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
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1?400? ℃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。家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，家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。 2.2.1 固定拱盖水压式沼气池固定拱盖水压式沼气池有圆筒形(见图2.1)、球形(见图2.2)和椭球形(见图2.3) 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”(也就是U形管沼气压力表显示的数值)。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。水压式沼气池，是我国推广最早、数量最多的池型，是在总结“三结合”、“圆、小、浅”、“活动盖”、“直管进料”、“中层出料”等群众建池的基础上，加以综合提高而形成的。“三结合”就是厕所、猪圈和沼气池连成一体，人畜粪便可以直接打扫到沼气池里进行发酵。“圆、
小、浅”就是池体圆、体积小、埋深浅。“活动盖”就是沼气池顶加活动盖板。
水压式沼气池型有以下几个优点：池体结构受力性能良好，而且充分利用土壤的承载能力，所以省工省料，成本比较低。适于装填多种发酵原料，特别是大量的作物秸秆，对农村积肥十分有利。为便于经常进料，厕所、猪圈可以建在沼气池上面，粪便随时都能打扫进池。沼气池周围都与土壤接触，对池体保温有一定的作用。水压式沼气池型也存在一些缺点，主要是：
由于气压反复变化，而且一般在4～16千帕(即40～160厘米水柱)压力之间变化。这对池体强度和灯具、灶具燃烧效率的稳定与提高都有不利的影响。
由于没有搅拌装置，池内浮渣容易结壳，又难于破碎，所以发酵原料的利用率不高，池容产气率(即每立方米池容积一昼夜的产气量)偏低，一般产气率每天仅为0.15米3/米3 左右。(3)由于活动盖直径不能加大，对发酵原料以秸秆为主的
沼气池来说，大出料工作比较困难。因此，出料的时候最好采用出料机械。2.2.2 变型的水压式沼气池中心吊管式沼气池将活动盖改为钢丝网水泥进、出料吊管，使其有一管三用的功能(代替进料管、出料管和活动盖)，简化了结构，降低了建池成本，又因料液使沼气池拱盖经常处于潮湿状态，有利于其气密性能的提高。而且，出料方便，便于人工搅拌。但是，新鲜的原料常和发酵后的旧料液混在一起，原料的利用率有所下降。(2)曲流布料水压式沼气池(见
图2.5) 该池型是由昆明市农村能源环保办公室于1984年设计成功的一种新池型。它的发酵原料不用秸秆，全部采用人、畜、禽粪便。原料的含水量在95%左右(不能过高)。该池型有如下特点：在进料口咽喉部位设滤料盘。
原料进入池内由布料器进行半控或全控式布料，形成多路曲流，增加新料扩散面，充分发挥池容负载能力，提高了池容产气率。池底由进料口向出料口倾斜。
扩大池墙出口，并在内部设隔板，塞流固菌。(5)池拱中央、天窗盖下部吊笼，输送沼气入气箱。同时，利用内部气压、气流产生搅拌作用，缓解上部料液结壳。(6)把池底最低点放在水压间底部。在倾斜池底作用下，发酵液可形成一定的流动推力，实现进出料自流，可以不打开天窗盖把全部料液由水压间取出。其他各种变型的水压式沼气池除了上述两种变型的水压式沼气池外，各地还根据各自的具体使用情况，设计了多种其他变型的水压式沼气池型。如：为了减少占地面积、节省建池造价、防止进出料液相混合、增加池拱顶气密封性能的双管顶返水水压式沼气池；为了便于出料的大揭盖水压式沼气池和便于底层出料的圆筒形水压式沼气池；为了多利用秸草类发酵原料而采用的弧形隔板、干湿发酵水压式沼气池 2.2.4 无活动盖底层出料水压式沼气池无活动盖底层出料水压式沼气池是一种变型的水压式沼气池。该池型将水压式沼气池活动盖取消，把沼气池拱盖封死，只留导气管，并且加大水压间容积，这样可避免因沼气池活动盖密封不严带来的问题，在我国北方农村，与“模式”配套新建的沼气池提倡采用这种池型。本书将介绍该种沼气池的建造技术。沼气池为圆柱形，斜坡池底。它由发酵间、贮气间、进料口、出料口、水压间、导气管等组成。进料口与进料管进料口与进料管分别设在猪舍地面和地下。厕所、猪舍及收集的人畜粪便，由进料口通过进料管注入沼气池发酵间。出料口与水压间出料口与水压间设在与池体相连的日光温室内。其目的是便于蔬菜生产施用沼气肥，同时出料口随时放出二氧化碳进入日光温室内促进蔬菜生长。水压间的下端通过出料通道与发酵间相通。出料口要设置盖板，以防人、畜误入池内。池底池底呈锅底形状，在池底中心至水压间底部之间，建一U型槽，下返坡度5%，便于底层出料。工作原理①未产气时，进料管、发酵间、水压间的料液在同一水平面上。②产气时，经微生物发酵分解而产生的沼气上升到贮气间，由于贮气间密封不漏气，沼气不断积聚，便产生压力。当沼气压力超过大气压力时，便把沼气池内的料液压出，进料管和水压间内水位上升，发酵间水压下降，产生了水位差，由于水压气而使贮气间内的沼气保持一定的压力。③用气时，沼气从导气管输出，水压间的水流回发酵间，即水压间水位下降，发酵间水位上升。依靠水压间水位的自动升降，使贮气间的沼气压力能自动调节，保持燃烧设备火力的稳定。④产气太少时，如果发酵间产生的沼气跟不上用气需要，则发酵间水位将逐渐与水压间水位相平，最后压差消失，沼气停止输出。沼气池的设计沼气池的设计原理建造“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。