固体废物课程设计任务书.doc

河南城建学院固体废物处理与处置课程设计任务书班 级 专 业 环境工程 课程名称 固体废物处理与处置 指导教师 郭一飞 姜立民 杨治广环境与市政工程系2011年12月固体废物处理与处置课程设计任务书一、设计时间及地点 1、设计时间：2011-2012学年第一学期第17周。 2、设计地点：9#教学楼B407。二、设计目的和要求通过课程设计进一步消化巩固本课程所学内容，并使所学的知识系统化，培养运用所学理论知识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，培养确定厌氧系统的设计方案、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。三、设计参数（1） 气压：7480Pa（即80cm水柱）。（2） 池容产气率：池容产气率系指每立方米发酵池容积1昼夜的产气量，单位为m3沼气/（m3池容·d）。采用池容产气率为 。（3） 某农户家共 人，畜生（猪） 头。（4） 贮气量：贮气量系指气箱内的最大沼气贮存量。农村家用水压式沼气池的最大贮气量以12h产气量为宜，其值与有效水压间的容积相等。四、课程设计内容和要求（1） 设计农村家用沼气池工艺流程；（2） 了解沼气池形状及平面布局原则；（3） 发酵料液的计算；（4） 厌氧发酵间的设计：计算发酵间的容积、气室容积、发酵间各部分尺寸；（5） 进料间、出料间（水压间）的设计；（6） 编写设计说明书：设计说明书按设计程序编写，包括方案的确定、设计计算、有关设计的简图等内容。课程设计说明书应有封面、目录、前言、正文、小结及参考文献等部分，文字应简洁、通顺、内容正确完整，书写工整、装订成册。（7） 图纸要求沼气池池型图一张(1号或2号图)。应按比例绘制、标出主要配件、管件及其编号。五、成绩评定标准优秀：独立完成了设计任务书中规定的内容，并做到：设计方案正确,有独特见解或创新；结构合理，工艺切实可行。分析和计算方法正确。说明书(论文)格式规范、书写整齐，插图清楚，用语准确、符合技术规范。视图选择合理，比例恰当，能正确表达所示结构的特点；图面整洁，图线、字迹、尺寸等符合国家有关标准和规定。能独立地、正确地运用有关手册及资料。答辩中能简明扼要地陈述自己的设计（论文）内容及过程，回答问题的正确率在90以上。 良好：独立完成了设计任务书中规定的内容，并做到：设计方案正确，结构和工艺合理。分析和计算方法正确，有小错误属于考虑不周或经验不足所致。说明书(论文)格式规范、书写整齐、语言通顺、易懂。视图选择合理，比例恰当，能比较正确地表达所示结构。图面整洁，图线、字迹、尺寸等基本符合国家有关标准和规定。在教师指导下，能独立运用手册和有关资料。答辩过程中回答问题的正确率在80以上。 中等：基本完成了设计任务书中规定的内容，但在设计方案、论文观点、分析和计算方法、视图选择与表达、图面质量、标准运用、文字表达等某些方面存在可以更改的不足，独立工作的能力一般，答辩过程中回答问题的正确率在70以上。 及格：基本完成了设计任务书中规定的内容，但在设计方案、论文观点、分析和计算方法、视图选择与表达、图面质量、标准运用、文字表达等某些方面存在明显不足，独立工作的能力不强，答辩过程中回答问题的正确率达60以上。 不及格：没有完成设计任务书中规定的内容，或在设计期间缺席时间超过规定时间l/3以上，或在设计方案、论文观点及分析和计算方法等方面存在严重错误，或存在明显抄袭现象，在答辩过程中能正确回答的在50以下六、主要的参考书目1.聂永丰.三废处理工程技术手册-固体废物卷.北京：化学工业出版社，20002.国家环境保护总局污染控制司 .城市固体废物管理与处置技术.北京:中国石化出版社,20003.李国建.城市垃圾处理工程.北京:科学出版社,20034.芈振明.固体废物处理与处置.北京:高等教育出版社,19935. 农村家用沼气池设计规范 (网上查)6. 户用沼气池标准图集 (网上查)七、指导教师：郭一飞、姜立民、杨治广八、设计时间：第十五周 环境工程教研室 2011.12河南城建学院学院固体废物处理与处置课程设计指导书班 级 专 业 环境工程 课程名称 固体废物处理与处置 指导教师 姜立民 杨治广 环境与市政工程系2010年12月一、工艺流程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。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，基本流程如图418所示。 送农田 加活性污泥 定期出料大出料 原料选择原料预处理入池发酵产气 配料 图4-18自然温度半批量投料沼气发酵工艺流程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，该工艺主要缺点使出料操作劳动量大。