農(nóng)村戶用沼氣池技術(shù)要點

第一節(jié) 戶用沼氣池的池型及工作原理
1、戶用沼氣池的池型及構(gòu)造
戶用沼氣池的結(jié)構(gòu)要“圓”（圓形池）、“小”（容積?。?、“淺”（池子深度淺）。
新的國家標(biāo)準(zhǔn)圖集，五類七型沼氣池，即:曲流布料沼氣池A、B、C型，預(yù)制鋼筋混凝土板裝配沼氣池、圓筒形沼氣池、橢球型沼氣池、分離貯氣浮罩沼氣池。沼氣池主要以圓筒形沼氣池、橢球型沼氣池為主，其主要組成部分為進料間、發(fā)酵間、氣箱、活動蓋、出料間、導(dǎo)氣管等部分

進料間：進料間包括進料口和進料管，進料管是用混凝土澆筑的水泥管或瓷管，它與沼氣池墻成30°角，若小于30°角時，進料管與池墻交接處受力情況惡劣，易漏氣；大于30°時，不易進料。一般6--10立方的沼氣池，進料管內(nèi)徑在30-40厘米。
發(fā)酵間和氣箱:發(fā)酵間
出料間:出料間又稱水壓箱。沼氣池的出料間與主池體相通，它的水位隨氣體的產(chǎn)生、消耗而升降，起到水壓箱的作用，并兼做平時小出料用，其容積為主池容積的1/3左右，池容積越大，出料間就大，一般戶用沼氣池出料間在1-2立方米左右。
活動蓋:活動蓋安裝在沼氣池氣箱頂部。其大小為60—80厘米（6--10立方米沼氣池），揭開活動蓋能促進池內(nèi)氣體散發(fā)，增加池內(nèi)光亮，便于沼氣池的維修、進料和清除沉渣。
導(dǎo)氣管:導(dǎo)氣管的主要作用是輸送沼氣。導(dǎo)氣管應(yīng)安裝在池體的最頂端。原來是安裝在活動蓋上，這樣易老化、易損壞。
2、沼氣池的工作原理
戶用沼氣池主要是水壓式沼氣池。產(chǎn)氣時，貯氣間內(nèi)氣壓增大，把沼氣池里的料液壓出，使進、出料口和水壓間水位上升，產(chǎn)氣越多，壓出的水越多，氣壓就越大；用氣時，池內(nèi)氣壓下降，出料間內(nèi)的料液便壓回發(fā)酵間內(nèi)，以維持內(nèi)外壓力新的平衡。這樣，不斷地產(chǎn)氣和用氣；使發(fā)酵間的液面不斷的升降，始終維持壓力平衡的狀態(tài)。
3、發(fā)酵工藝及其特點
工藝流程
選?。ㄅ嘤┚N—備料、進料—池內(nèi)堆漚（調(diào)整pH值和濃度）—密封（啟動運轉(zhuǎn)）—日常管理（進出料、回流攪拌）。沼氣發(fā)酵的關(guān)鍵是菌種。因為沼氣池建成后，第一次投料能否快速啟動和啟動后產(chǎn)氣率好壞的關(guān)鍵取決于菌種的質(zhì)量和數(shù)量。所以，技術(shù)員在建池過程中就要注意選取和培育菌種，這樣沼氣池建好了，菌種也培育好了，就可以進料、堆漚、封蓋啟動。這個工藝是配套曲流布料沼氣池產(chǎn)生的，原來叫曲流布料沼氣池發(fā)酵工藝，只有這個發(fā)酵工藝進入國標(biāo)，也是發(fā)酵工藝首次進入國際，它適用于進入國際的所有新池型。現(xiàn)在所有池型都用，因為它比過去的發(fā)酵工藝科學(xué)、簡便、容易操作、效果好。
工藝特點
發(fā)酵原料為人、畜、禽糞便，采用連續(xù)發(fā)酵工藝能維持比較穩(wěn)定的發(fā)酵條件，是沼氣微生物（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氣池負荷能力，達到較高的產(chǎn)氣率。工藝自身耗能少，簡單方便，容易操作。

第二節(jié) 沼氣池的建造
