农村家用沼气池设计精校版
课程设计说明书
题目: 农村家用沼气池设计
院系：地球与环境学院
专业班级：环境工程班
学号：
学生姓名：
指导教师：
2014 年 1 月 9 日
安徽理工大学课程设计（论文）任务书
地球与环境学院院系环境工程教研室
目录
1 概论
设计任务和内容
设计内容
根据基础资料，设计一个方案，对农业固体废物畜禽粪便和秸秆进行厌氧发酵处理，温度低的时候对原料进行换热，使进口温度满足中温厌氧发酵，出口气
体吸收其中的硫化氢，沼气经净化之后达到《恶臭污染物控制标准》（GB14554-93）中二级新扩改建标准。控制标准如表1所示：
表1 恶臭污染物厂界标准值
沼气中的臭气主要为H2S，而H2S的含量为%，经过吸收塔的吸收后就可以达到排放标准。
水压式沼气池设计任务
（1）设计题目
水压式沼气池设计
（2）主要设计任务
①水压式沼气池尺寸设计：沼气池主体容积、高度、直径、水压间容积、高度、直径。
②配套设施：换热器的传热面积、管长、管径、标准换热器选型；吸收塔填料层高度、塔径、总压力等。
③换热器和吸收塔采用间歇式操作，一次厌氧发酵时间为30天，比较冷的月份分两个区间，从1月份到3月份，从10月份到1月份是比较冷的时间，所以需要用到换热器；产生的气体要经过吸收才能达到《恶臭污染物控制标准》，所以要用到吸收塔。
（3）设计目的
①巩固已学过的与环境工程有关的专业知识，特别是厌氧发酵章节；
②领会国家关于环境保护的方针、政策和法规，初步树立正确的环境保护指导思想；
③综合运用所学知识，通过课程设计规定的任务，培养全面考虑和解决问题
的能力；
④提高计算、制图等方面的基本技能；
⑤提高运用文献、技术资料和工具书的能力。
（4）基础资料
地基允许承载力≥8t/m2，地下水位在地面下5-6m，水压间有效容积是日产气量的50%，装置内最大气压极限≤800kPa，装置内正常工作气压≤ 784kPa，活载荷≥200kg/m2
课程设计原则
（1）在总体技术路线上要符合我国生活垃圾处理的技术政策，水压式沼气池要符合无害化的总目标。
（2）配套换热器和吸收塔，保证水压式沼气池的温度比较恒定且能有效回收沼气中的二氧化碳。
（3）根据该地区的经济承受能力，尽可能为国家节省建设资金。
工程设计范围
工程设计范围为工艺部分设计计算。
项目的背景及建设的必要性
随着生活水平的提高和集约式农业的发展，农村固体废物中畜禽粪便和秸秆的产生量越来越大，不及时有效的处理将造成农村环境卫生的破坏。利用普通使用的水压式沼气池进行处理，既可以有效利用资源，又可以产生新的清洁能源——沼气，还可以消除环境污染。水压式沼气池存在能耗低、占地面积不大、处理效果好的优点，但是也存在随季节温度变化工作不稳定等缺点，在设计的过程中需要克服该问题。
沼气的基本知识
（1）沼气及其产生过程
沼气是有机物质在厌氧环境中，在一定的温度、湿度、酸碱度的条件下，通过微生物发酵作用，产生的一种可燃气体。由于这种气体最初是在沼泽、湖泊、
）。池塘中发现的，所以人们叫它沼气。沼气含有多种气体，主要成分是甲烷（CH
4
沼气细菌分解有机物，产生沼气的过程，叫沼气发酵。根据沼气发酵过程中各类
细菌的作用，沼气细菌可以分为两大类。第一类细菌叫做分解菌，它的作用是将
）等。它们当中有专门分解复杂的有机物分解成简单的有机物和二氧化碳（CO
2
纤维素的，叫纤维分解菌；有专门分解蛋白质的，叫蛋白分解菌；有专门分解脂肪的，叫脂肪分解菌；第二类细菌叫含甲烷细菌，通常叫甲烷菌，它的作用是把简单的有机物及二氧化碳氧化或还原成甲烷。因此，有机物变成沼气的过程，就好比工厂里生产一种产品的两道工序：首先是分解细菌将粪便、秸秆、杂草等复杂的有机物加工成半成品——结构简单的化合物；再就是在甲烷细菌的作用下，将简单的化合物加工成产品——即生成甲烷。
（2）沼气的成分
S）、沼气是一种混合气体，它的主要成分是甲烷，其次有二氧化碳、硫化氢（H
2
氮及其他一些成分。沼气的组成中，可燃成分包括甲烷、硫化氢、一氧化碳和重烃等气体；不可燃成分包括二氧化碳、氮和氨等气体。在沼气成分中甲烷含量为55%～70%、二氧化碳含量为28%～44%、硫化氢平均含量为%。
（3）沼气的理化性质
沼气是一种无色、有味、有毒、有臭的气体，它的主要成分甲烷在常温下是
，是一个碳原子与四一种无色、无味、无臭、无毒的气体。甲烷分子式是CH
4
个氢原子所结合的简单碳氢化合物。甲烷对空气的重量比是，比空气约轻一半。甲烷溶解度很少，在20℃、千帕时，100单位体积的水，只能溶解3个单位体积的甲烷。
甲烷是简单的有机化合物，是优质的气体燃料。燃烧时呈蓝色火焰，最高温度可达1400 ℃左右。纯甲烷每立方米发热量为千焦。沼气每立方米的发热量约千焦，相当于千克柴油或千克煤炭充分燃烧后放出的热量。从热效率分析，每立方米沼气所能利用的热量，相当于燃烧千克煤所能利用的热量。
水压式沼气池基本知识
水压式沼气池的特点
水压沼气池是一种埋设在地下的立式圆筒形发酵池，池盖和池底是具有一定曲率半径的壳体，主要结构包括加料管、出料管、水压间、导气管几个部分。圆筒形结构沼气池的受力性能好，比相同容积的长方形池表面积小20%左右，池内无死角，容易密封，有利于甲烷菌的活动，以发挥甲烷菌的产气作用。
水压式沼气池的工作原理是：产气时，沼气压料液使水压箱内液面压高；用气时，料液压沼气供气。产气、用气循环工作，依靠水压箱内料液的自动升降，使气室的气压自动调节。
（1）水压式沼气池型有以下几个优点：
①池体结构受力性能良好，而且充分利用土壤的承载能力，所以省工省料，成本比较低。
②适于装填多种发酵原料，特别是大量的作物秸秆，对农村积肥十分有利。
③为便于经常进料，厕所、猪圈可以建在沼气池上面，粪便随时都能打扫进池。
④沼气池周围都与土壤接触，对池体保温有一定的作用。
（2）水压式沼气池型也存在一些缺点，主要是：
①由于气压反复变化，而且一般在4～16千帕（即40～160厘米水柱）压力之间变化。这对池体强度和灯具、灶具燃烧效率的稳定与提高都有不利的影响。
②由于没有搅拌装置，池内浮渣容易结壳，又难于破碎，所以发酵原料的利用率不高，池容产气率（即每立方米池容积一昼夜的产气量）偏低，一般产气率每天仅为米3/米3左右。
③由于活动盖直径不能加大，对发酵原料以秸秆为主的沼气池来说，大出料工作比较困难。因此，出料的时候最好采用出料机械。
沼气池采用中温厌氧发酵
发酵温度维持在30～35℃，此发酵工艺有机物消化速度较快，产气率高，与高温发酵相比，所需热量要少得多。从能量回收的角度，该工艺被认为是一种较理想的发酵工艺类型。目前世界各国的大、中型沼气工程普遍采用此工艺。
有机物厌氧发酵依次分为液化、产酸、产甲烷三个阶段（如图1所示）。各阶段各有其独特的微生物类群起作用。液化阶段起作用的细菌称为发酵细菌，包括纤维素分解菌、脂肪分解菌、蛋白质水解菌。产酸阶段起作用的细菌是醋酸分解菌。这两个阶段起作用的细菌称为不产甲烷菌。产甲烷阶段起作用的细菌是甲烷细菌。
图1 厌氧发酵三阶段
2 厌氧发酵工艺流程说明
所设沼气池采用厌氧发酵工艺流程。
工艺流程图如图2所示，采用中温厌氧发酵，发酵时间为30天，也就是说30天进行一次大换料。一月到三月、十月到一月温度比较低，这段时间对原料要进行换热处理。产生的沼气要经过吸收塔吸收才能用，才能达到排放要求。
图2 厌氧发酵工艺流程
3 沼气池体部分的设计计算 发酵原料
发酵原料：所设计的沼气池所用的农业固体废物主要有猪粪和秸秆两种，其年产量为吨，因为在南方，所以秸秆为稻草。
厌氧发酵的适宜碳氮比为20：1—30：1，碳氮比达35：1时产气量明显下降，本沼气池选用的碳氮比为25：1。
为使发酵过程有一个较高的产气量，可将贫氮原料与富氮原料适当配合成为具有适宜碳氮比的混合原料。
混合原料碳氮比∑∑=
Nx
Cx k
式中：K ——混合原料的碳氮比
C 、N ——分别为原料中碳、氮含量，% x ——原料的重量，kg
