沼氣池

沼氣池

沼氣:是有機物質在厭氧環境中,在一定的溫度、濕度、酸鹼度的條件下,通過微生物發酵作 用,產生的一種可燃氣體。由於這種氣體最初是在沼澤、湖泊、池塘中發現的,所以人們叫它沼氣。

基本介紹

  • 中文名:甲烷
  • 英文名:CH4
  • 別稱:沼氣
  • 套用:通常在養殖場,農村。
基本知識,建設意義,套用特點,處理效果,理化性質,家用類型,設計原理,設計依據,冬季管理,容積計算,施工技術,

基本知識

沼氣及其產生過程
沼氣含有多種氣體成分,主要成分是甲烷(CH4)。沼氣細菌分解有機物,產生沼氣的 過程,叫沼氣發酵。根據沼氣發酵過程中各類細菌的作用,沼氣細菌可以分為兩大類。第一類細菌叫做分解菌,它的作用是將複雜的有機物分解成簡單的有機物和二氧化碳(CO2)等。它們當中有專門分解纖維素的,叫纖維分解菌;有專門分解蛋白質的,叫蛋白分解菌;有 專門分解脂肪的,叫脂肪分解菌;第二類細菌叫含甲烷細菌,通常叫甲烷菌,它的作用是把 簡單的有機物及二氧化碳氧化或還原成甲烷。因此,有機物變成沼氣的過程,就好比工廠 里生產一種產品的兩道工序:首先是分解細菌將糞便、秸稈、雜草等複雜的有機物加工成半 成品——結構簡單的化合物;再就是在甲烷細菌的作用下,將簡單的化合物加工成產品—— 即生成甲烷。
沼氣的成分
沼氣是一種混合氣體,它的主要成分是甲烷,其次有二氧化碳、硫化氫(H2S)、氮 及其他 一些成分。沼氣的組成中,可燃成分包括甲烷、硫化氫、一氧化碳和重烴等氣體;不可燃成 分 包括二氧化碳、氮和氨等氣體。在沼氣成分中甲烷含量為55%~70%、二氧化碳含量為28%~44%、硫化氫平均含量為0.034%。

建設意義

隨著我國經濟的發展、社會的進步,城市居民生活得到進一步的提高,但農村居民生活仍存在很多問題。為全面建設小康社會,社會主義新農村建設顯得十分必要。這就要求發展農村生態農業生產方式,改善農村環境,增加農民收入的宏偉目標。其中綜合利用沼氣池就是改變農村環境的一個重要途徑。建設一個沼氣池可以使用20年左右,綜合利用好沼氣池不僅可以節約能源、改善和保護環境,還有節約化肥和農藥、提高農作物的產量和質量、促進和帶動飼養業的發展等諸多好處。

套用特點

(1)為農村提供廉價優質的燃料 一戶3~5口的家庭,建造一個63~103的沼氣池,只要原料充足,一年可提供9~11個月的做飯和點燈的燃料問題。由於沼液可以做農藥、肥料、飼料等來用,同樣可以做為資源達到節省的目的。 (2)改變農民舊的生活習慣,改善農村居住環境 將沼氣池和廁所、豬圈建在一起,不易滋生蚊蟲,沒有臭味。在消滅血吸蟲病和鉤蟲病等傳染病會起到重要的作用。此外,由於人類活動頻繁,大量消耗能源、大量露天堆放秸稈和畜禽糞便等,造成了大量二氧化碳排放,加重了溫室效應。沼氣池的使用,一定程度上能減少以上問題的產生。 (3)促進生態農業和畜牧業的發展 沼氣池出來的廢棄物是沼液和沼渣,可以作為農藥添加劑、肥料、飼料等來使用,大大減少化肥和農藥帶來的危害,有利於生產綠色產品和無公害產品。

處理效果

傳統的化糞池存在去除有機物能力差、不符合衛生標準,定期抽糞、運輸量大,管理不便、易發生沼氣爆炸事件相比,沼氣池具有以下有優越性:一是有機物去除率高,COD去除率達78%以上,BOD去除率達82%以上:二是阻止污泥上浮,並通過多級過濾,出水呈中性,衛生環保效果好,基本能達標:三是可獲一定的優質燃氣--沼氣。但是沼氣池同樣存在問題,出水色度普遍偏高,同時NH3-N去除率也不易達標。