沼氣池質(zhì)量的好壞，結(jié)構(gòu)和布局是否合理，直接關(guān)系到產(chǎn)氣得多少和產(chǎn)氣質(zhì)量的好壞。因此，修建沼氣池應(yīng)做到設(shè)計合理，結(jié)構(gòu)簡單，施工方便，造價低廉，嚴(yán)格保證建池質(zhì)量，做到不漏水、不漏氣。
一、沼氣池的設(shè)計原則
1、按照“三結(jié)合”（沼氣池、廁所、畜圈相連通）,圓筒形池身（或橢球池身）、削球殼池拱、斜底、水壓間、天窗口、活動蓋、斜管進料、底層出料、各口加蓋的原則設(shè)計。池底由進料口向出料口傾斜5?，池體尺寸依據(jù)2002年出的《戶用沼氣池標(biāo)準(zhǔn)圖集》為準(zhǔn)，水壓間幾何尺寸與主池容積產(chǎn)氣率和池型、工藝要求相配合。
2、要求池型“圓、小、淺”。是指沼氣池的主池（發(fā)酵間、貯氣箱）的幾何圖形、容積和深度。圓：圓筒形沼氣池受力合理，表面積小，施工方便，容易密閉。小：指在滿足一戶用氣的前提下，盡量縮小沼氣池的容積。縮小池容積、減少地面面積、實現(xiàn)小型高效。
淺：是指整個沼氣池的埋藏深度要淺。淺的優(yōu)點為減少了挖土深度，也便于避開地下水，同時，發(fā)酵液的表面積相對擴大，有利于提高產(chǎn)氣率。沼氣池最好建在地下，一般埋置深度在地平面30厘米左右，即可借助池外四周土壤的壓力，保證池子質(zhì)量，還有利于冬季保溫，以促進原料的發(fā)酵和多產(chǎn)氣。
3、根據(jù)池型結(jié)構(gòu)要符合工藝流程，實行自流進出料，充分發(fā)揮池容負載能力，控制發(fā)酵原料滯留期，提高產(chǎn)氣率，達到衛(wèi)生環(huán)保要求。
4、設(shè)計合理的活動蓋。活動蓋安裝在沼氣池拱頂部的活動蓋口上，其大小可通過一人上下，一般設(shè)計直徑65-75厘米。
5、直管進料。其斜度與地面成60°角，有利于進料，而且有利于攪拌。
6、進、出料口加蓋。保證安全，防止人畜跌進坑中，既可以起保溫作用，又可以保持環(huán)境衛(wèi)生。
二、建池技術(shù)及步驟
(一)、地勢選擇
⑴選擇在土質(zhì)堅實、地勢高、地下水位低和背風(fēng)向陽的地方。⑵在布局上，要與庭院建筑相吻合，使之協(xié)調(diào)互襯，滿足環(huán)境的凈化和美化。⑶要將沼氣池與牲畜暖圈、廁所統(tǒng)一規(guī)劃，相互結(jié)合，使人畜糞便能及時流入沼氣池內(nèi)。暖圈要坐北朝南，便于冬季采光，提高室溫和池溫。⑷應(yīng)與房屋、院墻保持一定的距離（遠離人住居室的地方），防止損壞房屋基礎(chǔ) 。⑸沼氣應(yīng)遠離高大喬木植物，防止樹木根部伸展到池體，造成損壞。
(二)菌種培養(yǎng)
地勢選好后，開挖基坑的同時，要準(zhǔn)備收集菌種，因沼氣池投料時，必須加10%-30%的沼氣料液或培育的菌種，才有利于發(fā)酵。
(三)建池材料準(zhǔn)備
磚：一般選用75號以上，要求平整，無裂紋，不彎曲，聲脆質(zhì)均的磚塊。池拱用磚，還要求棱角完整無缺，否則影響發(fā)碹質(zhì)量。
水泥：必須是GB175-1999硅酸鹽水泥,普通硅酸鹽水泥?；炷翗?biāo)號一般農(nóng)戶建設(shè)中基本上超過200號以上，一般425（32.5）國標(biāo)水泥就行，不需要500號以上高標(biāo)號水泥。