采用一次性进料，一次性出料的方式，猪粪和稻草的月产量为吨，查芈振明《固体废弃物的处理与处置》表9—7得稻草中C 1为42%、N 1为%；猪粪中C 2为%、N 2为%。
设稻草有x kg ，猪粪则为（250-x ）kg 求出x=吨
一次性投加的稻草为吨，猪粪为吨。水压式沼气池的容积比较小，对于每月吨的原料无法全部容纳，因此分十个沼气池同时作业，每个池子一次性投加的稻草为吨，猪粪为吨。采用每30天投料一次，30天进行一次大换料。
沼气池体部分设计计算 设计参数
（1）气压：（即一个标准大气压）为宜。
（2）池容产气率：池容产气率系指每立方米发酵池容一昼夜的产气量，单位为m3沼气/（m3池容.d）。
目前，我国农村沼气池一般为常温发酵，在设计沼气池时，参照试验测定的数据和生产实践经验，采用产气率标准为：在温度变化幅度为10～28℃，发酵料液中的干物质含量为6～10％时，每天每立方米发酵料液产气量为～，夏季产气旺盛，冬季较差。我国通常采用的池容产气率包括、、和几种，本设计取池容产气率为。
（3）贮气量：贮气量系指气箱内的最大沼气贮存量。农村家用水压式沼气池的最大贮气量以12小时产气量为宜，其值与有效水压间的容积相等。
（4）池容：池容系指发酵间的容积，农村家用水压式沼气池的池容积有4、6、8、10m3等几种，现采用的集中式沼气池容积比较大，。
（5）投料率：投料率系指最大限度投入的料液所占发酵间容积的百分比，一般在85~95%为宜。
发酵间的设计
（1）确定池容V
稻草和猪粪的年产量为吨，月产量为吨。因为料液的含水率超过90%，取95%，所以沼气池的容积V可以定为÷=16m3。
（2）确定贮气量
贮气量=池容产气率×池容×=×16×=，这是每月产生的总沼气量，每个沼气池产生的沼气通过管道连接在一起，进入吸收塔进行后续处理。
（3）计算圆筒形发酵间容积：
圆筒形发酵间由池盖、池身、池底组成（如图3所示），三个部分的容积计算公式如下：
图3 沼气池发酵间的组成
式中：V
1、V
2
、V
3
——分别为池盖容积、池底容积、池身容积
f
1、f
2
——分别为池盖矢高、池底矢高
r
1——池盖曲率半径，它与其他尺寸的关系为()
22
11
1
1
2
r R f
f
=+；
r 2——池底曲率半径，它与其他尺寸的关系为()22222
1
2r R f f =
+； R ——池体内径 H ——池身高度 π——圆周率，取
综合圆形沼气池的内力结构计算，材料用量计算和施工、管理、使用技术等各种因素，一般认为池盖矢跨比11=5f D ，池底矢跨比21=8f D 和池身高 2.5
D
H =时
沼气池的尺寸比较合理。
15D f =
，28D f =，=2
D
R 代入上面各式得： V= V 1+V 2+V 3=++=
D 3
=447
.0V
故 D=3447.0/V =，取D 为
f1 =5 = f2=8= H== R=2= r1=()221f +R 1
f ?21
= r2=
()222f +R 2
f ?21
= 总高h=H+f1+f2+f3=，其中f3为沼气池上拱盖开口高度，取f3= 说明：
沼气池的总高为，因为地下水位在地面下5-6m 。假设在地面下6m ，为了避免污染地下水，可设沼气池的地下埋深为，在地面以上的部分为。
确定进出料管的安装位置：水压式沼气池进出料管的的水平位置，一般都确定在发酵间直径的两端。
（4）进出料管的垂直位置一般确定在发酵间的最低液面设计高度处。该位置的计算方法如下：
①计算死气箱拱的矢高：即池盖拱顶点到发酵间的最高液面O —O 位置的距
离，如图4所示。其中，死气箱拱的矢高f
死
可按下式计算
f
死=h
1
+h
2
+h
3
式中：h
1
——池盖拱顶点到活动盖下边缘平面的距离（计算过程略去），对
65cm直径的活动盖，该值在10—15cm之间，取12cm
h
2
——导气管下露出长度，一般取3—5cm，取4cm
h
3
——导气管下口到O—O液面距离，一般取20—30cm，取25cm
f
死
=12+4+25=41cm=
图4 死气箱的矢高
1、活动盖
2、导气管
3、蓄水圈
4、死气箱
5、固定拱盖
②计算死气箱的容积V
死
式中：V
死、f
死
、r
1
——分别为死气箱容积、死气箱的矢高、池高曲率半
径
③求投料率：根据死气箱容积，可计算出沼气池投料率，投料率
=()
100%
V V
V
-
?
死
式中：V、V
死
——分别为沼气池容积和死气箱容积，m3投料率=（）/16=%
④计算最大贮气量V
贮
V
贮
=池容×池容产气率×=16××=
⑤计算气箱总容积V
气
V
气=V
死
+V
贮
式中：V
气、V
死
、V
贮
——分别为沼气池气箱总容积、死气箱总容积和有
效气箱容积（最大贮气量） V
气
= +=
⑥计算池盖容积V
1
式中：V
1、f
1
、R——分别为池盖容积、池盖矢高和池体内径
V1=×÷6×(3×+=<
因此A—A液面位置在池身内
⑦计算发酵间最低液面位A—A
对于一般的沼气池来说，V
气均大于V
1
，也就是说A—A液面位置在圆筒形池
身范围内，此时，要确定进出料管的安装位置，应按下式先算出气箱在圆筒形池身部分的容积V
筒
V
筒=V
气
-V
1
由于V
筒=πR2h
筒
，因此
2
=
V
h
R
π
筒
筒
式中：h
筒
——圆筒形池身内气箱部分的高度
R——圆筒形池身半径
A—A液面位在池盖与池身交接平面以下h
筒
的位置上，这个位置就是进出料管的安装位置。
V
筒
== m3
h
筒
=×=
水压间的设计
水压间的设计包括确定以下三个尺寸：
（1）水压间的底面标高，此标高应确定在发酵间开始工作状态时的液面位置O—O水平。
（2）水压间的高度△H：此高度应等于发酵间最大液位下降值H
1
与水压间液
面最大上升值H
2之和，即△H=H
1
+H
2
（3）水压间容积：此容积等于池内最大贮气量。水压间的计算如下：
①设计参数
最大投料量V
max
=90%?16=
储气系数K
G
=
产气率K= （m3·d）
总容积V=16m3
直径D=（m）
池盖曲率半径r
1
=（m）
矢高f
1
=（m）
②设计计算
a.集气间体积V
0（m3），储气量V
G
（m3）
V 0=V-V
max
==（m3）
V G = V max ×K ×K G =??=（m 3）
b.根据V W =V G ，就可求出水压间的直径D W 。 假设h w =1m 则
Dw=)1?14.3/(16.2?4=
4 配套设施的设计计算 换热器的计算
因为料液含水率超过90%，可以把料液当水看待。料液从5℃升至35℃，热水从75℃降至45℃，逆流流动。每月的原料液一次性进入换热器，加热后再进入沼气池进行中温发酵，每个沼气池配一台换热器，则原料液流量为16m 3/月，换热时间为5h ，则原料液的流量为105 kg/h 。
（1）计算热负荷（不计热损失）及热水用量 （2）平均温度差
△t 1=75-35=40℃；△t 2=45-5=40℃ 因为
12t t ??=40
40
=1<2，所以逆流△t 逆=122t t ?+?=40℃，因为原料液和热水流量
比较大，单管程的换热器无法完成换热任务，所以选择单壳程双管程的换热器。 R=
1221T T t t --=5354575--=，P=2111t t T t --=5
755
35--=，温度校正系数φ=，因为φ＞可行，△t m =φ×△t 逆=×40=℃
（3）估算传热面积A 估
选总传热系数K 估=1200W/（），26
39.822
.3512001048.3m t K Q A m =??=?=估估
（4）试选型号
因为原料液中含有悬浮物质，长期在换热器中流动，会有部分沉积，造成换热管堵塞，增大污垢热阻，必须经常清洗换热器。壳程中有旋流挡板，易造成悬浮颗粒沉降，而管程则易于清洗，所以热水走壳程，料液走管程。
管内料液的流速选取u 1=2m/s
选取传热管φ25mm ×，其内径d 1=，外径d 2=
估算单程管子根数为 3.442
02.0785.02.9983600104
360025
1
2
11
=????=???
