沼气池的设计

.1 沼气池的设计原理

建造 “模式 ”中的沼气池，首先要做好设计工作。总结多年来科学实验和生产实践的经 验，设计与模式配套的沼气池必须坚持下列原则：

(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，使人畜粪便不断进入沼气池内，保证正常产气、持续产气，并有利于粪便管理，改善环境卫生，沼液可方便地运送到日光温室蔬菜地里作肥料使用。

(2) 坚持 “圆、小、浅 ”的原则 “圆、小、浅 ”是指池型以圆柱形为主，池容 6～ 12立方米 ，池深 2米左右，圆形沼气池具有以下优点：第一，根据几何学原理，相同容积的沼气池，圆形比方形或长方形的表面积小，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，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。无论南方、北 方，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，是指主池容积不宜过大。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，进料口加箅子、出料口加盖的原则 直管进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。

.2 沼气池的设计依据

设计与 “模式 ”配套的沼气池，制定建池施工方案，必须考虑下列因素：

(1) 选择池基应考虑土质 建造沼气池，选择地基很重要，这是关系到建池质量和池子寿命 的问题，必须认真对待。由于沼气池是埋在地下的建筑物，因此，与土质的好坏关系很大。土质不同，其密度不同，坚实度也不一样，容许的承载力就有差异。而且同一个地方，土层也不尽相同。如果土层松软或沙性土或地下水位较高的烂泥土，池基承载力不大，在此 处建池，承受不了，必然引起池体沉降或不均匀沉降，造成池体破裂，漏水漏气。一般自然土层，每平方米容许承载力都超过 10吨以上，在这样的自然土层上建造沼气池，是没有 什么问题的。因此，池基应该选择在土质坚实、地下水位较低，土层底部没有地道、地窖、渗井、泉眼、虚土等隐患之处；而且池子与树木、竹林或池塘要有一定距离，以免树根、竹 根扎入池内或池塘涨水时影响池体，造成池子漏水漏气；北方干旱地区还应考虑池子离水源和用户都要近些，若池子离用户较远，不但管理 (如加水、加料等 )不方便，输送沼气的管道也要很长，这样会影响沼气的压力，燃烧效果不好。此外，还要尽可能选择背风向阳 处建池。

(2) 设计池子应考虑荷载 确定荷载是沼气池设计中一项很重要的环节。所谓荷载，是指单 位面积上所承受的重量。如果荷载确定过大，设计的沼气池结构截面必然过大，结果用料过 多，造成浪费；如果荷载确定过小，设计的强度不足，就容易造成池体破裂。荷载的计算标准一般为：池身自重 (按混凝土量计算 )每立方米为 2.5吨左右，拱顶覆土每立方米为 2吨左 右， 池内发酵原料每立方米容积为 1.2吨左右，沼气池产气后池内每平方米受压为 1吨左右。此外 ，经常出现在池顶的人、畜等压力以最大量考虑为 1吨左右。所以，地基和承载力至少不能 小于每平方米 8吨。

(3) 设计池子应考虑拱盖的矢跨比和池墙的质量

建造沼气池，一般都用脆性材料，受压性 能较好，抗拉性能较差。根据削球形拱盖的内力计算，当池盖矢跨比在 1∶ 5.35时，是池盖 的环向内力变成拉力的分界线；大于这个分界线，若不配以钢筋，池盖则可能破裂，因此，在设计削球形池拱盖时矢跨比 (即矢高与直径之比。矢高指拱脚至拱顶的垂直距离 )一般在 1∶ 4～ 1∶ 6之间；在设计反削球形池底时矢跨比为 1∶ 8左右 (具体的比例还应根据池子大小、 拱盖跨度及施工条件等决定 )。注意在砌拱盖前要砌好拱盖的蹬脚，蹬脚要牢固，使之能承受拱盖自重、覆土和其他荷载 (如畜圈、厕所等 )的水平推力 (一般说来，一个直径为 5米，矢 跨比为 1∶ 5，厚度为 10厘米的混凝土拱盖，其边缘最大拉力约为 10吨 )，以免出现裂缝和下 塌的危险；其次，池墙质量必须牢固。池墙基础 (环形基础 )的宽度不得小于 40厘米 (这是工程构造上的最小尺寸 )，基础厚度不得小于 25厘米。一般基础宽度与厚度之比，应在 1:(1.5～ 2)范围内为好。 [FS:PAGE]