农村户用沼气池

半塑式沼气池是以辽宁省能源研究所为主的一些 单位研制成功的一种池型。 1）构造
主要由进料口、出料口、发酵池、红泥塑料、导 气管和水封槽等组成。
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图3.3半塑式沼气池
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3.1.3 半塑式沼气池
2）工作原理
其池体为圆柱形，由一个红泥塑料制成的柔性罩 直接扣在池顶上，四周用编织带扣紧置于水封槽 中而成。这种池型，首先在我国辽宁省推广使用。 因为这个地区虽然年平均气温较低，但夏季光照 条件好，当地又有使用沼肥的习惯。为了满足每 日进出料的要求，在原池型上增加了进料口和出 料间。
3.1.1 水压式沼气池
3）特点
（a）优点
圆、小、浅”就是池体圆、体积小、入地浅；
“活动盖”，就是沼气池顶加活动盖板；
建池材料分布广泛，价廉易得； 工艺技术易于推广。
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3.1.1 水压式沼气池
3）特点
（b）缺点
一是由于气压反复变化，一般在4—16千帕(40—160厘米 水柱)，对池体强度和灯具、灶具的稳定燃烧不利。 二是由于活动盖直径不能加大，对以秸秆为主的发酵原 料，出料困难。
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3.2.1 建设原则、布局和选址
（1）建设原则
2）优先采用“圆、浅、小”池型
“浅”是指整个沼气池的埋置深度要浅。埋置深 度浅有利于充分利用太阳能，提高池温，提高产 气率。“浅”的另外一个意思是指主体设计要浅， 以扩大发酵液的表面积，有利于产气率的提高。 “小”是指在满足用气的前提下，尽量缩小沼气 池的容积。容积小，不仅能充分利用发酵原料， 解决原料不足的问题，而且节省建筑材料，降低 造价，同时易于控制和调节，提高产气率。
三是由于没有搅拌装置，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 0.15m3/m3左右。
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3.1.2 浮罩式沼气池
1）构造
浮罩式沼气池由发酵池和贮气浮罩组成。
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3.1.2 浮罩式沼气池
2）工作原理
这种沼气池将发酵池与贮气浮罩分开建造，其优 点是既保持了水压式沼气池的基本特点，又吸取 了浮罩式沼气池的优点。沼气池产生的沼气通过 输气管路源源不断地输送到贮气罩，贮气罩升高。 用气时，沼气内贮气罩压出，通过输气系统，送 到沼气燃具供使用。。
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3.2.1 建设原则、布局和选址
（2）布局
沼气池、禽猪舍、厕所“三结合”布置图如下。
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3.2.1 建设原则、布局和选址
（2）布局
沼气池、禽猪舍、厕所“三结合”布置图如下。
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（3）选址
1、沼气池的建设应与房屋及周围环境相协 调，以利于保持环境的优美与卫生； 2、为缩短沼气的输送距离，沼气池应尽量 靠近厨房，距离不宜超过25米。
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3.2.2沼气池的设计
如一个五口人的家庭，建造一个8～10 m3的沼气 池，管理得好，所产 沼气基本上能满足一家人一 年四季煮饭、烧水或点灯的需要。
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3.2.2沼气池的设计
沼气池的设计主要包括三部分的设计：
厌氧发酵间
进料间
出料间
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图3.5气压式沼气池结构图
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GB/T 4750-2002 户用沼气池标准图集p25
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沼气池选用的注意事项
各地家用沼气池的使用和建造者，必须详细了解 各种沼气池型的优缺点； 结合当地的使用条件，选择合适的池型进行建造 使用；
在使用中不断总结经验以创造出更适合本地的沼 气池型。
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3.2 水压式沼气池的布局与设计
3.2.1 建设原则、布局和选址 （1）建设原则 1）“三结合”建池 即将沼气池与圈舍、厕所建在一起，并相互连通， 使人畜粪便随时流入沼气池，以达到经常进料的 目的。这种池型，不但能保证沼气池内有充足的 原料，保证均衡产气，而且有利于改善农村的环 境卫生，杀灭蚊蝇，减少疾病的发生。
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3.2.2沼气池的设计
3.2.2.1厌氧发酵间容积 （1） 发酵间容积计算公式 V=(V1-V2)K1 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0.9～1.05。
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3.2.2.1厌氧发酵间容积
1）发酵料液体积——V1 V1=[(n1+n2)k2+n3]T
浮渣大部分被池供压入发酵液中，可以使发酵原