?=
'u d q n m π
ρ，取45根 根据传热面积A 估估算管子长度 L ′=
2d n A π'??估=m 3.2345
0.02514.339
.82=??
若用4管程，则每管程的管长选用L=6000mm 由换热器系列标准初选浮头式换热器型号为25-4I 管总数N=188根，每管程的管数n=
4
188
=47根，管中心距t=32mm ，正方形错列。壳体内径D=600mm ，折流挡板间距h=200mm ，故折流板挡板数N B =
h L -1=2
.06-1=29块。传热面积A 选= （5）校核总传热系数 ①管程对流传热系数α1
管内料液流速u 1=
n
d q m ???211
1
4
3600π
ρ=s m /89.147
02.0785.02.9983600102
5
=??? R e1=
111
1u d ρμ??=
6.3758110
004.12
.99889.102.03
=???- P r1=
1
1
1λμ?p c =
7599
.010004.110183.43
3=???- α1=
1
1
d λ8.01
e 3.01
r =×
02
.0599
.0×（）8.0×= ②壳程对流传热系数α2 壳程流通截面积S=hd （1-t d 0）= ××（1-32
25）=
热水的流速u 2=
S q m ?22ρ=
s m /1.10263
.01.9838
.27=? 正方形排列的当量直径
d e =
202)
4(4d d t ??-
?ππ
=
m 027.0025
.014.3)
025.0785.0032.0(422=??-? 3
12
2-
r u P N （w
μμ2）14
.0-=163，P r2=222λμ?p c =
98.2659.0109.46910179.463=???- 热水被冷却，取（
w
μμ2）14
.0= α2=163
e
d 2
λ3
12
-
r P （w
μμ2）=163×027.0659
.0×（）31-×= W/
③总传热系数
取污垢热阻Rd 1= Rd 2=，碳钢的热导率λ=45W/（）
K 1=11
α+Rd 1+m d d b ??λ1+Rd 2×21d d +221d d ?α =
26.68321++5
.2245200025.0??+×2520+259.262620
?
= K= W/
④传热面积
A=m t K Q
??=2
.351.11641048.36??= 与原估计值基本相符 A
A 选=
9
.849
.86=，即传热面积有2%的裕量，符合要求 吸收塔的计算
（1）传质推动力的计算
在温度t=35℃，总压下，含有H 2S %（摩尔分数）的沼气与清水接触，吸收其中的H 2S 。
相同条件下，气体密度之比等于气体相对分子质量之比。空气平均分子量是29，硫化氢是34，所以硫化氢密度比空气的大。35℃时空气的密度是m 3，则H 2S 的密度是 kg/m 3，吸收后H 2S 的必须小于m 3，即×10-8，吸收率要达到%以上。一般硫化氢的浓度超过%时可引起人头痛、乏力、失明、胃肠道病等症状。超过%
时，可很快致人死亡。从实际情况考虑，只要H 2S 的摩尔分数低于%即可，所以本设计要求吸收率达到98%，即出口混合气体中H 2S 的摩尔分数是%。
从《化工原理》表5-1查得H 2S 水溶液的亨利系数E=，总压P=，相平衡常数m=
p E =
68.6
3430.2
= （2）吸收剂（水溶液）用量的计算 ①设计参数
由沼气池出来的沼气用水溶液去除其中的H 2S ，每月沼气产量为500m 3，处理完，则混合气体的流量1000m 3/h ，沼气的温度为35℃，其中的二氧化碳、甲烷等气体可视为惰性气体，性质认为与空气相同。吸收剂用量为最小用量的倍，已知操作压力为2个标准大气压。
②设计计算 惰性气体流量为 吸收剂用量L=××18=h （3）吸收塔塔径的计算 ①设计参数
假设用清水吸收沼气中的H 2S ，最大沼气的处理量为1000m 3/h ，密度ρG =m 3，用水量为h ，溶液密度看作与水的密度相同，ρL =1000 kg/m 3。操作压力为2个标准大气压，温度为35℃。
②设计计算 a.泛点气速的计算
混合气的质量流量G ′=ρG ×V=×1000=1150kg/h
G L ''×（L G ρρ）2
1
=11503.263267×76.7100015.12
1=??
? ??
用《化工原理》图5-29坐标的与乱堆填料的泛点线，查的纵坐标为
20.2
(
)0.0014f G L L
g
μρμρ?Φ?ψ
??= 选用25mm ×25mm 乱堆瓷鲍尔环，填料因子Φ=300 l/m ，ψ=
L
ρρ水
=1
35℃溶液取35℃水的黏度L μ=×10-6
Pa/s 泛点气速f μ
()
s m /41.0104.72715.113001000
81.90014.02.06=??????- b.塔径的计算
取空塔气速为80%f μ，则μ=80%f μ=×=s
塔径D=
u
V s
?4
π
=
m 04.133
.0785.036001000
=??
（4）填料层高度的计算 ①设计参数
沼气在直径为的填料吸收塔中用清水吸收其中的硫化氢，沼气流量为1000m 3/h ，操作温度为35℃，硫化氢的气相体积吸收总系数K Y a=300kmol/。
②设计计算
1222343==0.931-=0.07369.75110.034%ln 1ln 0.070.93=21.260.070.00068%1OG mG mG
L L
Y mX mG mG N mG L Y mX L L ????-????
=-+=?+?? ? ???-????????-
， Z= N OG ×H G 0=×= 说明：
核算地基允许承载力为 t/m 2＜8t/m 2
5 设计总结
本次设计，将书本上课知识具体化，使我们能更好的掌握课本知识，增加实践经验。对沼气池的有了进一步认识和了解，特别是水压式沼气池，也为以后我们的工作打下坚实的基础。当然由于所查资料及所学知识有限，如若有不足或错误之处还望于老师校正
6参考文献
1、王志魁.化工原理[M].北京.化学工业出版社.2002
2、芈振明.固体废物的处理与处置[M].北京.高等教育出版社.1993
3、赵由才.固体废物污染控制与资源化.北京.化学工业出版社.2002
4、卞有生.生态农业中废弃物的处理与再生利用.北京.化学工业出版社，2005
5、张平.水压式沼气池原理与构造.可再生资源..
