沼氣池的設(shè)計(jì)

.1 沼氣池的設(shè)計(jì)原理

建造 “模式 ”中的沼氣池，首先要做好設(shè)計(jì)工作。總結(jié)多年來(lái)科學(xué)實(shí)驗(yàn)和生產(chǎn)實(shí)踐的經(jīng) 驗(yàn)，設(shè)計(jì)與模式配套的沼氣池必須堅(jiān)持下列原則：

(1) 必須堅(jiān)持 “四結(jié)合 ”原則 “四結(jié)合 ”是指沼氣池與畜圈、廁所、日光溫室相連，使人畜糞便不斷進(jìn)入沼氣池內(nèi)，保證正常產(chǎn)氣、持續(xù)產(chǎn)氣，并有利于糞便管理，改善環(huán)境衛(wèi)生，沼液可方便地運(yùn)送到日光溫室蔬菜地里作肥料使用。

(2) 堅(jiān)持 “圓、小、淺 ”的原則 “圓、小、淺 ”是指池型以圓柱形為主，池容 6～ 12立方米 ，池深 2米左右，圓形沼氣池具有以下優(yōu)點(diǎn)：第一，根據(jù)幾何學(xué)原理，相同容積的沼氣池，圓形比方形或長(zhǎng)方形的表面積小，比較省料。第二，密閉性好，且較牢固。圓形池內(nèi)部結(jié)構(gòu) 合 理，池壁沒有直角，容易解決密閉問(wèn)題，而且四周受力均勻，池體較牢固。第三，我國(guó)北方氣溫較低，圓形池置于地下，有利于冬季保溫和安全越冬。第四，適于推廣。無(wú)論南方、北 方，建造圓形沼氣池都有利于保證建池質(zhì)量，做到建造一個(gè)，成功一個(gè)，使用一個(gè)，鞏固一個(gè)，積極穩(wěn)步地普及推廣。小，是指主池容積不宜過(guò)大。淺，是為了減少挖土深度，也便 于避開地下水，同時(shí)發(fā)酵液的表面積相對(duì)擴(kuò)大，有利于產(chǎn)氣，也便于出料。

(3) 堅(jiān)持直管進(jìn)料，進(jìn)料口加箅子、出料口加蓋的原則 直管進(jìn)料的目的是使進(jìn)料流暢，也 便于攪拌。進(jìn)料口加箅子是防止豬陷入沼氣池進(jìn)料管中。出料口加蓋是為了保持環(huán)境衛(wèi)生，消滅蚊蠅孳生場(chǎng)所和防止人、畜掉進(jìn)池內(nèi)。

.2 沼氣池的設(shè)計(jì)依據(jù)

設(shè)計(jì)與 “模式 ”配套的沼氣池，制定建池施工方案，必須考慮下列因素：

(1) 選擇池基應(yīng)考慮土質(zhì) 建造沼氣池，選擇地基很重要，這是關(guān)系到建池質(zhì)量和池子壽命 的問(wèn)題，必須認(rèn)真對(duì)待。由于沼氣池是埋在地下的建筑物，因此，與土質(zhì)的好壞關(guān)系很大。土質(zhì)不同，其密度不同，堅(jiān)實(shí)度也不一樣，容許的承載力就有差異。而且同一個(gè)地方，土層也不盡相同。如果土層松軟或沙性土或地下水位較高的爛泥土，池基承載力不大，在此 處建池，承受不了，必然引起池體沉降或不均勻沉降，造成池體破裂，漏水漏氣。一般自然土層，每平方米容許承載力都超過(guò) 10噸以上，在這樣的自然土層上建造沼氣池，是沒有 什么問(wèn)題的。因此，池基應(yīng)該選擇在土質(zhì)堅(jiān)實(shí)、地下水位較低，土層底部沒有地道、地窖、滲井、泉眼、虛土等隱患之處；而且池子與樹木、竹林或池塘要有一定距離，以免樹根、竹 根扎入池內(nèi)或池塘漲水時(shí)影響池體，造成池子漏水漏氣；北方干旱地區(qū)還應(yīng)考慮池子離水源和用戶都要近些，若池子離用戶較遠(yuǎn)，不但管理 (如加水、加料等 )不方便，輸送沼氣的管道也要很長(zhǎng)，這樣會(huì)影響沼氣的壓力，燃燒效果不好。此外，還要盡可能選擇背風(fēng)向陽(yáng) 處建池。

(2) 設(shè)計(jì)池子應(yīng)考慮荷載 確定荷載是沼氣池設(shè)計(jì)中一項(xiàng)很重要的環(huán)節(jié)。所謂荷載，是指單 位面積上所承受的重量。如果荷載確定過(guò)大，設(shè)計(jì)的沼氣池結(jié)構(gòu)截面必然過(guò)大，結(jié)果用料過(guò) 多，造成浪費(fèi)；如果荷載確定過(guò)小，設(shè)計(jì)的強(qiáng)度不足，就容易造成池體破裂。荷載的計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)一般為：池身自重 (按混凝土量計(jì)算 )每立方米為 2.5噸左右，拱頂覆土每立方米為 2噸左 右， 池內(nèi)發(fā)酵原料每立方米容積為 1.2噸左右，沼氣池產(chǎn)氣后池內(nèi)每平方米受壓為 1噸左右。此外 ，經(jīng)常出現(xiàn)在池頂?shù)娜�、畜等壓力以最大量考慮為 1噸左右。所以，地基和承載力至少不能 小于每平方米 8噸。

(3) 設(shè)計(jì)池子應(yīng)考慮拱蓋的矢跨比和池墻的質(zhì)量

建造沼氣池，一般都用脆性材料，受壓性 能較好，抗拉性能較差。根據(jù)削球形拱蓋的內(nèi)力計(jì)算，當(dāng)池蓋矢跨比在 1∶ 5.35時(shí)，是池蓋 的環(huán)向內(nèi)力變成拉力的分界線；大于這個(gè)分界線，若不配以鋼筋，池蓋則可能破裂，因此，在設(shè)計(jì)削球形池拱蓋時(shí)矢跨比 (即矢高與直徑之比。矢高指拱腳至拱頂?shù)拇怪本嚯x )一般在 1∶ 4～ 1∶ 6之間；在設(shè)計(jì)反削球形池底時(shí)矢跨比為 1∶ 8左右 (具體的比例還應(yīng)根據(jù)池子大小、 拱蓋跨度及施工條件等決定 )。注意在砌拱蓋前要砌好拱蓋的蹬腳，蹬腳要牢固，使之能承受拱蓋自重、覆土和其他荷載 (如畜圈、廁所等 )的水平推力 (一般說(shuō)來(lái)，一個(gè)直徑為 5米，矢 跨比為 1∶ 5，厚度為 10厘米的混凝土拱蓋，其邊緣最大拉力約為 10噸 )，以免出現(xiàn)裂縫和下 塌的危險(xiǎn)；其次，池墻質(zhì)量必須牢固。池墻基礎(chǔ) (環(huán)形基礎(chǔ) )的寬度不得小于 40厘米 (這是工程構(gòu)造上的最小尺寸 )，基礎(chǔ)厚度不得小于 25厘米。一般基礎(chǔ)寬度與厚度之比，應(yīng)在 1:(1.5～ 2)范圍內(nèi)為好。 [FS:PAGE]