自然温度连续投料发酵工艺这种工艺是在自然温度下，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，提高原料利用率和沼气池负荷能力，达到较高的产气率；工艺自身耗能少，简单方便，容易操作。二、发酵料液的计算发酵料液体积的计算 V1=(n1+n2)k2+ n3T式中V1发酵料液体积，m³；n1产人粪便总量。按常住人口×0.006-0.0013 m³/（人·d）取值；n2产牲畜粪便总量。按养猪头数×0.006-0.15m³/（头·d）取值；n3每日舍外能定量收集粪便总量，m³/d；k2收集系数，取值0.5-1.0；T原料滞留期（d）；蔬菜区t取30，平坝农业区取35，丘陵区取40。气室容积的计算V2=1/2 V1k3 式中V2气室容积，m³；V1发酵料液体积，m³；K3原料产气率，我国通常采用的产气率包括0.15 m³/（m·d）、0.2 m³/（m³·d）、0.25 m³/（m·d）、0.3 m³/（m·d）。三、发酵间的设计发酵间的容积V=（V1V2）k1式中 V发酵间容积，m³；V1发酵料液体积，m³；V2气室容积，m³；k1容积保护系数，取0.91.05。发酵间各部分尺寸的确定（1） 沼气池的直径根据用户平面布置确定。（2） 发酵间池盖削球体矢高和净容积。池盖削球体矢高 1=D/1式中 1池盖削球体矢高,m；D圆柱体型池身直径，m；1直径与池顶矢高的比值，取56。池盖削球体净容积 Q1=p/6 1（3R2+ 12）式中 Q1池盖削球体净容积，m³；p圆周率，取3.1416；1池盖削球体矢高,m；R池身圆柱体内半径，m。（3） 发酵间池底削球体矢高和净容积池底削球体矢高 2=D/2式中 2池底削球体矢高,m；D圆柱体型池身直径，m；2直径与池底矢高的比值，取值810。池底削球体净容积 Q3=p/6 2（3R2+ 22）式中 Q3发酵间池底削球体净容积，m³；p圆周率，取3.1416；R池身圆柱体内半径，m；2池底削球体矢高,m。（4） 发酵间池身圆柱体容积和池墙高度 发酵间池身圆柱体净容积 Q2= VQ1Q3式中 Q2发酵间池身圆柱体净容积，m³；V发酵间总容积，m³；Q1池盖削球体净容积，m³；Q3发酵间池底削球体净容积，m³。发酵间池身圆柱体高度 H=Q2/p R2式中 Q2发酵间池身圆柱体净容积，m³； R发酵间池身圆柱体半径，m；H发酵间池身圆柱体高度, m。（5） 发酵间内总表面积 S=S1+ S2+ S3式中 S内总表面积,；S1池盖削球体内表面积，；S2池身圆柱体内表面积，；S3池底削球体内表面积，。池盖削球体内表面积 S1=p/（R2+ 12）式中 S1池盖削球体内表面积，；R池身圆柱体半径，m；1池盖削球面矢高,m；p圆周率，取3.1416。圆柱体池身内表面积 S2=2p R2 H式中 S2池身圆柱体内表面积，； R池身内圆柱体内半径，m；池身圆柱体高度, m；p圆周率，取3.1416。池底削球体内表面积 S3=p（R2+ 22）式中 S3池底削球体内表面积，；2池底削球体矢高,m；R池身内圆柱体内半径，m；p圆周率，取3.1416。四、进料口（管）的设计进料口（管）由上部长方形槽和下部圆管组成，其中上部长方形槽几何尺寸是长×宽×深=600×320×500；下部圆管宜采用Ø200300预制混凝土管或现浇混凝土管，管与池墙角不小于30。 水压式沼气池进料管安装位置一般都确定在发酵间的最低设计液面高度处。该位置的计算如下。（1） 计算死气箱拱的失高：即池盖拱顶点到发酵间的最高液面。其中死气箱拱的矢高可按下式计算。 死=h1+ h2+ h3式中 h1池盖拱顶点到活动盖下缘平面的距离，该值一般在1015之间；h2导气管下露出长度，区35；h3导气管下口到液面距离，一般取2030。（2） 死气箱容积 V死= p2死1+（死/3）式中 V死，死，1分别为死气箱容积、死气箱矢高、池盖曲率半径。（3）投料率：根据死气箱容积，可计算出沼气池投料率，即 投料率= （VV死）/ V×100%式中 V，V死分别为发酵间容积和死气箱容积，m³。（4）最大贮气量 V贮=池容×池容产气率×1/2（5）气箱容积 V气= V死+ V贮式中 V气，V，V死分别为沼气池气箱总容积、死气箱总容积和有效气箱容积（最大贮气量）。（6） 发酵间最低液面位。对一般沼气池来说，V气均大于Q1，也就是说，最低液面位置在圆筒形池深范围内。此时，要确定进、出料管的安装位置，应按下式现计算出气箱在圆筒形池身部分的容积。V筒 = V气Q1因此， h筒= V筒/p R2式中 h筒圆筒形池身内气箱部分的高度，m。最低液面位在池盖与池身交接平面以下h筒的位置上。这个位置也就是进出料管的安装位置。