《广西农村户用沼气池综合效益分析.》

广西农村户用沼气池综合效益分析.

农村户用沼气池的建设基本过程

我国农村常用的家用沼气池池形一般为圆形、方形和长方形。实践证明以圆形池最好，目前修建也最多。

农村家用沼气池是生产和贮存沼气的装置，它的质量好坏，结构和布局是否合理，直接关系到能否产好、用好、管好沼气。因此，修建沼气池要做到设计合理，构造简单，施工方便，坚固耐用，造价低廉。

我省沼气建设统一采用国标gb/t4750—2002《户用沼气池标准图集》中的池形，并配套抽渣管。

一、户用沼气池主要工艺参数

池内正常工作气压≤800毫米水柱（8kpa）（1kpa=10cm水柱）时，24小时漏损率小于3%。（检验漏气只能用u型压力表不能使用膜盒压力表，看不出变化）最大投料量：沼气池池容的90%；水压间有效容积：日产气量的50%；地基允许承载力≥5吨/平方米（50kpa）；正常使用寿命20年以上。

二、圆筒型顶返水水压式沼气池

（一）构造

一般由发酵间（包括贮气室）、进出料管、水压间、活动盖、蓄水圈和抽渣管等组成。最佳结构几何关系：池盖矢跨比f1/d=1/5，池底反拱f2/d=1/8，池墙高h=1m，这样的比例结构合理，力学性能好，能克服压力和应力集中。

（二）水压式沼气池工作原理

当发酵间产生的沼气逐渐增多时，气压增高，出料间液面和池内液面形成压力差（压力表显示出来），将发酵间的清液压到出料间，直到内外压力平衡为止（气压水）；当用户使用沼气时，池内压力减小，出料间的清液便压回池内以维持新的平衡（水压气），不断地产气和用气，使发酵间和液面不断地升降，始终维持压力平衡的状态。

三、建池规划与选址

1、沼气池容积的确定

沼气池容积指发酵池净空容积；要根据建池户每日的发酵原料数量，用气量和产气率、用肥数量等因素来确定池容。在农村，按每人每天平均用气量0.3~0.4立方米，4~5口人的家庭每天煮饭、点灯需用气1.5立方米。发酵池容积=用气量÷产气率。

广东气温高，每立方米池容产气率0.25立方米以上，4~5口人的家庭建池6~8立方米较适宜，每天投料量约为4~6头中猪的粪便量加上一家人每天的粪尿。

体重1kg的鸡年排放粪便可产沼气3m3（0.01）[鸡粪发酵含h2s较高]，体重50kg的人年排放粪便可产沼气15m3（0.04），体重50kg的猪年排放粪便可产沼气90m3（0.25），体重500kg的牛年排放粪便可产沼气350m3（0.96）。农作物秸秆难以消化，必须预先堆沤。（首先将秸秆铡成3厘米左右）不要单独用鸡粪、人粪和红薯渣启动，因为这类原料在沼气细菌少的情况下，料液易容易酸化，使发酵不能正常进行。

2、沼气池选址

选择背风向阳、土质好、地下水位低和出料方便的地方建池，尽量避开竹林和树木；池址与灶具的距离尽量靠近，一般控制在25m以内（考虑压力损失）；沼气池布局采用“三结合”，即沼气池、猪圈、厕所联通建造，达到人、畜粪便能自流入池。优先采用新型高效、圆、小、浅池型。

（1）相同容积的沼气池，圆形比方形的表面积小，可省工、省料40%以上；受力均匀，池体牢固；内壁没有直角，容易解决密封问题。

（2）沼气池并不是修得越大，产气越多。应根据建池户发酵原料来源、用气量、用肥数量等情况具体规划，保证原料充足，便于管理。

（3）深度浅的沼气池池底压力比深池相对小些，有利于沼气细菌的活动和气体的扩散，产气比较高。

一般户用沼气池深度宜在2米左右。

建池季节选择：尽量避开寒冷的冬季（建后不易启动）和雨季（地下水位高）现浇混凝土圆筒形沼气池材料量：

*6m3：水泥12包，中砂1.13m3，碎石1.25m3；*8m3：水泥14包，中砂1.4m3，碎石1.6m3；*10m3：水泥17包，中砂1.58m3，碎石1.71m3；

*8m3砖砌圆筒形沼气池。水泥16包，红砖1300块，中砂1.5m3，碎石1m3。

四、建池材料要求

采用75号（mu7.5）以上普通粘土砖（红砖、青砖），尺寸：240×115×53（大面、条面、顶面）。

质量要求：外形规则无裂缝翘曲，声音清脆，质量均匀，无过火、无欠火（欠火—色浅、声哑、强度低、耐久性差；过火—色深、声响、有弯曲变形）。现浇混凝土采用150号（c15），盖板、进、出料管采用200（c20）混凝土预制。中砂：含泥量小于3%，云母含量小于0.5%。碎石：直径0.5~3厘米，含泥量小于2%。水泥特性：

