沼氣池設(shè)計與建設(shè)

1、農(nóng)村戶用水壓式沼氣池設(shè)計摘 要近年來，隨著社會主義新農(nóng)村建設(shè)的不斷深入，農(nóng)村沼氣的綜合利用再次成為人們所關(guān)注的熱點話題，許多地區(qū)都在大力推廣農(nóng)村戶用沼氣池的建設(shè)。沼氣的厭氧發(fā)酵可以實現(xiàn)農(nóng)村有機固體廢物的綜合利用，能收到良好的經(jīng)濟(jì)效益，社會效益和環(huán)境效益。本次固體廢物處理和處置課程設(shè)計的題目就是設(shè)計一座農(nóng)村戶用沼氣池，其主要內(nèi)容包括以下幾個方面：首先，明確設(shè)計要求，搜集必要的設(shè)計資料，為課程設(shè)計打下基礎(chǔ)；其次，對沼氣發(fā)酵的原理進(jìn)行簡要介紹，在此基礎(chǔ)上確定沼氣池的生產(chǎn)工藝，并對本次設(shè)計的沼氣池進(jìn)行選型；再次，根據(jù)設(shè)計資料的要求，結(jié)合有關(guān)設(shè)計規(guī)范，對圓筒形水壓式沼氣池的發(fā)酵池主體結(jié)構(gòu)以及進(jìn)料口，水壓

2、間等附屬結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計計算，確定各部分的設(shè)計參數(shù)和設(shè)計尺寸；最后，根據(jù)有關(guān)規(guī)范，對所設(shè)計的圓筒水壓式沼氣池進(jìn)行材料核算，對施工的要點做簡要的說明。關(guān)鍵詞：沼氣池，工藝流程，結(jié)構(gòu)設(shè)計目錄前言1第1章 設(shè)計要求與設(shè)計資料21.1 設(shè)計目的21.2 設(shè)計資料與設(shè)計參數(shù)21.2.1 設(shè)計資料21.2.2 設(shè)計參數(shù)2第2章 工藝流程確定與沼氣池選型32.1 沼氣的基本知識32.1.1 沼氣的概念32.1.2 沼氣的成分32.1.3 沼氣的理化性質(zhì)32.2 沼氣發(fā)酵的原理42.3 沼氣發(fā)酵原料選擇42.4 工藝流程42.5 家用沼氣池的類型52.5.1 水壓式沼氣池52.5.1 水壓式沼氣池的優(yōu)缺點6第3章

3、 水壓式沼氣池的結(jié)構(gòu)設(shè)計和計算83.1 發(fā)酵料液的計算83.1.1 發(fā)酵料液的體積83.1.2 氣室容積的計算83.2 發(fā)酵間的設(shè)計93.2.1 發(fā)酵間的容積93.2.2 發(fā)酵間各部分尺寸的確定93.3 進(jìn)出料口（管）的尺寸設(shè)計113.4 進(jìn)出料管安裝位置的確定123.4.1 進(jìn)出料管水平位置的確定123.4.2 進(jìn)出料管豎直位置的確定123.5 水壓間的設(shè)計153.5.1 水壓間零壓線153.5.2 發(fā)酵間最大料液水位降153.5.3 水壓間高度153.5.4 水壓間圓柱體底面積153.5.5 水壓間底面半徑15第4章 水壓式沼氣池施工及材料設(shè)計164.1 材料參考用量164.2 沼氣池施工

4、17結(jié) 論18謝 辭19參考文獻(xiàn)20前言在新農(nóng)村的建設(shè)中，大力推廣農(nóng)村戶用沼氣池的建設(shè)，其意義不僅是為農(nóng)戶解決燒火做飯問題，更要使農(nóng)村走上綠色的、循環(huán)發(fā)展的生態(tài)農(nóng)業(yè)之路。通過農(nóng)村沼氣工程的建設(shè)，可以發(fā)揮多方面的綜合效益。第一，農(nóng)戶使用沼氣這一清潔能源，擺脫農(nóng)村傳統(tǒng)上以薪柴為主的能源使用方式，實現(xiàn)節(jié)能減排的目的，有利于農(nóng)村生態(tài)環(huán)境的保護(hù)。以一個農(nóng)村戶用8立方米水壓式沼氣池為家庭能源單位進(jìn)行分析，以沼氣池年均產(chǎn)氣量385立方米計，1立方米沼氣的低位發(fā)熱值折0.714千克標(biāo)煤，則年開發(fā)能源折合275千克標(biāo)煤。第二，農(nóng)戶使用沼渣、沼液作為土壤的有機肥料，可以減輕對化學(xué)肥料的依賴，進(jìn)而保持土壤的可耕作性

