻梁和挑梁的設(shè)計(jì)和構(gòu)造；修改了砌體的基本強(qiáng)度表達(dá)式和偏心受壓長柱的計(jì)算以及局部受壓和配筋砌

3、體的計(jì)算公式等。本規(guī)范必須與按1984年國家批準(zhǔn)發(fā)布的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)GBJ6884制訂、修訂的建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范GBJ987等各種建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范配套使用，不得與未按建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)GBJ6884制訂、修訂的國家各種建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范混用。 GBJ9-87 建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范 為了適應(yīng)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的需要，以符合安全實(shí)用、經(jīng)濟(jì)合理的要求，特制定本規(guī)范。本規(guī)范適用于工業(yè)與民用房屋和一般構(gòu)筑物的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。本規(guī)范是根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)GBJ68-84規(guī)定的原則制訂的。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中涉及的作用包括直接作用（荷載）和間接作用（如地基變形、混凝土收縮、焊接變形、溫度變化或地震引起的作用）

4、。本規(guī)范僅對荷載作出規(guī)定。GBJ10-89 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范為了在混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中貫徹執(zhí)行國家技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策，做到技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、安全使用、確保質(zhì)量，特制定本規(guī)范。本規(guī)范適用于工業(yè)與民用房屋和一般構(gòu)筑物的鋼筋混凝土、預(yù)應(yīng)力混凝土以及素混凝土承重結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，不適用于輕混凝土及其他特種混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。本規(guī)范是根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)GBJ6884規(guī)定的原則制訂的。符號(hào)、計(jì)量單位和基本術(shù)語是按國家標(biāo)準(zhǔn)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)通用符號(hào)、計(jì)量單位和基本術(shù)語GBJ83-85的規(guī)定采用。按本規(guī)范設(shè)計(jì)時(shí)，荷載應(yīng)按國家標(biāo)準(zhǔn)建筑物荷載規(guī)范BGJ9-87的規(guī)定執(zhí)行；材料和施工質(zhì)量應(yīng)符合國家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)混凝土結(jié)構(gòu)工程施工

5、及驗(yàn)收規(guī)范及有關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)的要求；混凝土強(qiáng)度的檢驗(yàn)評定應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)混凝土強(qiáng)度檢驗(yàn)評定標(biāo)準(zhǔn)及有關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)的要求；結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)尚應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范的規(guī)定。 3 、設(shè)計(jì)原則 堅(jiān)持適用、衛(wèi)生、平面布局合理，外型美觀。 池蓋頂端復(fù)土厚度不小于200mm。 強(qiáng)度安全系數(shù)K2.65。 正常使用壽命20年以上。 4、設(shè)計(jì)要求 設(shè)計(jì)技術(shù)參數(shù)1）氣壓：7480Pa（即80cm水柱）。（2）池容產(chǎn)氣率：池容產(chǎn)氣率是指每立方米發(fā)酵池容積1晝夜的產(chǎn)氣量，單位為m3沼氣/（m3池容·d）。我國常采用的池容產(chǎn)氣率有0.15,0.2,0.25和0.3幾種。（3）貯氣量：貯氣量指氣箱內(nèi)的最大沼氣貯

6、存量。農(nóng)村家用水壓式沼氣池的最大貯氣量以12h產(chǎn)氣量為宜，其值與有效水壓間的容積相等。（4）池容：系指發(fā)酵間的容積。農(nóng)村家用水壓式沼氣池的池容積有4m3,6m3,8m3,10m3等幾種。（5）投料率：指最大投入的料液所占的發(fā)酵間的百分比，一般在8595之間為宜。(6)城市人家目前有3口人.沼氣池設(shè)計(jì)條件：（）溫度：熱季進(jìn)料保持25-28，寒季加溫至38-45，保持塔內(nèi)溫度為28-32。（）： 以下或以上都對產(chǎn)氣有抑制作用。值在以下，產(chǎn)甲烷菌的活動(dòng)則完全受到抑制。上升至?xí)r，仍能保持相當(dāng)高的產(chǎn)氣率。這是因?yàn)檫^高的氫離子濃度，既不利于酸化菌產(chǎn)生有機(jī)酸，又不適于大多數(shù)產(chǎn)甲烷菌的活動(dòng)。（） 的控制：，成

