２００８年第４期（总第３６卷第２０６ＪｑＩ） Ｎｏ．４ ｉｎ 建筑节能 一新能源与环境 ＮＥＷＥＮＥＲＧＹ＆ＥＮＶＩＲＯＮＭＥＮＴ ２００８ ｆｌｏｒａｌＮｏ．２０６。Ｖ０１．３６） 太阳能沼气池 郑爱平，张旭 （长安大学，西安７１００６１） 摘要：我国农村户用沼气池大都采用常温发酵．由于发酵温度随四季气温的变化而变化，所以冬春季节沼气池产气率不足的问题，是 目前农村普及沼气技术亟待解决的问题之一．详述了太阳能沼气池的结构和工作原理，并通过经济分析，说明将太阳能热水供 给技术与沼气池技术改造相结合，利用太阳能热水循环技术提高沼气池冬季产气率，降低沼气池一年四季供气量的波动范围， 经济效益显著．太阳能沼气池实现了欢事甩能，照明、冬季采暖等沼气供给和太阳能热水供应一体化，是解决农村能源紧缺问题，改善农民生活、生产条件，促进农业产业结构调整，保护农村生态环境，繁荣农村经济，增强农村可持续发展能力的重要举措．
关键词： 太阳能； 沼气池； 技术改造； 文献标志码： 可持续发展 Ａ 中图分类号：ＴＵ８３３＋．３文章编号： １６７３．７２３７（２００８）０４－００５８．０３ ＳｏｌａｒＥｎｅｒｇｙＭｅｔｈａｎｅ－ＧｅｎｅｒａｔｉｎｇＰｉｔ ＺＨＥＮＧＡＩ却ｉｎｇ，ＺＨＡＮＧＸｕ （ＣｒｅｔａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｘｉ?ａｎ７１００６１．Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｍｏｓｔ ｗｉｔｈ ｓｅＧｓｏｒＳ ｏｆｍｅｔｈａｎｅ－ｇｅｎｅｒａｔｉｎｇｐｉｔ ｎｏｔ ｉｎｉｎ
ｔｈｅ ｃｏｕｎｔｒｙ乃ｒⅣ配鹏ＯｒＳｏｒｄｉｎａｒｙｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ．Ｂｅｃａｕｓｅｔｈｅ力，ｍｅ眦ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｔｏｏｖｅｓ ｔｈｉｓ ａｌｏｎｇ ｐｉｔ． ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ．ｂｉｏｇｍｉｓ ｅｎｏｕｇｈ ｓｐｒｉｎｇａｎｄｗｉｎｔｅｒ．Ａｎｄ ｐｉｔｗｅｒｅ ｉｓ她ｂｉｇｇｅｓｔ ｔｈｅ ｏｂｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｅｃｏｎｏｍｉｃ ｔｏ ｐｏｐｕｌａｒｉｚｅ ｍｅｔｈａｎｅ－ｇｅｎｅｒａｔｉｎｇ ｔｈｅ Ｔｈｅ
农户用沼气建立方案 农村户用沼气建设工程,是建设社会主义新农村的重要举措,已列为省、市、县、镇为民办实事项目之一。为了确保农村户用沼气建设工程的顺利实施,特制定本方案。 建设内容 农村户用沼气建设项目,以“一池三改”为基本建设单元,即新建户用沼气池和改圈、改厕、改厨同步建设要求。 （一）新建沼气池：每口容积在8立方米左右,沼气池与猪圈（平均圈养3头猪左右即可满足8立方米沼气所需原料）和厕所相互连通,但必须人、畜分开;可安排少量发酵原料充足的建池户（比如有一定规模的生猪养殖户）,扩大建池容积（≤20立方米）,增加供气户数（≤3户）,以满足部分没有养猪农户的用沼气池需求,但增加的供气农户应按要求进行“三改”。有条件的地方还可安排少量以稻草、桔杆为主要发酵原料建池的示范户。沼气池建设和沼气灶具。输气管道、压力表、脱硫器、灯具等安装必须符合相关技术标准和规范。 （二）改圈：猪舍与沼气池连通,水泥地面,混凝土预制板圈顶。（三）改厕：厕所与沼气池相连,内装蹲便器。 （四）改厨：厨房内炉灶、橱柜、水池布局合理,灶台砖垒、台面贴瓷砖,地面水泥硬化。 计划任务与补助标准 （一）计划任务：全镇今年计划实施户用沼气建设工程40户,其中大绩20户,林坊村20户。
（二）补助标准：每口沼气池（含“一池三改”）由政府补助1000元,其中省级以上财政补助800元,市级财政配套补助100元,县级配套补助100元,不足部分由农户自筹解决。财政补助款主要用于购置水泥等主要建材、沼气灶具及配件等增大键设备,以及支付技工工资等（沼气灶具及配件由省农业厅组织,县农业局统一集中采购镇农技站组织发放到农户）。根据武委发[2006]7号《关于灾后重建家园的工作意见》,对规划10户以上的灾后重建集中安置点建沼气池的,除享受项目补助政策外,民政部门每户增加补助200元。 项目资金的下达 县财政设立农村户用沼气建设财务专户,各级财政下拨的农村户用沼气池建设资金,统一集中到每户,根据工程进度情况,下拨到项目乡镇,由镇府按标准直接支付给项目户。 管理与实施 1、强化组织领导。镇府成立农村户用沼气建设领导小组（见附件）,领导小组设办公室,挂靠镇农技站,镇农技站具体负责农村户用沼气建设,镇农办、财政所、林业站、民政办、扶贫办等单位要密切配合,相互协调,共同完成项目实施任务。 2、认真做好项目的前期工作。加大宣传发动,提高农户建设农村户用沼气的积极性,各项目村要选择种养基础较好、农户有积极性、相对集中的项目户,先行按标准进行实施“一池三改”示范,以带动项目建设的全面开展。 3、建立责任制。保证项目顺利实施,镇府对项目村的项目实施工作实
