农村沼气池建设的条件和具体方法?
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发布时间：2022-04-24 20:26
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时间：2022-07-13 19:10
建设中的沼气池建造“模式”中的沼气池，首先要做好设计工作。总结多年来科学实验和生产实践的经 验，设计与模式配套的沼气池必须坚持下列原则：?
必须坚持“四结合”原则
“四结合”是指沼气池与畜圈、厕所、日光温室相连，使人畜粪便不断进入沼气池内，保证正常产气、持续产气，并有利于粪便管理，改善环境卫生，沼液可方便地运送到日光温室蔬菜地里作肥料使用。
坚持“圆、小、浅”的原则
“圆、小、浅”是指池型以圆柱形为主，池容6～12立方米 ，池深2米左右，圆形沼气池具有以下优点：第一，根据几何学原理，相同容积的沼气池， 圆形比方形或长方形的表面积小，比较省料。第二，密闭性好，且较牢固。圆形池内部结构合理，池壁没有直角，容易解决密闭问题，而且四周受力均匀，池体较牢固。第三，我国北方气温较低，圆形池置于地下，有利于冬季保温和安全越冬。第四，适于推广。无论南方、北 方，建造圆形沼气池都有利于保证建池质量，做到建造一个，成功一个，使用一个，巩固一个，积极稳步地普及推广。小，是指主池容积不宜过大。浅，是为了减少挖土深度，也便于避开地下水，同时发酵液的表面积相对扩大，有利于产气，也便于出肥料。?
坚持进出料分开的原则
直管进料的目的是使进料流畅，也便于搅拌。进料口加箅子是防止猪陷入沼气池进料管中。出料口加盖是为了保持环境卫生， 消灭蚊蝇孳生场所和防止人、畜掉进池内。?
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沼气池的设计依据
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设计与“模式”配套的沼气池，制定建池施工方案，必须考虑下列因素：?
选择池基应考虑土质
建造沼气池，选择地基很重要，这是关系到建池质量和池子寿命 的问题，必须认真对待。由于沼气池是埋在地下的建筑物，因此，与土质的好坏关系很大。土质不同，其密度不同，坚实度也不一样，容许的承载力就有差异。而且同一个地方， 土层也不尽相同。如果土层松软或沙性土或地下水位较高的烂泥土，池基承载力不大，在此 处建池，承受不了，必然引起池体沉降或不均匀沉降，造成池体破裂，漏水漏气。一般 自然土层，每平方米容许承载力都超过10吨以上，在这样的自然土层上建造沼气池，是没有 什么问题的。因此，池基应该选择在土质坚实、地下水位较低，土层底部没有地道、地窖、 渗井、泉眼、虚土等隐患之处；而且池子与树木、竹林或池塘要有一定距离，以免树根、竹 根扎入池内或池塘涨水时影响池体，造成池子漏水漏气；北方干旱地区还应考虑池子离水源 和用户都要近些，若池子离用户较远，不但管理(如加水、加料等)不方便，输送沼气 的管道也要很长，这样会影响沼气的压力，燃烧效果不好。此外，还要尽可能选择背风向阳 处建池。?
设计池子应考虑荷载
确定荷载是沼气池设计中一项很重要的环节。所谓荷载，是指单 位面积上所承受的重量。如果荷载确定过大，设计的沼气池结构截面必然过大，结果用料过 多，造成浪费；如果荷载确定过小，设计的强度不足，就容易造成池体破裂。荷载的计算标 准一般为：池身自重(按混凝土量计算)每立方米为2.5吨左右，拱顶覆土每立方米为2吨左 右， 池内发酵原料每立方米容积为1.2吨左右，沼气池产气后池内每平方米受压为1吨左右。此外 ，经常出现在池顶的人、畜等压力以最大量考虑为1吨左右。所以，地基和承载力至少不能 小于每平方米8吨。?