5、，防止土壤板結(jié)，保障農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。沼肥中全氮、全磷、全鉀平均值分別為6.35%、1.09%、4.64% ，能有效減少化肥的使用量。農(nóng)戶通過沼氣池的建設(shè)，促進(jìn)了物質(zhì)的循環(huán)利用和能量的有序流動。發(fā)展農(nóng)村沼氣可以取得顯著的能源、經(jīng)濟(jì)、生態(tài)和社會效益，已經(jīng)成為建設(shè)社會主義新農(nóng)村的重要組成部分。 第1章 設(shè)計要求與設(shè)計資料1.1 設(shè)計目的通過課程設(shè)計進(jìn)一步消化鞏固固體廢物處理與處置課程所學(xué)內(nèi)容，并將所學(xué)知識系統(tǒng)化，培養(yǎng)運用所學(xué)理論知識解決實際工程問題，即進(jìn)行農(nóng)村家用沼氣池設(shè)計的能力。通過設(shè)計，了解工程設(shè)計的內(nèi)容，方法和步驟，培養(yǎng)確定厭氧系統(tǒng)設(shè)計方案，進(jìn)行設(shè)計計算，繪制工程圖，使用技術(shù)資料，編寫設(shè)計說

6、明書的能力。1.2 設(shè)計資料與設(shè)計參數(shù)1.2.1 設(shè)計資料(1) 該農(nóng)戶家中有5人，家畜（豬）3頭，位于平壩農(nóng)業(yè)區(qū)；(2) 建池材料為現(xiàn)澆混凝土，粘土實心磚。 1.2.2 設(shè)計參數(shù)(1) 氣壓：7480Pa（即80cm水柱）。(2) 池容產(chǎn)氣率：池容產(chǎn)氣率系指每立方米發(fā)酵池容積1晝夜的產(chǎn)氣量，單位為m3沼氣/（m3池容·d）。我國通常采用的池容產(chǎn)氣率包括0.15、0.2、0.25和0.3幾種，本設(shè)計取0.15 m3沼氣/（m3池容·d）。(3) 貯氣量：貯氣量系指氣箱內(nèi)的最大沼氣貯存量。農(nóng)村家用水壓式沼氣池的最大貯氣量以12h產(chǎn)氣量為宜，其值與有效水壓間的容積相等。(4)

7、池容：系指發(fā)酵間的容積。農(nóng)村家用水壓式沼氣池的池容積有4m3、6m3、8m3、10m3等幾種。(5) 投料率：系指最大投入的料液所占發(fā)酵間容積的百分比，一般在85%95%之間為宜，本設(shè)計的最大投料量小于發(fā)酵間總?cè)莘e的90%。第2章 工藝流程確定與沼氣池選型2.1 沼氣的基本知識2.1.1 沼氣的概念沼氣是有機物質(zhì)在厭氧環(huán)境中，在一定的溫度、濕度、酸堿度的條件下，通過微生物發(fā)酵作用，產(chǎn)生的一種可燃?xì)怏w。由于這種氣體最初是在沼澤、湖泊、池塘中發(fā)現(xiàn)的，所以人們叫它沼氣。沼氣含有多種氣體，主要成分是甲烷(CH4)。2.1.2 沼氣的成分沼氣是一種混合氣體，它的主要成分是甲烷，其次有二氧化碳、硫化氫(H

8、2S)、氮及其他一些成分。沼氣的組成中，可燃成分包括甲烷、硫化氫、一氧化碳和重?zé)N等氣體；不可燃成分包括二氧化碳、氮和氨等氣體。在沼氣成分中甲烷含量為55%70%、二氧化碳含量為28%44%、硫化氫平均含量為0.034%。2.1.3 沼氣的理化性質(zhì)沼氣是一種無色、有味、有毒、有臭的氣體，它的主要成分甲烷在常溫下是一種無色、無味 、無臭 、無毒的氣體。甲烷分子式是CH4，是一個碳原子與四個氫原子所結(jié)合的簡單碳?xì)浠衔?。甲烷對空氣的重量比?.54，比空氣約輕一半。甲烷溶解度很少，在20、0.1千帕?xí)r，100單位體積的水，只能溶解3個單位體積的甲烷。甲烷是簡單的有機化合物，是優(yōu)質(zhì)的氣體燃料。燃燒時呈