农村户用沼气“一池三改”建设技术 一、沼气池建设 （一）设计布局 1、按照“方便生活、有利生产、美化环境”及“三结合”（沼气池、厕所、畜禽圈舍相连通）的原则进行布局，池址距灶具一般控制在25m内，并尽可能将沼气池建于畜禽圈舍下面。 2、沼气池进、出料间中线夹角应大于120○小于或等于180○。 （二）施工 1、放线：根据沼气池布局原则，选择最佳布局位置，平整好场地。在平整好的场地上，确定主池中心位置，根据设计图纸，以主池中心为参照点，用石灰在地面上放样出进料口、发酵间、水压间外框线的实际尺寸。同时在尺寸0.8米左右打下四根定位桩，分别钉上钉子后牵线，两线的交点便是发酵池中心点。在灰线外打入标高基准桩，确定基准点。 2、开挖：根据放线尺寸，进行土方开挖。在开挖时，不准在坑沿堆放重物或弃土，如遇地下水，应采取引水沟、集水井等排水措施，及时将积水排除，引离施工现场，并做到快挖快建，避免暴雨冲刷造成塌方。按放线尺寸挖好坑后，应进行修整并预留好配件位置。 3、砖砌体施工： ①砖外形尺寸必须规整，棱角方正，边角无损坏。 ②砌筑前应浇水润湿，润湿程度以砖心有1.0㎝～1.5㎝的干心为
宜。 ③砌筑沼气池拱盖时，每块砖的垂直缝内口相互顶紧，外口嵌牢，砖的各面须“下齐砖棱、上齐线，上下两圈砖应错缝，砂浆应饱满”。 ④注意浇水养护，避免灰缝脱水。 4、进料口及圈梁的施工 ①进料口与池墙的结合部位必须坐浆。 ②圈梁施工时，应在砌好的池墙上端做好砂浆找平层，然后支模，浇灌混凝土后压实抹光，圈梁宽度不小于12㎝，厚度不小于12 ㎝。 5、密封层施工：采用“三灰四浆法”施工 ①基层用水灰比为0.6的水泥净浆均匀涂刷1～2遍。 ②底层抹灰用水灰比为0.6的1︰2水泥砂浆抹灰5㎜厚，初凝前反复压实2～3遍。 ③刷纯水泥浆1遍，要求同①。 ④中层抹灰1︰1.5水泥砂浆，厚5㎜，同②。 ⑤刷纯水泥浆1遍，要求同①。 ⑥面层抹灰1︰1水泥砂浆，厚3㎜，反复压实抹光，要求光洁、不翻砂。 ⑦刷纯水泥浆1～2遍，要求同①。 6、出料间施工：出料间盖板设计为4块印心盖板（厚度4㎝，加钢筋，标号不低于C20），做到外表光洁、横平竖直、盖板间隙均匀；
沼气工程规模分类标准 1.范围 本标准规定了沼气工程规模分类指标和分类方法。 本标准适用于新建、扩建与改建的沼气工程，不适用于农村户用沼气池的分类。 2.术语和定义 下列术语和定义适用于本标准。 2.1厌氧消化装置 anaerobic installation 在厌氧状态下，利用微生物分解有机物并产生沼气的装置。 2.2沼气工程 biogas engineering 采用厌氧消化技术处理各类有机废弃物（水），并制取沼气的系统工程设施。 2.3单体装置容积 individual installation volume 一个厌氧消化装置的容积。 2.4总体装置容积 total installation volume 两个或两个以上的厌氧消化装置容积的总和。 2.5配套系统 counter-part systems 发酵原料的预处理（沉淀、调节、计量、进出料、搅拌等）系统；沼渣、沼液综合利用或进一步处理系统；沼气的净化、储存、输配和利用系统。 3.规模分类指标 3.1 沼气工程规模分为大型、中型和小型沼气工程。 3.2 沼气工程规模分类宜按沼气工程的厌氧消化装置容积、日产沼气量、以及配套系统的配置等综合评定。 3.3 沼气工程规模分类指标和配套系统见表1。
4.规模分类方法 4.1 表1沼气工程规模分类指标中的单体装置容积指标和配套系统的配置定为必要指标，总体装置容积指标与日产沼气量指标定为择用指标。 4.2 沼气工程规模划分时，应同时采用两项必要指标和两项择用指标中的任意一项指标加以界定。 表A.1 日产沼气量，厌氧消化装置总体容积与日原料处理量的对应关系参照表
农村户用沼气工程可行性研究报告 项目名称：农村户用沼气工程 主管部门： 承担单位： 负责人： 联系电话： % 建设地点： 编写单位： 联系人： 编写时间：二○一二年二月
一、项目摘要 1、项目名称：农村户用沼气工程 2、建设单位： 3、建设地点： 4、建设规模与产品方案：新建旋流布料自动循环太阳能增温沼气池2920个，单池容量8～10立方米，全部实现“一池三改”，执行GB—4750—84标准，配套设施质量可靠，达到标准要求，利用率100%。 5、投资估算：项目总投资万元，其中户用沼气建设投资万元，技术服务网点建设投资万元。争取国债资金万，市财政配套万元，农户自筹 万元，单位自筹万元。 （ 6、运行费用与效益分析：预计单池年运行成本40元；年节约燃煤电力600元，年户均沼肥综合利用面积4亩，增收480元，年新增生猪出栏3头，效益450元，合计单池年节本增效1530元。项目年直接经济效益万元。 二、项目建设的必要性和可行性 （一）项目建设的必要性
作为一个农业大（县）市，农业综合生产能力居全省首位。目前养殖业占农产总产值52%，主要畜禽鸡、猪、牛饲养量分别达到3500万只、100万头、16万头，年产生粪便300余万吨，养殖业成为第一大污染源，对环境造成很大压力；同时，种植业的发展也需要有沼气工程的支持，全市目前集中连片的蔬菜果品基地总面积达到30多万亩，被列入全国无公害蔬菜重点示范（县）市，绿色农业、创汇农业实现了强劲的发展势头，用沼肥替代化学肥料成为种植业提质增效的一项有效措施；另外，地处省会周边，现代化城镇、农村建设也提高到重要的战略地位，发展洁净能源、减少燃煤污染，改善农民家居环境，也受到社会的重视。因此，大力发展户用沼气池显得尤其必要。其重要性可概括为三点：第一，为解决养殖业污染找到一条经济高效的途径；第二，为发展绿色种植、健康养殖提供强有力的支持，促进农业增效、农民增收。第三，改善农民家居环境和村容村貌，促进文明生态村和社会主义新农村建设。 （二）项目实施的可行性 1、选用的池型先进，运行效果好 该项目拟采用西北农大研究的旋流布料自动循环太阳能增温沼气池，该池型符合GB4750-84标准，利用沼气产气动力和动态发酵工艺，可实现自动循环、自动搅拌，达到高效运行状态，将菌种自动回流、自动破壳、微生物富集增殖。纤维性原料两步发酵、太阳能增温、消除发酵盲区和料液“短路”等技术优化组装配套，解决了静态不连续沼气发酵装置存在的技术问题。其产气效率高、产气量大，而且解决了北方冬季气温低造成的产气少，不够用的难题。 2、建池装备先进、技术成熟，可实现质量标准化