设计池子应考虑拱盖矢跨比和池墙质量
建造沼气池，一般都用脆性材料，受压性 能较好，抗拉性能较差。根据削球形拱盖的内力计算，当池盖矢跨比在1∶5.35时，是池盖 的环向内力变成拉力的分界线；大于这个分界线，若不配以钢筋，池盖则可能破裂，因此， 在设计削球形池拱盖时矢跨比(即矢高与直径之比。矢高指拱脚至拱顶的垂直距离)一般在1∶4～1∶6之间；在设计反削球形池底时矢跨比为1∶8左右(具体的比例还应根据池子大小、 拱盖跨度及施工条件等决定)。注意在砌拱盖前要砌好拱盖的蹬脚，蹬脚要牢固，使之能承 受拱盖自重、覆土和其他荷载(如畜圈、厕所等)的水平推力(一般说来，一个直径为5米，矢 跨比为1∶5，厚度为10厘米的混凝土拱盖，其边缘最大拉力约为10吨)，以免出现裂缝和下 塌的危险；其次，池墙质量必须牢固。池墙基础(环形基础)的宽度不得小于40厘米(这是工程构造上的最小尺寸)，基础厚度不得小于25厘米。一般基础宽度与厚度之比，应在 1:(1.5～2)范围内为好。
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沼气池容积的计算
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建造沼气池，事先要进行池子容积的计算，就是说计划建多大的池子为好。计算容积的大小 原则上应根据用途和用量来确定。池子太小，产气就少，不能保证生产、生活的需要；池子 太大，往往由于发酵原料不足或管理跟不上去等原因，造成产气率不高。目前，我国农村沼 气池产气率普遍不够稳定，夏天一昼夜每立方米池容约可产气0.15立方米，冬季约可产气0 .1立方米左右，一般农村五口人的家庭，每天煮饭、烧水约需用气1.5立方米(每人每天生 活 所需的实际耗气量约为0.2立方米，最多不超过0.3立方米)。同时，应考虑生产用肥。因 此 ，农村建池，每人平均按1.5～2立方米的有效容积计算较为适宜(有效容积一般指发酵间和 贮气箱的总容积)。根据这个标准建池，人口多的家庭，平均有效容积少一点，人口少的家 庭，平均有效容积多一点；北方地区一般气温较低，可多一点，南方地区一般气温较高，可少一点。如一个五口人的家庭，建造一个8～10立方米的沼气池，管理得好，所产 沼气基本上能满足一家人一年四季煮饭、烧水或点灯的需要，在北方即使在冬季气温较低，产气量有所减少的情况下，仍可供煮两餐饭或烧开水用。所以一般家庭养猪存栏6～10头，日光 温室面 积在100～150米2，可建6、8、10米3的沼气池为宜。对于建在野外的四位一体生态型大 棚模式，一般“模式”面积为667平方米(1亩)左右，这时，养猪头数可增 加，沼气池容 积大一些为好，但这不是绝对的，因为若沼气池容积满足不了炊事用能及蔬菜生产用肥的需 要，可由外界补充能源及肥料，从而使“模式”正常运行。
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太阳能沼气池
关于太阳能沼气池
太阳沼气池主要是靠收集太阳光的热量，来提高沼气池发酵温度，从而更好实现产气，下面收集一种采用聚光凸透镜的太阳能沼气池，专利号：200820052751.8
一种新型太阳能沼气池，它包括发酵集料箱、复合凸透镜、防护罩、太阳能集热板、保温容器、电热转换器、温度传感器、保温控制器盒、快速发酵集料箱和支撑座，复合凸透镜由多个凸透镜以曲面为基面组成，复合凸透镜上的多个凸透镜所集聚光线的焦点都在太阳能集热板 上，太阳能集热板位于保温容器的顶部，保温容器安装在快速发酵集料箱的上部，快速发酵集料箱上开设有与发酵集料箱1连通的通气口 ，其通过支撑座安装在发酵集料箱内的上部。本实用新型能将太阳能热量聚集在沼气池中心部位，提供并控制甲烷菌等所需或最佳生存温度或繁殖温度，并将产气原料适当分类处置，保证有机物废物和沼气池充分使用。
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沼气池的施工技术
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备料
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建一个8立方米的沼气池需要水泥1吨、砂子2立方米、碎石(规格1～3厘米)0.6立方米、红 砖 600块、陶瓷管(直径20～30厘米)1～2根、钢筋(直径14毫米)1.2米。如果建10立方米沼气池 ，其水泥、砖、砂再增加10%，若建6立方米沼气池，则水泥、砖、砂比8立方米沼气池用量 要减少10%。?