理化性質

沼氣是一種無色、有味、有毒、有臭的氣體,它的主要成分甲烷在常溫下是一種無色、無味 、無臭 、無毒的氣體。甲烷分子式是CH4,是一個碳原子與四個氫原子所結合的簡單碳氫化合物。甲烷對空氣的重量比是0.54,比空氣約輕一半。甲烷溶解度很少,在20℃、0.1千帕時,100單位體積的水,只能溶解3個單位體積的甲烷。
沼氣池
甲烷是簡單的有機化合物,是優質的氣體燃料。燃燒時呈藍色火焰,最高溫度可達1400 ℃左右。純甲烷每立方米發熱量為36.8千焦。沼氣每立方米的發熱量約23.4千焦,相當於 0.55千克柴油或0.8千克煤炭充分燃燒後放出的熱量。從熱效率分析,每立方米沼氣所能 利用的熱量,相當於燃燒3.03千克煤所能利用的熱量。

家用類型

隨著中國沼氣科學技術的發展和農村家用沼氣的推廣,根據當地使用要求和氣溫、地質等 條件,家用沼氣池有固定拱蓋的水壓式池、大揭蓋水壓式池、吊管式水壓式池、曲流布料水 壓式 池、頂返水水壓式池、分離浮罩式池、半塑式池、全塑式池和罐式池。形式雖然多種多樣, 但是歸總起來大體由水壓式沼氣池、浮罩式沼氣池、半塑式沼氣池和罐式沼氣池四種基本類型 變化形成的。與四位一體生態型大棚模式配套的沼氣池一般為水壓式沼氣池,它又有幾種不 同形式。
反頂水壓箱戶用型滾塑沼氣池反頂水壓箱戶用型滾塑沼氣池
固定拱蓋水壓式沼氣池
固定拱蓋水壓式沼氣池有圓筒形、球形和橢球形 三種池型。這種 池型的池體上部氣室完全封閉,隨著沼氣的不斷產生,沼氣壓力相應提高。這個不斷增高的 氣壓,迫使沼氣池內的一部分料液進到與池體相通的水壓間內,使得水壓間內的液面升高。這樣一來,水壓間的液面跟沼氣池體內的液面就產生了一個水位差,這個水位差就叫做“水 壓”(也就是U形管沼氣壓力表顯示的數值)。用氣時,沼氣開關打開,沼氣在水壓下排出 ;當沼氣減少時,水壓間的料液又返回池體內,使得水位差不斷下降,導致沼氣壓力也隨之 相應降低。這種利用部分料液來回串動,引起水壓反覆變化來貯存和排放沼氣的池型,就稱 之為水壓式沼氣池。
水壓式沼氣池,是中國推廣最早、數量最多的池型,是在總結“三結合”、“圓、小、 淺”、“活動蓋”、“直管進料”、“中層出料”等民眾建池的基礎上,加以綜合提高而形 成的。“三結合”就是廁所、豬圈和沼氣池連成一體,人畜糞便可以直接打掃到沼氣池裡進行發酵。“圓、小、淺”就是池體圓、體積小、埋深淺。“活動蓋”就是沼氣池頂加活動蓋板。
水壓式沼氣池型有以下幾個優點:
⑴池體結構受力性能良好,而且充分利用土壤的承載能力,所以省工省料,成本比較低。
⑵適於裝填多種發酵原料,特別是大量的作物秸稈,對農村積肥十分有利。
⑶為便於經常進料,廁所、豬圈可以建在沼氣池上面,糞便隨時都能打掃進池。
⑷沼氣池周圍都與土壤接觸,對池體保溫有一定的作用。
水壓式沼氣池型也存在一些缺點,主要是:
⑴由於氣壓反覆變化,而且一般在4~16千帕(即40~160厘米汞柱)壓力之間變化。這對池 體強度和燈具、灶具燃燒效率的穩定與提高都有不利的影響。
⑵由於沒有攪拌裝置,池內浮渣容易結殼,又難於破碎,所以發酵原料的利用率不 高,池 容產氣率(即每立方米池容積一晝夜的產氣量)偏低,一般產氣率每天僅為0.15米3/米3 左右。
⑶由於活動蓋直徑不能加大,對發酵原料以秸稈為主的沼氣池來說,大出料工作比較困難。因此,出料的時候最好採用出料機械。
變型的水壓式沼氣池
⑴中心吊管式沼氣池將活動蓋改為鋼絲網水泥進、出料吊管,使其有一管三用的功能(代替進料管、出料管和活動蓋),簡化了結構,降低了建池成本,又因料液使沼氣 池拱蓋經常處於潮濕狀態,有利於其氣密性能的提高。而且,出料方便,便於人工攪拌。但 是,新鮮的原料常和發酵後的舊料液混在一起,原料的利用率有所下降。