9、藍(lán)色火焰，最高溫度可達(dá)1400左右。純甲烷每立方米發(fā)熱量為36.8千焦。沼氣每立方米的發(fā)熱量約23.4千焦，相當(dāng)于 0.55千克柴油或0.8千克煤炭充分燃燒后放出的熱量。從熱效率分析，每立方米沼氣所能利用的熱量，相當(dāng)于燃燒3.03千克煤所能利用的熱量。2.2 沼氣發(fā)酵的原理沼氣發(fā)酵，又稱甲烷發(fā)酵，是由多種微生物在厭氧條件下分解有機物實現(xiàn)的。通常把參與沼氣發(fā)酵的微生物分為三類。第一類叫發(fā)酵細(xì)菌，包括各種有機物分解菌，它們通過分泌的胞外酶，將復(fù)雜的有機物分解為較簡單的物質(zhì)，例如多糖轉(zhuǎn)化為單糖，蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)化為甘油和氨基酸，脂肪轉(zhuǎn)化為甘油和脂肪酸；第二類叫產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌，它們的主要作用是將前一類細(xì)菌分解的

10、產(chǎn)物進(jìn)一步分解成乙酸和二氧化碳；第三類細(xì)菌叫產(chǎn)甲烷菌，其作用是利用乙酸、氫氣和二氧化碳產(chǎn)生甲烷。在沼氣發(fā)酵過程中，這三類微生物既相互協(xié)調(diào)，又相互制約，共同完成產(chǎn)沼氣過程。2.3 沼氣發(fā)酵原料選擇農(nóng)村沼氣發(fā)酵原料盡管很多，但從沼氣利用的角度考慮，主要為秸稈類和糞便類。糞便類分解速度相對較快，入池和出料都很方便，單獨使用產(chǎn)氣效果也很好，因而許多地方只采用糞便入池發(fā)酵。但隨著農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展，農(nóng)村種植和養(yǎng)殖模式發(fā)生了顯著的變化，家庭養(yǎng)豬數(shù)量不斷減少，沼氣發(fā)酵的糞便量嚴(yán)重不足，秸稈作為發(fā)酵主要原材料成為必然。秸稈隨農(nóng)事活動批量獲得，能長時間存放不影響產(chǎn)氣。但秸稈發(fā)酵速度較慢，需要較長時間才能達(dá)到預(yù)期的

11、沼氣產(chǎn)量，且出渣較為困難。為此，入池前需要進(jìn)行切短、堆漚等預(yù)處理，或和糞便一起發(fā)酵，并采用批量入池，批量出渣的方法。2.4 工藝流程沼氣發(fā)酵工藝類型較多，我國農(nóng)村普遍采用的是下述兩種工藝。1. 自然溫度半批量投料發(fā)酵工藝這種工藝的發(fā)酵溫度隨自然溫度變化而變化，采用半批量方式投料。這種工藝的發(fā)酵期因季節(jié)和農(nóng)用情況而定，一般為5個月左右，運行中要求定期補充新鮮原料，以免造成產(chǎn)氣量下降，該工藝的主要缺點是出料操作勞動量大。2. 自然溫度連續(xù)投料發(fā)酵工藝這種工藝是在自然溫度下，定時定量投料和出料，能維持比較穩(wěn)定的發(fā)酵條件，使沼氣微生物（菌群積累）區(qū)系穩(wěn)定，保持逐步完善的原料消化速度，提高原料利用率和沼