(2)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，也便于出料。坚持直管进料，进料口加箅子、出料口加盖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。沼气池的设计依据设计与“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的矢跨比和池墙的质量建造沼气池，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。沼气池容积的计算建造沼气池，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。沼气池的施工技术备料建一个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。1.厕所 2.进料口 3.沼气池 4.出料口日光温室6.模式宽度中心线7.猪舍8.内山墙1. 厕所 2.进料口 3.沼气池 4.出料口日光温室6.猪舍7.模式宽度中心线8.内山墙1.厕所 2.进料口 3.沼气池 4.出料口日光温室6.猪舍东西宽度中心线7.猪舍池坑开挖在“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。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，并在池底中央挖一较深小井，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6、8、10立方米沼气池的现场施工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：(1)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。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，在拱顶正中央安放直径为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，拱顶中央用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。(4)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。(5)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。
农村沼气池安全管理和 使用 公司标准化编码 [QQX96QT-XQQB89Q8-NQQJ6Q8-MQM9N]
农村沼气池安全管理和使用 一、安全发酵： 1、电石、各种剧毒农药，刚喷洒了农药的作物茎叶、刚消过毒的禽畜(鸡兔等)粪便都不能进入沼气池(堆放7－10天后入池)，以防沼气池里的沼气细菌受破坏。如发生这种情况，应将池内发酵料液全部清除，并用清水将沼气池冲洗干净，然后再重新加料。 2、禁止把油麸、骨粉、棉籽饼和磷矿粉加入沼气池，以防产生对人体有严重危害的剧毒气体——磷化三氢。 二、安全管理： 1、沼气池的进、出料口要加盖，防止人畜掉进池内造成伤亡。 2、要经常观察压力表的变化，当池子产气旺盛，池内压力过大时，要立即用气或放气，以防涨坏气箱。使用直管压力表，当压力达到一定限度时，应安上安全阀，可避免冲开池盖。如池盖一旦被冲开，要立即熄灭沼气池附近的烟火，以免引起火灾。 3、加料入沼气池，如数量较大，应打开开关，慢慢地加入。一次出料较多，压力表的水柱下降到接近 “0”，应打开开关，以免产生负压，损坏池子。 4、沼气池一旦进料后，不要轻易下池出料或检修，如要下池的话，一定要做好安全防护措施。一是打开活动盖，在池外出料，使进料口、出料口、活动盖口三口通风或用鼓风办法更新池内空气；二是把小动物（鸡、鸭、猫等）放入池内，观察15－30分钟，如动物活动正常，方可下池，否则严禁下池，以免发生窒息中毒事故；三是下池人员腋下系上安全绳，池外要有专人看护，下池人员稍感不适，看护人员应立即将其拉出池外到通风阴凉处休息。 5、揭开活动盖时，不得在池口周围点火照明或吸烟，进池人员只能用手电或镜子反光照明，严禁使用明火。 6、禁止向池内丢明火烧余气，防止失火、烧伤或引起池子爆炸。
2 沼气池的建造技术 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。 ? 2.1.2 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%。 ? 2.1.3 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，比空气约轻一半。甲烷溶解度很少，在20℃、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千焦。沼气每立方米的发热量约千焦，相当于千克柴油或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，相当于燃烧千克煤所能利用的热量。 ? 家用沼气池的类型 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，家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。 ? 2.2.1 固定拱盖水压式沼气池 固定拱盖水压式沼气池有圆筒形(见图、球形(见图和椭球形(见图三种池型。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”(也就是U形管沼气压力表显示的数值)。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。