石家庄市沼气安全管理办法（讨论稿） 目录 第一章总则 第二章户用沼气池的安全管理 第三章大中型沼气工程的安全管理 第四章安全管理组织形式 第五章安全管理的监管措施 第六章附则 第一章总则 第一条为加强沼气安全管理，规范沼气建设、使用和维护维修过程中的安全操作行为，确保沼气安全，发挥沼气能源的更大效益，根据有关沼气建设国家、行业标准和《中华人民共和国安全生产法》，并结合石家庄市实际特制订本办法。 第二条沼气安全管理必须坚持以人为本的思想，把人民群众的生命、财产安全放在首位，将安全管理纳入制度化、规范化、常态化轨道，切实加强领导，层层落实责任，常抓不懈，一抓到底。 第三条本办法所称沼气安全管理包括农村户用沼气池(罐)和大中型沼气工程建设、使用、设施设备运行及维护维修的安全管理。
在本市行政区域内从事沼气建设及维护维修的单位和个人应当遵守《安全生产条例》、《河北省新能源开发利用管理条例》和本办法。 第二章户用沼气池的安全管理 第四条农村沼气建设必须严格执行相关的国家和行业标准，主要包括：《农村家用水压式沼气池标准图集》（GB/T4750—2002）、《农村水压式沼气池质量检查验收标准》（GB/T4751—2002）、《农村家用水压式沼气池施工操作规程》（GB/T4752—2002）、《农村家用沼气管路设计规范》（GB/T7636—87）、《农村家用沼气管路施工安装操作规程》（GB/T7637—87）、《农村家用沼气发酵工艺规程》（GB/T9958—88）、《家用沼气灶》（GB/T3606—83）以及《沼气生产工国家职业标准》等。 第五条沼气池施工人员需根据国家有关规定，经专门安全生产教育和培训合格，并取得作业操作资格证书的人员施工。 第六条施工前先检查施工环境，要符合建池安全要求，严禁盲目施工。池坑开挖后，要安放醒目警示牌，设置明显障碍物。 第七条施工人员着装要符合施工安全要求，佩带安全帽，严格执行持证上岗制度，坚决杜绝无证施工现象。 第八条施工时，一定要按工程要求进行，严格执行操作规程，不能偷工减料，降低标准。 第九条沼气管路和灶具、灯具的安装必须由沼气专业技术人员按照技术规范进行安装。
序号： 编码： 第九届“挑战杯”湖南省大学生课外学术科技作品竞赛 作品申报书 作品名称：农村太阳能、沼气联合供热创新研究 学校全称：湖南城市学院 申报者姓名: 李文强 （集体名称）：李文强、廖琪、张卿、鲁蓉蓉 √自然科学类学术论文 □ □哲学社会科学类社会调查报告和学术论文 □科技发明制作A类 □科技发明制作B 竞赛组委会制 2011年 3月
说明 1.申报者应在认真阅读此说明各项内容后按要求详细填写。 2.申报者在填写申报作品情况时，需根据个人项目或集体项目情况填写A1或A2表，根据作品类别（自然科学类学术论文、哲学社会科学类社会调查报告和学术论文、科技发明制作）分别填写B1、B2或B3表。所有申报者可根据情况填写C表。 3.表内项目填写时一律用钢笔或打印，字迹要端正、清楚，此申报书可复制。 4.序号、编码由第八届“挑战杯”湖南省大学生课外学术科技作品竞赛组委会办公室负责填写。 5.学术论文、社会调查报告及所附的有关材料必须是中文（若是外文，请附中文本），请以4号楷体打印在A4纸上，附于申报书后，字数在8000字左右（文章版面尺寸14.5×22cm）。 6.参赛作品（一式四份）须由各高校按要求于2010年2月28日前统一寄送至湖南省第八届“挑战杯”竞赛组委会办公室（设中南大学团委）。同时须在“挑战杯”网站完成网上申报（网址另行通知）。 7.其他参赛事宜请向本校竞赛组织协调机构咨询。 联系人： 联系电话： 传真： 邮政编码：410083
A2．申报者情况（集体项目） 说明：1．必须由申报者本人按要求填写； 2．申报者代表必须是作者中学历最高者，其余作者按学历高低排列； 3．本表中的学籍管理部门签章视为申报者情况的确认。
