沼氣池的設計

.1 沼氣池的設計原理

建造 “模式 ”中的沼氣池，首先要做好設計工作。總結多年來科學實驗和生產實踐的經 驗，設計與模式配套的沼氣池必須堅持下列原則：

(1) 必須堅持 “四結合 ”原則 “四結合 ”是指沼氣池與畜圈、廁所、日光溫室相連，使人畜糞便不斷進入沼氣池內，保證正常產氣、持續產氣，并有利于糞便管理，改善環境衛生，沼液可方便地運送到日光溫室蔬菜地里作肥料使用。

(2) 堅持 “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點：第一，根據幾何學原理，相同容積的沼氣池，圓形比方形或長方形的表面積小，比較省料。第二，密閉性好，且較牢固。圓形池內部結構 合 理，池壁沒有直角，容易解決密閉問題，而且四周受力均勻，池體較牢固。第三，我國北方氣溫較低，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。無論南方、北 方，建造圓形沼氣池都有利于保證建池質量，做到建造一個，成功一個，使用一個，鞏固一個，積極穩步地普及推廣。小，是指主池容積不宜過大。淺，是為了減少挖土深度，也便 于避開地下水，同時發酵液的表面積相對擴大，有利于產氣，也便于出料。

(3) 堅持直管進料，進料口加箅子、出料口加蓋的原則 直管進料的目的是使進料流暢，也 便于攪拌。進料口加箅子是防止豬陷入沼氣池進料管中。出料口加蓋是為了保持環境衛生，消滅蚊蠅孳生場所和防止人、畜掉進池內。

.2 沼氣池的設計依據

設計與 “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) 選擇池基應考慮土質 建造沼氣池，選擇地基很重要，這是關系到建池質量和池子壽命 的問題，必須認真對待。由于沼氣池是埋在地下的建筑物，因此，與土質的好壞關系很大。土質不同，其密度不同，堅實度也不一樣，容許的承載力就有差異。而且同一個地方，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 10噸以上，在這樣的自然土層上建造沼氣池，是沒有 什么問題的。因此，池基應該選擇在土質堅實、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 根扎入池內或池塘漲水時影響池體，造成池子漏水漏氣；北方干旱地區還應考慮池子離水源和用戶都要近些，若池子離用戶較遠，不但管理 (如加水、加料等 )不方便，輸送沼氣的管道也要很長，這樣會影響沼氣的壓力，燃燒效果不好。此外，還要盡可能選擇背風向陽 處建池。

(2) 設計池子應考慮荷載 確定荷載是沼氣池設計中一項很重要的環節。所謂荷載，是指單 位面積上所承受的重量。如果荷載確定過大，設計的沼氣池結構截面必然過大，結果用料過 多，造成浪費；如果荷載確定過小，設計的強度不足，就容易造成池體破裂。荷載的計算標準一般為：池身自重 (按混凝土量計算 )每立方米為 2.5噸左右，拱頂覆土每立方米為 2噸左 右， 池內發酵原料每立方米容積為 1.2噸左右，沼氣池產氣后池內每平方米受壓為 1噸左右。此外 ，經常出現在池頂的人、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) 設計池子應考慮拱蓋的矢跨比和池墻的質量

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。根據削球形拱蓋的內力計算，當池蓋矢跨比在 1∶ 5.35時，是池蓋 的環向內力變成拉力的分界線；大于這個分界線，若不配以鋼筋，池蓋則可能破裂，因此，在設計削球形池拱蓋時矢跨比 (即矢高與直徑之比。矢高指拱腳至拱頂的垂直距離 )一般在 1∶ 4～ 1∶ 6之間；在設計反削球形池底時矢跨比為 1∶ 8左右 (具體的比例還應根據池子大小、 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 (一般說來，一個直徑為 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 )，以免出現裂縫和下 塌的危險；其次，池墻質量必須牢固。池墻基礎 (環形基礎 )的寬度不得小于 40厘米 (這是工程構造上的最小尺寸 )，基礎厚度不得小于 25厘米。一般基礎寬度與厚度之比，應在 1:(1.5～ 2)范圍內為好。 [FS:PAGE]