沼气池不产气的原因 沼气池不产气的原因 随着新型沼气池技术的推广，沼气建设在广大农村得到了快速发展。但是，一些农户由于缺乏沼气技术知识、管理使用不当，致使新建的沼气池在既不漏水、又不漏气的情况下，产气缓慢或产气点不着火，甚至不产气。下面，将在实际生产中引起沼气池不产气的原因介绍如下： 1、发酵原料没有进行预处理而直接入池。这种现象比较普遍。由于池内发酵较池外堆沤发酵温度低，产甲烷菌繁殖缓慢、数量少，造成沼气池长期不能正常产气。 2、加水过凉或封盖启动温度低。沼气细菌在8℃－60℃范围内都能进行发酵，但料液温度在12℃以下时产气很少。当加水过凉或在寒冷的季节投料封盖时，池内料液温度低，发酵缓慢，即使经过较长时间的运行能够产气，所产生的气体也主要是原料经酸化作用产生的二氧化碳，不能点燃。 3、发酵原料过多或过少。料液在发酵过程中要保持一定的浓度才能正常产气，通常发酵料液的浓度在6%-10%较为适宜。由于在发酵过程中产酸细菌繁殖快，产甲烷细菌繁殖慢，原料的分解消化速度超过产气速度，所以当发酵原料过多、发酵液的浓度过大时，就容易造成有机酸的大量积累，使发酵受阻。相反，如果发酵液的浓度过稀，有机物含量少，产气量就少。 4、发酵原料碳氮比不合适。正常的沼气发酵要求一定的碳氮比。在实际应用中，原料的碳氮比以20-30：1较为适宜。当单独用猪粪、鸡粪、人粪等碳氮比低的原料发酵时，由于这类原料在沼气细菌少的情况下料液容易酸化，使发酵不能正常进行。 5、投入池中的发酵原料营养已耗尽。有的农户在启动沼气池时使用的是堆了很长时间的粪便，由于粪便在长期堆放过程中已自然发酵，耗尽了营养，因此不能产气。 6、发酵原料含有饲料添加剂和抗生药物的成分或喷洒了农药。在现代养殖业中，养殖户为控制畜禽的疾病和促进畜禽的生长，使用了大量的饲料添加剂和各种抗生药物。这些成分残留在猪粪中，使猪粪里含有杀菌和强烈抑制甲烷菌生长繁殖的元素，致使不能产气。而有的沼气用户使用的是喷洒了农药的粪便，造成产沼气细菌中毒，停止繁殖，不能产气。 7、沼气池中投入了有害物质。如各种剧毒农药；重金属化合物；含有毒性物质的工业废水、盐类；喷洒了农药的作物茎叶；能做土农药的各种植物；辛辣物如葱、蒜等的秸秆；电石、洗衣粉、洗衣服水等。池内的沼气细菌接触到这些有害物质时就会中毒，轻者停止繁殖，重者死亡，造成沼气池不能产气。
中北大学信息商务学院 课程设计任务书 2015～2016 学年第二学期 学院：化工与环境学院 专业：环境工程 学生姓名：宋思奇学号：1304014145 课程设计题目：水压式沼气池设计——4.0米3混凝土结构 （池容产率0.6米3/米3?天） 起迄日期： 4 月29 日～ 6 月10 日 课程设计地点：中北大学信息商务学院 指导教师：李颖 系主任：张建忠 下达任务书日期: 2016 年 4 月 29 日
水压式沼气池设计——4.0米3混凝土结构（池容产气 率0.6米3/米3?天） 摘要 水压式沼气池是我国推广最早、数量最多的池形，是在总结“三结合”、“圆、小、浅”、“活动盖”、“直管进料”、“中层出料”等群众建池的基础上，加以综合提高而形成的。“三结合”就是厕所、猪圈和沼气池连成一体，人畜粪便可以直接打扫到沼气池里进行发酵。“圆、小、浅”就是池体圆、体积小、埋深浅。“活动盖”就是沼气池顶加活动盖板。这种池型的池体上部气室完全封闭，随着沼气的不断产生，沼气池内压力相应提高。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。用气时，沼气开关打开，沼气在水压下排出，当沼气减少时，水压间的料也又返回池体内，使得水位差不断下降，导致沼气压力也随之相应降低。 关键词：水压式沼气池，设计，沼气
目录 1.绪论 (1) 1.1沼气介绍 (1) 1.2沼气发酵的原理 (1) 1.3沼气发酵原料选择 (1) 1.4工艺流程 (2) 1.5水压式沼气池结构 (2) 1.6水压式沼气池工作原理及优点 (3) 2.圆筒形水压式沼气池的结构设计和计算 (3) 2.1设计参数 (3) 2.2设计原始数据 (4) 2.3工艺流程设计 (4) 2.4发酵料液的计算 (4) 2.5发酵间的设计 (5) 2.6进料口（管）的设计 (8) 2.7水压间的设计 (9) 3.圆筒形水压式沼气池施工及材料设计 (10) 3.1材料参考用量 (10) 3.2沼气池施工 (11) 3.3成本核算 (12) 4.参考文献 (13) 5.结束语 (14)
编订：__________________ 单位：__________________ 时间：__________________ 沼气池安全使用须知 Standardize The Management Mechanism To Make The Personnel In The Organization Operate According To The Established Standards And Reach The Expected Level. Word格式 / 完整 / 可编辑