沼气池的构造原理
2 沼气池的建造技术 沼气的基本知识 2.1.1 沼气及其产生过程 沼气是有机物质在厌氧环境中，在一定的温度、湿度、酸碱度的条件下，通过微生物发酵作用，产生的一种可燃气体。由于这种气体最初是在沼泽、湖泊、池塘中发现的，所以人们叫它沼气。沼气含有多种气体，主要成分是甲烷(CH4)。沼气细菌分解有机物，产生沼气的过程，叫沼气发酵。根据沼气发酵过程中各类细菌的作用，沼气细菌可以分为两大类。第一类细菌叫做分解菌，它的作用是将复杂的有机物分解成简单的有机物和二氧化碳(CO2)等。它们当中有专门分解纤维素的，叫纤维分解菌；有专门分解蛋白质的，叫蛋白分解菌；有专门分解脂肪的，叫脂肪分解菌；第二类细菌叫含甲烷细菌，通常叫甲烷菌，它的作用是把简单的有机物及二氧化碳氧化或还原成甲烷。因此，有机物变成沼气的过程，就好比工厂里生产一种产品的两道工序：首先是分解细菌将粪便、秸秆、杂草等复杂的有机物加工成半成品——结构简单的化合物；再就是在甲烷细菌的作用下，将简单的化合物加工成产品——即生成甲烷。 ? 2.1.2 沼气的成分 沼气是一种混合气体，它的主要成分是甲烷，其次有二氧化碳、硫化氢(H2S)、氮及其他一些成分。沼气的组成中，可燃成分包括甲烷、硫化氢、一氧化碳和重烃等气体；不可燃成分包括二氧化碳、氮和氨等气体。在沼气成分中甲烷含量为55%～70%、二氧化碳含量为28%～44%、硫化氢平均含量为%。 ? 2.1.3 沼气的理化性质 沼气是一种无色、有味、有毒、有臭的气体，它的主要成分甲烷在常温下是一种无色、无味、无臭、无毒的气体。甲烷分子式是CH4，是一个碳原子与四个氢原子所结合的简单碳氢化合物。甲烷对空气的重量比是，比空气约轻一半。甲烷溶解度很少，在20℃、千帕时，100单位体积的水，只能溶解3个单位体积的甲烷。 甲烷是简单的有机化合物，是优质的气体燃料。燃烧时呈蓝色火焰，最高温度可达1400 ℃左右。纯甲烷每立方米发热量为千焦。沼气每立方米的发热量约千焦，相当于千克柴油或千克煤炭充分燃烧后放出的热量。从热效率分析，每立方米沼气所能利用的热量，相当于燃烧千克煤所能利用的热量。 ? 家用沼气池的类型 随着我国沼气科学技术的发展和农村家用沼气的推广，根据当地使用要求和气温、地质等条件，家用沼气池有固定拱盖的水压式池、大揭盖水压式池、吊管式水压式池、曲流布料水压式池、顶返水水压式池、分离浮罩式池、半塑式池、全塑式池和罐式池。形式虽然多种多样，但是归总起来大体由水压式沼气池、浮罩式沼气池、半塑式沼气池和罐式沼气池四种基本类型变化形成的。与四位一体生态型大棚模式配套的沼气池一般为水压式沼气池，它又有几种不同形式。 ? 2.2.1 固定拱盖水压式沼气池 固定拱盖水压式沼气池有圆筒形(见图、球形(见图和椭球形(见图三种池型。这种池型的池体上部气室完全封闭，随着沼气的不断产生，沼气压力相应提高。这个不断增高的气压，迫使沼气池内的一部分料液进到与池体相通的水压间内，使得水压间内的液面升高。这样一来，水压间的液面跟沼气池体内的液面就产生了一个水位差，这个水位差就叫做“水压”(也就是U形管沼气压力表显示的数值)。用气时，沼气开关打开，沼气在水压下排出；当沼气减少时，水压间的料液又返回池体内，使得水位差不断下降，导致沼气压力也随之相应降低。这种利用部分料液来回串动，引起水压反复变化来贮存和排放沼气的池型，就称之为水压式沼气池。
沼气池设计规范
/m /m 农村家用沼气池设计规范 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 10m 3 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 。 3 4.1.2 产气率： 0.15m /m 4.1.3 投料量 3· d ； 0.2m 3 3 · d ； 0.25m 3 3· d ； 0.3m 3 /m 3 ·d 。 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 GB/T4750 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
大型养猪场沼气工程设计方案1
大型养猪场沼气工程设计方案 受居民的饮食结构、畜禽产品的增殖性能、生产投资等因素影响，中国猪肉食用量在肉食消费中一直占有重要地位，养猪业在畜禽养殖中占有很大的比重。1983年到2005年猪肉消费占肉食品比例均大于60%。2004年中国肉猪存栏48189.1万头，出栏61800.7万头，猪肉产量4701.6万吨，居世界第一位，肉类人均占有量达55.73 kg/人，其中猪肉36.17 kg/人，超过世界猪肉人均的15.74 kg/人。2004年我国全年畜禽养殖业粪便废弃物的产生量为25.76亿吨，其中猪年排泄粪便为12.31亿吨，占总粪便量的47.8%，随着养猪业的发展，必然导致更大量的粪便废弃物，因此猪场粪污水的治理成为畜禽污染治理的关键。 2.1沼气产量计算 2.1.1干物质量计算 猪场基础母猪存栏量500头，猪场总存栏量为5354头，设计采用干清粪工艺，按《畜禽养殖业污染物排放标准》计算，夏季污水排放量为1.8m3/（百头.d），冬季污水排放量为1.2m3/（百头.d），则排放污水量为64.2～96.4 m3/d。日产粪便量为5.1t/d，猪粪含水率按82%设计，干物质（TS）量计算见表2-1。本项目中，干物质量按照0.92 t/d进行设计。 2.1.2物料总量和补充水量计算 本设计中采用高浓度反应器设计，养殖场产生的5.1t鲜猪粪全部投放到高浓度反应器，并调配成10％干物质浓度，约需要4.1m3污水，余下猪场排放的污水经过水力筛，将部分存留在污水中的猪粪渣筛除，投入到配料池，与鲜猪粪一同调配（该部分物料包含在 5.1t 鲜猪粪中），过筛后污水进入储肥池，进行厌氧处理储存。 加水量计算： W=Xq(α×m0-W0) 式中Xq=16t m0=18% W0=1- m0=82% 配水比a= 11.5 若发酵物料干物质含量mp=8% 含水量wp=92% 则X=则α==11.5 W=16(11.5×18%-83%)=17.33t≈17t 每天进入发酵罐物料总量约16＋17＝33t （理论和实践测定：TS=8%之物料容重r≈1030㎏/m3） .通过有效保温和增温措施，确保全年恒定中温发酵（t=33℃-38℃）， 则设计容积产气率ξ＝0.8—1.2m3/m3.d 发酵罐的容积大小与发酵原料的特性、发酵液浓度和水力滞留期有关。 发酵罐的容积V1与每日处理原料量、发酵液浓度。发酵液密度和滞留期有关。 计算公式： V1 = G f * HRT / q y V1 为发酵罐内发酵液的容积；G 为发酵罐每天进料量；f 为发酵原料干物质含量；q 为发酵液浓度；y 是发酵液的密度。 发酵罐的总容积V等于发酵罐的发酵液容积V1加上发酵罐的储气容积V2。V2 一般取V2 = （8%~10% V1 V = V1 + V2 2.1.3沼气产量计算考虑2%的干物质损耗率，每天投TS 902kg，产沼率为0.28～0.32 m3/kg TS，取值0.30 m3/kg TS，可产沼气271m3。
城镇生活污水净化沼气池设计规范