农村户用沼气池建池技术要点 沼气的基本知识 1、沼气及其产生过程 沼气是有机物质在厌氧环境中，在一定的温度、湿度、酸碱度的条件下，通过微生物发酵作用，产生的一种可燃气体。由于这种气体最初是在沼泽、湖泊、池塘中发现的，所以人们叫它沼气。沼气含有多种气体，主要成分是甲烷(CH4)。沼气细菌分解有机物，产生沼气的过程，叫沼气发酵。根据沼气发酵过程中各类细菌的作用，沼气细菌可以分为两大类。第一类细菌叫做分解菌，它的作用是将复杂的有机物分解成简单的有机物和二氧化碳(CO2)等。它们当中有专门分解纤维素的，叫纤维分解菌；有专门分解蛋白质的，叫蛋白分解菌；有专门分解脂肪的，叫脂肪分解菌；第二类细菌叫含甲烷细菌，通常叫甲烷菌，它的作用是把简单的有机物及二氧化碳氧化或还原成甲烷。因此，有机物变成沼气的过程，就好比工厂里生产一种产品的两道工序：首先是分解细菌将粪便、秸秆、杂草等复杂的有机物加工成半成品——结构简单的化合物；再就是在甲烷细菌的作用下，将简单的化合物加工成产品——即生成甲烷。 2、沼气的成分 沼气是一种混合气体，它的主要成分是甲烷，其次有二氧化碳、硫化氢(H2S)、氮及其他一些成分。沼气的组成中，可燃成分包括甲烷、硫化氢、一氧化碳和重烃等气体；不可燃成分包括二氧化碳、氮和氨等气体。在沼气成分中甲烷含量为55%～70%、二氧化碳含量为28%～44%、硫化氢平均含量为0.034%。3、沼气的理化性质沼气是一种无色、有味、有毒、有臭的气体，它的主要成分甲烷在常温下是一种无色、无味、无臭、无毒的气体。甲烷分子式是CH4，是一个碳原子与四个氢原子所结合的简单碳氢化合物。甲
烷对空气的重量比是0.54，比空气约轻一半。甲烷溶解度很少，在20℃、0.1千帕时，100单位体积的水，只能溶解3个单位体积的甲烷。甲烷是简单的有机化合物，是优质的气体燃料。燃烧时呈蓝色火焰，最高温度可达1400℃左右。纯甲烷每立方米发热量为36.8千焦。沼气每立方米的发热量约23.4千焦，相当于0.55千克柴油或0.8千克煤炭充分燃烧后放出的热量。从热效率分析，每立方米沼气所能利用的热量，相当于燃烧3.03千克煤所能利用的热量。 户用沼气池的类型 随着我国沼气科学技术的发展和农村家用沼气的推广，根据当地使用要求和气温、地质等条件，户用沼气池有固定拱盖的水压式池、大揭盖水压式池、吊管式水压式池、曲流布料水压式池、顶返水水压式池、分离浮罩式池、半塑式池、全塑式池和罐式池。形式虽然多种多样，但是归总起来大体由水压式沼气池、浮罩式沼气池、半塑式沼气池和罐式沼气池四种基本类型变化形成的。与四位一体生态型大棚模式配套的沼气池一般为水压式沼气池，它又有几种不同形式。 固定拱盖水压式沼气池固定拱盖水压式沼气池有圆筒形、球形和椭球形三种池型。这种池型的池体上部气室完全封闭，随着沼气的不断产生，沼气压力相应提高。这个不断增高的气压，迫使沼气池内的一部分料液进到与池体相通的水压间内，使得水压间内的液面升高。这样一来，水压间的液面跟沼气池体内的液面就产生了一个水位差，这个水位差就叫做“水压”。用气时，沼气开关打开，沼气在水压下排出；当沼气减少时，水压间的料液又返回池体内，使得水位差不断下降，导致沼气压力也随之相应降低。这种利用部分料液来回串动，引起水压反复变化来贮存和排放沼气的池型，就称之为水压式沼气池。我县基本都是水压式沼气池为主。
农村户用沼气安全使用注意事 项(最新版) Safety management is an important part of enterprise production management. The object is the state management and control of all people, objects and environments in production. ( 安全管理 ) 单位：______________________ 姓名：______________________ 日期：______________________ 编号：AQ-SN-0237
农村户用沼气安全使用注意事项(最新版) 为了确保沼气池的正常运行及用气安全，沼气用户必须注意以下安全使用管理事项： 一、沼气池的进料口务必加盖，以避免造成人畜伤亡。 二、严禁在沼气池出料口或输气管口附近点火，以免引起回火造成火灾，致使沼气池气体猛烈膨胀，爆炸破裂。 三、室外管路应采取防晒保护措施，延长使用寿命，以免管路风化、老化、引起漏气，严禁在沼气池5m范围内生火。 四、沼气池及周围禁止重压，禁止堆放易燃易爆物。 五、禁止各种农药及有害杂物入池，以免杀死沼气发酵菌种和微生物，影响产气。 六、沼气池、沼气灶具及配件等出现故障，应及时告知沼气维
修人员，由专业人员维修，确保安全。 七、如果发生人、畜、禽掉入沼气池事故，必须采取安全防护措施施救，禁止在无安全防护措施的情况下贸然下池施救，避免发生连续伤亡事故。 八、清池检修或大出料时，必须在具有国家职业资格证书的沼气技术人员的指导下进行，严禁农户自行下池操作。入池前必须在清空池体后，通风2天以上，并进行小动物试验，待池内氧气充足后再下池操作，以防因氧气不足而窒息。 九、对未能正常使用的沼气池，农户必须加强安全管理。 XXX图文设计 本文档文字均可以自由修改
农村家用沼气池的池形有哪几种？它由哪几部分组成？ 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。 修建沼气池的基本技术要求是什么？ 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。有些地方由于缺乏经验，对于建池质量注意不够，以致池子建成后漏气、漏水，不能正常使用而成为“病态池”；有的沼气池容积过大、过深，有效利用率低，出料也不方便。多年来的实践经验证明，沼气池的结构要“圆”（圆形池）、“小”（容积小）、“浅”（池子深度浅）；沼气池的布局，南方多采用“三结合”（厕所、猪圈、沼气池），北方多采用“四位一体”（厕所、猪圈、沼气池、太阳能温棚）。 怎样修建沼气池？ 