料更好地发酵产气。因为装满料，混凝土池壁浸 水后，气密性大为提高，致使产气率较高，一般 比水压式池提高30％左右。
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3.1.2 浮罩式沼气池
3）特点
缺点
占地面积大
建池成本高(比同容积的水压式池型增加30％左
右)
施工难度大
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3.1.3 半塑式沼气池
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3.2.1 建设原则、布局和选址
（1）建设原则
2）优先采用“圆、浅、小”池型
“圆”指圆筒形和球形沼气池。因为球体的表面 积最小，可以省工、省料，圆筒形尽管在相同体 积下表面积较球体的大，但施工方便；同时，池 壁厚度可比长方形结构小30-40%，池体受力均匀， 不易损坏；另外，圆筒形和球形沼气池的内壁没 有直角，容易密封。
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图3-1 水压式沼气池
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3.1.1 水压式沼气池
2）工作原理
气压水：当沼气池内产生沼气时，沼气集中在贮
气间内，随着沼气的增多，池体内的压力不断加 大，此时沼气压迫发酵料液进入水压间。
水压气：当用气时，贮气间的沼气被释放出，此
时水压间的料液进入发酵间。 如此“气压水、水压气”反复进行。
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(d)进出料方便安全，节省劳力。
(e)可放置在小型围墙塑料棚内，便于增温和保温。
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3.1.4 罐式沼气池
2）缺点
(a)产气量不均匀。该罐装满料4～5天后即可产气 燃烧。8～10天后日产气量即达高峰。大约维持2 个月后，产气量即下降。形成产气量大时，气用 不完；产气量少时，气不够用的状况。
(b)由于没有贮气装置，产气高峰时，沼气压力可 达0.11～0.15MPa(即1.1～1.5个大气压力)，是水压 式沼气池的10倍左右。这就要求沼气铁田的焊接 质量一定要牢靠，而且沼气管道大部分需采用水 煤气管，使其投资有所增加。
农村用沼气池大致可分为两类，一类为沼气工程， 通常容积大于25m3，属大型沼气池，另一类是小 型沼气池，即户用沼气池。 沼气工程（ biogas engineering）定义以规模化厌 氧消化为主要技术，集污水处理、沼气生产、资 源化利用为一体的系统工程。
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沼气效益分析
一是能源效益。
8-10立方米沼气池年产沼气450立方米，解决3-5口 之家农户10-12个月的生活燃料，节煤约1吨（约合 近1600块煤球）价值约800余元，节电100度约60 元，合计将近1000元。
3、沼气池应远离公路与铁路，并避开竹林 与树林，以免对沼气池造成震动与损害。
4、尽量选择地基好、地下水位较低和背风 向阳的地方建池。
5、沼气池应当与猪栏、厕所连通修建，做 到“三结合”，便于粪便自流入池。
6、建池技工应经过沼气技术培训，须持有 沼气行政部门颁发的上岗证，并要按国家 标准进行施工与验收。
第三章 农村户用沼气池 目 录
3.1户用沼气池的分类和工作原理 3.2 水压式沼气池的布局与设计 3.3 建池材料要求 3.4户用沼气池施工操作规程 3.5砖砌圆筒形沼气池施工 3.6混凝土预制板沼气池施工
3.7密封层施工
3.8沼气池整体施工质量检验方法 3.9地下水处理
3.10安全建池
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农村用沼气池分类
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3.2.1 建设原则、布局和选址
（2）布局
沼气池、禽猪舍、厕所“三结合”布置图如下。
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3.2.2沼气池的设计
容积的大小原则上应根据用途和用量来确定。池 子太小，产气就少，不能保证生产、生活的需要； 池子太大，往往由于发酵原料不足或管理跟不上 去等原因，造成产气率不高。
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3.2.2沼气池的设计
目前，我国农村沼气池产气率普遍不够稳定，夏 天一昼夜每立方米池容约可产气0.15 m3 ，冬季约 可产气0 .1 m3左右，一般农村五口人的家庭，每天 煮饭、烧水约需用气1.5 m3 (每人每天生 活 所需的 实际耗气量约为0.2 m3 ，最多不超过0.3 m3 )。同时， 应考虑生产用肥。因此 ，农村建池，每人平均按 1.5～2立方米的有效容积计算较为适宜(有效容积 一般指发酵间和 贮气箱的总容积)。
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沼气效益分析
五是环卫效益
一池三改（改厕,改圈 和改厨同步设计），杀虫杀 菌，杜绝许多疾病传染源，改善农村卫生环境， 提高农民的健康水平。
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3.1户用沼气池的分类和工作原理
户用沼气池分水压式沼气池、浮罩式沼气池、 半塑式沼气池和罐式沼气池四种基本类型。
3.1.1 水压式沼气池
推广数量占农村沼气池总量的95％以上。 1）构造 沼气池主要由发酵间、贮气间、水压间、进 料管、出料管和导气管组成。
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3.1.4 罐式沼气池
