某餐厨垃圾处理工厂厌氧发酵沼气工程设计方案

 2022-06-15 11:06

论文总字数:27899字

摘 要

本设计的内容是餐厨垃圾厌氧发酵沼气工程,为达到固体的无害化治理,建设相应规模的处理工程,包括油脂回收工程和厌氧消化工程。油脂回收工程采用加热方式收集餐厨垃圾中的油脂,厌氧消化则是将污泥和餐厨垃圾转变成沼气、沼液和沼渣,沼气通过发电机实施热电联产输出电能和热能以提供给工厂生产和生活需要,沼液处理后排入水道管网,沼渣外运处理。

餐厨垃圾需要先经过分选、破碎、油脂分离等前处理,然后将经过预处理之后的餐厨垃圾送入快速预热混合器,进行预热、搅拌以及回流接种,接种之后的物料则进入厌氧发酵反应器。厌氧操作温度稳定在50-57度,反应器内原料相互混合,并与接种污泥中的厌氧微生物通过机械搅拌装置充分接触,高效产沼。沼气作为热电联产原料以生产蒸汽、热能与电力,蒸汽可进行原料加热,电力和热能可满足工厂生产生活需要。部分沼液用于回流接种,其余外运处理。

本设计餐厨垃圾排放量为20000kg-wet/日,TS浓度为100g-TS/kg-wt,VS/TS 为90%,COD浓度为150g/kg-wet,TN浓度为8.0g-N/wet,氨氮浓度为0.4g-N/wet。

本设计对主要设备预处理设备、干式厌氧消化器、管道系统、沼气的净化和储存设备等进行了设备计算,并对其他配套设备进行了选型。

设备布置及部分设备详图参见图纸,本设计附A3图纸8张。

关键词:餐厨垃圾;干式厌氧消化器;沼气;发电。

Abstract

The project is about anaerobic fermentation of food waste biogas engineering, which aims to achieve the harmless effects for the solid treatment and construct relative engineering projects, including the grease recovery engineering and anaerobic digestion engineering. The grease recovery project adopts heating method to collect the grease in the kitchen waste, while anaerobic digestion turns the sludge and kitchen waste into biogas, biogas slurry and biogas slags. Produced by the combined heat and electrical energy from the electronic generators, the biogas is to satisfied the needs for the production and livings. After processing, biogas slurry pours into the water-channel network and biogas slags are processed are transported externally.

Kitchen waste should be proceeded by the following processes, including sorting, crushing, and grease separation. After that, the mixed waste is handled by rapid preheating mixers for preheating, stirring and reflux inoculation, followed by entering into anaerobic fermentation reactors. The operating temperature of the anaerobic reactors stabilizes at 50-57℃. Under the certain temperature, the raw materials in the reactors and the anaerobic microbes in the inoculated sludge are mixed together and fully contacted in the mechanical stirring device, and therefore the marsh is produced efficiently. As the raw material of combined heat and electricity energy, biogas is to produce steam and heat, electricity energy. While steam helps to heat up raw materials, and heat and electricity energy are used for meet the needs of production and livings. In addition, part of biogas slurry is used for reflux inoculation and the rest is transported for external treatment.

In the project, the kitchen waste discharge is 20000kg-wet/d, and the concentration of TS is 100g-ts /kg-wt, VS/TS is 90%, COD concentration is 150g/kg-wet, TN concentration is 8.0g-n /wet, and ammonia nitrogen concentration is 0.4g-n /wet.

In the project, the data for the main equipment pretreatment equipment, dry anaerobic digester, pipeline system, biogas purification and storage equipment are calculated, and other supporting equipment are selected.

Please refer to the attachment for equipment layout and part of equipment details. The project is attached with eight A3 pictures.

Key words: kitchen waste; Dry anaerobic digester; Biogas; generate electricity.