怎样修建沼气池，沼气池的大小、尺寸，沼气池使用什么材料，沼气池修好了怎么判断它的质量是否符合使用要求，这些问题在下面的国家标准中都能找到答案，即： GB4750 农村家用水压式沼气池标准图集； GB4751 农村家用水压式沼气池质量验收标准； GB4752 农村家用水压式沼气池施工操作规程； GB7637 农村家用沼气管路施工安装操作规程； GB9958 农村家用沼气发酵工艺规程； GB7959 粪便无害化卫生标准。 还可以参考DB21/T-835-94北方农村能源生态模式标准。修建沼气池不同于修建民用住房，有一些特殊要求。所以国家专门发布了有关技术标准（包括土建工程中相关的国家标准），来保证沼气池的建造质量。如果建池质量不符合要求或者因为建池地基处理不适当，会使沼气池漏水、漏气，不能正常工作，则需要检查出毛病，进行修补，费时费力。 修建沼气池需要什么材料？ 修建沼气池材料主要是水泥、沙、石子、砖，还需要一些砼预制构件或选用其它成型材料做进、出料管、池盖以及输配气管件、灯、灶具等。 修建沼气池有哪些步骤？ （1）查看地形，确定沼气池修建的位置； （2）拟定施工方案，绘制施工图纸； （3）准备建池材料； （4）放线； （5）挖土方； （6）支模（外模和内模）； （7）混凝土浇捣，或砖砌筑，或预制砼大板组装； （8）养护； （9）拆模； （10）回填土； （11）密封层施工； （12）输配气管件、灯、灶具安装； （13）试压，验收。各地要因地制宜，就地取材，不强求一律。
数学建模题目 农村户用沼气池的设计姓名：蒙广红，李晓芸，杜长斌
农村户用沼气池的设计 摘要 近年来，随着社会主义新农村建设的不断深入，农村沼气的综合利用再次成为人们所关注的热点话题，许多地区都在大力推广农村户用沼气池的建设。随着煤、油等燃料的价格上涨，我国北方农户用于煮饭、烧水的生活费用大幅增加。同时，政府也倡导利用新能源替代传统能源，以减少环境污染。沼气的厌氧发酵可以实现农村有机固体废物的综合利用，能收到良好的经济效益，社会效益和环境效益。 本次数学建模的A题目就是位于兰州地区某农牧片区的住户（按10人计），欲建造一座沼气池可供给日常生活用热（主要用于煮饭和烧水）。设计一座农村户用沼气池，其主要内容包括以下几个方面： 首先，明确设计要求，搜集必要的设计资料，为结构设计打下基础； 其次，对沼气发酵的原理进行简要介绍，在此基础上确定沼气池的生产工艺，并对本次设计的沼气池进行选型； 再次，根据设计资料的要求，结合有关设计规范，对重新设计的水压式沼气池的发酵池主体结构以及进料口，水压间等附属结构进行设计计算，确定各部分的设计参数和设计尺寸； 最后，根据有关规范，对所设计重新设计的水压式沼气池进行材料核算，对施工的要点做简要的说明。 关键词：沼气池，模型，结构设计
目录 一.问题重述 (4) 二.问题分析 (4) 三.基本假设 (4) 四.模型中用到的符号的说明 (5) 五.模型的建立和求解 (5) 5.1问题1的解决： (5) 5.2问题2的解决： (7) 5.2.1沼气池施工: (7) 5.2.2发酵料液的体积 (8) 5.2.3气室容积的计算 (9) 5.2.4发酵间的设计 (9) 5.2.5进料口（管）的设计 (12) 5.2.6水压间的设计 (13) 5.2.7圆筒形水压式沼气池材料设计 (14) 5.2.8水压式沼气池的优缺点 (15) 5.3问题3的解决： (15) 方案一：外加能源——太阳能 (15) 方案二：生温——科学配料，合理进出料 (16) 方案三：保温——温棚提升地温 (17) 参考文献 (17)
一、工艺设计 发酵料液经前处理池沉淀、除杂后，从进料口进入装置，经各发酵单元逐级发酵，使养殖粪污得到无害化和减量化处理。通过设置在各发酵单元的回流搅拌器，进行强制回流搅拌，以提高菌料均匀度和产气率。在最后一级发酵单元设置储气浮罩，使最后一级发酵单元与整个装置产生的沼气经脱水、脱硫净化处理后，汇集与储气浮罩，供生产和生活使用。从出料间溢出的沼液和抽出的沼渣储存与贮肥池，用作农作物有机肥料，或淡水养殖营养饵料。 二、设计参数 (一)气压 沼气发酵工艺及沼气沼气灯炉具都要求沼气气压相对稳定，且宜小不宜大。对于水压是沼气池，，如果气压过大，容易破坏池体，造成泄漏；气压过小势必水压间面积过大，占地多。因此，我国农村家用水压池常用设计气压为8千帕；浮罩池设计气压可采用2千帕。 (二)产气率 根据我国养殖专业户沼气池发酵产气水平，其设计产气率采用0.2~0.5米3/（米3·天）（三）贮气量 水压式沼气池靠池内带有压力的沼气将发酵料液压到出料间（大部分）、进料管（小部分）而贮存沼气。浮罩池由浮罩的升降来贮存沼气。 贮气容积的确定和用户用气的情况有关。养殖专业户沼气池的设计贮气量考虑能贮存12小时所产的沼气，即昼夜产气量的一半。 （四）池容 沼气池容积指发酵池净空容积。沼气池的容积应根据用户所拥有的发酵原料（数量和种类）、滞留时间、用气要求等因素合理确定。 （五）投料率 投料率指的是最大限度投入的料液所占发酵间容积的百分率。设计最大投料量一般水压式为沼气池容积的90％，料液上部留适当空间，以免导气管堵塞和便于收集沼气;浮罩式为沼气容积的98％。最小设计投料量以不使沼气从进、出料管跑掉为原则。 三、建池规模计算 （一）参数确定 根据小型畜禽养殖场的特点，经过优化设计和工程实践所选定的发酵工艺为无动力自由进料、多旋流布料、回流搅拌、固菌成膜、浮罩储气、常温发酵工艺。发酵料液温度变化范围为10~28℃，原料在发酵装置内的滞留天数（HRT）为30~90天，南方取低限，北方取高限，一般取60天；适宜于小型畜禽养殖场沼气工程的发酵料液平均浓度（Ts）为6％~10％，一般取8％；发酵装置的有效料液容积（m），浮罩式取98％，水压式取90％；常温条件下的容积产气率（平均）一般为0.20~0.40米3/（米3·天），取平均值 0.30米3/（米3·天）;浮罩储气压力取2~3千帕。 （二）池容计算 小型畜禽养殖场一般采用干清粪养殖工艺，每天可收集的粪便及含水量见表17-1 表17-1 成年畜禽日排粪量及含水率 根据发酵原料的数量、一定温度下发酵原料在装置内停留的时间和投料浓度等工艺条件，沼气发酵装置的容积计算公式为：