放线
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放线挖坑是保证建池质量的第一关，必须按规定尺寸施工。放线要点：①划出总体平面。②划出温 室、猪舍面积，猪舍在东侧或西侧。③划出“模式”宽度中心线。④以O为起点，在猪舍内侧找出池的中心点O，以O为圆心，以池的半径加6厘米为半径划圆，确定池的位置。⑤确定 进料口、出料口位置。要在“模式”宽度中心线上确定为进料口中心点和位于日光温室内的 出料口中心点，用白灰做好标记。
池坑开挖
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在“模式”内建沼气池均采用地下埋式，沼气池土方工程采用大开挖的施工工艺。首先，应 确定好正负零的高度。池坑深度按设计图确定，即沼气池的池顶与出料口保持在一个水平 面上，并高出猪舍地面10厘米。进料口超高地面2厘米，如果挖得过深使沼气池低于地平面 ，影响配套使用，挖得过浅使沼气池突出地面，给养猪和日光温室施肥造成困难。具体尺寸如表2.1所示。
为了便于安放建池模具或利用砖模浇筑池体，减少材料损耗，池坑要规圆上下垂直。对于土质良好的地区坑壁可挖直，取土时由中间向四周开挖，开挖至坑壁时留有一定余地，然后按定位桩找出中心点，并钉一固定的木桩，用一条绳的一端固定在中心点的木桩上，绳的另一端拴上一把小把锄，使锄刀到中心点的长度等于池的半径加上墙厚度6厘米划圆，刮掉阻碍通道的砂土，边挖边修整池坑，直到设计深度为止。池坑挖好后马上将池底修成锅底形状；由锅底中心至水压间底部挖一条U形浅槽,下返坡度5%。对于土质松散的地方，地面以下8 0厘米应放坡取土，坡度大小要看土质松散程度而定，以坑壁不坍塌为原则，同时挖好进、出料口坑。如有地下水出现，池底要挖集水坑，以便排水。?
建池时遇到地下水，可采用“避、引、堵”的办法来解决。“避”就是避开地下水，尽量不在多雨季节施工，选择地下水位较低、地势较高的地方建池，水网地区可建圆球形池或提高池身，建成半地下池。“引”就是引开地下水，施工前挖排水沟，尽量将水引走。池墙渗水，可将竹管插入渗水处或在池壁上凿星(“Y”)形小沟，使水集中从沟内流至池底。对于池底渗水，可采用十字沟或环形沟集水，并在池底*挖一较深小井，使水流入井内汲走，待工程告一段落无渗水排出时再填此井。“堵”就是堵住地下水，对池内个别小泉眼，可用砖头、小石块塞紧。若大面积渗水，可采用水玻璃药液防渗剂掺入水泥进行粉刷，快速凝固， 堵塞有效。同时，在土质差、地下水位高处建池，池底下面还必须设置沙卵石垫层，其垫层的施工可先铺砌卵石，再用水沉法使沙子挤满卵石空隙，起到确保建池质量的作用。如建 池场地确无地下水，池底以下可不加垫层及排水措施。?
利用混凝土浇筑
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四位一体生态型大棚模式中的沼气池，一般采用组合式建池。所谓组合式建池就是池底、池 墙、水压间下部采用混凝土整体现浇，池拱盖及水压间上部采用砖砌。在现浇拌制混凝土时 ，必须控制水灰比≤0.65，砂子中泥土含量≤3%，云母含量≤0.5%，碎石中最大粒径≤3厘米，泥土含量≤2%。混凝土浇筑工序必须连续进行，间断时间不得超过1小时，浇筑时必须 振捣密实，防止出现蜂窝麻面现象。施工顺序如下：
砌筑出料口通道
出料口通道用红砖及砂灰砌筑，水泥:砂 子=1∶2.5。为了便于施工及出料，其通道口宽50厘米，高70厘米，顶部起拱，但上 口距池上拱角不得小于35厘米，防止产气多时水面下返而跑气。?
