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1、农村家用沼气池设计规范样本农村家用沼气池设计规范1、范畴本原则规定了农村家用沼气池 (如下简称沼气池 设计原则规定几何尺寸拟定和构造设计。本原则合用于砖、水泥为建筑材料,人畜粪便为重要发酵原料半持续发酵家用小型 (发酵间 10m3以内 水压式沼气池设计。2、引用原则下列原则所包括条文,通过在本原则中引用而构成为本原则条文。在原则出版时,所示版本均为有效。 所有原则都会被修订,使用本原则各方应探讨使用下列原则最新版本也许性。GB/T4750-1984 农村家用水压式沼气池原则图集GBJ 3-88 砌体构造设计规范GBJ9-87 建筑构造荷载规范GBJ10-89 混凝土构造设计规范3 、设计原则3

2、.1 沼气池宜建在畜圈或厕所地表如下,进料间与人、畜粪入口相连通。3.2 坚持合用、卫生、平面布局合理,外型美观。3.3 池盖顶端复土厚度不不大于 200mm 。3.4 强度安全系数 K 2.65。3.5 正常使用寿命 以上。4、设计规定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 50%。4.1.3.2 最大投料量按发酵间总容积 90%。4.1.4 贮气量 正常贮气量为日产

3、气量 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。在有条件地方,可将人粪便和 牲口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 发酵间形状以圆形为主,受占地面积限制或地下水位较高,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,在征得顾客批准后,方可进行施工设计。4.3.2.2 平面布局应符合下列规定:a 充分运用土地资源,平面布局紧凑;b 厕所与畜圈分设;c 进、出料以便;d 导气管和输气管不被损害;e 进、出料间中线夹角应不不大于 9

4、0,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沼气池应增设活动盖。4.3.2.4 进、出料间都必要加盖板,盖板应采用品有足够强度级别构件。进、出料间四周应作表面解决。4.4 厌氧发酵间容积4.4.1 发酵间容积计算公式V=(V1-V2K1 -(1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 0.91.05。4.4.1.1 发酵料液体积;V1=(n1+n2k2+n3T-(2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

5、，d 取值 m3;n2是产牲口粪便总量。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 m3k2 -收集系数,取值 0.51.0;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-(3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 发酵间容积不不大于 6.0m3，(养猪超过 10头或养牛超过 3头农户 应采用其他工艺,进行施工设计 时,应在关于参数上作调节。5、沼气几何尺寸拟定5.1 发酵间容积和

6、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几何尺寸。发酵间总容积按下式计算:5.1.1 沼气池直径依照顾客平面布置拟定。5.1.2.1 按下式计算池盖削球体矢高。f1=D/a1-(4 式中:f1-池盖削球体矢高 m ;D 圆柱体形池身直径 m ;a1直径矢高比值,取 56。5.1.2.2 按下式计算池盖削球体净容积Q1=/6f1(3R2-R-(5 式中:Q1池盖削球体净容积 m3;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

7、-Q3-(6 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/R2-(7 式中: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。f2=D/2-(8式中:f2池底削球体矢高 m ;D 池身圆柱体直径 m ;2直径与池底矢高比值,取值 810。5.1.5 按下式计算池底削球体净容积。Q3=/6f2(3R2-f22-(9 式中:Q3发酵间池底削球体净容积 m3;圆周率,取 3.1416;f2池

8、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-(10 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:1=D2+4f12/8f1=R2+f1/2f1-(11 式中:1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 。S1=21f1=(R2+R -(12 式中:S1池盖削球面内表面积 m2;R 池身圆柱体半径 m ;1池

9、盖削球面曲率半径 m ;f1池盖削球面矢高 m ;圆周率,取 3.1416。5.2.2 圆柱体池身内表面积S2=DH-(13 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 ;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2=D2+4f12/8f2=R2+f22/2f2-(14 式中:2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=22f2=(R2+f22-(15式中:S3池底削球体内表面

10、积 m2;2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； 圆周率，取 3.1416。 5.3 进料间 5.3.1 进料间由蹲位板，进料口(管构成。 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720mm420mm80mm，中部预留长宽360mm1 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似，为达到防蛆效果，应在中部 方孔下增长高 度 120mm，宽度为 40mm 防蛆线。有条件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构成。 a上中长方形槽