简述农村户用沼气池的日常管理技术 一、沼气池快速启动要点 1.原料的选择与处理。农村沼气发酵原料尽量采用牛粪、马粪、驴粪、羊粪，或者用1/2的猪粪，搭配1/2的牛、马、驴、羊粪混合后启动，切忌用鸡粪和人粪发酵启动第一池原料。要求沼气发酵适宜的碳氮比为20-30：1。选择好发酵原料后先应进行池外堆沤（夏季3-5天，春秋季6-8天），堆沤时，在原料里拌入一定数量的接种物，泼上一些粪水，保持其湿润，并加盖塑料薄膜，以聚集热量和富集菌种。 2.掌握好进料数量。一般6立方米的沼气池需稠料 1.5- 2.0立方米。8立方米的沼气池需稠料1.8～2.5立方米，沼气池最适宜的发酵浓度（干物质）范围为6%-12%，夏季浓度以6%-8%为宜，低温季节以10%-12%为宜。 3.添加接种物的数量。新池启动。要添加发酵原料10-30%的接种物。 4.接种物选择 （1）正常产气的沼液和沼渣。（2）厕所粪坑底部的沉渣。（3）沟底污泥或污水处理厂、屠宰场、食品加工厂和酿造厂的污泥。（4）老池启动，在大出料时，预留部分沼液、沼渣作为菌种即可
5.加入温度较高的发泡污水。新池启动时，应想办法加入温度较高的水（20℃-60℃），一般采用晒热的污水或池塘里的水等，切忌将井里抽出来的冷水直接加入池内，加水加至距天窗口边缘40～50厘米的高度为宜。 6.调节好发酵原料的酸碱度。沼气发酵微生物适宜在中性或微碱性的环境中生长繁殖，酸碱度以6.5- 7.5为佳，过酸、过碱都不利于原料发酵和沼气的产生。 7.密封好活动盖。选择粘性大的粘土锤碎，筛去粗粒和杂物，加水揉搓成面团状，再将蓄水圈顶口活动盖表面清洗干净，把揉好的泥团均匀地抹在活动盖口表面。放下活动盖（注意方向或标记）用脚踏实，用木橛楔紧。将水灌入蓄水圈内，保养1-2天后即可使用。为防止天窗盖密封圈漏气，可制作8-10厘米的薄盖，用密封胶刷好后，确认不漏气，用手指挖开1厘米深的沟槽，然后用水泥灰把沟槽填满，突出盖平面1厘米，再用抹子向两边抹压收光。养护凝固后即可使用。 8.放气试火。沼气池发酵启动初期，所产生的气体中甲烷含量太低，通常不能燃烧，当沼气压力表升到2kpa时，应放气试火，放气1-2次后，甲烷含量达到30%以上时，所产生的沼气即可点燃使用。 二、户用沼气池的科学管理技术 1.沼气池应勤加料、勤出料。进出料原则是先出料、后
一、沼气池的工作原理：当池内产生沼气时，储气间内的沼气不断增多，压力不断增高，迫使主池内液面下降，挤压出一部分料液到水压间内。当人们打开炉灶时，沼气池内的压力逐渐下降，水压间料液不断流回主池。这样，不断地产气和用气，使发酵间和出料间始终维持压力平衡地状态。二、沼气发酵原理：微生物代谢的过程称为发酵，是指有机物质在一定的水分、温度和厌氧条件下，通过各类微生物的分解代谢，最终沼气的过程。这个过程有以下三个阶段：（1）液化阶段：为产甲烷菌提供营养和为甲烷菌创造适宜的厌氧条件，消除部分毒物。（2）产酸阶段（3）产甲烷阶段：产甲烷菌群，利用以上以上两步所分解转化的小分子化合物等生成甲烷。附：发酵间与储气室称为主池。水压间的作用一是起着存放从主池挤压出来的料液作用；二是用气时起着将沼气压出的作用。气池修建与使用(原理)沼气是一种优质燃料，可用来点灯、做饭。沼气灶通过导管与沼气池相连。这就是一个精心设计科学合理的沼气池模型，由活动盖、贮气室、发酵间、进料口、出料口、水压池、单向阀等主要部分组成。.这是目前我省广泛推广的“三位一体”沼气池，就是把厕所、太阳能畜禽舍与地下的沼气池建在一起。人、畜禽粪便经进料口进入沼气池厌氧发酵，产气的沼气上升到贮气室，随着沼气的逐渐增多，压强逐渐增大，池内的液面下降，料液通过出料管上升，经单向阀流入水压池，形成液面差。当打开开关用气时，贮气室内压强逐渐减小，水压池内的料液经进料口处单向阀、进料管，流人发酵间，以维持内.外压力新的平衡。这样，不断地产气和用气，使发酵间和料间的液面不断升降，始终维持压力平衡的状态。“三位一体”沼气池建设达到了改厕、改圈、改厨、改院的效果，综合效益显著。我省家用沼气池在国标沼气池的基础上，加以改进和完善(见模型)，改斜管进料、出料，为直管进料、出料；改水压池为水压、酸化、沉淀池，并在进料口和出料口处安装单向阀，以实现自动循环的目的。池内增设旋流布料墙为旋流布料沼气池，池内增设分流布料墙为分流布料沼气池，均可起到料液分布均匀、破壳和提高产气效率的作用。出料管下口位于沼气池内总深度的中部二分之一处，实现中层出料更有利于杀卵灭菌。另外，还可将水压池加盖太阳能温室，一年四季不打开，起到增温、保温的作用.2 沼气池的建造技术2.1 沼气的基本知识 2.1.1 沼气及其产生过程沼气是有机物质在厌氧环 境中，在一定的温度、湿度、酸碱度的条件下，通过微生物发酵作用，产生的一种可燃气体。