12、氣池負(fù)荷能力，達(dá)到較高的產(chǎn)氣率；工藝自身能耗少，簡單方便，容易操作。此處采用自然連續(xù)投料發(fā)酵工藝，以人、禽畜糞便及蔬菜秸稈為發(fā)酵原料，定時定量投料和出料。圖2-1 沼氣池的發(fā)酵工藝流程圖2.5 家用沼氣池的類型隨著我國沼氣科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和農(nóng)村家用沼氣的推廣，根據(jù)當(dāng)?shù)厥褂靡蠛蜌鉁?、地質(zhì)等條件，家用沼氣池有固定拱蓋的水壓式池、大揭蓋水壓式池、吊管式水壓式池、曲流布料水壓式池、頂返水水壓式池、分離浮罩式池、半塑式池、全塑式池和罐式池。形式雖然多種多樣， 但是歸總起來大體由水壓式沼氣池、浮罩式沼氣池、半塑式沼氣池和罐式沼氣池四種基本類型變化形成的。水壓式沼氣池是農(nóng)村推廣的主要池型。水壓式沼氣池是一種

13、埋設(shè)在地下的立式圓筒形發(fā)酵池，池蓋和池底是具有一定曲率半徑的殼體，主要結(jié)構(gòu)包括加料管、發(fā)酵間、出料管、水壓間、導(dǎo)氣管幾個部分。2.5.1 水壓式沼氣池水壓式沼氣池的池體上部氣室完全封閉，隨著沼氣的不斷產(chǎn)生，沼氣壓力相應(yīng)提高。這個不斷增高的 氣壓，迫使沼氣池內(nèi)的一部分料液進(jìn)到與池體相通的水壓間內(nèi)，使得水壓間內(nèi)的液面升高。 這樣一來，水壓間的液面跟沼氣池體內(nèi)的液面就產(chǎn)生了一個水位差，這個水位差就叫做“水壓”(也就是U形管沼氣壓力表顯示的數(shù)值)。用氣時，沼氣開關(guān)打開，沼氣在水壓下排出；當(dāng)沼氣減少時，水壓間的料液又返回池體內(nèi)，使得水位差不斷下降，導(dǎo)致沼氣壓力也隨之 相應(yīng)降低。這種利用部分料液來回串動，

14、引起水壓反復(fù)變化來貯存和排放沼氣的池型，就稱之為水壓式沼氣池。水壓式沼氣池，是我國推廣最早、數(shù)量最多的池型，是在總結(jié)“三結(jié)合”、“圓、小、 淺”、“活動蓋”、“直管進(jìn)料”、“中層出料”等群眾建池的基礎(chǔ)上，加以綜合提高而形成的 ?！叭Y(jié)合”就是廁所、豬圈和沼氣池連成一體，人畜糞便可以直接打掃到沼氣池里進(jìn)行發(fā)酵?！皥A、小、淺”就是池體圓、體積小、埋深淺?！盎顒由w”就是沼氣池頂加活動蓋板。 圖2-2 水壓式沼氣池結(jié)構(gòu)簡圖2.5.1 水壓式沼氣池的優(yōu)缺點水壓式沼氣池型有以下幾個優(yōu)點：(1) 池體結(jié)構(gòu)受力性能良好，而且充分利用土壤的承載能力，所以省工省料，成本比較低。 (2) 適于裝填多種發(fā)酵原料，特別

15、是大量的作物秸稈，對農(nóng)村積肥十分有利。(3) 為便于經(jīng)常進(jìn)料，廁所、豬圈可以建在沼氣池上面，糞便隨時都能打掃進(jìn)池。(4) 沼氣池周圍都與土壤接觸，對池體保溫有一定的作用。水壓式沼氣池型也存在一些缺點，主要是：(1) 由于氣壓反復(fù)變化，而且一般在416千帕(即40160厘米水柱)壓力之間變化。這對池 體強度和燈具、灶具燃燒效率的穩(wěn)定與提高都有不利的影響。(2) 由于沒有攪拌裝置，池內(nèi)浮渣容易結(jié)殼，又難于破碎，所以發(fā)酵原料的利用率不 高，池 容產(chǎn)氣率(即每立方米池容積一晝夜的產(chǎn)氣量)偏低，一般產(chǎn)氣率每天僅為0.15米3/米3 左右。(3) 由于活動蓋直徑不能加大，對發(fā)酵原料以秸稈為主的沼氣池來說，

16、大出料工作比較困難 。因此，出料的時候最好采用出料機械。第3章 水壓式沼氣池的結(jié)構(gòu)設(shè)計和計算 3.1 發(fā)酵料液的計算 3.1.1 發(fā)酵料液的體積 式中：V1發(fā)酵料液體積，m3； n1產(chǎn)人糞便總量。按常住人口×0.0060.013m3/（人·d）取值，本設(shè)計取5人×0.008 m3/（人·d）； n2產(chǎn)牲畜糞便總量。按養(yǎng)豬頭數(shù)×0.0060.15m3/（頭·d）取值，本設(shè)計取3頭×0.6 m3/（頭·d）；n3每日舍外能定量收集糞便總量，m3/d，本設(shè)計取0；k2收集系數(shù)，取0.51.0，本設(shè)計取0.9； T 原料滯