文件编号：KG-AO-7702-30 沼气池安全使用须知 使用备注：本文档可用在日常工作场景，通过对管理机制、管理原则、管理方法以及管理机构进行设置固定的规范，从而使得组织内人员按照既定标准、规范的要求进行操作，使日常工作或活动达到预期的水平。下载后就可自由编辑。 沼气易燃、易爆，混有有毒气体--硫化氢。用户必须熟练掌握户用沼气安全使用操作规程。 一、安全发酵 1、喷洒了各种剧毒农约的作物茎叶，不能进入沼气池，以防厌氧受到破坏。如发生这种情况，应将池内发酝料液全部清除，并用清水将沼气池冲洗干净，然后再重新加料。 2、禁止把油枯、骨粉、棉籽饼和磷矿粉加入沼气池，以防产生对人体有严重危害的剧毒气体磷化氢。 二、安全管理 1、沼气池的进、出料口要加盖，以防人、畜掉进池内，造成伤亡事故。沼气户必须教育和管理好不具备完全行为能力人（包括小孩、精神病人等）不在沼气池进料口附近玩耍、走动，不接触沼气灶、灯开关，
不触动沼气管路，不在沼气池附近玩火。 2、沼气户不得随意改变沼气管路设备的位置现状，如确需改变，必须请沼气技工进行操作。 3、不得在沼气池上堆放重物、过往车辆；不得在沼气灯、灶附近堆放易然、易爆物品。 4、要经常观察压力表上水柱的变化。当池子产气旺盛、池内压力过大时，要立即用气或放气，以防胀坏气箱，放气严禁在室内进行，应放在空旷地点，确认周围没人畜、没有明火、没有易燃、易爆物品后方可进行放气，以免引起火灾。 5、安装使用农业部招标的规范化沼气灶具产品，从指定的正规渠道购买，不要购买劣质商品，脱硫器在使用半年以上要及时更换。 6、加污水、加料入沼气池时，如数量较大，应打开开关，慢慢地加入。一次出料较多，压力表的水柱下降到接近“0”时，应打开开关，以免产生负压，损坏池子。 三、安全用气
/m /m 农村家用沼气池设计规范 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 10m 3 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 K ≥ 2.65。 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。 4.1.1.2 最大工作压力 13KPa 。 3 4.1.2 产气率： 0.15m /m 4.1.3 投料量 3· d ； 0.2m 3 3 · d ； 0.25m 3 3· d ； 0.3m 3 /m 3 ·d 。 4.1.3.1 最小投料量按发酵间总容积的 50% 。 4.1.3.2 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 GB/T4750 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 4.3.2.1 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。 4.3.2.2 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
废水厌氧处理沼气产气量计算原理 一、理论产气量的计算 1.根据废水有机物化学组成计算产气量 当废水中有机组分一定时，可以利用第一节中所介绍的化学经验方程式（15-1）计算产气量，对不含氮的有机物也可用以下巴斯维尔（Buswell和Mueller）通式计算: 【公式见下图】 2．根据COD与产气量关系计算 在标准状态下，1mol甲烷，相当于2mol（或64g）COD，则还原1gCOD相当于生成22.4/64=0.35L甲烷。 一般在厌氧条件下，每降解1kgCOD约产生2%～8%的厌氧污泥（即微生物对营养物质进行同化后残留的物质），而能量的传递效率是能量在沿食物链流动的过程中，逐级递减。若以营养级为单位，能量在相邻的两个营养级之间传递效率为10%~20%。微生物由于其生物形态结构简约，传递效率要稍高于多细胞生物为20%~30%，若以其传递效率25%计，则每1kgCOD产生2%～8%的厌氧污泥，则需要总物质的8%～32%物质用于其自身的同化作用，故1kgCOD中只有0.68～0.92kg的物质转化为甲烷，理论上在标准状态下，1mol甲烷，相当于2mol（或64g）COD，则还原1kgCOD相当于生成22.4/64=0.35m3甲烷。 沼气中甲烷的含量一般占总体积的50～70%，则理论上初步计算1kgCOD产生0.34～0.644Nm3的沼气。但在厌氧消化工艺中，实际产气率受物料的性质、工艺条件以及管理技术水平等多种因素的影响，在不同的场合，实际产气率与理论值会有不同程度的差异。 ①物料的性质：就厌氧分解等当量COD的不同有机物而言，脂类（类脂物）的 产气量最多，而且其中的甲烷含量也高；蛋白质所产生的沼气数量虽少，但甲烷含量高； 碳水化合物所产生的沼气量少，且甲烷含量也较低；从脂肪酸厌氧消化产气情况表明，随着碳键的增加，去除单位重量有机物的产气量增加，而去除单位重量COD的产气量则下降； ②②废水COD浓度：废水的COD浓度越低，单位有机物的甲烷产率越低，主要 原因是甲烷溶解于水中的量不同所致。因此，在实际工程中，高浓度有机废水的产气率
