农村沼气池建设标准.docx

农村沼气池建设标准中国养殖技术网来源：A发布时间：2010-5-20 13:31:57农村沼气池建设标准1、范围本标准规定了农村家用沼气池(以下简称沼气池)设计原则要求几何尺寸的确定和结构设计。 本标准适用于砖、水泥为建筑材料，人畜粪便为主要发酵原料的半连续发酵的家用小型(发酵间10m3以内)水压式沼气池设计。 2、引用标准 下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。在标准出版时，所示版本均为有效。所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。 GB/T4750-1984 农村家用水压式沼气池标准图集 GBJ 3-88 砌体结构设计规范 GBJ9-87 建筑结构荷载规范 GBJ10-89 混凝土结构设计规范 3 、设计原则 3.1 沼气池宜建在畜圈或厕所地表以下，进料间与人、畜粪入口相连通。 3.2 坚持适用、卫生、平面布局合理，外型美观。 3.3 池盖顶端复土厚度不小于200mm。 3.4 强度安全系数K2.65。 3.5 正常使用寿命20年以上。 4、设计要求 4.1 设计技术参数。 4.1.1 沼气压力。 最大工作压力13KPa。 4.1.2 产气率：0.15m3/m3，d；0.2m3/m3，d； 0.25m3/m3，d；0.3m3/m3，d。 4.1.3 投料量 最小投料量按发酵间总容积的50%。 最大投料量按发酵间总容积的90%。 4.1.4 贮气量 正常贮气量为日产气量的50%。 4.2 工艺流程 人畜粪便(青草及农业废物)进料间厌氧发酵间水压(出料)间农田。在有条件的地方，可将人粪便和牲畜粪便分两处进料口进入厌氧发酵间。 4.3 形状及平面布局 形状及平面布局按才选用。 4.3.1 发酵间的形状以圆形为主，受占地面积限制或地下水位较高的，可将发酵间设计成椭球形或单跨拱长方形。 4.3.2 平面布局 沼气池应有平面布局设计，在征得用户同意后，方可进行施工设计。 平面布局应符合下列要求： a)充分利用土地资源，平面布局紧凑； b)厕所与畜圈分设； c)进、出料方便； d)导气管和输气管不被损害； e)进、出料间中线夹角应大于90，进料间蹲位板面应高于发酵间平面，出料间应低于发酵间平面。 采用钢筋混凝土板建池或有进草料习惯的沼气池应增设活动盖。 进、出料间都必须加盖板，盖板应采用具有足够强度等级的构件。进、出料间四周应作表面处理。 4.4 厌氧发酵间容积 4.4.1 发酵间容积计算公式 V=(V1-V2)K1 式中：V-发酵间容积m3； V1-发酵料液体积m3； V2-气室容积m3； K1-容积保护系数，取0.91.05。 发酵料液体积； V1=(n1+n2)k2+n3T式中：V1-发酵料液体积m3；n1是产人粪便总量。 按常住人口0.006m3/头，d0.0013m3/头，d取值m3； n2是产牲畜粪便总量。 按养猪头数0.006m3/头，d0.15m3/头，d取值m3； n3-每日舍外能定量收集粪便总量m3 k2 -收集系数，取值0.51.0； T 原料滞留期(d)；蔬菜区t取30，平坝农业区取35，丘陵农区取40 。 气室容积 V21/2V1K3式中：V1-发酵料液体积m3； V2 -气室容积m3； K3 -原料产气率，按本规范4.1.2取值。 4.4.2 发酵间的容积不小于6.0m3，(养猪超过10头或养牛超过3头的农户)应采用其它工艺，进行施工设计时，应在有关参数上作调整。 5、沼气几何尺寸的确定 5.1 发酵间容积和几何尺寸 按4.4.1计算出容积后，再按下式计算池盖削球体，池底削球体和圆柱体池身的几何尺寸发酵间总容积按下式计算： 5.1.1 沼气池的直径根据用户平面布置确定。 5.1.2 发酵间池盖削球体净容积和矢高。 按下式计算池盖削球体矢高。 f1D/a1式中：f1-池盖削球体矢高m； D圆柱体形池身直径m； a1直径矢高的比值，取56。 按下式计算池盖削球体净容积 Q1/6f1(3R2-R) 式中： Q1池盖削球体净容积m3； 圆周率，取3.1416； f1池盖削球体矢高m； R池身圆柱体内半径m。 