無活動蓋底層沼氣池
無活動蓋底層出料水壓式沼氣池是一種變型的水壓式沼氣池。該池型將水壓式沼氣池活動蓋 取消,把沼氣池拱蓋封死,只留導氣管,並且加大水壓間容積,這樣可避免因沼氣池活動蓋 密封不嚴帶來的問題,在中國北方農村,與“模式”配套新建的沼氣池提倡採用這種池型。本書將介紹該種沼氣池的建造技術。無活動蓋底層出料水壓式沼氣池的構造如所示。沼氣池為圓柱形,斜坡池底。它由發酵間、貯氣間、進料口、出料口、水壓間、導氣管等 組成。
⑴進料口與進料管 進料口與進料管分別設在豬舍地面和地下。廁所、豬舍及收集的人畜 糞便,由進料口通過進料管注入沼氣池發酵間。
⑵出料口與水壓間 出料口與水壓間設在與池體相連的日光溫室內。其目的是便於蔬菜生 產施用沼氣肥,同時出料口隨時放出二氧化碳進入日光溫室內促進蔬菜生長。水壓間的下端 通過出料通道與發酵間相通。出料口要設定蓋板,以防人、畜誤入池內。
⑶池底 池底呈鍋底形狀,在池底中心至水壓間底部之間,建一U型槽,下返坡度5%,便於 底層出料。⑷工作原理 ①未產氣時,進料管、發酵間、水壓間的料液在同一水平面上。②產氣時, 經微生物發酵分解而產生的沼氣上升到貯氣間,由於貯氣間密封不漏氣,沼氣不斷積聚,便 產生壓力。當沼氣壓力超過大氣壓力時,便把沼氣池內的料液壓出,進料管和水壓間內水位 上升,發酵間水壓下降,產生了水位差,由於水壓氣而使貯氣間內的沼氣保持一定的壓力。③用氣時,沼氣從導氣管輸出,水壓間的水流回發酵間,即水壓間水位下降,發酵間水位上 升。依靠水壓間水位的自動升降,使貯氣間的沼氣壓力能自動調節,保持燃燒設備火力的穩 定。④產氣太少時,如果發酵間產生的沼氣跟不上用氣需要,則發酵間水位將逐漸與水壓 間水位相平,最後壓差消失,沼氣停止輸出。
太陽能沼氣池
太陽沼氣池主要是靠收集太陽光的熱量,來提高沼氣池發酵溫度,從而更好實現產氣,下面收集一種採用聚光凸透鏡的太陽能沼氣池,
一種新型太陽能沼氣池,它包括發酵集料箱、複合凸透鏡、防護罩、太陽能集熱板、保溫容器、電熱轉換器、溫度感測器、保溫控制器盒、快速發酵集料箱和支撐座,複合凸透鏡由多個凸透鏡以曲面為基面組成,複合凸透鏡上的多個凸透鏡所集聚光線的焦點都在太陽能集熱板 上,太陽能集熱板位於保溫容器的頂部,保溫容器安裝在快速發酵集料箱的上部,快速發酵集料箱上開設有與發酵集料箱1連通的通氣口 ,其通過支撐座安裝在發酵集料箱內的上部。本實用新型能將太陽能熱量聚集在沼氣池中心部位,提供並控制甲烷菌等所需或最佳生存溫度或繁殖溫度,並將產氣原料適當分類處置,保證有機物廢物和沼氣池充分使用。

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:
建設中的沼氣池建設中的沼氣池
“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,並有利於糞便管理,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。
“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,中國北方氣溫較低,圓形池置於地下,有利於冬季保溫和安全越冬。第四,適於推廣。無論南方、北 方,建造圓形沼氣池都有利於保證建池質量,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,也便於避開地下水,同時發酵液的表面積相對擴大,有利於產氣,也便於出肥料。
堅持進出料分開的原則
直管進料的目的是使進料流暢,也便於攪拌。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。