水压式沼气池建设设计说明书 1.1沼气池发展的研究与现状 亚、非、拉许多国家都或多或少在农村建立了一些沼气池。如在1983一1984年，巴西建3033口，使用率达60%，古巴建池552口，使用率60%;危地马拉建池105口，使用率58%。洲的阿尔及利亚原属法国殖民地，法国人塔谢尼尔·爱斯曼(Ducellie:lsman)于1938年在国国立农业学校就开始了厌氧消化的研究并取得了成果，于1941年和1942年取得法国专，引起了广泛关注，荣获了国家工业促进会授与的金质奖章。肯尼亚T·H·Hutchinson在954年开始研究猪粪的消化，他的一个家庭用消化器，每天产沼气12m，。在东南亚国家，如菲律宾，主要的研究活动集中在国家科学技术研究所、菲律宾大学以马亚农场。在国家科学技术研究所的指导下，已建成3100个中国台湾型沼气池。南朝鲜已建池20，000多口，我国台湾也建池近万口。 早在上世纪60年代.我国农村地区就出现了沼气池.农户只需在自家屋后挖一个4至103 m的池子.用石灰或粘土密封池底和四壁.留一个填料口和一个出渣口.然后每周大概填入13 m猪、牛等牲畜粪便和尿液.并注意不让肥皂水、洗衣粉水等碱性物质流入沼气池.就可以实现沼气原料的自然发酵.用这种方法产生的沼气.可供3至5人的农户全天照明和做饭.可以说是既便宜又方便。自上世纪70年代.随着农村圈养牲畜的增多.沼气原料日益丰富.而且由于十分适用于农村大食堂和煮大锅猪食等.对于沼气的利用在当时一呼百应.几乎风靡全国农村。 目前，中国约有二千万人口使用了沼气，年产招气十亿多立方米，是世界上建造沼气发酵装置最多的国家。近几年来，推广沼气已从农村发展到城镇。在城镇，结合环境保护，在发酵原料比较集中而数量比较稳定的农牧场、食品厂、酒厂等轻工企业单位，兴建了一万多个大、中型沼气池，发酵总容积约31万多立方米。城镇推广大、中型沼气池经济效益比小型农村家用沼气池显著。四川省乐至果酒厂修建了2x1O00澎的发酵装置，日产沼气3000m3，发酵后的制酒废液，COD 去除率为92%，BOD去除率达95%，大大减轻了对环境的污染。所产沼气除供应一
一、沼气池产气少、产气慢的原因分析： 1.温度低：甲烷菌生命活动弱;沼气池中，起到主要转化作用的菌类是甲烷菌，温度低于15摄氏度，甲烷的生活活动会受到抑制，逐渐变弱，常见的表现就是池中填入新料后，迟迟不产气或者产出的气比较少。通常北方的冬天会让沼气池产气受到一定程度的影响。 2.沼气池环境的酸碱度：PH6.5-7.5是最适宜的环境;旧沼气池容易出现这种现象，一般是因为沼气池使用时间比较长，累积的料与发酵残渣使沼气池环境偏酸性，也可能是沼气池存在漏气，使其中的好氧细菌大量滋生，代谢产物导致环境偏酸性。还有可能就是每次加料的量不适宜，没有能起到调节浓度的作用。 3.投料中含有有毒物质：农药、杀菌剂影响甲烷菌生命活动;有些地区的农民朋友，为了夏季消灭动物粪便中的蝇虫，向粪便喷洒农药或杀菌剂来，这些残留下来的药物随着料投入到沼气池中，严重的影响甲烷菌的生命活动，严重的情况可能导致沼气池彻底停止产气。 4.甲烷菌规模太小：新池中接种菌种规模不够;通常新沼气池产气少产气慢的另一原因就是甲烷菌的接种，不同的地区不同的动物粪便或植物体要接种的菌种量也不同，但是多接种通常是有益无害的。老池中可能由于填入新料不及时，导致甲烷菌死亡，也会导致产气少。 5.其他物体的影响：辛辣物、电石、洗衣粉等的影响;辛辣物，如葱蒜、辣椒及韭菜、萝卜等会影响沼气产出量。电石洗衣粉也会影响产气，有些地区的农民朋友认为投入电石可以增加产气，其实是恰恰相反的。 6.草食动物粪便以及酸性农产品残渣的影响;草食动物，如牛，由于草食动物主要食物是草，所以其粪便中的碳氮比不利于甲烷菌的生长，会导致产气少问题。某些农产品，如红薯，红薯渣会使沼液偏酸性，导致产气少。 二、沼气池产气少;、产气慢的解决方法： 1.冬季沼气池要做好保温工作，填入的新料要待到温度适宜再填入; 2.要隔一段时间测定沼气池内的酸碱度，偏酸情况下要使用草木灰或石灰水调节PH至6.5-7.5左右。 3.避免引入有毒物质; 4.新旧沼气池在接入菌种时或使用一段时间产气量下降时，要配合使用发酵剂沼气发酵剂、发酵剂沼气速腐剂。帮助甲烷菌迅速生长繁殖，帮助难以被菌类腐蚀的物料快速腐烂，增大与甲烷菌的接触，来提高产气量，达到快速产气的目的。
xxxxxxxxxx大学 课程设计说明书 题目：水压式沼气池设计 学院：xxxxxxx 专业班级：xxxxx 学生姓名：xxxx 学生序号：xx 指导教师：xxxxx 课程设计时间：二O一年月日～二O一年月日
目录 前言 ................................................................................................................................. 一、设计参数 ................................................................................................................. 二、设计内容和要求 ..................................................................................................... 三、设计计算 ................................................................................................................. 3.1工艺流程设计 ........................................................................................................... 3.2发酵间的设计计算 ................................................................................................... 3.3进出料管的设计及安装位置 ................................................................................... 