池墙及水压间下部的浇筑
池墙及水压间下部的浇筑可采用钢模、木模及砖模，一般上 述模具为内模，而以池壁为外模。由于钢模造价高，很少采用，而木模和砖模用的较多。若 一个村里建多个沼气池，采用木模较方便，若只建一个，则采用砖模为宜。采用砖模的一般 砌法是：先把砖用水浸湿，防止拆模困难。每块砖横向砌筑，每层砖砖缝错开，不用带泥口 或灰口，做到砌一层砖用混凝土浇筑一层，振捣密实后再砌第二层。混凝土配合重量比为水 泥∶砂子∶碎石=1∶3∶3，池墙高1米，厚0.05米。?
池拱盖的施工
目前，“模式”中的沼气池拱盖用砖砌，“模式”中的沼气池一般采用 直管进料，在砌筑池拱盖前要安装好进料管，一般利用直径200毫米、长600毫米左右的陶瓷 管，管内穿绳拴挂在地面的木桩上，进料管喇叭口朝上，上下垂直，紧贴池壁固定好。插入 池内深度拱角250～300毫米为宜。砌筑拱盖可用铁钩或挂绳法固定砖，先由进料管处开始砌 ，进料管周围要用水泥加固。砌筑拱盖的砖，要选择质量好的，先用水浸湿，保持外湿内干，用1∶2水泥砂灰砌筑，砂灰和易性要好，灰口饱满，砖与砖要顶紧，每砌筑一圈，要用小石片嵌牢，边砌筑边注意拱盖弧度，每砌筑3～5圈，拱盖外壁用1∶3水泥砂灰抹严抹实， 拱角处第1圈砖上层抹灰时，厚度要达到30～50毫米，用以代替圈梁。随砌随抹灰，随即由外向内均匀地回填土。回填土前，进料管上部也要砌几层砖，防止回填土由进料管进入池内，进料口宽以240毫米为宜，长度因户而异。注意第一次回填土约60%即可，防止塌方 ，其余土量 在次日池内密封前回填一部分，整体池完工10天后可全部回填完。池拱盖施工图如 图2.13所示。在砌筑池拱盖的同时，应把水压间的上部砌好。水压间上半部用1/4 砖立砌，1∶3水泥砂灰浇筑。
当砌筑池拱盖要封口时，在拱顶正*安放直径为9～10毫米的铜导气管，插入深度以池内 密封层完工后露出10毫米左右为宜，拱顶*用4条500～700毫米长铁筋摆放成#字型，抹 灰要加厚加固，以防沼气池运行时压力过大涨坏气箱。在导气管周围，砌一个深200～300毫 米，边长180～200毫米的方型围护墙，在输气管引出方向预留出缺口。猪舍地面以下可砌暗 沟或放一个内径为20～50毫米铁管或塑料护管，以便引出输气管。导气管上面盖上活动盖板， 防止输气管被猪啃坏。活动盖板规格240毫米×240毫米，厚度为50～60毫米，可用2块红砖代替，如图2.14所示。
池底施工
池底先铺一层碎石，用1∶4的水泥砂浆将碎石缝隙灌满，然后再用水泥、砂 子、碎石以1∶3∶3的混凝土浇筑池底，厚度要达到8～12厘米。
沼气池池体内部密封
由砖和混凝土组合建造的沼气池只靠结构层还不能满足防渗漏要 求 ，必须对池体进行密封处理才能不漏气、不漏水。沼气池密封层采用7层做法和3层做法两种 ，贮气室及池内进料管部分采用7层做法；池底、池墙、水压间、出料口通道等采用3层做法。其7层做法第1层用450#水泥砂灰刷浆，灰∶水=0.3∶1；第2层抹水泥∶砂子=1∶ 2.5的水泥砂灰，厚度为0.8～1厘米；第3层抹0.1厘米厚素灰；第4层抹水泥∶砂子=1∶2的水泥砂灰，厚度为0.4厘米；第5层抹0.1厘米厚的素灰；第6层用1∶1的细砂灰抹0.3 ～0.4厘米；第7层刷素灰浆3遍。而3层做法是第1层与7层做法中的第2层一起做；第2层与7层做法中的第6层一起做；第3层与7层做法中的第7层一起做。?