沙子：沙子顆粒應(yīng)在0.15-0.5毫米之間，按照顆粒大小分類可分為粗沙、中沙、細沙、特細沙四級。平均顆粒在0.5毫米以上的粗沙。0.35-0.5毫米的為中沙，0.25-0.35毫米的為細沙，0.25毫米以下的為特細沙。建戶用沼氣池一般選用中沙。中沙要求一是含泥量不應(yīng)超過沙重的3%；二是云母含量不應(yīng)超過沙重的0.5；三是硫化物及硫酸鹽折成--不應(yīng)大于沙重的1%；四是有機物雜質(zhì)會降低混凝土的強度和耐久性，一般用比色測定其含量規(guī)定在沙的樣品上部，氫氧化鈉溶液的顏色不得深于標(biāo)準(zhǔn)的淡黃色。
石子：可用碎石或卵石，粒徑為0.5—2厘米。
水：一般為飲用水（如自來水、井水、河水）拌合混凝土。
(四)混凝土的配比
混凝土由水泥、沙、碎石和水按一定重量比配合，經(jīng)過拌合、澆灌、搗實、養(yǎng)護而成。
修建農(nóng)村戶用沼氣池，采用標(biāo)號150號的混凝土，就可以滿足要求。
每立方米150號的混凝土配料比例是
水泥 混凝土 粗骨 細骨 水灰 每立方米材料用量(千克)
標(biāo)號 標(biāo)號 料 料 比 水泥 沙子 石子 水 砂率%
425 150 0.5-2 沙 0.6 258 540 1387 170 28
425 150 2-4 沙 0.6 283 511 1456 155 26
重 量 比
水泥 沙子 石子 水
1 ： 1 .91 ：4.9 ：0 .60
2 ： 1 .98 ：5.65 ：0 .60
（五)抹面砂漿。
抹面砂漿起密封的作用，一般采用純水泥漿、水泥砂漿抹面。
(六)放樣、池坑開挖。
放線：建池放線時，在確定主池中心位置基礎(chǔ)上，在地面上要劃出發(fā)酵池、進料口、水壓間三者外框灰線。1、放樣。以橢球A型為例。（1）上半球拱模砌筑的放樣尺寸，是以沼氣池的內(nèi)壁尺寸做放樣尺寸。橢球沼氣池上半球放樣尺寸見表1。（2）下半球土胎模，是以沼氣池結(jié)構(gòu)層的外表面尺寸作為施工放樣尺寸，橢球沼氣池下半球土胎模放樣尺寸見表2。2、池坑開挖。（1）橢球形沼氣池要求地基土能開挖成形，遇松散沙土，局部難以成形，可用塊石或灰土成型。（2）上半球土方大開挖時注意留施工工作面，寬度為300—400毫米，不能直壁開挖的則應(yīng)放坡。上、下半球分界面必須水平，池體不得傾斜。（3）下半球的土胎模，應(yīng)邊開挖，邊修整，以保證土胎模符合圖紙尺寸，不得擾動原土。（4）如遇回填土或擾動原土?xí)r，應(yīng)取出松土，用碎石或灰土填補夯實，并按圖紙尺寸造形。
上半球放樣尺寸表1
池容積 m3 4 6 8 10
長半軸 a 1125 1290 1425 1530
短半軸 b 750 860 950 1020
焦距2c上 1677 1923 2124 2281
表二：
池容積 m3 4 6 8 10
長半軸 a +45 1170 1335 1470 1575
短半軸 b +45 795 905 995 1065
焦距2c下 1717 1963 2164 2321
(七)拱形沼氣池的施工有兩種建造技術(shù)：
第一種：“無模漂磚砌筑法”，主要采用磚砌筑拱頂。砌筑時，應(yīng)選用符合規(guī)格的標(biāo)準(zhǔn)磚，并要配制粘性較強的泥漿。磚要內(nèi)濕外干，以便砌筑時能吸收漿中的部分水分，有利于加快泥漿的凝結(jié)。砌筑泥漿要拌和均勻，砌筑時，泥漿要飽滿，下口要緊，上口用扁石子或碎片嵌緊。安放磚時，要平穩(wěn)牢靠。為了防止未砌滿一圈的磚下落，可采用“ ∏ ” 形臨時卡具，將新砌筑的磚和已砌完的前一圈磚臨時固定住，每隔一塊和兩塊設(shè)卡具一道，也可用有吊重垂直掛扶，或用木棒靠扶的方法。