11、几何尺寸是长宽深600mm320mm500mm； b下中园管宜采用200-300 预制混凝土管或现浇混凝土管，管与池墙角不不大于 30 5.3.2 有条件农户应在进料前增设人粪解决装置，其容积按下式计算： Q4n1m301000-(16 式中：Q4人粪解决坑容积 m3； n1人均日产粪便量 kg； m进厕人数，人； 30粪便解决时间，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规定： a最大投料量水平线以上为水压间，水压间断面(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

12、出料间相连通门洞几何尺寸是：高度按 4.1.3 最小投料量计算，宽度 500mm700mm。 5.5 发酵间与出料间几何尺寸，可按附表选用。 6、沼气池构造设计 6.1 构造设计普通规定 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构造，也可采用 全混凝土构造。按 GBJ3 规定月平均气混低于-50C 地区，沼气池外露某些，不得采用砌块构造。 6.1.2 使用本规范时，对于普通性荷载拟定、构件截面计算和地基基本设计等，应按相应国标或规 范规定执行。对于兴建在地震区、湿陷性黄土或膨胀土等地区沼气池构造设计，还应符合现行关于原则 和规范规定。 6.2 荷载

13、 6.2.1 沼气池设计荷载，按 GBJ9 原则，按其性质可分为下列两类： a恒荷载：涉及构造自重、土压力(土竖向和侧向压力等； b活荷载：涉及水压力(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 作用于各部荷载 6.2.2.1 作用于池盖上荷载 a自重荷载：自重荷载按池盖材料而定，普通状况下，砖体容重取 19kN/m3，水泥砂浆 20KN/m3，混凝 土 2324KN/m3； b覆土荷载：由于池盖是削球形，因此覆土荷载是一种变量，它随半张角减少而相应减少 ，设计时，填 土容重普通取 18KN/m3 c活荷载：地面均布荷载原则值普通取

14、2KN/m2； d气压荷载：普通取 12kp。 6.2.2.2 作用于池墙上荷载： a由地面活荷载引起土压力； b地下水位以上土压力； c地下水位如下土压力； d地下水产生静水压力； e池内发酵料液液压荷载； f池内气压荷载。 6.2.2.3 作用于沼底上荷载： a垂直于池底内壁池气气压荷载； b池内发酵料液液压荷载； c池底边界以上所有能传来垂直荷载； d池底自重荷载； e地基土对池底反作用力； 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共计算。 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

15、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、地面活荷载联合伙用产生水平推力 。 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 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，空池状况在地下水、地面荷载、土压力联合伙用下为最不利状况。 6.3.4 池底荷载组合 空池为最不利状况，此时荷载为池底地基反力及沿圆周均匀分布池身线荷载。 在进行池底地基强度验算时，投料产气阶段

16、为最不利状况；在沼气池抗浮验算时，空池为最不利状况。 6.4 构造规定 6.4.1 用于修建沼气池砌块和砂浆，按 GBJ38821 1 规定，应符合下列强度级别规定： a烧结普通砖强度级别：MU10MU15 b混凝土砌块强度级别：MU15MU20 c石材强度级别：MU30MU40 d砂浆强度级别：砌筑砂浆M7.5、抹灰砂浆1：3。 6.4.2 用于修建沼气池混凝土，扫 GBJ10892 1.1 规定，应符合下列强度规定： a现浇混凝土强度级别不低于 C15； b预制钢筋混凝土强度级别不低于 C20。 依照 GBJ1089 第 7.1.1 条规定，预制钢筋混凝土板厚度不大于 150mm 时，钢筋间距不不不大于 200mm，钢 筋直径不不大于 6.5mm。 6.4.3 各部位断面规定： a球形池盖混凝土厚度不不大于 60mm； b池墙厚度：用于弧形墙砌块不不大于 60mm；混凝土现浇不不大于 60mm，方形池墙：砌块砌筑厚度不不大于 120mm，现浇混凝土厚度不不大于 100mm； c削球池底板混凝土厚度不不大于 60mm。 6.5 沼气池采用密封防腐涂料时，涂料应符合下列规定： a具备湿固性能好，吸水能力强水性涂料； b透气系数应不大于 1010cm3，cm/cm2，s，dapa； c具备与水泥砂浆良好亲合性。