廚余垃圾課程設(shè)計(jì)

廚余垃圾課程設(shè)計(jì)_范文寫作網(wǎng)本次設(shè)計(jì)以浙江農(nóng)林大學(xué)東湖校區(qū)為討論試驗(yàn)點(diǎn)。浙江農(nóng)林大學(xué)東湖校區(qū)現(xiàn)有師生人數(shù)20230余人，校區(qū)內(nèi)共有3個(gè)食堂。經(jīng)調(diào)查發(fā)覺，學(xué)校1個(gè)食堂1天的廚余垃圾產(chǎn)生量約為10桶，每桶重約60kg，即整個(gè)東湖校區(qū)每天會產(chǎn)生約1800kg廚余垃圾。工藝根據(jù)一周儲存量來設(shè)計(jì)，即周處理廚余垃圾總量約為12600kg。

調(diào)整池的設(shè)計(jì)流量。

調(diào)整池的超高為0.5m，有效高度一般取4～5m。本設(shè)計(jì)調(diào)整池池高取5.5m，則，池寬取5m，池長取6m。

3.4水解酸化池

水解酸化過程能將非溶解態(tài)有機(jī)物逐步轉(zhuǎn)變?yōu)槿芙鈶B(tài)有機(jī)物，一些難于生物降解大分子物質(zhì)被轉(zhuǎn)化為易于降解的小分子物質(zhì)如有機(jī)酸等，從而大幅度提高可生化性和降解速度。有討論說明，廚余垃圾水解酸化過程的最優(yōu)溫度條件為37℃。

酸化池設(shè)計(jì)參數(shù)如下：

水力停留時(shí)間HRT=8h；

設(shè)計(jì)容積；

酸化池的超高定為0.5m，池高選取5.5m，則。

3.5厭氧發(fā)酵

經(jīng)過水解酸化過程后產(chǎn)生的有機(jī)酸類物質(zhì)通過管道輸送進(jìn)入發(fā)酵罐中，在適當(dāng)?shù)臏囟?，pH值等條件下，在產(chǎn)甲烷菌類的作用下進(jìn)一步降低分子數(shù)最終轉(zhuǎn)化成為甲烷。

發(fā)酵罐構(gòu)造如下列圖所示：

圖2發(fā)酵罐構(gòu)造

依據(jù)厭氧消化過程中甲烷菌的最適溫度范圍，厭氧消化還可以分為中溫消化過程（30～36℃）和高溫消化過程（50～53℃）。兩者比擬如下：

表格2中溫消化和高溫消化的比擬

中溫消化

高溫消化

溫度

30-36

50-53

產(chǎn)氣率

高

低

停留時(shí)間

15-30

12-14

容積

大

小

費(fèi)用

本錢大，修理省

本錢小，修理大

不同類型的厭氧反響器在市場中占的份額也不同：中溫消化、高溫消化都是可行的技術(shù)，實(shí)際運(yùn)行的處理廠，中溫消化占62％。本設(shè)計(jì)采納中溫消化。

厭氧消化關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù)如下：

停留時(shí)間T：15d；

依據(jù)垃圾處理量設(shè)計(jì)厭氧發(fā)酵罐體積V=350m3；

厭氧發(fā)酵罐流量；

選用D:H=1:3，取錐角為70°，則則錐體高度，封頭高度，圓柱局部高度H3=（3.0-0.714-0.25）D=2.04D。又由于

即0.187D3+0.13D3+1.6D3=350，解得D=5.7m，則H1=0.714×5.7=4.1m；H2=0.25×5.7=1.43m；H3=2.04×5.7=11.7m。