*水泥：优先选用425号普通硅酸盐水泥（简称普通水泥）。水泥正常储存条件下三个月后其强度也会降低10~20%，购买时注意出厂期不超过3个月，结块的水泥不准使用。国产水泥初凝时间一般在1~3小时之间，终凝时间5~8小时。一般水泥标号应是砼标号的1.5~2.0倍为宜，不宜用低标号水泥配制高标号砼，否则水泥用量过大，使砼收缩过大*水灰比：将砼中用水量与水泥用量的质量比（最大水灰比不超过0.65）。水灰比小，即用水量少，水泥稠密相应混合物流动性小，粘聚性、保水性好。相反水灰比大，混合物太稀容易流浆，粘聚性、保水性差。在满足所要求的坍落度（2-4cm）[将砼混合物分三层装入坍落筒]的前提下，不应增大水灰比。

五、户用沼气池施工操作规程

（一）池坑放线

池坑放线时，先定好中心桩和标高基准桩，中心桩和标高基准桩必须牢固不变位。以中心桩为圆心，校正沼气池。用标高基准桩确定±0.00高度，即建成后池面的高度。池坑开挖放线尽量采用直壁开挖，不放坡。圆筒形池上圈梁以上部位适当放坡。主池取土直径＝池身净空直径＋池墙厚度×2。

主池取土深度＝蓄水圈高＋拱顶厚度＋拱顶矢高＋池墙高度＋池底矢高＋池底厚度。

（二）池型布置

水压间设计：要求无效水压间容积为零，当水压间液面达到溢流口时，气箱内的沼气压力达到设计标准。水压间高度：池内液面下降和水压间液面上升产生的压强等于设计压强800毫米水柱。顶置式水压间可避免主池受力不均衡，而引起结构裂缝。进出料管一般采用对称布置，抽渣管套在出料管里。抽渣器作用：抽取池底沉渣，并进行人工强制回流搅拌。使原料分布均匀，增加微生物接触面，提高活性，提高产气量。（静态发酵导致结壳、沉淀、分层）

（三）现浇混凝土的拌制

人工拌制时，每立方米混凝土的水泥用量不少于275kg（无筋），如配合比和含水量不当，混凝土干后强烈收缩，出现裂缝。水灰比一般控制在0.65~0.55，水泥、砂、石、水用量允许误差±2~3%。混凝土的强度：随龄期的增长而提高，在正常养护条件下，开始3~7天内发展较快，7天可达设计强度的60%，28天达设计强度，以后逐渐变慢。计量单位：m3（二oo三年建筑工程综合定额）

c15：

32.5（r）水泥0.311t、中砂0.59m

3、碎石（20mm）0.87m

3、水0.2m3c20：

32.5（r）水泥0.341t、中砂0.59m

3、碎石（20mm）0.87m

3、水0.2m3c15：

32.5（r）水泥0.271t、中砂0.59m

3、碎石（40mm）0.88m

3、水0.2m3c20：

32.5（r）水泥0.321t、中砂0.59m

3、碎石（40mm）0.88m

3、水0.2m3以上材料用量均以凝固的密实体积计示。配制损耗已计入材料中。——质量配合比（水泥：砂：碎石：水）150号（水灰比w/c=0.72）

280kg：772kg：1166kg：167kg=1：

2.76：

4.16：0.6200号（水灰比w/c=0.62）

300kg：704kg：1236kg：160kg=1：

2.35：

4.12：0.53425号水泥，碎石粒径≤20mm，砂含水率2%，石子含水率0.5%，sp（砂率）=0.4，sp=0.36

（四）池底施工

池坑挖好后，先将池基原状土夯实，然后进行池底施工，池底圈梁与池底用150号砼一次浇捣成形。

池底浇捣前要清理好浮土，若池底为淤泥时，先用大块石作垫层压实，再用碎石填平，然后浇灌1：

5.5的水泥砂浆。避免沼气池建成后下沉，造成进、出料管与池身联结处发生拉裂事故。

常用地基处理方法。换土、夯实、增铺块石垫层、打桩等方法。

（五）现浇混凝土池墙浇筑

池底捣好后，在混凝土达初凝期前（1~3小时）将模板装好（

12、

（4）导气管与池盖交接处漏气可将其周围部分剔开，拨出导气管，重新灌筑标号较高的水泥砂浆或细石混凝土。

（5）池墙浇筑好后，地下水由池墙渗入，可将范围适当凿大，用硅酸钠（水玻璃）溶液拌和水泥填充、堵塞。

（6）池底下沉或池墙脱开，可将裂缝剔开一条宽2cm，深3cm的沟槽，在沟槽内浇注一层200号细石混凝土，使之连接成一体。