城镇生活污水净化沼气池设计规范 1、范围 本标准规定了城镇生活污水净化沼气池（以下简称城镇沼气池）设计的要求和方法。 本标准适用于处理城镇生活污水所修建的城镇沼气池设计。 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。 GBJ3 —88砌体结构设计规范 GB7636 —87农村家用沼气管路设计规范 GBJ15 —88建筑给排水设计规范 GBJ68 —84建筑结构设计统一标准 DB51/190 —93四川省污染物排放标准 DB51/136 —92城镇净化沼气池生活污水排放卫生标准 3、设计要求 3.1技术指标 设计沼气压力8KPa ± 1KPa ； 出水水质达到DB51/190中3.1.2及DB51/136中3.1的有关规定； 3.2工艺流程 3.2.1合流生活污水（或水冲式公厕污水）7前处理T后处理T下水道 分流水冲式公厕污水T前处理（1）T前处理（2）7后处理T下水道 厨房和其它污水一t 注：医院污水在进入下水道前应加消毒池处理。 3.3在不改变工艺流程的前提下，城镇沼气池的平布置可因地制宜，其形状可以采用矩形、椭圆形或其它形状，但应考虑到结构受力明确、方便施工和清运建筑垃圾并不得影响其它建筑或构筑物. 3.4城镇沼气池容积计算。 3.4.1城镇沼气池总容积设计公式： V=（V1+V2+V3）K1 ----------------------------- （1） V-------- 总容积m3 VI------- 污水容积m3 V2 -------- 污泥容积m3 V3 -------- 气室容积m3 K1 -------- 容积保护系数取 1.0?1.05 3.4.1.1污水不容积计算公式： V1 = natg -------------------------------- （2） n――使用城镇沼气池的总人数；
农村家用沼气池的修建技术
农村家用沼气池的修建技术 农村常用的家用沼气池池形一般为圆形、方形和长方形。实践证明以圆形池最好，目前修建也最多。 因为圆形或近似于圆形的沼气池与长方形池比较，具有以下优点：第一，相同容积的沼气池，圆形比长方形的表面积小，省工、省料；第二，圆形池受力均匀，池体牢固，同一容积的沼气池，在相同荷载作用下，圆形池比长方形池的池墙厚度小；第三，圆形沼气池的内壁没有直角，容易解决密封问题。 修建沼气池的基本技术农村家用沼气池是生产和贮存沼气的装置，它的质量好坏，结构和布局是否合理，直接关系到能否产好、用好、管好沼气。因此，修建沼气池要做到设计合理，构造简单，施工方便，坚固耐用，造价低廉。 有些地方由于缺乏经验，对于建池质量注意不够，以致池子建成后漏气、漏水，不能正常使用而成为“病态池”；有的沼气池容积过大、过深，有效利用率低，出料也不方便。 实践证明，沼气池的结构要“圆”（圆形池）、“小”（容积小）、“浅”（池子深度浅）；沼气池的布局，南方多采用“三结合”（厕所、猪圈、沼气池），北方多采用“四位一体”（厕所、猪圈、沼气池、太阳能温棚）。 修建沼气池需要的材料修建沼气池材料主要是水泥、沙、石子、砖，还需要一些混凝土预制构件或选用其它成型材料做进、出料管、池盖以及输配气管件、灯、灶具等。 各地要因地制宜，就地取材。 修建沼气池的步骤１．查看地形，确定沼气池修建的位置；２．拟定施工方案，绘制施工图纸；３．准备建池材料；４．放线；５．挖土方；６．支模（外模和内模）；７．混凝土浇捣，或砖砌筑，或预制混凝土大板组装；８．养护；９．拆模；１０．回填土；１１．密封层施工；１２．输配气管件、灯、灶具安装；１３．试压，验收。 农户修建沼气池容积沼气池容积的大小（一般指主池的净容积），应该根据每日发酵原料的品种、数量、用气量和产气率来确定，同时要考虑到沼肥的用量及用途。 在农村，按每人每天平均用气量０．３～０．４立方米，一个４口人的家庭，每天煮饭、点灯需用沼气１．５立方米左右。 如果使用质量好的沼气灯和沼气灶，耗气量还可以减少。根据实践，一般要求平均按一头猪的粪便量（约５公斤）入池发酵，即规划建造１立方米的有效容积估算。池容积可根据当地的气温、发酵原料来源等情况具体规划。北方地区冬季寒冷，产气量比南方低，一般家用池选择８立方米或１０立方米；按照这个标准修建的沼气池，管理得好，春、夏、秋三季所产生的沼气，除供煮饭、烧水、照明外还可有余，冬季气温下降，产气减少，仍可保证煮饭的需要。 修建沼气池应该知道的几个问题１．在相同容积和发酵条件下，浅池为什么比深池的产气率高？ 首先，因为沼气池底部发酵原料多，菌种多，是产生沼气的主要部位。浅的圆池底增大了厌氧微生物与发酵原料的接触面积，所以产气比较高。其次，同一容积的池子，深度浅的池子，池底压力比深池相对小一些，有利于厌氧微生物的活动和气体的扩散。因此，在修建沼气池时，要适当增大池底部的直径，降低池子的深度（一般家庭用的沼气池，深度宜在２米左右），便于管理维修，提高产气量，又能减轻出料的劳动强度。当然，池子也不能过浅，过浅不利于冬季保温和沉淀粪便中的寄生虫卵。同时，由于池子过浅，池子的跨度越大，也会增加建池材料的用量和施工的难度。 至于寒冷地区修建沼气池的深度，必须修建在冻土层以下，或与太阳能温棚相结合（满足种植土层厚度即可）。
农村家用沼气池设计规范
农村家用沼气池设 计规范
农村家用沼气池设计规范 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，经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GB/T4750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；
农村家用沼气池的池形有哪几1
农村家用沼气池的池形有哪几种？它由哪几部分组成？ 我国农村常用的家用沼气池池形一般为圆 形、方形和长方形。实践证明以圆形池最好， 目前修建也最多。 修建沼气池的基本技术要求是什么？ 农村家用沼气池是生产和贮存沼气的装置， 它的质量好坏， 结构和布局是否合理， 直接 关系到能否 产好、用好、管好沼气。因此，修建沼气池要做到设计合理，构造简单，施工方 便，坚固耐用，造价低廉。有些地方由于缺乏经验，对于建池质量注意不够，以致池子建成 后漏气、漏水，不能正常使用而成为 “病态池 ”；有的沼气池容积过大、 过深，有效利用率低， 出料也不方便。多年来的实践经验证明，沼气池的结构要 “圆”（圆形池）、 “小 ”（容积 小）、 “浅”（池子深度浅） ；沼气池的布局，南方多采用 “三结合 ”（厕所、猪圈、沼气池） ，北方多 采用 “四位一体 ”（厕所、猪圈、沼气池、太阳能温棚） 。 怎样修建沼气池？ 怎样修建沼气池，沼气池的大小、尺寸， 沼气池使用什么材料，沼气池修好了怎么判断 它的质量是否符合使用要求，这些问题在下面的国家标准中都能找到答案，即： GB4750 GB4751 GB4752 GB7637 GB9958 GB7959 还可以参考 DB21/T-835-94 北方农村能源生态模式标准。修建沼气池不同于修建民用住房， 有一些特殊要求。所以国家专门发布了有关技术标准（包括土建工程中相关的国家标准） ， 来保证沼气池的建造质量。 如果建池质量不符合要求或者因为建池地基处理不适当， 会使沼 气池漏水、漏气，不能正常工作，则需要检查出毛病，进行修补，费时费力。 修建沼气池需要什么材料？ 修建沼气池材料主要是水泥、沙、石子、砖，还需要一些砼预制构件或选用其它成型材 料做进、出料管、池盖以及输配气管件、灯、灶具等。 修建沼气池有哪些步骤？ 查看地形，确定沼气池修建的位置； 拟定施工方案，绘制施工图纸； 准备建池材料； 放线； 挖土方； 支模（外模和内模） ； 混凝土浇捣，或砖砌筑，或预制砼大板组装； 养护； 拆模； 回填土； 密封层施工； 输配气管件、灯、灶具安装； 试压，验收。各地要因地制宜，就地取材，不强 求一律。 农村家用水压式沼气池标准图集； 农村家用水压式沼气池质量验收标准； 农村家用水压式沼气池施工操作规程； 农村家用沼气管路施工安装操作规程； 农村家用沼气发酵工艺规程； 粪便无害化卫生标准。 1） 2） 3） 4） 5） 6） 7） 8） 9） 10） 11） 12） 13）
沼气池的构造原理(附设计图纸)