7、批投料啟動(dòng)時(shí)：的值應(yīng)小于：，一般可取：。（） 攪拌：攪拌的目的：在生物反應(yīng)器中，生物化學(xué)反應(yīng)是依靠微生物的代謝活動(dòng)而進(jìn)行，這就要使微生物不斷接觸新的食料。在分批投料發(fā)酵時(shí)，攪拌是使微生物與食物接觸的有效手段，而在連續(xù)投料系統(tǒng)中，特別是高濃度產(chǎn)氣量大的原料，在運(yùn)行過程中由于進(jìn)料和產(chǎn)氣時(shí)氣泡形成和上升過程所造成的攪拌則構(gòu)成了食料和微生物接觸的主要?jiǎng)恿?。在成批投料消化器里，發(fā)酵料液通常自然沉淀分為4層，從上到下依次為：浮渣層、上清液、活性層和沉渣層。在這種情況下，厭氧微生物活動(dòng)較為旺盛的活動(dòng)層僅有活性層，其他各層因可被利用的原料缺乏或因條件不適宜微生物的活動(dòng)，使厭氧消化進(jìn)行緩慢。因此，都會(huì)采取攪拌來

8、促進(jìn)厭氧消化過程的進(jìn)行。它可使微生物與發(fā)酵原料充分接觸，同時(shí)打破分層現(xiàn)象，使活性層擴(kuò)大到全部發(fā)酵液內(nèi)。同時(shí)攪拌還有防止沉渣沉淀，防止產(chǎn)生或破壞渣層，保持地溫均一，促進(jìn)氣液分離等功能。攪拌強(qiáng)度：攪拌次數(shù)由1次增加到3次時(shí)，日產(chǎn)氣量增加56%，而由3次增加到6次時(shí)，日產(chǎn)氣量僅增加4%，而且氣體中的甲烷含量卻由60%降至47%，所以攪拌次數(shù)定為每日3次。攪拌方法：發(fā)酵液回流攪拌、沼氣回流攪拌、機(jī)械攪拌。在工程上多采用液體回流或氣體回流方式攪拌。機(jī)械攪拌投資大能耗大，故障多，一般多不采用。沼氣發(fā)酵的啟動(dòng)1、投料：將預(yù)處理的原料和準(zhǔn)備好的接種物混合在一起投入池內(nèi)。啟動(dòng)時(shí)的料液干物質(zhì)含水量控制在4%-6%

9、。2、加水封池：原料和接種物入池后，要及時(shí)加水封池。以料液量約占沼氣池總?cè)萘糠e的85%-90%為宜。然后將蓋密封。3、放氣試火：沼氣發(fā)酵啟動(dòng)初期，通常不能點(diǎn)燃。因此，當(dāng)水壓表壓力達(dá)到20厘米水柱以上時(shí)，應(yīng)進(jìn)行放氣試火。所產(chǎn)沼氣可正常燃燒使用時(shí)，沼氣發(fā)酵的啟動(dòng)階段即告完成。氣池的運(yùn)轉(zhuǎn)管理1、當(dāng)沼氣發(fā)酵啟動(dòng)之后，即進(jìn)入正常運(yùn)轉(zhuǎn)階段。為了維持沼氣的均衡產(chǎn)氣，啟動(dòng)后30天左右就應(yīng)定時(shí)進(jìn)行補(bǔ)料。2、正常運(yùn)轉(zhuǎn)期間進(jìn)池的生活垃圾原料，只要鍘短或粉碎并用水或發(fā)酵液浸透即可。3、正常運(yùn)轉(zhuǎn)期間的進(jìn)料濃度應(yīng)盡量大一些，干物質(zhì)含量可以大于8%。4、為了便于管理和均衡產(chǎn)氣，可每隔5-7天補(bǔ)料一次，“三結(jié)合”沼氣池每天都