17、留期（d）；蔬菜區(qū)T取30，平壩農(nóng)業(yè)區(qū)取35，丘陵農(nóng)區(qū)取40，本設(shè)計取35d。將數(shù)值帶入，計算得：3.1.2 氣室容積的計算氣室容積可用下式計算：式中：V1發(fā)酵料液體積，m3； V2氣室容積，m3； k3原料產(chǎn)氣率，我國通常采用的產(chǎn)氣率包括以下幾種數(shù)值，即0.15m3/（m3·d）、0.2m3/（m3·d）、0.25m3/（m3·d）、0.3m3/（m3·d），本設(shè)計取0.2 m3/（m3·d）。3.2 發(fā)酵間的設(shè)計3.2.1 發(fā)酵間的容積式中：V發(fā)酵間容積，m3； V1發(fā)酵料液體積，m3； V2氣室容積，m3； k1容積保護(hù)系數(shù)，取0.91.

18、05，本設(shè)計取0.95。3.2.2 發(fā)酵間各部分尺寸的確定1. 沼氣池的直徑根據(jù)用戶平面布置確定?？紤]充分利用土地資源、平面布局緊湊的原則，確定沼氣池的直徑為2.4m。2. 發(fā)酵間池蓋削球體矢高和凈容積(1) 池蓋削球體矢高式中：f1池蓋削球體矢高，m； D圓柱體形池身直徑，m； 1直徑與池頂矢高的比值，取56。(2) 池蓋削球體凈容積式中：Q1池蓋削球體凈容積，m3； f1池蓋削球體矢高，m； R池身圓柱體內(nèi)半徑，m。3. 發(fā)酵間池底削球體矢高和凈容積(1) 池底削球體矢高 式中：f2池蓋削球體矢高，m； D池身圓柱體直徑，m； 2直徑與池底矢高的比值，取810。(2) 池底削球體凈容積式中

19、：Q3發(fā)酵間池底削球體凈容積，m3； f2 池底削球體矢高，m；4. 發(fā)酵間池身圓柱體容積和池墻高度(1) 發(fā)酵間池身圓柱體凈容積式中：Q2發(fā)酵間池身圓柱體凈容積，m3； V發(fā)酵間總?cè)莘e，m3； Q1池蓋削球體凈容積，m3； Q3發(fā)酵間池底削球體凈容積，m3。(2) 發(fā)酵間池身圓柱體高度式中：R發(fā)酵間池身圓柱體半徑，m； H發(fā)酵間池身圓柱體高度，m。5. 發(fā)酵間內(nèi)總表面積(1) 池蓋削球體球面內(nèi)表面積式中：S1池蓋削球面內(nèi)表面積，m2； R池身圓柱體半徑，m； f1池蓋削球面矢高，m。(2) 圓柱體池身內(nèi)表面積式中：S2池身圓柱體內(nèi)表面積，m2； R池身圓柱體內(nèi)半徑，m； H池身圓柱體高度，m

20、。(3) 池底削球體內(nèi)表面積式中：S3池底削球體內(nèi)表面積，m2； R池身圓柱體內(nèi)半徑，m。 f2池底削球體矢高，m；(4) 發(fā)酵間總表面積Q1 f1Q2 H f2Q3 DR圖3-1 水壓式沼氣池發(fā)酵間尺寸示意圖3.3 進(jìn)出料口（管）的尺寸設(shè)計進(jìn)料口（管）由上部長方形槽和下部圓管組成，其中上部長方形槽內(nèi)壁幾何尺寸是長×寬×深=440mm×360mm×300mm；下部圓管采用300mm現(xiàn)澆混凝土管，管與池墻夾角為35。出料圓管采用300mm現(xiàn)澆混凝土管，管與池墻角夾角為403.4 進(jìn)出料管安裝位置的確定進(jìn)出料管位置的安裝是否恰當(dāng)，對沼氣池的發(fā)酵和產(chǎn)氣都會有很