2 沼气池的建造技术 2.1 沼气的基本知识 2.1.1 沼气及其产生过程 沼气是有机物质在厌氧环境中，在一定的温度、湿度、酸碱度的条件下，通过微生物发酵作用，产生的一种可燃气体。由于这种气体最初是在沼泽、湖泊、池塘中发现的，所以人们叫它沼气。沼气含有多种气体，主要成分是甲烷(CH4)。沼气细菌分解有机物，产生沼气的过程，叫沼气发酵。根据沼气发酵过程中各类细菌的作用，沼气细菌可以分为两大类。第一类细菌叫做分解菌，它的作用是将复杂的有机物分解成简单的有机物和二氧化碳(CO2)等。它们当中有专门分解纤维素的，叫纤维分解菌；有专门分解蛋白质的，叫蛋白分解菌；有专门分解脂肪的，叫脂肪分解菌；第二类细菌叫含甲烷细菌，通常叫甲烷菌，它的作用是把简单的有机物及二氧化碳氧化或还原成甲烷。因此，有机物变成沼气的过程，就好比工厂里生产一种产品的两道工序：首先是分解细菌将粪便、秸秆、杂草等复杂的有机物加工成半成品——结构简单的化合物；再就是在甲烷细菌的作用下，将简单的化合物加工成产品——即生成甲烷。 2.1.2 沼气的成分 沼气是一种混合气体，它的主要成分是甲烷，其次有二氧化碳、硫化氢(H2S)、氮及其他一些成分。沼气的组成中，可燃成分包括甲烷、硫化氢、一氧化碳和重烃等气体；不可燃成分包括二氧化碳、氮和氨等气体。在沼气成分中甲烷含量为55%～70%、二氧化碳含量为28%～44%、硫化氢平均含量为0.034%。 2.1.3 沼气的理化性质 沼气是一种无色、有味、有毒、有臭的气体，它的主要成分甲烷在常温下是一种无色、无味、无臭、无毒的气体。甲烷分子式是CH4，是一个碳原子与四个氢原子所结合的简单碳氢化合物。甲烷对空气的重量比是0.54，比空气约轻一半。甲烷溶解度很少，在20℃、0.1千帕时，100单位体积的水，只能溶解3个单位体积的甲烷。 甲烷是简单的有机化合物，是优质的气体燃料。燃烧时呈蓝色火焰，最高温度可达 1?400? ℃左右。纯甲烷每立方米发热量为36.8千焦。沼气每立方米的发热量约23.4千焦，相当于0.55千克柴油或0.8千克煤炭充分燃烧后放出的热量。从热效率分析，每立方米沼气所能利用的热量，相当于燃烧3.03千克煤所能利用的热量。 2.2 家用沼气池的类型 随着我国沼气科学技术的发展和农村家用沼气的推广，根据当地使用要求和气温、地质等条件，家用沼气池有固定拱盖的水压式池、大揭盖水压式池、吊管式水压式池、曲流布料水压式池、顶返水水压式池、分离浮罩式池、半塑式池、全塑式池和罐式池。形式虽然多种多样，但是归总起来大体由水压式沼气池、浮罩式沼气池、半塑式沼气池和罐式沼气池四种基本类型变化形成的。与四位一体生态型大棚模式配套的沼气池一般为水压式沼气池，它又有几种不同形式。 2.2.1 固定拱盖水压式沼气池 固定拱盖水压式沼气池有圆筒形(见图2.1)、球形(见图2.2)和椭球形(见图2.3) 三种池型。这种池型的池体上部气室完全封闭，随着沼气的不断产生，沼气压力相应提高。这个不断增高的气压，迫使沼气池内的一部分料液进到与池体相通的水压间内，使得水压间内的液面升高。这样一来，水压间的液面跟沼气池体内的液面就产生了一个水位差，这个水位差就叫做“水压”(也就是U形管沼气压力表显示的数值)。用气时，沼气开关打开，沼气在水压下排出；当沼气减少时，水压间的料液又返回池体内，使得水位差不断下降，导致沼气压力也随之相应降低。这种利用部分料液来回串动，引起水压反复变化来贮存和排放沼气的池型，就称之为水压式沼气池。
沼气池容设计
沼气池容设计 一、工艺设计 发酵料液经前处理池沉淀、除杂后，从进料口进入装置，经各发酵单元逐级发酵，使养殖粪污得到无害化和减量化处理。通过设置在各发酵单元的回流搅拌器，进行强制回流搅拌，以提高菌料均匀度和产气率。在最后一级发酵单元设置储气浮罩，使最后一级发酵单元与整个装置产生的沼气经脱水、脱硫净化处理后，汇集与储气浮罩，供生产和生活使用。从出料间溢出的沼液和抽出的沼渣储存与贮肥池，用作农作物有机肥料，或淡水养殖营养饵料。二、设计参数 (一) 气压 沼气发酵工艺及沼气沼气灯炉具都要求沼气气压相对稳定，且宜小不宜大。对于水压是沼气池，，如果气压过大，容易破坏池体，造成泄漏；气压过小势必水压间面积过大，占地多。因此，我国农村家用水压池常用设计气压为8千帕；浮罩池设计气压可采用2千帕。(二) 产气率 根据我国养殖专业户沼气池发酵产气水平，其设计产气率采用0.2~0.5米3/（米3·天）（三）贮气量 水压式沼气池靠池内带有压力的沼气将发酵料液压到出料间（大部分）、进料管（小部分）而贮存沼气。浮罩池由浮罩的升降来贮存沼气。 贮气容积的确定和用户用气的情况有关。养殖专业户沼气池的设计贮气量考虑能贮存12小时所产的沼气，即昼夜产气量的一半。 （四）池容 沼气池容积指发酵池净空容积。沼气池的容积应根据用户所拥有的发酵原料（数量和种类）、滞留时间、用气要求等因素合理确定。 （五）投料率 投料率指的是最大限度投入的料液所占发酵间容积的百分率。设计最大投料量一般水压式为沼气池容积的90％，料液上部留适当空间，以免导气管堵塞和便于收集沼气;浮罩式为沼气容积的98％。最小设计投料量以不使沼气从进、出料管跑掉为原则。三、建池规模计算（一）参数确定 根据小型畜禽养殖场的特点，经过优化设计和工程实践所选定的发酵工艺为无动力自由进料、多旋流布料、回流搅拌、固菌成膜、浮罩储气、常温发酵工艺。发酵料液温度变化范围为10~28℃，原料在发酵装置内的滞留天数（HRT）为30~90天，南方取低限，北方取高限，一般取60天；适宜于小型畜禽养殖场沼气工程的发酵料液平均浓度（Ts）为6％~10％，一般取8％；发酵装置的有效料液容积（m），浮罩式取98％，水压式取90％；常温条件下的容积产气率（平均）一般为0.20~0.40米3/（米3·天），取平均值0.30米3/（米3·天）;浮罩储气压力取2~3千帕 （二）池容计算 小型畜禽养殖场一般采用干清粪养殖工艺，每天可收集的粪便及含水量见表17-1 表17-1 成年畜禽日排粪量及含水率 畜禽种类体重（千克） 日排粪量（千克）年排粪量（千克） 含水量（％） 猪牛鸡 50 500 1.5 6.0 20.0 0.1
沼气池使用常识
一、沼气池安装压力表有什么作用？ 沼气池安装压力表很有必要，通过观察压力表，可以了解沼气池运转状况：①压力表波动，火焰燃烧不稳定，说明输气管道内积水；②打开开关，压力表急剧下降，关上开关又回复原位，说明导气管堵塞或输气管在拐弯处扭曲，引起气路不通畅；③压力表上升很慢或不上升，说明可能沼气池或输气系统有漏气现象；可能发酵原料不足；可能发酵料液过酸或过碱；可能接种物不足；可能输气管堵塞；④压力表上升慢，到一定高度不再上升，说明可能气室或输气管漏气，气压低漏气慢，气压高漏气快；可能进出料管漏水，当压力升高到漏水位置时粪水外漏，压力不能升高；⑤压力表上升快，使用时下降也快，说明池内发酵料液过多，气室容积太小；⑦打开开关，压力表突然下降，关上又回复原位，说明管道过长或过细，造成管道压力损失大。 二、沼气灯的安装使用及故障排除、脱硫器的燃烧故障及排除方法： （一）沼气灯的安装使用 1.新沼气灯使用前，先不安纱罩进行通气试烧，若火焰呈淡蓝色，短而有力，均匀地从泥头孔中喷出，并发出呼呼的响声，火焰燃烧稳定，没有脱火、回火等现象，表明灯的性能好。这时，可关闭沼气阀门，待泥头冷却后即可安上纱罩。 2.安装纱罩时，应将其牢固地套在泥头槽内，将石棉线绕扎两圈以上，并打结扎牢后，剪去多余的线头，然后将纱罩的皱褶拉直，使其分布均匀。 3.新纱罩初次点燃时，要求有较高的灶前压力，保证有足够的沼气量将纱罩烧成球形。然后再点灯时，启动的压力应徐徐上升，以免冲破纱罩。 4.沼气灯纱罩燃烧后，人造纤维被烧掉，剩下的是一层二氧化钍的白色网架。由于二氧化钍是一种有毒的白色粉末，一触就破，所以，燃烧后的纱罩不能用手摸或用其他物体触击。 （二）沼气灯的常见故障及排除方法 1.若纱罩外层出现蓝色飘火，经久不消失，说明燃烧时带进的空气不足。应将灯盘顺时针方向旋转，逐渐加大空气进气量。 2.沼气灯燃烧时，若纱罩不发白光而呈红色，则是因为沼气太少或空气太多。应将灯盘反时针方向旋转，逐步减少空气进气量，调至灯光发白、亮度最佳为止。 3.灯不发光或灯光不稳的原因。灯不发光，可能是喷嘴堵塞了，取下喷嘴，用缝衣小针孔扎通即可。灯光一亮一暗，是输气管中积水较多或管道不畅通的缘故，可打开排装冷凝水的阀门排除管道内的水或疏通管道。 4.有时燃烧处于良好状态，而灯不发白光，这是纱罩质量不佳或收藏时间过长受潮导致的，更换质量好的新纱罩即可。 （三）脱硫器的常见故障及注意事项 （一）脱硫器常见故障及造成原因 脱硫器的常见故障主要是被烧坏，其原因可能有以下两方面： 1.对于正常产气的沼气池，在从出料间大量出料时，用户使用沼气做饭，就会使脱硫器内进入大量空气，脱硫剂发生还原反应产生大量的热，烧坏脱硫器。 2.用户在用气的过程中，沼气池因产气量大顶开活动盖或重新装料导致活动盖开启，即使重新密封后，沼气池贮气间也会存在大量空气。沼气池重新产气后