5.1.3 发酵间池身圆柱体将容积和池墙高度 发酵间池身圆柱体净容积 Q2=V-Q1-Q3 式中：Q2发酵间池身圆柱体净容积m3； V发酵间总容积m3； Q1池盖削球体净容积m3； Q3发酵间池底削球体净容积m3。 发酵间池身圆柱体同度 H=Q2/R2 式中：圆周率，取值3.1416； R发酵间池身圆柱体半径m； H发酵间池身圆柱体高度m。 5.1.4 发酵间池底削球体矢高和净容积。 按下式计算池底削球体矢高。 f2 D/2式中：f2池底削球体矢高m； D池身圆柱体直径m； 2直径与池底矢高的比值，取值810。 5.1.5 按下式计算池底削球体净容积。 Q3=/6f2(3R2-f22)式中：Q3发酵间池底削球体净容积m3； 圆周率，取3.1416； f2池底削球体矢高m； R池身圆柱体内半径m。 5.2 表面积 发酵间内总表面积按下式计算 S=S1+S2+S3式中： S内总表面积m2； S1池盖削球体内表面积m2； S2池身圆柱体内表面积m2； S3池底削球体内表面积m2。 5.2.1 池盖削球体球面内表面积计算。 按下式计算池盖削球面曲率半径： 1=D2+4f12/8f1=R2+f1/2f1式中：1池盖削球面曲率半径m; R池身圆柱体内半径m； D池身圆柱体内直径m； f1池画削球体内表面矢高m。 按下式计算池盖削球内表面积 S1=21f1=(R2+R) 式中： S1池盖削球面内表面积m2； R池身圆柱体半径m； 1池盖削球面曲率半径m； f1池盖削球面矢高m； 圆周率，取3.1416。 5.2.2 圆柱体池身内表面积 S2DH式中：S2池身圆柱体内表面积m2； D池身内圆柱体直径m； H池身圆柱体高度m； 圆周率，取3.1416。 5.2.3 池底削球体内表面积 按下式计算池底削球体曲率半径 2=D2+4f12/8f2=R2+f22/2f2式中：2池底削球体曲率半径m； D池身圆柱体内直径m； R池身圆柱体内半径m； f2池底削球体内矢高m。 按下式计算池度削球体内表面积 S3=22f2=(R2+f22)式中：S3池底削球体内表面积m2； 2池底削球体曲率半径m； f2池氏削球体矢高m； R池身圆柱体内半径m； 圆周率，取3.1416。 5.3 进料间 5.3.1 进料间由蹲位板，进料口(管)组成。 蹲位板几何尺寸。蹲位板分普通蹲位板和防蛆蹲位板。 a)普通蹲位板几何尺寸是：长宽厚720mm420mm80mm，中部预留长宽360mm1 50mm和长方形孔； b)防蛆蹲位板几何尺寸：防蛆蹲位板平面和中部方孔尺寸相同，为达到防蛆效果，应在中部 方孔下增加高度120mm，宽度为40mm的防蛆线。有条件的应在内表面贴光面瓷砖或玻璃。 5.3.1 进料口(管)由上部长方形槽和下部园管组成。 a)上中长方形槽几何尺寸是长宽深600mm320mm500mm； b)下中园管宜采用200-300预制混凝土管或现浇混凝土管，管与池墙角不小于30 5.3.2 有条件的农户应在进料前增设人粪处理装置，其容积按下式计算： Q4n1m301000式中：Q4人粪处理坑容积m3； n1人均日产粪便量kg； m进厕人数，人； 30粪便处理时间，天。 5.4 出料间(水压间) 5.4.1 出料间有三个作用： a)出渣； b)进池维修； c)调节池内压力； d)控制最小投料量。 5.4.2 出料间设计应符合下列要求： a)最大投料量水平线以上为水压间，水压间的断面(水平断面)可以是圆形，也可以是椭圆形或长主形； b)发酵间与出料间相连通的门洞几何尺寸是：高度按4.1.3最小投料量计算，宽度500mm 700mm。 5.5 发酵间与出料间的几何尺寸，可按附表选用。 6、沼气池的结构设计 6.1 结构设计的一般规定 6.1.1 可采用砖与现浇混凝土、石料与现浇混凝土、钢筋混凝土预制砌块与现浇混凝土组合结构，也可采用全混凝土结构。按GBJ3规定月平均气混低于-50C的地区，沼气池的外露部分，不得采用砌块结构。 6.1.2 使用本规范时，对于一般性荷载的确定、构件截面计算和地基基础设计等，应按相应的国家标准或规范的规定执行。对于兴建在地震区、湿陷性黄土或膨胀土等地区的沼气池结构设计，还应符合现行的有关标准和规范规定。 