又称铁沼气罐。这种池是由吉林省农科院土肥所 研制成功的。它采用于发酷工艺，用钢板焊制一 个容积为2m3、卧式圆柱形的沼气装置。 适用于我国内蒙古及西北各干旱、太阳能资源丰 富和缺少砂石的地区。
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3.1.4 罐式沼气池
1）优点
(a)制造、运输、安装均方便。
(b)可以大量利用牛、马粪便和秸草等低质燃料、 水量少。 (c)产气率高。每天可达1.0-1.55m3/m3。
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/（人•d）～0.0013m3/ （人•d）取值；
n2—是产牲畜粪便总量。按养猪头数×0.15m3/（头•d）～0.15m3/（头 •d）取值；
n3---每日舍外能定量收集粪便总量m3
k2---收集系数，取值0.5～1.0；
（1）发酵间容积和几何尺寸 1）沼气池的直径根据用户平面布置确定
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 。
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3.2.2.1厌氧发酵间容积
2）气室容积——V2 V2＝1/2•V1K3
式中：V1---发酵料液体积m3；
V2 ---气室容积m3；
K3 ---原料产气率，按（0.2～0.4）m3/（m3•d）取 值。
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3.2.2.2沼气几何尺寸的确定
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3.1.2 浮罩式沼气池
3）特点
优点
沼气压力较低而且稳定——般压力为2-2．5干帕
(20-25厘米水柱)，有利于沼气灶、灯燃烧器具的 稳定使用。
发酵液不经常出入出料间，保温效果好。
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3.1.2 浮罩式沼气池
3）特点
优点
由于发酵池与贮气浮罩分离，沼气池可以多装料。
其发酵容积比同容积的水压式池增加10％以上。
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沼气作为生活能源
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沼气做饭
沼气照明
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沼气效益分析
二是经济效益
一方面“三沼”利用与农业生产相结合，气肥、 沼气储粮、沼渣肥田栽蘑菇养蚯蚓、沼液浸种、 喂猪等，改善品质增加收入。另一方面促进养殖 业发展，增加收入
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沼气二氧化碳施肥
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沼液浸种
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沼液作营养液进行无土栽培生产
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利用沼液种植无公害蔬 菜——质优 价高 成本低
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利用沼液种植草莓，长势好，病虫少，果多质优价高
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沼液施肥
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沼液施肥
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沼液施肥
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沼渣栽培蘑菇
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沼气效益分析
三是生态效益
缓解能源紧张，减少树木砍伐，保持和恢复森林 植被，促进生态环境的改善。（结合退耕还林 讲），一座10立方米的沼气池一年的产能量相当 于3亩薪炭林。
四是社会效益
减轻妇女劳动强度，解决部分剩余劳动力，劳动 消费，增强农民科技意识。
(d)管理方便。只要把池顶上的塑料薄膜拉开，大 进大出料都很方便。
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3.1.3 半塑式沼气池
缺点
(a)塑料薄膜容易老化
(b)沼气压力低，一般不大于1kPa(即10厘米水柱)。 这样的压力，需要配用低压沼气燃具。 (c)使用时间短。由于塑料薄膜沼气池直接接触大 气，受气温影响很大。一般要在昼夜最低气温高 于l0℃和光照好的条件下，才有较好的效果。 (d)由于池顶是塑料薄膜，不容易保护，还应注意 人畜安全。
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3.1.3 半塑式沼气池
优点
(a)结构简单，施工方便。一家一户用的池容积一 般为4m3，只需要一个劳动日就可以挖成。只要所 用的塑料薄膜质量有保证，基本上建一个成功一 个。
(b)投资少，成本低。修建半塑式沼气池所花的成 本，一般为水压式池型的1/2左右。
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3.1.3 半塑式沼气池
优点
(c)由于池子比较浅、液面比较大、塑料薄膜吸热 保温性能好。所以这种池子内的温度一般要比地 下池高6～10℃，产气率提高1倍以上。产气率每 天可达0.3-0.45m3/m3。