目 录

摘要 I

Abstract II

第一章 绪论 5

1.1 项目概述 5

1.2 设计原始资料 5

第二章 工艺设计 6

2.1 设计依据、技术标准 6

2.1.1 设计依据 6

2.1.2 设计相关的规范和标准 6

2.2 设计范围及原则 6

2.2.1 设计系统 7

2.2.2 设计原则 7

2.3 餐厨垃圾概述 7

2.3.1 餐厨垃圾的来源 7

2.3.2 餐厨垃圾的特点 7

2.3.3 餐厨垃圾的影响 7

2.3.4 餐厨垃圾国内外处理现状 8

2.4 工艺选择 9

2.4.1 厌氧消化工艺选择 10

2.4.2 消化阶段的温度 10

2.4.3 消化阶段的最终确定 10

第三章 主要构筑物及设备设计统 11

3.1 原料收集及预处理 11

3.2 厌氧反应过程设计计算 11

3.2.1 处理规模 11

3.2.2 厌氧消化产气量计算 11

3.2.3 厌氧反应器的容积 11

3.2.4 餐厨垃圾和污泥的接种比例 12

3.2.5 物料平衡计算 12

3.3 干式厌氧发酵罐 12

3.3.1 形状和材质选择 13

3.3.2 设备主要尺寸设计 13

3.3.3 主要部件设计计算 14

3.3.4 搅拌器 14

3.3.5 挡板数量的设计 15

3.3.6 厌氧反应器增温和保温 15

3.3.7 厌氧反应器所需热量计算 15

3.4 固液分离系统 16

3.5 厌氧沼液、沼渣的循环利用 16

3.6 沼气的净化、储存和利用 17

3.6.1 厌氧消化沼气的净化处理 17

3.6.2 沼气的储存系统 18

3.6.3 沼气发电 18

3.7 主要处理构筑物及附属构筑物计算 19

3.7.1 主要处理构筑物 19

3.7.2 附属构筑物计算 19

第四章 平面布置 21

4.1 布置原则[19] 21

4.2 沼气站布置 21

第五章 阻力损失及高程布置 22

第六章 结构设计说明 23

6.1 设计依据 23

6.2 设计说明 23

6.2.1 干式厌氧消化器 23

6.2.2 脱硫脱水间、配电室、发电机房 23

第七章 电气说明 24

7.1 设计依据 24

7.2 设计原则 24

7.3 设计说明 24

7.3.1 供电设计 24

7.3.2 照明设计 24

7.3.3 防雷、接地和消防 24

第八章 技术经济性分析 25

8.1 编制范围 25

8.2 编制依据 25

8.3 分项概算 25

8.3.1 建(构)筑物工程 25

8.3.2 设备材料直接费用 26

8.3.3 工程建设其他费 27

8.3.4 基本预备费 27

8.4 8.4运行成本与效益 27

8.4.1 运行成本 27

8.4.2 经济效益评价 28

8.4.3 生态效益 28

第九章 电气说明 30

9.1 人员配置 30

9.2 运行的技术管理 30

第十章 环境保护 31

10.1 选址与绿化隔离 31

10.2 噪音 31

10.3 沼气站对外部环境的影响 31

10.3.1 对土壤环境质量的影响 31

10.3.2 对人体健康的影响 31

10.3.3 对大气环境的影响 31

10.3.4 对水环境的影响 31

第十一章 总结 32

致谢 33

参考文献 34

绪论

项目概述

某餐厨垃圾处理工厂日处理餐厨垃圾20吨。为达到固体废物的无害化治理,建设相应规模的处理工程,包括油脂回收工程和厌氧消化工程。油脂回收工程采用加热方式收集餐厨垃圾中油脂,厌氧消化工程利用厌氧发酵技术将污泥和餐厨垃圾转变为沼气、沼液和沼渣,沼气通过发电机实施热电联产输出电能和热能以提供给工场生产和生活需要,沼液经处理后排入下水道管网,沼渣外运处理。

设计原始资料

(1)某餐厨垃圾处理工厂日处理餐厨垃圾20吨,拟采用厌氧发酵技术进行资源化处理,包括油脂回收与厌氧消化工程。

(2)有机固体废物(餐厨垃圾)的排放情况如表1-1所示:

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