农村家用 沼气池设计 计算书
姓名： 班级： 学号： 计
目录 课程设计目的----------------------------------------------2 南充城市垃圾分析----------------------------------------2 设计参数及条件---------------------------------------------3 工艺流程设计----------------------------------------------5 沼气池池体设计-----------------------------------------------7 1.发酵间的容积---------------------------------7 2.发酵间各部分尺寸的确定------------------8 3.进料口（管）的设计---------------11 4.水压间（管）的设计----------------12 沼气池相关图片-----------------------------------------13
一、课程设计目的： 通过课程设计进一步消化和巩固本门课程所学的内容，并使所学的知识系统化，培养运用所学理论进行沼气池设计的初步能力。通过设计，了解工程设计的内容，方法及步骤，培养确定厌氧系统得设计方案，进行设计计算，绘制工程图，使用技术资料，编写设计说明书的能力。 二、南充城市垃圾分析： 1、可回收垃圾主要包括废纸、塑料、玻璃、金属和布料五大类。废纸：主要包括报纸、期刊、图书、各种包装纸、办公用纸、广告纸、纸盒等等，但是要注意纸巾和厕所纸由于水溶性太强不可回收。塑料：主要包括各种塑料袋、塑料包装物、一次性塑料餐盒和餐具、牙刷、杯子、矿泉水瓶等。玻璃：主要包括各种玻璃瓶、碎玻璃片、镜子、灯泡、暖瓶等。金属物：主要包括易拉罐、罐头盒、牙膏皮等。布料：主要包括废弃衣服、桌布、洗脸巾、书包、鞋等。通过综合处理回收利用，可以减少污染，节省资源。如每回收1吨废纸可造好纸850公斤，节省木材300公斤，比等量生产减少污染74％；每回收1吨塑料饮料瓶可获得0．7吨二级原料；每回收1吨废钢铁可炼好钢0．9吨，比用矿石冶炼节约成本47％，减少空气污染75％，减少97％的水污染和固体废物。 2、厨余垃圾包括剩菜剩饭、骨头、菜根菜叶等食品类废物，经生物技术就地处理堆肥，每吨可生产0．3吨有机肥料。
农村家用沼气池的池形有哪几1
农村家用沼气池的池形有哪几种？它由哪几部分组成？ 我国农村常用的家用沼气池池形一般为圆形、方形和长方形。实践证明以圆形池最好，目前修建也最多。 修建沼气池的基本技术要求是什么？ 农村家用沼气池是生产和贮存沼气的装置，它的质量好坏，结构和布局是否合理，直接关系到能否产好、用好、管好沼气。因此，修建沼气池要做到设计合理，构造简单，施工方便，坚固耐用，造价低廉。有些地方由于缺乏经验，对于建池质量注意不够，以致池子建成后漏气、漏水，不能正常使用而成为“病态池”；有的沼气池容积过大、过深，有效利用率低，出料也不方便。多年来的实践经验证明，沼气池的结构要“圆”（圆形池）、“小”（容积小）、“浅”（池子深度浅）；沼气池的布局，南方多采用“三结合”（厕所、猪圈、沼气池），北方多采用“四位一体”（厕所、猪圈、沼气池、太阳能温棚）。 怎样修建沼气池？ 怎样修建沼气池，沼气池的大小、尺寸，沼气池使用什么材料，沼气池修好了怎么判断它的质量是否符合使用要求，这些问题在下面的国家标准中都能找到答案，即： GB4750 农村家用水压式沼气池标准图集； GB4751 农村家用水压式沼气池质量验收标准； GB4752 农村家用水压式沼气池施工操作规程； GB7637 农村家用沼气管路施工安装操作规程； GB9958 农村家用沼气发酵工艺规程； GB7959 粪便无害化卫生标准。 还可以参考DB21/T-835-94北方农村能源生态模式标准。修建沼气池不同于修建民用住房，有一些特殊要求。所以国家专门发布了有关技术标准（包括土建工程中相关的国家标准），来保证沼气池的建造质量。如果建池质量不符合要求或者因为建池地基处理不适当，会使沼气池漏水、漏气，不能正常工作，则需要检查出毛病，进行修补，费时费力。 修建沼气池需要什么材料？ 修建沼气池材料主要是水泥、沙、石子、砖，还需要一些砼预制构件或选用其它成型材料做进、出料管、池盖以及输配气管件、灯、灶具等。 修建沼气池有哪些步骤？ （1）查看地形，确定沼气池修建的位置； （2）拟定施工方案，绘制施工图纸； （3）准备建池材料； （4）放线； （5）挖土方； （6）支模（外模和内模）； （7）混凝土浇捣，或砖砌筑，或预制砼大板组装； （8）养护； （9）拆模； （10）回填土； （11）密封层施工； （12）输配气管件、灯、灶具安装； （13）试压，验收。各地要因地制宜，就地取材，不强求一律。
养殖场沼气池设计参数(方案).doc
一、工艺设计 发酵料液经前处理池沉淀、除杂后，从进料口进入装置，经各发酵单元逐级发酵，使养殖粪污得到无害化和减量化处理。通过设置在各发酵单元的回流搅拌器，进行强制回流搅拌，以提高菌料均匀度和产气率。在最后一级发酵单元设置储气浮罩，使最后一级发酵单元与整个装置产生的沼气经脱水、脱硫净化处理后，汇集与储气浮罩，供生产和生活使用。从出料间溢出的沼液和抽出的沼渣储存与贮肥池，用作农作物有机肥料，或淡水养殖营养饵料。 二、设计参数 (一)气压 沼气发酵工艺及沼气沼气灯炉具都要求沼气气压相对稳定，且宜小不宜大。对于水压是沼气池，，如果气压过大，容易破坏池体，造成泄漏；气压过小势必水压间面积过大，占地多。因此，我国农村家用水压池常用设计气压为8千帕；浮罩池设计气压可采用2千帕。 (二)产气率 根据我国养殖专业户沼气池发酵产气水平，其设计产气率采用0.2~0.5米3/（米3·天）（三）贮气量 水压式沼气池靠池内带有压力的沼气将发酵料液压到出料间（大部分）、进料管（小部分）而贮存沼气。浮罩池由浮罩的升降来贮存沼气。 贮气容积的确定和用户用气的情况有关。养殖专业户沼气池的设计贮气量考虑能贮存12小时所产的沼气，即昼夜产气量的一半。 （四）池容 沼气池容积指发酵池净空容积。沼气池的容积应根据用户所拥有的发酵原料（数量和种类）、滞留时间、用气要求等因素合理确定。 （五）投料率 投料率指的是最大限度投入的料液所占发酵间容积的百分率。设计最大投料量一般水压式为沼气池容积的90％，料液上部留适当空间，以免导气管堵塞和便于收集沼气;浮罩式为沼气容积的98％。最小设计投料量以不使沼气从进、出料管跑掉为原则。 三、建池规模计算 （一）参数确定 根据小型畜禽养殖场的特点，经过优化设计和工程实践所选定的发酵工艺为无动力自由进料、多旋流布料、回流搅拌、固菌成膜、浮罩储气、常温发酵工艺。发酵料液温度变化范围为10~28℃，原料在发酵装置内的滞留天数（HRT）为30~90天，南方取低限，北方取高限，一般取60天；适宜于小型畜禽养殖场沼气工程的发酵料液平均浓度（Ts）为6％~10％，一般取8％；发酵装置的有效料液容积（m），浮罩式取98％，水压式取90％；常温条件下的容积产气率（平均）一般为0.20~0.40米3/（米3·天），取平均值 0.30米3/（米3·天）;浮罩储气压力取2~3千帕。 （二）池容计算 小型畜禽养殖场一般采用干清粪养殖工艺，每天可收集的粪便及含水量见表17-1 表17-1 成年畜禽日排粪量及含水率 根据发酵原料的数量、一定温度下发酵原料在装置内停留的时间和投料浓度等工艺条件，沼气发酵装置的容积计算公式为：