21、大的影響。水平位置安裝不恰當(dāng)，會引起發(fā)酵原料利用不充分；豎直位置安裝錯誤，會引起跑氣或者壓力過高等現(xiàn)象。 進(jìn)出料管水平位置的確定目前水壓式沼氣池進(jìn)、出料管的水平位置一般均確定在發(fā)酵間直徑的兩端上。這種對稱布置使進(jìn)出料口之間的距離最遠(yuǎn)，對于保證發(fā)酵原料在池內(nèi)的滯留期和流動的均勻性都有很大的好處，可以減少發(fā)酵原料的短路和發(fā)酵出現(xiàn)死角的現(xiàn)象。 進(jìn)出料管豎直位置的確定壓強控制法（限壓法）該種方法是將進(jìn)、出料管位置確定在發(fā)酵間的最低設(shè)計液面高度上。這樣，當(dāng)池內(nèi)貯氣量達(dá)到最大設(shè)計貯氣量（同時，池內(nèi)也達(dá)到了最高設(shè)計壓強）時，進(jìn)、出料管口的上沿即開始露出液面。如果繼續(xù)產(chǎn)氣，則所產(chǎn)沼氣即從進(jìn)、出料管逸出池外，保

22、持池體內(nèi)的壓強始終在設(shè)計壓強范圍之內(nèi)。這種方法的優(yōu)點在于能自動限壓，保護(hù)池體的安全，缺點是進(jìn)、出料口位置偏高，用肥時不易取出較稠的料液。水壓式沼氣池進(jìn)料管安裝位置一般都確定在發(fā)酵間的最低設(shè)計液面高度處。該位置計算如下：1. 死氣箱拱的矢高式中：h1池蓋拱頂點到活動蓋下緣平面的距離，該值一般在1015cm 之間； h2導(dǎo)氣管下露出長度，取35cm； h3導(dǎo)氣管下口到液面距離，一般取2030cm。圖3-2死氣箱拱的矢高示意圖2. 死氣箱容積式中：V死，f死，1分別為死氣箱容積、死氣箱矢高、池蓋曲率半徑。3. 投料率根據(jù)死氣箱容積，可計算出沼氣池投料率。式中：V，V死分別為發(fā)酵間容積和死氣箱容積，m

23、3。4. 最大貯氣量5. 氣箱總?cè)莘e式中：V氣，V死，V貯分別為沼氣池的氣箱總?cè)莘e、死氣箱總?cè)莘e和有效氣箱容積（最大貯氣量）。6. 發(fā)酵間最低液面位. (1) 氣箱在圓筒形池身部分的容積(2) 圓筒形池身內(nèi)氣箱部分的高度最低液面位于池蓋與池身交接平面以下h筒的位置上，這個位置也就是進(jìn)、出料管的安裝位置。中層出料安裝法這種安裝法是將是進(jìn)、出料管安裝在圓筒形池身墻中部偏下的位置，這要比用壓強控制法計算出的位置低約30cm左右。這樣安裝進(jìn)、出料管，便于中層出料，有利于衛(wèi)生。因為上層料液多浮渣，消化率低，滅菌效果差；底層料液由于沉淀，寄生蟲病卵較多；中層料液蟲卵少，消化情況也較好。因此從衛(wèi)生角度來看，

24、中層出料最為理想。在采取中層出料安裝法時，池內(nèi)壓強有時可能高于設(shè)計壓強，不利于池體安全。因此，在應(yīng)考慮沼氣池的減壓安全保護(hù)措施。常見的安全保護(hù)措施一是加大池體結(jié)構(gòu)的安全系數(shù)；二是采用其它形式的限壓裝置，如可以控制氣壓計玻璃管的高度，當(dāng)氣壓過大時會將氣壓計水柱沖出，達(dá)到減壓保護(hù)池體的作用?！稗r(nóng)村家用水壓式沼氣池標(biāo)準(zhǔn)圖集”（GB/T4750-2002）進(jìn)、出料管采用的是中層出料安裝法。以上兩種方法各有利弊，在實踐中最好的辦法是將兩種方法結(jié)合起來：即用壓強控制法來確定進(jìn)料管安裝位置，而出料管的位置則采用中層出料安裝法來確定。這樣，既能保證池內(nèi)壓力不會超過設(shè)計壓強，又能保證中層出料，有利于除害滅病，方