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:
選擇池基應考慮土質
建造沼氣池,選擇地基很重要,這是關係到建池質量和池子壽命 的問題,必須認真對待。由於沼氣池是埋在地下的建築物,因此,與土質的好壞關係很大。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。如果土層鬆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 什麼問題的。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;北方乾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,還要儘可能選擇背風向陽 處建池。
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,沼氣池產氣後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 小於每平方米8噸。
拱蓋矢跨比和池牆質量
設計池子應考慮拱蓋矢跨比和池牆質量。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;大於這個分界線,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,池牆質量必須牢固。池牆基礎(環形基礎)的寬度不得小於40厘米(這是工程構造上的最小尺寸),基礎厚度不得小於25厘米。一般基礎寬度與厚度之比,應在 1:(1.5~2)範圍內為好。

冬季管理

(一)使用添加劑提高產氣率
冬季要穩定產氣,除對沼氣池保溫外,必須動用各種沼氣添加劑,為發酵細菌提供生長繁殖所需的各種微量元素。可作添加劑的有煤粉、碳酸氫按、蠶沙、鼓皮、酒糟廢液等,只有科學使用,才能加速有機物分解,提高產氣量,這是一項很重要的技術措施。
(二)使用中沼氣池的冬季管理
使用中沼氣池主要是運用沼氣壓差變化,使沼液定向流動。入冬除實行自循攪拌外,主要是依靠人工攪拌的方法進行管理,即用3米長的大頭木棍(樹棍),經常在進、出料口上下搗動,使發酵液攪動,破壞池內料液結殼,以保證沼氣池正常產氣。在比較寒冷的地方,可採用塑膠增溫,提高沼氣池內的溫度。
(三)新建沼氣池的冬季管理
對冬季新建的沼氣池,趕不上投料使用的,也不能空池過冬,要填滿秸稈(稻、麥草)或雜草等,可起到保溫、防凍裂和堆漚發酵的雙重效果。
(四)海拔2000米以上地區沼氣池冬季管理措施
1.建池。海拔200()米以上地區應選擇背風向陽的位置建池。有條件的農戶可在庭院內建太陽能增溫溫室,在溫室一端地下建沼氣池,沼氣池之上建畜圈和廁所,溫室內種植蔬菜或果樹,讓太陽能為沼氣池提供安全、有效的越冬環境。
2.增溫措施。①添加熱性原料,如酒糟、馬糞等。②堅持勤攪拌,做到每天1一2次。③用優質塑膠膜全面覆蓋裸露池體。④用熱水沖洗圈舍,溫度相對較高為好。

容積計算

建造沼氣池,事先要進行池子容積的計算,就是說計畫建多大的池子為好。計算容積的大小 原則上應根據用途和用量來確定。池子太小,產氣就少,不能保證生產、生活的需要;池子 太大,往往由於發酵原料不足或管理跟不上去等原因,造成產氣率不高。中國農村沼 氣池產氣率普遍不夠穩定,夏天一晝夜每立方米池容約可產氣0.15立方米,冬季約可產氣0 .1立方米左右,一般農村五口人的家庭,每天煮飯、燒水約需用氣1.5立方米(每人每天生 活 所需的實際耗氣量約為0.2立方米,最多不超過0.3立方米)。同時,應考慮生產用肥。因 此 ,農村建池,每人平均按1.5~2立方米的有效容積計算較為適宜(有效容積一般指發酵間和 貯氣箱的總容積)。根據這個標準建池,人口多的家庭,平均有效容積少一點,人口少的家 庭,平均有效容積多一點;北方地區一般氣溫較低,可多一點,南方地區一般氣溫較高,可少一點。如一個五口人的家庭,建造一個8~10立方米的沼氣池,管理得好,所產 沼氣基本上能滿足一家人一年四季煮飯、燒水或點燈的需要,在北方即使在冬季氣溫較低,產氣量有所減少的情況下,仍可供煮兩餐飯或燒開水用。所以一般家庭養豬存欄6~10頭,日光 溫室面積在100~150平米,可建6、8、10立方的沼氣池為宜。對於建在野外的四位一體生態型大 棚模式,一般“模式”面積為667平方米(1畝)左右,這時,養豬頭數可增 加,沼氣池容 積大一些為好,但這不是絕對的,因為若沼氣池容積滿足不了炊事用能及蔬菜生產用肥的需 要,可由外界補充能源及肥料,從而使“模式”正常運行。