由于这种气体最初是在沼泽、湖泊、池塘中发现的，所以人们叫它沼气。沼气含有多种气体，主要成分是甲烷(CH4)。沼气细菌分解有机物，产生沼气的过程，叫沼气发酵。根据沼气发酵过程中各类细菌的作用，沼气细菌可以分为两大类。第一类细菌叫做分解菌，它的作用是将复杂的有机物分解成简单的有机物和二氧化碳(CO2)等。它们当中有专门分解纤维素的，叫纤维分解菌；有专门分解蛋白质的，叫蛋白分解菌；有专门分解脂肪的，叫脂肪分解菌；第二类细菌叫含甲烷细菌，通常叫甲烷菌，它的作用是把简单的有机物及二氧化碳氧化或还原成甲烷。因此，有机物变成沼气的过程，就好比工厂里生产一种产品的两道工序：首先是分解细菌将粪便、秸秆、杂草等复杂的有机物加工成半成品——结构简单的化合物；再就是在甲烷细菌的作用下，将简单的化合物加工成产品——即生成甲烷。沼气的成分沼气是一种混合气体，它的主要成分是甲烷，其次有二氧化碳、硫化氢(H2S)、氮及其他一些成分。沼气的组成中，可燃成分包括甲烷、硫化氢、一氧化碳和重烃等气体；不可燃成分包括二氧化碳、氮和氨等气体。在沼气成分中甲烷含量为55%～70%、二氧化碳含量为28%～44%、硫化氢平均含量为0.034%。 2.1.3 沼气的理化性质
农村家用沼气池技术简介 [关键词]：农户沼气池秸秆 1．根据本地区特点，选择最佳的发酵工艺流程。 2．采用高效的接种物。在一定的条件下，进料采用较高的总固体浓度(可达20％)，选用高质量的接种物，并保持一定的用量(超过30％)。 3．增加原料在池内的实际滞留时间，防止料液短路，具体方法有： (1)采用矩形池。如塞流式沼气池。(2)在标准池内设置隔板。(3)圆筒型池内设置一个内圆，发酵原料先在内园发酵再流入外圆部分。 4．沼气池内增设具有搅拌作用的人力搅拌器，或利用沼气压力实现自动搅拌。 5．增设防止料液在池内结壳的破壳装置，具体方法有： (1)采用矩形池以便在池内设置压浮导沼渣板。(2)在沼气池内设置一个栅栏，可用木棍或竹子制作。(3)在沼气池内设置中空的竹笼。(4)封盖前在池中均匀地直捅10-15个直径为8-10厘米粗的洞，插入小竹捆，竹捆粗细等同洞口，直插到池底，池面露出20公分长。 6．选择适宜的沼气池位置，尽可能满足沼气综合利用的要求。如北方四结合池必须放置于阳光猪舍下面，出料间的一部分应置于阳光蔬菜大棚内。 7．使用秸秆作为原料的沼气池，效果好的有红泥双面革作池盖的半工厂化沼气池；塞流式秸秆自动出料沼气池；大揭盖沼气池；粪草分离式沼气池；薄铁皮太阳能干发酵沼气池。 8．选择适当的储气方式。当全年大多数时间池容产气率小于0．3立方米／立方米时，采用水压式储气方式；当超过0．3立方米／立方米时，一般采用分离储气方式。通常要求：储气系统成本(水封地、贮气罩及附属装置开支)(三年之内多回收的沼气效益及灶具燃烧稳定提高热效率所获得的沼气效益。此情况下采用，经济上比较划算。 9．采用工厂化沼气池。为了保证沼气池的质量，缩短在农户家中的施工时间，在工厂、车间制造沼气池的主要部件，运到农户家中安装，便于沼气池的标准化，规范化生产。户用沼气池高效池一般为4-6立方米池容，水压式一般为6-10立方米。由于是常温发酵，则随地域不同，产气率也不一样，从统计角度看北方
沼气能源的加温结构 摘要： 目前，我过农村的新能源主要集中在太阳能和沼气两方面，沼气是我过重点建设的农村节能环保项目。沼气及其适合在农村推广的新能源项目，但是由于技术和条件上的缺陷，在冬天，由于温度低而导致发酵不充分、产气量不足等原因，限制了沼气建设在农村的适用范围。而传统能源的增温措施虽然技术成熟、效果明显，但是由于是一次性能源、效率低下、环境污染严重，将逐渐被淘汰；新能源增温措施将得到快速发展。而现在最具代表性，运用广泛的两种新能源是太阳能和地热能，其研究成果也很卓著，技术相对于其他新能源技术来说，起步较早，发展较成熟，结构较合理。 关键词：新能源太阳能地热能沼气
1 引言： 从沼气的发展历程来看，显示建国初期的在技术不成熟的情况下盲目推广，致使结构不完善、施工不合格导致项目失败；现在又是结构、施工都完成的条件下，又出现了新的问题。由于我过冬天气温普遍较低，致使沼气池内微生物活性降低，发酵不充分，产气量低甚至不产气，严重限制沼气在我过农村的适用范围。 有相关资料指出，在一定温度范围内，温度对发酵效率具有正向促进作用, 合理控制温度在未来沼气工程中是非常必要的。一般情况下，沼气细菌在8～60℃范围内都能进行发酵。10～26℃为常温发酵区。在这个温度条件下，池容产气率可达0.15～0.30 m3/(m3·d)（池容产气率指沼气池单位体积每天生产的沼气量）；28～38℃为中温发酵区（最适温度为35℃），池容产气率可达1.0 m3/(m3·d)左右；46 ～60℃为高温发酵区，池容产气率可达2.0 ～2.5 m3/(m3·d)【1】。因此，如果有一种加温方法，能使沼气池的池温在冬天达到并保持在一个适宜的水平，就能保证沼气的产气量，从而促进沼气的使用和推广。 在使用的加温结构中，先前的沼气科技工作者在传统的生物质、煤炭等传统能源增温设备上做了大量的工作，但是由于是不可回收能源切有环境污染，将逐渐被淘汰；新能源增温现在有太阳能加温、地源热泵加温以及水源热泵增温设施等。 2 沼气池太阳能增温措施 沼气池太阳能增温措施就是用一定的设备吸收太阳能将地下水的温度提升，然后将热水送入沼气池进行增温，达到合适的发酵条件，使发酵顺利启动、快速发酵；过程中需要太阳能集热装置、热泵等设备。但是太阳能增温措施一个显著的缺点就是在夜间和较长的连续阴雨天气时，太阳能增温效果不明显甚至不能增温；故在大中型沼气池中，应设置辅助热源，可选择相应功率的热泵解决，也可用生物质、煤炭等传统能源解决。沼气池太阳增温示意图，如图1所示。