养护
用混凝土浇筑的每个部位，都要进行养护，要求在平均气温大于5℃条件下自然 养护，外露混凝土应加盖草帘浇水养护，养护时间为7～10天。春、秋要注意早晚防冻。为达到养护目的，在沼气池密封处理以后要把出料口、进料口、池顶口用薄膜盖严。自然养护 期达到后经检查试压就可以投料使用。建池完工24小时后如果下雨应及时向池内加水，加水量应是池内装料容积的一半，以防地下水位上涨鼓坏池体。
检查验收
新建沼气池和大换料后保养维护的旧池，必须经过检查验收合格，方可投料 使用。其检验方法分为两种：?
①直接检查法 必须全池强度养护达到70%以上才能进行，用手指或小木棒叩击无翘壳空响 。全池内壁无渗水痕迹，无裂缝、砂眼、孔隙等肉眼可见的缺陷；池外输气管线、开关 等配套设施安装齐全牢固。
②试压检查法 在直接检查完好的基础上，推荐采用气压检验为主，水压法检验为辅，亦可 混合使用。一般作法是装水至进、出料管上端20厘米高度，观测12小时，水位降低无明显变 化，视为不漏水；再用打气筒(机)充气(或灌水增压)，使压力表达到设计压力的50%，观察2 4小时，若压力不降低，继续打气至设计压力，再观测24小时，压力降低值在设计压力的3% 以内，视为不漏气。亦可采用空池封闭进出料口、直接充气试压的方法，要求同上。试压 中最好将输气管路全部接通，分别检查有否渗漏现象。检查中如有漏水、漏气者，须查明部 位、原因。经修补使强度达到要求后，再经复验合格，方可投料使用。但使用前，必须将多 余的水抽去。未经复验合格者，不得勉强使用。以上所写的是水压式沼气池的建设方法，主要是适应农村沼气池建设，国家整车是5年农村，5年城市。
沼气池日常安全运行管理
日常运行管理技术:
1、新池启动以纯净的牛、马粪为佳。8m3沼气池需牛、马粪2m3，入池前，在池外堆沤5-7天，以富集菌种，加快启动。
2、新池启动时，应用温水启动。水温30℃—50℃为宜，禁止使用冷水启动，延长启动时间。
3、进料后，按要求密封好各活动盖，特别注意密封好天窗口，以防漏气。
4、启动初期所产气体为废气，不能燃烧，应排放废气7天，每天排放30分钟以上。
5、使用灯、灶具前，应认真阅读使用说明，规范操作。日常注意及时清理灯、灶具上的杂物，保持清洁。
6、勤进料、勤出料。8m3沼气池每天应进够20kg的新鲜畜禽粪便。进多少、出多少，禁止大出料，以免影响产气。
7、加强日常搅拌，可每天利用抽渣活塞或木棒搅动料液十分钟以上，促进发酵，提高产气率。
8、经常观测压力变化情况，当沼气压力达到9个以上时，应及时用气或放气，以免压力过大损坏压力表和池体。
9、经常检查各接口、管路、用具是否密封、损坏、老化、堵塞，若发现问题，及时检修。
10、加强越冬管理，入冬前应适量加入牛、马粪等热性原料，池外加盖保温膜，确保冬季正常产气。
参考资料：http://ke.baidu.com/view/677233.htm
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时间：2022-07-13 20:28