V錐=0.187D3=34.63m3，V柱=1.6D3=296.3m3，V封=19.07m3。

.s_r_0_6{font-family:Calibri,宋體,TimesNewRoman;}.s_r_1_6{font-family:宋體;font-size:17.333333333333px;}.s_p_2_6{line-height:150%;text-indent:2em;text-align:justify;}.s_sn_3_rId_a_6{styleName:Normal;}.s_r_4_rId_a_6{font-family:宋體;font-size:17.333333333333px;}.s_p_5_rId_a_6{line-height:150%;text-indent:2em;text-align:justify;}.s_sn_6_rId_1_6{styleName:heading1;}.s_r_7_rId_1_6{font-size:29.333333333333px;}.s_p_8_rId_1_6{padding-bottom:22px;padding-top:22.666666666667px;text-indent:0em;outlineLvl:0;}.s_sn_9_rId_2_6{styleName:heading2;}.s_r_10_rId_2_6{font-family:Cambria,TimesNewRoman;font-size:21.333333333333px;}.s_p_11_rId_2_6{padding-bottom:17.333333333333px;padding-top:17.333333333333px;text-indent:0em;outlineLvl:1;}.s_sn_12_rId_3_6{styleName:heading3;}.s_r_13_rId_3_6{font-size:21.333333333333px;}.s_p_14_rId_3_6{padding-bottom:17.333333333333px;padding-top:17.333333333333px;text-indent:0em;outlineLvl:2;}.s_sn_15_rId_4_6{styleName:heading4;}.s_r_16_rId_4_6{font-family:TimesNewRoman;font-size:18.666666666667px;}.s_p_17_rId_4_6{padding-bottom:19.333333333333px;padding-top:18.666666666667px;outlineLvl:3;}.s_sn_18_rId_a0_6{styleName:DefaultParagraphFont;}.s_sn_19_rId_a1_6{styleName:NormalTable;}.s_tbl_20_rId_a1_6{margin-left:0px;cellpadding:0px7px0px7px;}.s_sn_21_rId_a3_6{styleName:BalloonText;}.s_r_22_rId_a3_6{font-size:12px;}.s_sn_23_rId_a4_6{styleName:批注框文本字符;}.s_r_24_rId_a4_6{font-family:TimesNewRoman,宋體;font-size:12px;}.s_sn_25_rId_10_6{styleName:標(biāo)題1字符;}.s_r_26_rId_10_6{font-family:TimesNewRoman,宋體;font-weight:700;font-size:29.333333333333px;}.s_sn_27_rId_20_6{styleName:標(biāo)題2字符;}.s_r_28_rId_20_6{font-family:Cambria,宋體,TimesNewRoman;font-weight:700;font-size:21.333333333333px;}.s_sn_29_rId_30_6{styleName:標(biāo)題3字符;}.s_r_30_rId_30_6{font-family:TimesNewRoman,宋體;font-weight:700;font-size:16px;}.s_sn_31_rId_a5_6{styleName:caption;}.s_r_32_rId_a5_6{font-family:Cambria,黑體,TimesNewRoman;font-size:13.333333333333px;}.s_sn_33_rId_a6_6{styleName:header;}.s_r_34_rId_a6_6{font-size:12px;}.s_p_35_rId_a6_6{border-bottom:1pxsolid#000000;line-height:100%;text-align:center;}.s_sn_36_rId_a7_6{styleName:頁眉字符;}.s_r_37_rId_a7_6{font-family:TimesNewRoman,宋體;font-size:12px;}.s_sn_38_rId_a8_6{styleName:footer;}.s_r_39_rId_a8_6{font-size:12px;}.s_p_40_rId_a8_6{line-height:100%;text-align:left;}.s_sn_41_rId_a9_6{styleName:頁腳字符;}.s_r_42_rId_a9_6{font-family:TimesNewRoman,宋體;font-size:12px;}.s_sn_43_rId_40_6{styleName:標(biāo)題4字符;}.s_r_44_rId_40_6{font-family:TimesNewRoman,宋體;font-size:16px;}.s_sn_45_rId_aa_6{styleName:PlaceholderText;}.s_r_46_rId_aa_6{color:#808080;}.s_sn_47_rId_11_6{styleName:toc1;}.s_sn_48_rId_21_6{styleName:toc2;}.s_p_49_rId_21_6{margin-left:2em;}.s_sn_50_rId_31_6{styleName:toc3;}.s_p_51_rId_31_6{margin-left:4em;}.s_sn_52_rId_ab_6{styleName:Hyperlink;}.s_r_53_rId_ab_6{color:#0000FF;text-decoration:underline;}.p_1_6{text-indent:34.666666666667px;}.r_6_6{vertical-align:sub;}.r_12_6{font-family:Tahoma;color:#000000;font-size:14.666666666667px;}.r_35_6{font-family:Tahoma;color:#000000;font-size:14.666666666667px;vertical-align:super;}.r_38_6{vertical-align:super;}.r_74_6{font-family:Wingdings;}3.6物料平衡分析