6.2 荷载 6.2.1 沼气池的设计荷载，按GBJ9原则，按其性质可分为下列两类： a)恒荷载：包括结构自重、土压力(土的竖向和侧向压力)等； b)活荷载：包括水压力(池内料液液压力、地下水压力、浮托力、设计水压力等设施(畜栏 、食槽等)荷载和人、畜荷载等。 6.2.2 作用于各部的荷载 作用于池盖上的荷载 a)自重荷载：自重荷载按池盖的材料而定，一般情况下，砖体容重取19kN/m3，水泥砂浆20KN/m3，混凝土2324KN/m3； b)覆土荷载：由于池盖是削球形，所以覆土荷载是一个变量，它随半张角的减少而相应减少 ，设计时，填土容重一般取18KN/m3 c)活荷载：地面的均布荷载标准值一般取2KN/m2； d)气压荷载：一般取12kp。 作用于池墙上的荷载： a)由地面活荷载引起的土压力； b)地下水位以上的土压力； c)地下水位以下的土压力； d)地下水产生的静水压力； e)池内发酵料液液压荷载； f)池内气压荷载。 作用于沼底上的荷载： a)垂直于池底内壁的池气气压荷载； b)池内发酵料液液压荷载； c)池底边界以上所有能传来的垂直荷载； d)池底自重荷载； e)地基土对池底的反作用力； f)地下水上浮力。 6.3 荷载组合、 在设计中应按最不利荷载组合计算。 6.3.1 池盖荷载组合 对池盖径向力最不利组合是：池盖自重覆土荷载地面活荷载。 对池盖环向力最不利组合是：池盖自重覆土荷载气压荷载。 6.3.2 池盖支座荷载组合 池盖支座荷载最不利组合是：池盖自重、覆土荷载、地面活荷载的联合作用产生的水平推力 6.3.3 池墙荷载组合。 施工阶段：强度未达设计标号，应按实际标号进行验算，其荷载除自重外，还应考虑墙外回填土时的夯实预压力。 使用阶段： a)对环向拉力，无地下水作用，无地面活荷载作用时投料产气阶段为最不利； b)对弯矩，空池情况在地下水、地面荷载、土压力联合作用下为最不利情况。 6.3.4 池底荷载组合 空池为最不利情况，此时的荷载为池底地基反力及沿圆周均匀分布的池身线荷载。 在进行池底地基强度验算时，投料产气阶段为最不利情况；在沼气池抗浮验算时，空池为最不利情况。 6.4 构造要求 6.4.1 用于修建沼气池的砌块和砂浆，按GBJ388211的规定，应符合下列强度等级要求： a)烧结普通砖的强度等级：MU10MU15 b)混凝土砌块的强度等级：MU15MU20 c)石材的强度等级：MU30MU40 d)砂浆强度等级：砌筑砂浆M7.5、抹灰砂浆1：3。 6.4.2 用于修建沼气池的混凝土，扫GBJ10892 1.1的规定，应符合下列强度要求： a)现浇混凝土强度等级不低于C15； b)预制钢筋混凝土的强度等级不低于C20。 根据GBJ1089第7.1.1条的规定，预制钢筋混凝土板的厚度小于150mm时，钢筋间距不大于200mm，钢筋直径不小于6.5mm。 6.4.3 各部位的断面要求： a)球形池盖的混凝土厚度不小于60mm； b)池墙厚度：用于弧形墙的砌块不小于60mm；混凝土现浇不小于60mm，方形池墙：砌块砌筑厚度不小于120mm，现浇混凝土厚度不小于100mm； c)削球池底板混凝土厚度不小于60mm。 6.5 沼气池采用密封防腐涂料时，涂料应符合下列要求： a)具有湿固性能好，吸水能力强的水性涂料； b)透气系数应小于1010cm3，cm/cm2，s，dapa； c)具有与水泥砂浆良好的亲合性 猪舍建设的相关知识猪舍的设计重点考虑满足几方面的要求：猪的活动、喂食、冬季保温、通风、夏季降温、沼气池的进料等。 猪舍的尺寸可按后墙高度2.62.8米，前墙高度0.8米，南北跨度6米进行设计，东西跨度以养猪规模大小按每头猪11.2平方米的面积确定。在后墙处留0.81米宽的人行通道，猪床与人行通道间的隔墙高0.8米，下边设饲槽。在后墙或左右墙靠后墙部位留出小门，门高1.7米，宽0.7米，以方便到猪舍作业，在后墙中央或左右墙距地面1.3米高出留高40厘米，宽30厘米的通风窗。 猪床要用混凝土浇筑，水泥砂浆抹平处理，要高出自然地面20厘米，猪床地面要按前低后高的方式抹成5%的坡度坡向沼气池进料口。在猪舍地面沼气池的进料口顶部要