3.4水压间的设计 ........................................................................................................... 四、小结 ......................................................................................................................... 参考文献 ......................................................................................................................... ......................................................................................................................................... ......................................................................................................................................... .........................................................................................................................................
工作行为规范系列沼气站安全注意事项（标准、完整、实用、可修改）
编号：FS-QG-90007 沼气站安全注意事项 Biogas statio n safety p recauti ons 说明：为规范化、制度化和统一化作业行为，使人员管理工作有章可循，提高工作效率和责任感、归属感，特此编写。 为了沼气站的安全运行，应实施内外监督，需要注意 1.除工作车辆严禁任何车辆入内。 2.禁止外来人员进入工作区。 3.每班应对沼气站的所有设备进行巡查，发现跑冒滴漏 应及时处理。发现沼气泄露需立即关闭前程阀门，查明原因。 4.在检修时严禁使用易产生火花的工具，应使用防爆工 具。 5.沼气发酵池、储气柜的检修，在进入沼气发酵池、储 气柜内部之前，必须向内部鼓风进行通风换气后，用小动物进行生物实验，如无异常，才可以下到池内检修。 6.在清理进料池 搅拌桨上的异物时，提前2小时手动进料，使液位将至0.5m并开启引风机，方可进入。
7.在检修剪切机、进料泵等设备时，必须在配电室切断 相应电源，并挂警示牌。 8.严禁在为切断电源的情况下，维修防爆区内设备上的电源线。 9.严禁未按规定办理动火证、临时接线证的施工单位在防爆区进行作业。 10.严禁在没有防护设施的情况下更换灯具。 11.沼气站每位员工应严格遵守操作规程及工艺指标防 止事故发生。 12.严禁非专职人员启、闭机电设备，电源电压大于或小 于额定电压5%或缺相时，严禁启动该设备，维修电气设备时必须可靠接地。 13.进料加碱时需佩戴安全防护用品，防止烫伤人体。 14.进料完毕需关闭进料池推拉门及卷闸门，防止跌落。 15.清理进料搅拌桨时，应等池内沼气浓度降低时再进 入池内，进入池内时需佩戴安全防护用品。 16.气包充气时不应压力过大，防止气包损坏沼气泄露。
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：
《固体废物处理与处置》 课程设计 系别：环境与市政工程系 专业：环境工程 姓名： 学号： 指导教师： 完成时间：
前言---------------------------------------------------- 1沼气及其产生过程 ----------------------------- 1沼气的成分--------------------------------------- 1沼气的理化性质 -------------------------------- 2课程设计目的--------------------------------------- 3城市垃圾分析--------------------------------------- 3设计参数及条件 ----------------------------------- 4工艺流程设计--------------------------------------- 5沼气池池体设计 ----------------------------------- 9 1.发酵间的容积 --------------------------------- 9 2.发酵间各部分尺寸的确定---------------- 10 3.进料口（管）的设计 ---------------------- 13沼气池平面安装图 ------------------------------- 15主要的参考书目 ---------------------------------- 18