（1）出料干重

MADS=MRSS×（1-RVS×VSRSS）=（1-39.86%）×12600×（1-40%×63.14%）=5663.83kg

式中：MADS——出料干重，kg；

MRSS——進(jìn)料干重，kg；

RVS——揮發(fā)性固體所占的降解率，取40%；

VSRSS——揮發(fā)性固體所占的百分率，%。

（2）出料VS

式中：VSADS——出料揮發(fā)性固體所占百分率，%。

（3）沼氣產(chǎn)量

Vbiogas=SBPbiogas×RVS×VSRSS×MRSS=0.8×40%×63.13%×54.49%×1800=198.1m3

式中：Vbiogas——沼氣產(chǎn)量，m3/d；

SBPbiogas——單位質(zhì)量揮發(fā)性固體產(chǎn)生的沼氣量，一般取0.8～1.2m3/kg(VS)，本設(shè)計(jì)取0.8m3/kg(VS)；

MRSS——每天進(jìn)料干重，kg/d。

3.7能量平衡分析

（1）進(jìn)料加熱

Eh-AD=QlS×ΔT×[MFAD-in×Cpw+(1-MFAD-in)×Cps]=0.97×24×1000×（35-22）×[95%×4.18+(1-95%)×2.3]=1236.6MJ/d

式中：Eh-AD——進(jìn)料所需熱量，MJ/d；

QAD-in——設(shè)計(jì)流量，m3/d；

SPls——單位重量垃圾硝化量，kg/L，本設(shè)計(jì)中假定為1kg/L；

ΔT——進(jìn)水溫度與系統(tǒng)溫度的差值，℃，本設(shè)計(jì)選用中溫消化（35℃），設(shè)計(jì)進(jìn)口溫度為22℃；

MFAD-in——進(jìn)料含水率，%；

Cpw——水的比熱，取4.18KJ/kg?℃；

Cpw——固體的比熱，KJ/kg?℃，有機(jī)固體取2.3KJ/kg?℃，無機(jī)固體取1.0KJ/kg?℃。

（2）攪拌用電量

式中：Emixing——攪拌垃圾所需能量，MJ/d；

SRT——停留時(shí)間，d；

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66666667px;}.r_49_7{font-family:Tahoma;color:#000000;font-size:14.666666666667px;vertical-align:sub;}SERmixing——攪拌單位體積污泥所消耗的電量，MJ/(m3?d)。

（3）熱輻射損失

El-AD=U×A×(TD-Ta)=[1.0×8.4×（35-10）+0.7×38.66×（35-22）]×10-6×86400=48.54MJ/d

式中：El-AD——熱輻射損失量，MJ/d；

U——傳熱系數(shù)，W/(m2?oC)；

A——接觸面積，m2；

TD——環(huán)境溫度，取22℃；

Ta——地下溫度，取10℃。

（4）沼氣初級能量輸出

查資料得，沼氣的熱值為25MJ/m3。

表格3工藝能量收支平衡分析

工藝能量收支平衡分析

工程

TS（%）

63.14

VS(%)

54.49

RVS(%)

40

熱電消耗（MJ/d）

進(jìn)料加熱（熱）

1236.6

輻射熱損（熱）

48.54

攪拌（電）

6.28

沼氣初級能量輸出（MJ/d）

4952.5

CHP熱輸出（MJ/d）

2476.25

CHP電輸出（MJ/d）

1733.38

凈得熱能（MJ/d）

1191.11

凈得電能（MJ/d）

1727.1

凈得熱電總量（MJ/d）

2918.21

由上表可知，本設(shè)計(jì)中經(jīng)厭氧消化產(chǎn)生的沼氣能量不僅能夠供應(yīng)工藝所需能量，還有能量盈余。整個(gè)工藝設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了廚余垃圾的減量化和資源化。

3.8沼渣和沼液脫水處理后的水

每天沼渣和沼液質(zhì)量m1=1800×（1-40%×63.14%）=1345.4kg，脫水前含水率為95%，本設(shè)計(jì)預(yù)使脫水后含水率為75%。

經(jīng)脫水后使得其含水率降至65%，則脫除的水分的質(zhì)量m2=1345.4×(95%-65%)=403.62kg。將這局部水回流至調(diào)整池中以調(diào)整后續(xù)進(jìn)來的垃圾的含水率，使其到達(dá)預(yù)期要求。脫水后的沼渣和沼液進(jìn)展回收資源化利用。

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