廚余垃圾課程設計

廚余垃圾課程設計_范文寫作網本次設計以浙江農林大學東湖校區(qū)為討論試驗點。浙江農林大學東湖校區(qū)現(xiàn)有師生人數20230余人，校區(qū)內共有3個食堂。經調查發(fā)覺，學校1個食堂1天的廚余垃圾產生量約為10桶，每桶重約60kg，即整個東湖校區(qū)每天會產生約1800kg廚余垃圾。工藝根據一周儲存量來設計，即周處理廚余垃圾總量約為12600kg。

調整池的設計流量。

調整池的超高為0.5m，有效高度一般取4～5m。本設計調整池池高取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)有機物逐步轉變?yōu)槿芙鈶B(tài)有機物，一些難于生物降解大分子物質被轉化為易于降解的小分子物質如有機酸等，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℃。

酸化池設計參數如下：

水力停留時間HRT=8h；

設計容積；

酸化池的超高定為0.5m，池高選取5.5m，則。

3.5厭氧發(fā)酵

經過水解酸化過程后產生的有機酸類物質通過管道輸送進入發(fā)酵罐中，在適當的溫度，pH值等條件下，在產甲烷菌類的作用下進一步降低分子數最終轉化成為甲烷。

發(fā)酵罐構造如下列圖所示：

圖2發(fā)酵罐構造

依據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

產氣率

高

低

停留時間

15-30

12-14

容積

大

小

費用

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，實際運行的處理廠，中溫消化占62％。本設計采納中溫消化。

厭氧消化關設計參數如下：

停留時間T：15d；

依據垃圾處理量設計厭氧發(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）沼氣產量

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

式中：Vbiogas——沼氣產量，m3/d；

SBPbiogas——單位質量揮發(fā)性固體產生的沼氣量，一般取0.8～1.2m3/kg(VS)，本設計取0.8m3/kg(VS)；

MRSS——每天進料干重，kg/d。

3.7能量平衡分析

（1）進料加熱

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——進料所需熱量，MJ/d；

QAD-in——設計流量，m3/d；

SPls——單位重量垃圾硝化量，kg/L，本設計中假定為1kg/L；

ΔT——進水溫度與系統(tǒng)溫度的差值，℃，本設計選用中溫消化（35℃），設計進口溫度為22℃；

MFAD-in——進料含水率，%；

Cpw——水的比熱，取4.18KJ/kg?℃；

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

（2）攪拌用電量

式中：Emixing——攪拌垃圾所需能量，MJ/d；

SRT——停留時間，d；

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-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，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，本設計中經厭氧消化產生的沼氣能量不僅能夠供應工藝所需能量，還有能量盈余。整個工藝設計實現(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

每天沼渣和沼液質量m1=1800×（1-40%×63.14%）=1345.4kg，脫水前含水率為95%，本設計預使脫水后含水率為75%。

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

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