10、要有一定量的糞便進(jìn)入沼氣池，產(chǎn)氣量不足時(shí)，則應(yīng)每5-7天添加果皮或菜葉等原料一次。補(bǔ)加原料的量按平均每個(gè)沼氣池每天補(bǔ)料4-8公斤干物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。如用氣量大，池溫在20攝氏度以上時(shí)，每個(gè)沼氣池平均每天可補(bǔ)料10-15公斤。補(bǔ)料要先出后進(jìn)，每次出料的發(fā)酵液可以循環(huán)使用。5、每隔5-7天攪拌一次，可通過進(jìn)料口或水壓間用木棍攪拌，也可以從水壓間淘出料液，再從進(jìn)料口倒入進(jìn)行攪拌。若發(fā)生浮料結(jié)殼并嚴(yán)重影響產(chǎn)氣時(shí)，則應(yīng)打開活動(dòng)蓋進(jìn)行攪拌。冬天減少或停止攪拌。沼氣池運(yùn)行工藝流程： 發(fā)酵原料的預(yù)處理1、糞便原料不必進(jìn)行預(yù)處理，其他生活垃圾必須鍘短到6厘米以下或粉碎。2、在接種物用量小于20%，鮮糞用量與其他生

11、活垃圾的重量比小于1：1時(shí)，啟動(dòng)時(shí)所用的大料生活垃圾原料應(yīng)進(jìn)行堆漚處理。方法有：(1)池外堆漚：將原料加水拌勻。加水量以料堆下部不出水為宜，料堆上加蓋塑料膜。氣溫在15攝氏度左右時(shí)堆漚4-5天，氣溫在20攝氏度以上進(jìn)堆漚2-3天。(2)池內(nèi)堆漚：將原料及接種物拌勻后，投入沼氣池內(nèi)進(jìn)行堆漚，堆漚時(shí)間參照池外堆漚。接種物1、沼氣發(fā)酵啟動(dòng)時(shí)所用的含有大量沼氣發(fā)酵微生物的各種厭氧活性污泥稱接種物。在沼氣發(fā)酵啟動(dòng)時(shí)，料液中要添加10%-30%的接種物。2、老沼氣池中的懸浮污泥、各種有機(jī)廢水沉污泥、河流湖泊底層的沉渣、坑塘污泥和積水糞坑的糞肥等，都可用來作接種物。所用接種物的揮發(fā)性固體含量不低于3%。 沼

12、氣池的溫度及保溫措施1、因溫度越高沼氣產(chǎn)量越大，應(yīng)盡量設(shè)法使沼氣池背風(fēng)向陽。2、冬季到來之前，防止池溫大幅度下降和沼氣池凍壞，應(yīng)在沼氣池表面覆蓋柴草、塑料膜或塑料大棚。3、作物秸稈等堆漚時(shí)產(chǎn)生大量熱量，正常運(yùn)轉(zhuǎn)期間可在池外大量堆漚秸稈，給沼氣池進(jìn)行保溫和增溫。4、采用覆蓋法進(jìn)行保溫或增溫，其覆蓋面積都應(yīng)大于沼氣池的建筑面積，從沼氣池壁向外延伸的長度應(yīng)稍大于當(dāng)?shù)貎鐾翆由疃取Ｕ託獬氐挠?jì)算設(shè)計(jì)參數(shù)：總?cè)丝跀?shù)：設(shè)計(jì)計(jì)算：垃圾有機(jī)物產(chǎn)量（min）： 垃圾有機(jī)物產(chǎn)量（max）：國標(biāo)GB/T4750-1984中沼氣池的設(shè)計(jì)尺寸:容積占地范圍m埋置深度m池內(nèi)直徑m池墻高度m削球池型池蓋m削球池型池底m出料間長