沼气能家用沼气池的设计与施工考试卷模拟考试题.docx
《家用沼气池的设计与施工》 考试时间：120分钟 考试总分：100分 遵守考场纪律，维护知识尊严，杜绝违纪行为，确保考试结果公正。 1、圆形沼气池池盖和池底的最不利受力情况是在（）。（ ） 2、农户建池一般根据发酵原料和人口多少确定（），按照国家颁布的标准图集 建设和验收。（ ） 3、“三结合”一般指猪圈、厕所、（）综合集中布置，做到人畜粪便自流入沼 气池内。（ ） 4、混凝土是由（）、砂石和水按适当比例拌和，经过一定时间硬化而成。 （ ） 姓名：________________ 班级：________________ 学号：________________ --------------------密----------------------------------封 ----------------------------------------------线-------------------------
5、作为建池材料，一般优先选用高标号（）水泥。（） 6、作为建池材料，石灰施用前必须经过熟化、过滤成（），并贮存一段时间。（） 7、整体现浇的沼气池具有（）、质量稳定，使用寿命长的优点。（） 8、抹面砂浆具有平整表面、（）、密封和防水防渗的作用。（） 9、地基超挖时，应回填卵石、碎石或者（），亦可回填低强度混凝土。 （） 10、混凝土最大水灰比一般不超过（）。（）
11、已浇筑的混凝土强度未达到设计强度（）以上时，不得拆卸模板和支架。（） 12、采用砌体建池时，砌体竖向砂浆不饱满比饱满时抗剪强下降（）。 （） 13、圆筒沼气池池拱失跨比一般为f/D=（）。（） 14、浮罩沼气池的贮气浮罩与配套水封池的有效容积一般按沼气日产量的（）设计。（） 15、椭球型沼气池水压间一般设计为（），便于进出料和搅拌。（） 16、 每m3混凝土最小水泥用量不小于（）kg。 （） A.570 B.425 C.275 D.125
水压式沼气池设计
水压式沼气池设计（八立方米农村家用水压式沼气池设计） 院系：生化工程系 学生姓名：陈佩佩程南 专业：环境监测与治理技术 班级：07教院环监（1）班 学号：0705210101 0705210102 指导老师：于卫东
目录 一、前言 二、课程设计的题目 三、课程设计的目的 四、设计参数 五、工艺流程 六、发酵料液的计算 七、发酵间的设计 八、进料口（管）的设计 九、水压间（管）的设计 十、沼气发酵的投料计算十一、发酵原料的预处理十二、安全注意事项 十三、设计小结 十四、文献资料
水压式沼气池课程设计说明书一、前言 沼气是有机物在厌氧条件下经微生物的发酵作用生成的一种以甲烷为主体的可燃性混合气体，其主要成分是甲烷和二氧化碳。 沼气发酵有很多有点。沼气发酵可产生甲烷，它是清洁方便的燃料；发酵过程中N、P、K等肥料成分几乎得到全部保留，一部分有机氮被水解成氨太氮，速效性养分增加;发酵残渣可以作为饲料肥料；沼气发酵处理有机物课大量地节省曝气消化所消耗的能量等等。 沼气发酵非常适合在农村地区推广使用。 二、课程设计的题目 水压式沼气池设计 三、课程设计的目的 通过课程设计进一步笑话和巩固本课程所学内容，并使所学的知识系统化，培养运用所学理论知识进行沼气池设计的初步能力。通过设计，了解工程设计的内容、方法及步骤，培养确定厌氧系统的设计方案、进行设计计算、绘制工程图、使用技术资料、编写设计说明书的能力。 四、设计参数 1、气压：7840Pa(即80 cm水柱) 2、池容产气率：池容产气率系指每立方米发酵池1昼夜的产
气量，单位为m3沼气／(m3池容. d)。常温下我国常用的池容产气率为0.2 m3／（m3. d） 3、贮气量：指气箱内的最大沼气贮存量。农村家用水压式沼 气池的最大贮存气量以12H产气量为宜，其值与有效水压间的容积相等。 4、池容：指发酵间的容积。本次设计的农村家用水压式沼气 池的池容积为8 m3。 5、投料率：指最大投入的料液所占发酵间容积的百分比。 五、工艺流程 沼气发酵工艺类型较多，我国农村普遍采用的是下面两种工艺。 1.自然温度半批量投料发酵工艺 这种工艺的发酵温度随自然温度变化而变化投料，基本流程图如图所示 这种工艺的发酵期因季节和农用情况而定，一般为五个月左右，运行
沼气池课程设计
1 沼气池设计简介 1.1沼气的基本知识 1.1.1沼气及其产生过程 沼气是有机物质在厌氧环境中，在一定的温度、湿度、酸碱度的条件下，通过微生物发酵作用，产生的一种可燃性气体。由于这种气体最终是在沼泽、湖泊、池塘中发现的，所以人们叫他沼气。沼气含多种气体，主要成分是甲烷（CH4）.沼气细菌分解有机物，产生沼气的过程，叫沼气发酵，根据沼气发酵过程中各类细菌的作用，沼气细菌可以分为两大类。第一类细菌叫分解菌，他的作用是将复杂的有机物分解成简单的有机物和二氧化碳（CO2）等。他们当中有专门分解纤维素的，叫纤维分解菌；有专门分解蛋白质的，叫蛋白分解菌；有专门分解脂肪的；叫脂肪分解菌；第二类细菌叫甲烷细菌，通常叫甲烷菌，他的作用是将简单的有机物及二氧化碳还原成甲烷。因此，有机物变成沼气的过程，就好比工厂里生产一种产品的两道程序：首先是分解细菌将粪便、秸秆、杂草等复杂的有机物加工成半成品——结构简单的化合物；再就是在甲烷细菌的作用下，将简单的化合物加工成产品——即生成甲烷。 1.1.2沼气的成分 沼气是一种混合气体，他的主要成分是甲烷，其次是二氧化碳、硫化氢（H2S）、氮及其他一些成分。沼气的组成中，可燃成分包括甲烷、硫化氢、一氧化碳和重烃等气体；不可燃成分包括二氧化碳、氮和氨等气体。在沼气成分中甲烷含量为55%~70%、二氧化碳含量为28%~44%、硫化氢平均含量为0.034%。 1.1.3沼气的理化性质 沼气是一种无色、有味、有毒、有臭的气体，他的主要成分甲烷在常温下是一种无色、无味、无臭、无毒的气体。甲烷分子式是CH4，是一个碳原子与四个
氢原子所结合的简单碳氢化合物。甲烷对空气的比重是0.54，比空气约轻一半。甲烷溶解度很少，在20℃、0.1千帕时，100单位体积的水，只能溶解3个单位体积的甲烷。 甲烷是简单的有机化合物，是优质的气体燃料。燃烧时呈蓝色火焰，最高温度可达1400℃左右。纯甲烷每立方米发热量为36.8千焦。沼气每立方米发热量约23.4千焦，相当于0.55千克或0.8千克煤炭充分燃烧后放出的热量。从热效率分析，每立方米沼气所能利用的热量，相当于燃烧3.03千克煤所能利用的热量。 1.2沼气池的设计原则 1）必须坚持“四结合”原则 “四结合”是指沼气池与畜圈、厕所、日光温室相连，是人畜粪便不断进入沼气池内，保持正常产气、连续产气，并有利于粪便管理，改善环境卫生，沼液可方便的运送到日光温室蔬菜地里做肥料使用。 2）坚持“圆、小、浅”的原则 “圆、小、浅”是指池型以圆形柱为柱，池容6~12m3，池深2m左右，圆形沼气池具有以下有点：第一，根据几何学原理，相同容积的沼气池，圆形比方形话长方形的表面积小，比较省料。第二，密闭性好，且较牢固。圆形池内部结构合理，池壁没有直角，容易解决密闭问题，而且四周受力均匀，池体较牢固。第三，在我国北方，气温较低，圆形池置于地下，有利于冬季保温和安全越冬。第四，适于推广。无论南北，建造圆形沼气池都有利于保证建池质量，做到建造一个，成功一个，使用一个，巩固一个，积极稳步地普及推广。小，是指主池溶积不宜过大。浅，是为了减少挖土深度，也便于避开地下水，同时发酵液的表面积相对扩大，有利于产气，也便于出料。 3）坚持直管进料，进料口家箅子、出料口加盖的原则 直管加料的目的是使进料流畅，也便于搅拌。进料口加箅子是防止猪陷入沼气池进料管中。出料口加盖是为了保持环境卫生，消灭蚊蝇孳生场所和防止人、畜掉进池内。