前言 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，产生的一种可燃性气体。由于这种气体最终是在沼泽、湖泊、池塘中发现的，所以人们叫他沼气。沼气含多种气体，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。第一类细菌叫分解菌，他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。他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；第二类细菌叫甲烷细菌，通常叫甲烷菌，他的作用是将简单的有机物及二氧化碳还原成甲烷。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程序：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，他的主要成分是甲烷，其次是二氧化碳、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
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。 2.1.2 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%。 2.1.3 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 1?400? ℃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。 2.2 家用沼气池的类型 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，家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。 2.2.1 固定拱盖水压式沼气池 固定拱盖水压式沼气池有圆筒形(见图2.1)、球形(见图2.2)和椭球形(见图2.3) 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”(也就是U形管沼气压力表显示的数值)。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。
沼气池安全使用、日常维护和安全防护措施 一、安全使用 1、禁止向沼气池内投放废旧电池、各种剧毒农药、杀菌剂等毒性物质或骨粉、动物尸体等含磷物质。 2、沼气池进出料口、水压间必须要加盖，防止人畜掉进池内造成伤亡。 3、沼内一旦进料，任何人不得进入，以免造成伤亡。 4、严禁明火燃烧池内余气。 5、池口周围严禁玩火，尤其是池盖冲开或打开的沼气池旁，需立即熄灭附近的烟火，以免引起火灾。
6、寒冬季节，沼气池外露部分和沼气管路要采取保暖措施，以 免冻裂影响沼气的安全使用。 7、室外管路深埋30-50厘米；沿墙敷设的管路应高于地面2米 固定，架空的管路支架高度应大于1.8米固定。室内管路用钩钉或 管夹牢固地固定在房屋构件上。室内外管路应以1%以上的坡度向集 水瓶倾斜。 8、集水瓶可安装在室内管路最低处，安装深度不超过50-60厘米，或在室内水平管段的坡脚或直立管的下端安装，严禁在地窖、 水井等空气不流通的环境安装集水瓶。 9、一次加料或出料量较大时，必须关闭总开关，慢慢加料或出料，以免损坏池体。 10、如果在室内闻到臭鸡蛋味或发现漏气时，应迅速打开门窗，禁止吸烟、使用明火或开关电源，以防引起火灾。
11、严禁用明火检查开关、接头处的漏气情况和在沼气导气管 口试气，以免造成回火引发爆炸。 12、沼气灶具和输气管路要远离柴草等易燃物品。一旦发生火灾，应关闭开关，切断气源，立即把火扑灭。 13、管道发生老化后，必须更换专用的新输气导管，不得使用 不合格的输气导管。 14、经常用蘸有洗衣液或肥皂水的毛刷检测输气管道开关、接 头和弯管，对存在问题的配件关闭气源总开关后，及时进行维修或 更换。 二、日常维护 1、定期检查脱硫器。脱硫器一般使用三个月后，脱硫剂会变黑，增加沼气输送阻力。对失效的脱硫剂要及时进行晾晒或更换（在晾晒脱硫剂时，选择阴凉通风的场所将脱硫剂放在铁片或水泥地面上经 常翻动待脱硫剂发红后再装回脱硫瓶内）。
水压式沼气池设计（八立方米农村家用水压式沼气池设计） 院系：生化工程系 学生姓名：陈佩佩程南 专业：环境监测与治理技术 班级：07教院环监（1）班 学号：0705210101 0705210102 指导老师：于卫东
目录 一、前言 二、课程设计的题目 三、课程设计的目的 四、设计参数 五、工艺流程 六、发酵料液的计算 七、发酵间的设计 八、进料口（管）的设计 九、水压间（管）的设计 十、沼气发酵的投料计算十一、发酵原料的预处理十二、安全注意事项 十三、设计小结 十四、文献资料
水压式沼气池课程设计说明书一、前言 沼气是有机物在厌氧条件下经微生物的发酵作用生成的一种以甲烷为主体的可燃性混合气体，其主要成分是甲烷和二氧化碳。 沼气发酵有很多有点。沼气发酵可产生甲烷，它是清洁方便的燃料；发酵过程中N、P、K等肥料成分几乎得到全部保留，一部分有机氮被水解成氨太氮，速效性养分增加;发酵残渣可以作为饲料肥料；沼气发酵处理有机物课大量地节省曝气消化所消耗的能量等等。 沼气发酵非常适合在农村地区推广使用。 二、课程设计的题目 水压式沼气池设计 三、课程设计的目的 通过课程设计进一步笑话和巩固本课程所学内容，并使所学的知识系统化，培养运用所学理论知识进行沼气池设计的初步能力。通过设计，了解工程设计的内容、方法及步骤，培养确定厌氧系统的设计方案、进行设计计算、绘制工程图、使用技术资料、编写设计说明书的能力。 四、设计参数 1、气压：7840Pa(即80 cm水柱) 2、池容产气率：池容产气率系指每立方米发酵池1昼夜的产