13、寬曲率半徑矢高曲率半徑矢高曲率半徑矢高681012選用最大垃圾有機(jī)物產(chǎn)量作為計(jì)算參數(shù)，根據(jù)預(yù)處理有機(jī)物的量和沼氣池的尺寸，則選用池容為8的沼氣池，且設(shè)計(jì)個(gè)數(shù)為16個(gè)，便于節(jié)省占地，可根據(jù)有機(jī)物的產(chǎn)量靈活調(diào)整使用個(gè)數(shù)，節(jié)省成本，提高效益。N、P投加量的計(jì)算：查手冊可知，在厭氧發(fā)酵制沼氣的過程中，發(fā)酵工藝的最佳C：N：（30-35）：1；C:P:(70-150):1則取C：N：30：1；C：P=100：1原料中C含量：原料中N含量：原料中含P量：投加量計(jì)算： 投加C：投加N：投加P：0加N可選用（含N率：就能夠滿足所需的N量。投加即可。沼氣池主體計(jì)算：池容：沼氣池總?cè)莘e包括：池體容積、池蓋容積和池

14、底容積圓柱體：削球殼體：曲率半徑：式中，V-容積，; -曲率半徑，m; -矢高，m; H-池墻高，m; D-池內(nèi)直徑，m; R-池內(nèi)半徑，m.選用容積為8的沼氣池：根據(jù)沼氣池尺寸表得知，8的沼氣池各設(shè)計(jì)尺寸如下：主池直徑：D=2.7m,則半徑R=1.35m;池高部分：矢高 曲率半徑池底部分：矢高 曲率半徑圓柱體的體積削球體池蓋部分削球體池底部分沼氣池總?cè)莘e水壓箱的容積：水壓箱的容積計(jì)算：式中，-長（長軸徑），m;-寬（短軸徑），m。查沼氣池幾何尺寸表可得：水壓箱長（水壓箱寬（水壓箱的容積 沼氣產(chǎn)量的計(jì)算：有機(jī)物沼氣發(fā)酵時(shí)所產(chǎn)沼氣的量和成分，取決于發(fā)酵原料的成分，由碳水化合物構(gòu)成有機(jī)物厭氧發(fā)酵時(shí)

15、的沼氣產(chǎn)量可按巴斯維爾公式進(jìn)行計(jì)算：事實(shí)上只有當(dāng)有機(jī)物成分已知時(shí)，其產(chǎn)氣量才可以進(jìn)行理論計(jì)算若有機(jī)物的組分復(fù)雜，不能準(zhǔn)確定位其有機(jī)物成分時(shí)，采用平均估算預(yù)測的方法進(jìn)行：有機(jī)物厭氧發(fā)酵時(shí)可表示為：其中有機(jī)物投料復(fù)雜時(shí)一般把有機(jī)物中成分的組成：:5-10;:7-17;b:2-8;c:1,其中P的含量很少一般在0.1-0.5之間。根據(jù)我處理的物質(zhì)為生活垃圾中的有機(jī)物成分，其中的金屬、玻璃、紙片等已在與處理和篩選過程中除去，雖然有機(jī)物成分復(fù)雜，但是含碳量卻相對為處理的原垃圾很少，所以根據(jù)有機(jī)物垃圾的成分和特有性質(zhì)，可取參數(shù)：=6；=16；b=8;c=1,P=0.2。所以有機(jī)物可表示為：產(chǎn)生的沼氣量：

16、230g 3 157500000g X沼氣的凈化沼氣的凈化一般包括沼氣脫水、脫硫及二氧化碳。沼氣從厭氧發(fā)酵裝置產(chǎn)出時(shí)，攜帶大量的水分，特別是在中溫或高溫發(fā)酵時(shí)，沼氣具有較高的濕度。一般來說1干沼氣中飽和含濕量，在30度時(shí)為35g,而到50度時(shí)則為111g,當(dāng)沼氣在管路中流動(dòng)時(shí)，由于溫度和壓力的變化露點(diǎn)降低，水蒸汽冷凝增加了沼氣在管道中流動(dòng)的阻力，而且由于水蒸汽的存在，還降低了沼氣的熱值。而水與沼氣中硫化氫共同作用加速了金屬管道、閘門及流量計(jì)的腐蝕或堵塞。另外，沼氣中硫化氫燃燒后生成二氧化硫，它與燃燒產(chǎn)物中的水蒸氣結(jié)合生成亞硫酸，使燃燒設(shè)備的低溫部位金屬表面產(chǎn)生腐蝕，還會(huì)造成對大氣環(huán)境的污染，影