25、便取肥用肥。綜合以上兩種方法，結(jié)合農(nóng)村家用水壓式沼氣池標(biāo)準(zhǔn)圖集，決定將進(jìn)料管的豎直安裝位置定為池蓋與池身交接平面以下40cm，出料管的豎直安裝位置定為池蓋與池身交接平面以下35cm。3.5 水壓間的設(shè)計水壓間兼有對池內(nèi)沼氣加壓、貯肥以及便于出料等多種功能。設(shè)計合理水壓間的要求是：無效水壓間容積是零；當(dāng)水壓間中料滿時，氣箱內(nèi)的沼氣壓強恰好等于設(shè)計壓強。3.5.1 水壓間零壓線無效水壓間的容積取為0。因為死氣箱拱的矢高為0.4m，故未產(chǎn)生沼氣時液面位置在池蓋拱頂下0.4m處，因此水壓間底面標(biāo)高確定在池蓋拱頂下0.4m處的水平線上。3.5.2 發(fā)酵間最大料液水位降產(chǎn)生最大貯氣量時的液面距池頂?shù)母叨葹?/p>

26、f1+h筒=0.48+0.04=0.52m，又未產(chǎn)氣時液面距池頂0.4m，所以，發(fā)酵間最大料液水位降為0.52-0.4=0.12m。3.5.3 水壓間高度由于設(shè)計壓強為7480Pa（即80cm水柱）,因此水壓間的高度3.5.4 水壓間圓柱體底面積3.5.5 水壓間底面半徑 第4章 水壓式沼氣池施工及材料設(shè)計4.1 材料參考用量根據(jù)GB/T4752-2002中4m310m3現(xiàn)澆混凝土圓筒形沼氣池材料參考用量表，如下：表4-1現(xiàn)澆混凝土圓筒形沼氣池材料參考用量表容積m3混凝土體積m3水泥kg中沙m3碎石m341.2573500.6220.95961.6354550.8091.25082.01756

27、10.9971.540102.2396231.1071.710容積m3池體抹灰水泥素漿體積m3水泥kg中沙m3水泥kg40.2771130.259660.3471420.324780.4001630.3749100.5082080.47511容積m3合計材料用量水泥kg中沙m3碎石m344690.8810.95966041.1331.25087331.3711.540108421.5821.710本設(shè)計為池容6m3，產(chǎn)氣率為0.15m3/（m3·d）的現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)圓筒形水壓式沼氣池，參照標(biāo)準(zhǔn)，取材料用量為水泥604kg，中砂1.133m3，碎石1.250m3。一般情況建一個的沼氣池

28、需要紅磚600塊，若建6m3沼氣池，則水泥、磚、砂比8m3沼氣池用量要減少10%?？紤]到進(jìn)出料間用料則本設(shè)計需紅磚600塊，由于進(jìn)出料管為現(xiàn)澆混凝土管，所以水泥、中沙、碎石的用量分別增加為720kg，1.5m3，1.3m3，鋼筋1.8m。 4.2 沼氣池施工沼氣池的施工步驟大致為：（1）考察地形，選定施工位置。（2）制定施工方案，繪制結(jié)構(gòu)和施工圖。（3）施工準(zhǔn)備。（4）池坑開挖。（5）支模。（6）模板及支架檢驗。（7）澆筑混凝土。（8）混凝土養(yǎng)護(hù)。（9）池底施工。（10）進(jìn)出料管施工。（11）拆模。（12）回填土。（13）密封層施工。（14）質(zhì)量總體檢查驗收。 結(jié) 論隨著農(nóng)村經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和社會主義新農(nóng)村建設(shè)的穩(wěn)步推進(jìn)，農(nóng)民群眾的生活水平有了較大提高，對農(nóng)村生態(tài)環(huán)境保護(hù)的要求也越來越高，這就需要我們環(huán)境工程專業(yè)的大學(xué)生關(guān)注農(nóng)村環(huán)境保護(hù)的相關(guān)課題，運用所學(xué)的知識，發(fā)揮自身創(chuàng)造能力，為我國的農(nóng)村環(huán)境保護(hù)事業(yè)做出貢獻(xiàn)。農(nóng)村家用沼氣池投資省，見效快，是一種值得推廣的農(nóng)業(yè)固體廢物生物處理