為了保證池蓋的幾何尺寸的準(zhǔn)確性，在施工時，可采用曲率半徑繩索線的方法，隨時加以校準(zhǔn)，確保拱頂內(nèi)面拱弧一致。注意曲率半徑線采用無伸長變形的線（如麻繩、細鉛絲等）施工中，可隨砌隨抹拱頂面層砂漿，為了增加拱頂殼體的穩(wěn)定性，每砌筑三至四圈，拱頂面可隨時回填土。切忌在拱頂上施加局部沖擊負荷。
進出料管的施工：進、出料管的施工要配合池墻施工進行。
進料口的施工：在進料口的下端，安裝一個成品的水泥管。裝管的斜度要與水平方向呈60度角，或與池墻呈30度角，水泥管的上端與進料口銜接。接縫出可采用標(biāo)號高一點的水泥砂漿。
出料口的施工：出料口的下端，可采用安裝成品水泥管，也可直接與發(fā)酵池底部相通，若采用成品水泥管，應(yīng)注意接縫處的施工。
圈梁：圈梁是承受拱頂以上各種負荷的構(gòu)件，是能否保證沼氣池不漏氣的重要部件。圈梁一般建在池墻的頂端，其厚度為池墻的厚度得—3倍。澆筑池蓋拱頂和池墻交界處的圈梁混凝土?xí)r，可采用兩塊弧形木板，分別置與池墻內(nèi)外側(cè)，用手固定木板，在澆筑混凝土。圈梁的表面要拍緊抹光，做成所要求的斜面后，即刻脫模，移動模板，邊澆邊下段，依次全部澆搗完畢。
活動蓋口與活動蓋板：活動蓋口位于“拱頂?shù)纳隙恕?，一?B style="BACKGROUND-COLOR: #ffff66; COLOR: black">農(nóng)村農(nóng)用沼氣池（6—10立方米），采用100號混凝土先澆或用磚砌筑，其厚度10—15厘米，高度30—35厘米，內(nèi)徑60—70厘米。活動蓋板是安放在活動蓋口上的蓋。為了便于安放和蓋上后密實，它的尺寸比須與活動蓋口相同。活動蓋板一般采用100號混凝土預(yù)制而成。
第二種：“整體現(xiàn)澆”；主要采用模具整體澆注拱頂（鋼模、木模、竹模均可），澆筑時一定要壓緊、壓實。厚度6厘米左右。
（八）沼氣池密封層
做好沼氣池密封層是確保沼氣池不漏水、不漏氣的關(guān)鍵，其施工工藝須嚴(yán)格按《農(nóng)村家用水壓式沼氣池施工操作規(guī)程》進行，沼氣池各部位密封層作法。
1、沼氣池氣室部分及活動蓋內(nèi)密封用七層作法。（1）基層刷漿，刷純水泥1-2遍。（2）底層抹灰，1：3水泥砂漿抹5毫米。（3）刷漿，刷純水泥砂漿一遍。（4）中層抹灰，1：2。5水泥砂漿抹5毫米。（5）刷漿，刷純水泥漿一遍。（6）面層抹灰，1：2。5水泥砂漿5毫米。（7）表面處理自選。2、現(xiàn)澆沼氣池氣室部分，混凝土預(yù)制塊、普通粘土磚、塊石等砌體材料的沼氣池發(fā)酵間料室部分的內(nèi)密封用五層作法。（1）基層刷漿，刷純水泥1~2遍 。（2）底層抹灰，1：3水泥砂漿5毫米。（3）刷漿，刷純水泥漿1遍。（4）面層抹灰，1：2。5水泥砂漿5毫米。（5）表面處理自選。3、沼氣池水壓間、進料口用四層作法。（1）基層刷漿，刷純水泥漿1-2遍。（2）底層抹灰，1：3水泥砂漿5毫米。（3）面層抹灰，1：2。5水泥砂漿5毫米。（4）刷純水泥漿3遍。4、現(xiàn)澆沼氣池的水壓間 、進料口、蓄水圈用三層作法。（1）底層抹灰，1：3水泥砂漿5毫米。（2）面層抹灰，1：2.5泥砂漿5毫米。（3）刷漿，刷純水泥漿3遍。5、混凝土進、出料管的內(nèi)外表面處理用一層作法。6、內(nèi)表面處理有四種。（1）刷純水泥漿4-6遍。（2）刷沼氣密封劑4-6遍。（3）刷純水泥漿、硅酸鈉交錯涂刷4-6遍。（4）熱熔石蠟噴涂3遍。