气量，单位为m3沼气／(m3池容. d)。常温下我国常用的池容产气率为0.2 m3／（m3. d） 3、贮气量：指气箱内的最大沼气贮存量。农村家用水压式沼 气池的最大贮存气量以12H产气量为宜，其值与有效水压间的容积相等。 4、池容：指发酵间的容积。本次设计的农村家用水压式沼气 池的池容积为8 m3。 5、投料率：指最大投入的料液所占发酵间容积的百分比。 五、工艺流程 沼气发酵工艺类型较多，我国农村普遍采用的是下面两种工艺。 1.自然温度半批量投料发酵工艺 这种工艺的发酵温度随自然温度变化而变化投料，基本流程图如图所示 这种工艺的发酵期因季节和农用情况而定，一般为五个月左右，运行
沼气安全使用注意事项(通用 版) Security technology is an industry that uses security technology to provide security services to society. Systematic design, service and management. ( 安全管理 ) 单位：______________________ 姓名：______________________ 日期：______________________ 编号：AQ-SN-0168
沼气安全使用注意事项(通用版) 一、禁止向池内加入发酵抑制剂，特别是剧毒农药、各类杀菌剂等；禁止把油类物质、骨粉等含钙量高的矿物质加入池内；防止料液碱、酸、氨过多造成的中毒；消过毒的禽畜粪便需经处理后方可加入池内。禁止把大量雨水、生活污水冲入池内，防止料液浓度过低造成的发酵受阻。 二、沼气池各盖口要及时加盖板，防止人畜掉进池内，造成生命危险。 三、沼气在发酵运行中，应在炉具上试火，禁止在导管上试火，以免回火发生爆炸。 四、沼气池产气后，如继续投料，禁止人进入池内加料。 五、经常检查输气系统，防止漏气着火。 六、注意沼气池防寒、越冬管理。
七、使用沼气时，要在灶上先点火，再开开关。 八、沼气灯（灶）、输气管道设在远离柴草等易燃易爆物品。 九、如果管路漏气，应打开门窗，空气流通，排除沼气，在灶上试火。 十、严禁在沼气池附近使用明火。 十一、一次性出料较多时，观察压力表下降到零时，应打开开关，以免产生负压过大，损坏池体。 十二、大换料及维修时，要把所有盖板打开进行通风，在未通过动物实验不安全时不允许入池操作；安全实验时，严禁向池内扔入明火，以免残存沼气发生爆炸；下池维修时，要有两人以上操作，池上有监护人，下池人员要系保险带。如果发生意外，监护人只能通过保险带将人救出，不允许下池救人；池内操作人员严禁使用明火，严禁吸烟。 XXX图文设计 本文档文字均可以自由修改
1 沼气池设计简介 1.1沼气的基本知识 1.1.1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，产生的一种可燃性气体。由于这种气体最终是在沼泽、湖泊、池塘中发现的，所以人们叫他沼气。沼气含多种气体，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。第一类细菌叫分解菌，他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。他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；第二类细菌叫甲烷细菌，通常叫甲烷菌，他的作用是将简单的有机物及二氧化碳还原成甲烷。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程序：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。 1.1.2沼气的成分 沼气是一种混合气体，他的主要成分是甲烷，其次是二氧化碳、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%。 1.1.3沼气的理化性质 沼气是一种无色、有味、有毒、有臭的气体，他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。甲烷对空气的比重是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。沼气每立方米发热量约23.4千焦，相当于0.55千克或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。 1.2沼气池的设计原则 1）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，是人畜粪便不断进入沼气池内，保持正常产气、连续产气，并有利于粪便管理，改善环境卫生，沼液可方便的运送到日光温室蔬菜地里做肥料使用。 2）坚持“圆、小、浅”的原则 “圆、小、浅”是指池型以圆形柱为柱，池容6~12m3，池深2m左右，圆形沼气池具有以下有点：第一，根据几何学原理，相同容积的沼气池，圆形比方形话长方形的表面积小，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，在我国北方，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。无论南北，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，是指主池溶积不宜过大。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，也便于出料。 3）坚持直管进料，进料口家箅子、出料口加盖的原则 直管加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。