施工技術

備料
建一個8立方米的沼氣池需要水泥1噸、砂子2立方米、碎石(規格1~3厘米)0.6立方米、紅 磚 600塊、陶瓷管(直徑20~30厘米)1~2根、鋼筋(直徑14毫米)1.2米。如果建10立方米沼氣池 ,其水泥、磚、砂再增加10%,若建6立方米沼氣池,則水泥、磚、砂比8立方米沼氣池用量 要減少10%。
放線
放線挖坑是保證建池質量的第一關,必須按規定尺寸施工。放線要點:①劃出總體平面。②劃出溫 室、豬舍面積,豬舍在東側或西側。③劃出“模式”寬度中心線。④以O為起點,在豬舍內側找出池的中心點O,以O為圓心,以池的半徑加6厘米為半徑劃圓,確定池的位置。⑤確定 進料口、出料口位置。要在“模式”寬度中心線上確定為進料口中心點和位於日光溫室內的 出料口中心點,用白灰做好標記。
池坑開挖
在“模式”內建沼氣池均採用地下埋式,沼氣池土方工程採用大開挖的施工工藝。首先,應 確定好正負零的高度。池坑深度按設計圖確定,即沼氣池的池頂與出料口保持在一個水平 面上,並高出豬舍地面10厘米。進料口超高地面2厘米,如果挖得過深使沼氣池低於地平面 ,影響配套使用,挖得過淺使沼氣池突出地面,給養豬和日光溫室施肥造成困難。具體尺寸如表2.1所示。
為了便於安放建池模具或利用磚模澆築池體,減少材料損耗,池坑要規圓上下垂直。對於土質良好的地區坑壁可挖直,取土時由中間向四周開挖,開挖至坑壁時留有一定餘地,然後按定位樁找出中心點,並釘一固定的木樁,用一條繩的一端固定在中心點的木樁上,繩的另一端拴上一把小把鋤,使鋤刀到中心點的長度等於池的半徑加上牆厚度6厘米劃圓,刮掉阻礙通道的砂土,邊挖邊修整池坑,直到設計深度為止。池坑挖好後馬上將池底修成鍋底形狀;由鍋底中心至水壓間底部挖一條U形淺槽,下返坡度5%。對於土質鬆散的地方,地面以下8 0厘米應放坡取土,坡度大小要看土質鬆散程度而定,以坑壁不坍塌為原則,同時挖好進、出料口坑。如有地下水出現,池底要挖集水坑,以便排水。
建池時遇到地下水,可採用“避、引、堵”的辦法來解決。“避”就是避開地下水,儘量不在多雨季節施工,選擇地下水位較低、地勢較高的地方建池,水網地區可建圓球形池或提高池身,建成半地下池。“引”就是引開地下水,施工前挖排水溝,儘量將水引走。池牆滲水,可將竹管插入滲水處或在池壁上鑿星(“Y”)形小溝,使水集中從溝內流至池底。對於池底滲水,可採用十字溝或環形溝集水,並在池底中央挖一較深小井,使水流入井內汲走,待工程告一段落無滲水排出時再填此井。“堵”就是堵住地下水,對池內個別小泉眼,可用磚頭、小石塊塞緊。若大面積滲水,可採用水玻璃藥液防滲劑摻入水泥進行粉刷,快速凝固, 堵塞有效。同時,在土質差、地下水位高處建池,池底下面還必須設定沙卵石墊層,其墊層的施工可先鋪砌卵石,再用水沉法使沙子擠滿卵石空隙,起到確保建池質量的作用。如建 池場地確無地下水,池底以下可不加墊層及排水措施。
利用混凝土澆築
四位一體生態型大棚模式中的沼氣池,一般採用組合式建池。所謂組合式建池就是池底、池 牆、水壓間下部採用混凝土整體現澆,池拱蓋及水壓間上部採用磚砌。在現澆拌制混凝土時 ,必須控制水灰比≤0.65,砂子中泥土含量≤3%,雲母含量≤0.5%,碎石中最大粒徑≤3厘米,泥土含量≤2%。混凝土澆築工序必須連續進行,間斷時間不得超過1小時,澆築時必須 振搗密實,防止出現蜂窩麻面現象。施工順序如下:
砌築出料口通道
出料口通道用紅磚及砂灰砌築,水泥:砂 子=1∶2.5。為了便於施工及出料,其通道口寬50厘米,高70厘米,頂部起拱,但上 口距池上拱角不得小於35厘米,防止產氣多時水面下返而跑氣。
池牆及水壓間澆築
池牆及水壓間下部的澆築可採用鋼模、木模及磚模,一般上 述模具為內模,而以池壁為外模。由於鋼模造價高,很少採用,而木模和磚模用的較多。若 一個村里建多個沼氣池,採用木模較方便,若只建一個,則採用磚模為宜。採用磚模的一般 砌法是:先把磚用水浸濕,防止拆模困難。每塊磚橫向砌築,每層磚磚縫錯開,不用帶泥口 或灰口,做到砌一層磚用混凝土澆築一層,振搗密實後再砌第二層。混凝土配合重量比為水 泥∶砂子∶碎石=1∶3∶3,池牆高1米,厚0.05米。
池拱蓋的施工
“模式”中的沼氣池拱蓋用磚砌,“模式”中的沼氣池一般採用 直管進料,在砌築池拱蓋前要安裝好進料管,一般利用直徑200毫米、長600毫米左右的陶瓷 管,管內穿繩拴掛在地面的木樁上,進料管喇叭口朝上,上下垂直,緊貼池壁固定好。插入 池內深度拱角250~300毫米為宜。砌築拱蓋可用鐵鉤或掛繩法固定磚,先由進料管處開始砌 ,進料管周圍要用水泥加固。砌築拱蓋的磚,要選擇質量好的,先用水浸濕,保持外濕內乾,用1∶2水泥砂灰砌築,砂灰和易性要好,灰口飽滿,磚與磚要頂緊,每砌築一圈,要用小石片嵌牢,邊砌築邊注意拱蓋弧度,每砌築3~5圈,拱蓋外壁用1∶3水泥砂灰抹嚴抹實, 拱角處第1圈磚上層抹灰時,厚度要達到30~50毫米,用以代替圈樑。隨砌隨抹灰,隨即由外向內均勻地回填土。回填土前,進料管上部也要砌幾層磚,防止回填土由進料管進入池內,進料口寬以240毫米為宜,長度因戶而異。注意第一次回填土約60%即可,防止塌方 ,其餘土量 在次日池內密封前回填一部分,整體池完工10天后可全部回填完。池拱蓋施工圖如 圖2.13所示。在砌築池拱蓋的同時,應把水壓間的上部砌好。水壓間上半部用1/4 磚立砌,1∶3水泥砂灰澆築。
當砌築池拱蓋要封口時,在拱頂正中央安放直徑為9~10毫米的銅導氣管,插入深度以池內 密封層完工後露出10毫米左右為宜,拱頂中央用4條500~700毫米長鐵筋擺放成#字型,抹 灰要加厚加固,以防沼氣池運行時壓力過大漲壞氣箱。在導氣管周圍,砌一個深200~300毫 米,邊長180~200毫米的方型圍護牆,在輸氣管引出方向預留出缺口。豬舍地面以下可砌暗 溝或放一個內徑為20~50毫米鐵管或塑膠護管,以便引出輸氣管。導氣管上面蓋上活動蓋板, 防止輸氣管被豬啃壞。活動蓋板規格240毫米×240毫米,厚度為50~60毫米,可用2塊紅磚代替,如圖2.14所示。
池底施工
池底先鋪一層碎石,用1∶4的水泥砂漿將碎石縫隙灌滿,然後再用水泥、砂 子、碎石以1∶3∶3的混凝土澆築池底,厚度要達到8~12厘米。
沼氣池池體內部密封
由磚和混凝土組合建造的沼氣池只靠結構層還不能滿足防滲漏要 求 ,必須對池體進行密封處理才能不漏氣、不漏水。沼氣池密封層採用7層做法和3層做法兩種 ,貯氣室及池內進料管部分採用7層做法;池底、池牆、水壓間、出料口通道等採用3層做法。其7層做法第1層用450#水泥砂灰刷漿,灰∶水=0.3∶1;第2層抹水泥∶砂子=1∶ 2.5的水泥砂灰,厚度為0.8~1厘米;第3層抹0.1厘米厚素灰;第4層抹水泥∶砂子=1∶2的水泥砂灰,厚度為0.4厘米;第5層抹0.1厘米厚的素灰;第6層用1∶1的細砂灰抹0.3 ~0.4厘米;第7層刷素灰漿3遍。而3層做法是第1層與7層做法中的第2層一起做;第2層與7層做法中的第6層一起做;第3層與7層做法中的第7層一起做。