三、建池注意事項
施工中的特殊處理
1、淤泥的處理：施工中若遇到淤泥和淤泥質(zhì)土，由于土質(zhì)含水量大而易淤積。在挖掘土方時，會有不同程度的回淤，使池坑不易按設(shè)計尺寸成型，甚至?xí)捎诳拥耐撂退苫蚱茐亩拐託獬亟ǔ珊笙鲁?，造成進出料管與池身連接處發(fā)生拉裂事故，必須做特殊處理。如果是坑壁側(cè)淤，宜用適當(dāng)支撐或改用沉井做池身。如坑底升淤，當(dāng)回淤量過大時，挖到設(shè)計標(biāo)高后，以大卵石進行地基加固處理。
2、流砂石的處理方法：
3、橢球型、球型沼氣池地下水處理方法：
根據(jù)地下水滲水量和滲水深度，將地下水分為4個等級。（1）、重度地下水：12小時超過3噸或水深超過0.9米。處理采用隧道排水法。待土方開挖完工后，在下池底挖30厘米見方，深50厘米的集水坑，在下半球外側(cè)打一口井，坑底與井底之間橫向開鑿一條隧道，這樣可將池內(nèi)滲水排到池外井中。下半球土胚有明顯滲水孔的地方開“U”型槽至池底積水坑，槽面較大時，槽內(nèi)填入碎石，碎石上面蓋一層油氈紙，然后在下半球土胚上鋪墊一層農(nóng)膜，澆筑下半球，池底中心留無底瓶。接著安裝上半球模具或發(fā)碹，待上半球澆筑完工12小時后，停止排水，任地下水淹沒球體。3天后，用潛水泵排水。(2)、中度地下水：12小時滲水量1-3噸或水深0.6-0.9米。處理采用井點排水法。在池底挖集水坑(3)、輕度地下水:12小時滲水量0.1-1.0噸或水深0.2-0.6米;(4)、微量地下水:12小時滲水量0.1噸以下或水深在0.2米以下。微量地下水處理采用干料吸水法。在下半球底中心留直經(jīng)50厘米空地，澆筑下半球混凝土，然后用含有少量食鹽的水灰比為0.4的混凝土澆筑池底，振實后表面撒一些干水泥粉，中心留無底瓶。數(shù)日后，可進行管件安裝和密封層施工。
四、沼氣池的質(zhì)量檢查
沼氣全部建成，一定要經(jīng)過一段時間的養(yǎng)護，待池體結(jié)構(gòu)層 、密封層達到設(shè)計標(biāo)號70%以上后，通過嚴(yán)格的質(zhì)量檢查、驗收合格，方可投料使用。
檢驗方法：
1、直接檢查。仔細觀察沼氣池內(nèi)壁有無裂縫，導(dǎo)氣管是否松動；用手指或小木棒敲擊，池內(nèi)各部位有否空響，若有空響聲，則說明抹灰層有翹殼。另外，還要觀察池壁有無外水滲漏的痕跡。對于不明顯的滲漏部位，可在其表面均勻的撒上一層水泥面，出現(xiàn)濕點或濕線的地方，便是漏水孔或漏水縫隙。
2、池內(nèi)裝水檢查。打開活動蓋，向池內(nèi)裝水至活動蓋下口，待池壁吸足水后，池內(nèi)水位有一定的下降，再灌水到活動蓋口，刻記水位。一晝夜后，如果水位沒有下降，則說明沼氣池沒有漏水 ；如果漏至一定位置，未繼續(xù)下降，由活動蓋口向下量得水位下降距離，根據(jù)這一位置，就可檢查其上方可能有裂縫或孔隙，然后將水排掉，進行修補。
3、水壓法檢查。從進料口或出料口向池內(nèi)灌水，由于池內(nèi)水位上升，氣室部分容積減少，池內(nèi)氣壓增加，直至氣壓表達到設(shè)計要求為止。停止加水，24小時后，觀察壓力表是否下降，如24小時內(nèi)下降小于3%視為不漏氣。
4、導(dǎo)氣管、輸氣管路的檢漏法。使用前，要先對輸氣管進行充氣檢查，其方法是，將輸氣管一端堵塞，放入盛有水的盆中，一端用打氣筒加壓，觀察浸在水的管子和套好的開關(guān)、接頭處等有無氣泡出現(xiàn)，以便修補。