农村沼气池建设标准

中国养殖技术网 来源：Ag365.com 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。

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

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

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酵间平面，出料间应低于发酵间平面。

4.3.2.3 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。

4.3.2.4 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0.9～1.05。 4.4.1.1 发酵料液体积； V1=[(n1+n2)k2+n3]T

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，d～0.0013m3/头，d取值m3；

n2—是产牲畜粪便总量。

按养猪头数×0.006m3/头，d～0.15m3/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0.5～1.0；

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 。

4.4.1.2 气室容积 V2＝1/2V1K3

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。 5.1.2.1 按下式计算池盖削球体矢高。

f1＝D/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5～6。 5.1.2.2 按下式计算池盖削球体净容积 Q1＝π/6f1(3R2-R)

式中： Q1—池盖削球体净容积m3； π—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 5.1.3.1 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。 5.1.3.2 发酵间池身圆柱体同度 H=Q2/πR2

式中：π—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。 5.1.4.1 按下式计算池底削球体矢高。 f2＝ D/α2

式中：f2—池底削球体矢高m； D—池身圆柱体直径m；

α2—直径与池底矢高的比值，取值8～10。 5.1.5 按下式计算池底削球体净容积。 Q3=π/6f2(3R2-f22)

式中：Q3—发酵间池底削球体净容积m3； π—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。 5.2.1.1按下式计算池盖削球面曲率半径： ρ1=D2+4f12/8f1=R2+f1/2f1

式中：ρ1—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。 5.2.1.2 按下式计算池盖削球内表面积 S1=2πρ1f1=π(R2+R)

式中： S1—池盖削球面内表面积m2； R—池身圆柱体半径m； ρ1—池盖削球面曲率半径m； f1—池盖削球面矢高m； π—圆周率，取3.1416。 5.2.2 圆柱体池身内表面积 S2＝πDH

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； π—圆周率，取3.1416。 5.2.3 池底削球体内表面积

5.2.3.1 按下式计算池底削球体曲率半径 ρ2=D2+4f1α2/8f2=R2+f22/2f2 式中：ρ2—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。

5.2.3.2 按下式计算池度削球体内表面积 S3=2πρ2f2=π(R2+f22)

式中：S3—池底削球体内表面积m2； ρ2—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； π—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。

5.3.1.1 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＝720mm×420mm×80mm，中部预留长×宽＝360mm×1 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＝600mm×320mm×500mm； b)下中园管宜采用Φ200-Φ300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：

Q4＝n1×m×30÷1000

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 6.2.2.1 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23～24KN/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。 6.2.2.2 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。

6.2.2.3 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

6.3.1.1 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。

6.3.1.2 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。

6.3.3.1 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。 6.3.3.2 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GBJ3－88211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：MU10~MU15 b)混凝土砌块的强度等级：MU15~MU20 c)石材的强度等级：MU30~MU40

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GBJ10－892 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GBJ10－89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2.6——2.8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1——1.2平方米的面积确定。在后墙处留0.8——1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高出地面2厘米，顶口用钢筋做成箅子，钢筋之间的距离以保证粪便顺利进入沼气池为宜。

猪舍前部的拱杆可采用竹竿、也可采用加筋的抗碱玻璃纤维增强水泥骨架，具体可根据当地的经济条件和资源条件加以确定。

猪舍地址选择在不积水、向阳的缓坡，是猪舍阳光充足，地势高燥，利于冬季保温。同时，还需要对水源和土壤进行勘察，选择有充足水量，水质良好，便于取用和进行卫生防疫的水源，土质结构和渗水性强的砂质壤土处理场。同时要便于日常管理。

猪舍的朝阳关系到猪舍的通风、采光和排污效果，要根据当地主导风向和太阳辐射情况确定。猪舍朝向一般为坐北朝南，偏东12°左右，或者坐西北朝东南。猪舍之间的距离，应以能满足光照、通风、卫生防疫和防火要求为原则，不要过大，也不宜过小，一般南向的猪舍间距离，可为猪舍屋檐高的3倍，其他类型的猪舍应为屋檐高的3——5倍。

猪床作为生猪活动的主要场所，其面积要适宜，做到既有效利于空间，又利于生猪的饲养。猪床的面积一般按一头妊娠哺乳母猪5.5㎡，公猪10.5㎡，断乳仔猪0.5㎡，肥育猪0.9——1.1㎡的标准进行设计。猪舍活动场地的面积按每头成年猪1.2㎡的标准确定。

猪舍的闯直接影响温和通风，应该根据猪床面积来确定，但是，南窗

比北窗设置多些，一般以床宽120厘米，高100厘米，距地面90——120厘米的门，向内侧开放。

猪舍外围应建立排粪和污水沟道，沟宽15厘米，深10厘米，沟底呈半圆形，向沼气池方向呈2%——3%的坡度倾斜。