17、響人體健康。1. 沼氣脫水原理：為滿足氧化鐵對脫硫劑對濕度的的要求，對高中溫的沼氣溫度應(yīng)進(jìn)行適當(dāng)降溫，通常是采用重力方法，即常用沼氣氣水分離器的方法，將沼氣中的部分水蒸氣脫除。在輸送管路的最低點(diǎn)設(shè)置凝水器可將管路中的水蒸氣排除。脫水裝置：為了使沼氣的氣液兩相達(dá)到工藝指標(biāo)分離要求，常在塔內(nèi)安裝水平和豎直濾網(wǎng)，當(dāng)沼氣以一定的壓力從裝置上部以切線方式進(jìn)入后，沼氣在離心作用下進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，然后依次經(jīng)過水平濾網(wǎng)及豎直濾網(wǎng)，使沼氣中的水蒸氣與沼氣分離，而后器內(nèi)的水滴，沿內(nèi)壁向下流動(dòng)，而積存于裝置底部并定期排除。這種冷凝水分離器安排水方式，可分為人工手動(dòng)和自動(dòng)排水兩種。沼氣中的含水量:根據(jù)常數(shù)1中含有35g13

18、5g1 46000 Y之間，其中以蜜糖廢水和城糞發(fā)酵后，沼氣中硫化氫含量為最高。沼氣中二氧化碳含量一般在35%-40%之間，而人工煤氣中二氧化碳只占總量的2%。二氧化碳為酸性氣體，它存在對脫硫帶來不利的影響。脫硫原理：在常溫下沼氣通過脫硫劑床層，沼氣中硫化氫與活性氧化鐵接觸，生成三氧化二鐵，然后含硫物質(zhì)的脫硫劑與空氣中氧接觸，當(dāng)有水存在時(shí)，鐵的硫化物又轉(zhuǎn)為氧化鐵和單體硫。這種脫硫再生過程可循環(huán)多次，直至氧化鐵脫硫劑表面的大部分孔隙被硫或其他雜質(zhì)覆蓋而失去活性為止，脫硫反應(yīng)：再生反應(yīng)為再后生的氧化鐵可繼續(xù)脫除沼氣中的。上兩式均為放熱反應(yīng)，但是，在是再生反應(yīng)比脫硫反應(yīng)要緩慢。脫硫運(yùn)行參數(shù)：溫度：1

19、5-30脫硫劑水分：10%-15%PH：大于9脫硫劑的床層阻力應(yīng)小于100Pa/m脫硫塔的壓力為常壓。脫硫裝置：采用成型脫硫劑時(shí)，常采用脫硫塔，它是由塔體、封頭、 進(jìn)出氣管、檢查孔、根排污孔、支架及內(nèi)部木格柵等組成。為防止冷凝水沉積在塔頂部而使脫硫劑受潮，通常在頂部的脫硫劑上鋪一定厚度的碎硅酸鋁纖維棉或其他多孔性填料，將冷凝水阻隔。根據(jù)處理沼氣量的不同，在塔內(nèi)可分為單層床或雙層床，一般高度為1m左右時(shí)，取單層床；若高度大于1.5m，則取雙層床。 設(shè)備：中心管式脫硫塔沼氣從塔的下部進(jìn)入，從中部引出。當(dāng)更換脫硫劑時(shí)，打開底部換料閥，一層一層卸下。中心管既是導(dǎo)氣管又是卸料管，該塔具有減小氣速、降低阻力的功能。該塔可裝粉狀脫硫劑，沼氣從塔底進(jìn)入內(nèi)筒，沿徑向通過脫硫劑床層，然后順著外筒與