養護
用混凝土澆築的每個部位,都要進行養護,要求在平均氣溫大於5℃條件下自然 養護,外露混凝土應加蓋草簾澆水養護,養護時間為7~10天。春、秋要注意早晚防凍。為達到養護目的,在沼氣池密封處理以後要把出料口、進料口、池頂口用薄膜蓋嚴。自然養護 期達到後經檢查試壓就可以投料使用。建池完工24小時後如果下雨應及時向池內加水,加水量應是池內裝料容積的一半,以防地下水位上漲鼓壞池體。
檢查驗收
新建沼氣池和大換料後保養維護的舊池,必須經過檢查驗收合格,方可投料 使用。其檢驗方法分為兩種:
①直接檢查法 必須全池強度養護達到70%以上才能進行,用手指或小木棒叩擊無翹殼空響。全池內壁無滲水痕跡,無裂縫、砂眼、孔隙等肉眼可見的缺陷;池外輸氣管線、開關 等配套設施安裝齊全牢固。
②試壓檢查法 在直接檢查完好的基礎上,推薦採用氣壓檢驗為主,水壓法檢驗為輔,亦可 混合使用。一般作法是裝水至進、出料管上端20厘米高度,觀測12小時,水位降低無明顯變 化,視為不漏水;再用打氣筒(機)充氣(或灌水增壓),使壓力表達到設計壓力的50%,觀察2 4小時,若壓力不降低,繼續打氣至設計壓力,再觀測24小時,壓力降低值在設計壓力的3% 以內,視為不漏氣。亦可採用空池封閉進出料口、直接充氣試壓的方法,要求同上。試壓 中最好將輸氣管路全部接通,分別檢查有否滲漏現象。檢查中如有漏水、漏氣者,須查明部 位、原因。經修補使強度達到要求後,再經復驗合格,方可投料使用。但使用前,必須將多 余的水抽去。未經復驗合格者,不得勉強使用。以上所寫的是水壓式沼氣池的建設方法,主要是適應農村沼氣池建設,國家檢測是5年農村,5年城市。
沼氣池日常安全運行管理
日常運行管理技術:
1、新池啟動以純淨的牛、馬糞為佳。8m³沼氣池需牛、馬糞2m³,入池前,在池外堆漚5-7天,以富集菌種,加快啟動。
2、新池啟動時,套用溫水啟動。水溫30℃—50℃為宜,禁止使用冷水啟動,延長啟動時間。
3、進料後,按要求密封好各活動蓋,特別注意密封好天視窗,以防漏氣。
4、啟動初期所產氣體為廢氣,不能燃燒,應排放廢氣7天,每天排放30分鐘以上。
5、使用燈、灶具前,應認真閱讀使用說明,規範操作。日常注意及時清理燈、灶具上的雜物,保持清潔。
6、勤進料、勤出料。8m3沼氣池每天應進夠20kg的新鮮畜禽糞便。進多少、出多少,禁止大出料,以免影響產氣。
7、加強日常攪拌,可每天利用抽渣活塞或木棒攪動料液十分鐘以上,促進發酵,提高產氣率。
8、經常觀測壓力變化情況,當沼氣壓力達到9個以上時,應及時用氣或放氣,以免壓力過大損壞壓力表和池體。
9、經常檢查各接口、管路、用具是否密封、損壞、老化、堵塞,若發現問題,及時檢修。
10、加強越冬管理,入冬前應適量加入牛、馬糞等熱性原料,池外加蓋保溫膜,確保冬季正常產氣。

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