北方农村户用沼气池与燃池结合建造技术 “北方农村能源生态模式（四位一体）”的蓬勃发展，已成为增加农民收入，提高农民生活质量，调整农业产业结构，改善农村生态环境，促进农业与农村经济可持续发展，全面建设农村小康社会的一项重要技术措施。 随着国家对于农村沼气建设的高度重视，农村能源事业在我省得到了全面、迅速的发展，不仅形成了以沼气为纽带的一整套生态种植、养殖技术，同时还把沼气建设与改厨、改厕、改圈、改路、改水、改庭院相结合，引导农民改变了落后的生产、生活方式，实现增收和保护生态环境的目的。但我省高寒地区“四位一体”内沼气池由于冬季最低气温达到-25℃以下，从而导致发酵周期长，产气率降低，影响沼气池的运行效果。为了解决这一问题，我省决定积极抓好在高寒地区“四位一体”内建沼气池与燃池结合的典型示范，通过生物质热转换技术为沼气池增温，促进和提高沼气池冬季产气率，保障高寒地区沼气池正常运转和充分利用。 一、沼气池与燃池结合的建造技术 （一）选址 选择地势略高、平坦、向阳，离农户不超过20米远的温室大棚内的一头，先建燃池、沼气池，后建猪舍。 （二）备料! 选择材料应因地制宜，就地取材，减少运输，降低造价。建一个8米3带燃池式沼气池，用砖混组合结构建池，实际用料量为：红砖3500块、水泥吨左右、粗中砂3.0米3、直径10—20毫米的河卵石1.5米3、直径6毫米钢筋15千克左右。 （三）放线 在温室暖棚内的一侧建的猪（禽）舍位置下面，先平整好场地，确定沼气池的中心位置，然后根据设计图纸在地面上画出沼气池出料口平面、发酵池平面、燃池及燃池进料口、出烟口的平面图，并用白灰或草木灰放灰线。要求燃池与沼气池的隔墙为砖混达到300—370毫米宽，燃池外墙为120毫米。 （四）池坑开挖 首先确定正负零的高度，再按图纸要求的沼气池体深度直壁开挖，同时做一个小把锄，一端套在中心柱上，边挖边修。池坑要求：池底为锅形，池壁必须圆滑。同时把燃池和出料口、排烟口挖出。 （五）池体施工 1、池底施工 把池底土夯实，用混凝土直接浇灌80毫米，抹光。 2、池墙施工 首先在池坑外壁用单砖平放砌燃池外墙；然后以沼气池中心点为圆点，以沼气池半径画圆用砖砌出燃池隔墙后，再用混凝土捣制出沼气池墙体同时按图纸用砖砌出燃池进料口、出烟口和沼气池出料口。沼气池池墙高1米，池墙上端起拱盖；燃池池墙高—1.4米，池墙上端打圈梁，圈梁浇灌后要压实、抹光。砌筑时应注意以下几点： （1）砌砖前把砖先浸湿，保持面干内湿。 （2）砖砌体要横平竖直，内口顶紧，外口嵌牢，砂浆饱满，坚缝错开。 （3）砖砌体应浇水养护，避免灰缝脱水，粘接不牢。 （4）细石混凝土要混合均匀，填充密实。 （5）进料管与池墙结合部，应用细石混凝土加强。
附8立方米沼气池施工工艺流程 一、施工准备采用砖混结构组合的沼气池施工准备包括选址，选型，定容，挖空，校正等工作。 （一）、选址方法 1：国标要求农村户用沼气池要实现一池三改的功能，沼气池要与养殖圈舍和厕所相连通。如果不是新建的一池三改工程，最好要把沼气池建在厕所和圈舍的旁边，便于向池内加料。 2：要做到背风向阳，离厨房距离不得超过25米，尽量选择土质坚实，地下水位低，出料方便的地方，并且远离大树，以防树根对池体造成破坏。 （二）、建池方位一般选择坐北向南，背风朝阳的地方，最大限度得到太阳的辐射能量。 （三）、注意事项在规划庭院沼气系统时，沼气池应建在畜禽舍的下面，水压间和出料间必须安装盖板，出料间的出料口要便于沼液沼渣的排出，所有池体均做保温处理。 二、选型，定容，备料根据国标池型的选择标准，我们拟选 水压式8立方米容积的池型，其优点是比普通圆筒形沼气池的产气率高30%左右，物料发酵充分。原料采用优质的双阳鼎鹿325#普通硅酸盐水泥，砂子采用泥土量小于2%中砂，石子直径不大于２０毫米的5—8分石子。８立方米沼气池使用水泥1.2吨，中砂4立方米，石子3.5立方米，沼气池专用密封胶3斤。 注意事项：１：修建沼气池的石子和砂子都要保证不含杂草等有机
物和塑料等物，含泥量不大于２％； ２：砂子要求质地坚硬，洁净，泥土含量不大于２％，云母含量在０．５％以下，不含杂草等有机物和塑料等杂物； ３：不得使用酸性和碱性水拌制混凝土砂浆以及养护。 三、沼气池放线平整场地，确定中心。按图纸标注主池尺寸，进料间，出料间，畜肥间尺寸规定放出大样。在尺寸线外一米左右打下四根定位桩，分别钉上钉子以便牵线，两线交点便是发酵池的圆心。 注意在放线时，要结合施工场地的地面设施情况来确定池体中心和正负零标高基准线。 四、池空开挖 如果是坚土地基可以采取直壁开挖，要是易塌方的土质必须采取放坡式开挖：主池取土直径＝池身净空直径２．７米＋池墙厚度15厘米×２＝３米；主池取土深度＝拱顶厚度１０厘米＋拱顶矢高０．５４米＋池墙高度１米＋池底矢高０．３４米＋池底厚度１５厘米含垫层＝２．１３米深 注意池底的反拱一定要是标准的锅底形状，同时预留好出料水压间和进料间，畜肥间的开挖孔洞，边挖边修正。 五、池体施工 砖混组合建池法是砖和混凝土两种材料结合的建池工艺，池底和拱顶，池墙采用混凝土浇筑，水压间畜肥间进料间均采用１/２砖砌结构。进料管采用２００毫米的陶瓷管，出料为底层出料，本