1.范圍
本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了農(nóng)村家用沼氣池(以下簡稱沼氣池)設(shè)計(jì)原則要求幾何尺寸的確定和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。
本標(biāo)準(zhǔn)適用于磚、水泥為建筑材料,人畜糞便為主要發(fā)酵原料的半連續(xù)發(fā)酵的家用小型(發(fā)酵間10m3以內(nèi))水壓式沼氣池設(shè)計(jì)。
2.引用標(biāo)準(zhǔn)
下列標(biāo)準(zhǔn)所包含的條文, 通過在本標(biāo)準(zhǔn)中引用而構(gòu)成為本標(biāo)準(zhǔn)的條文。在標(biāo)準(zhǔn)出版時(shí), 所示版本均為有效。所有標(biāo)準(zhǔn)都會(huì)被修訂, 使用本標(biāo)準(zhǔn)的各方應(yīng)探討使用下列標(biāo)準(zhǔn)最新版本的可能性。
GB/T4750——1984農(nóng)村家用水壓式沼氣池標(biāo)準(zhǔn)圖集
GBJ3——88 砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范
GBJ9——87 建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范
GBJ10——89 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范
3.設(shè)計(jì)原則
3.1 沼氣池宜建在畜圈或廁所地表以下, 進(jìn)料間與人、畜糞入口相連通。
3.2 堅(jiān)持適用、衛(wèi)生、平面布局合理, 外型美觀。
3.3 池蓋頂端復(fù)土厚度不小于200mm。
3.4 強(qiáng)度安全系數(shù)K≥2.65。
3.5 正常使用壽命20年以上。
4.設(shè)計(jì)要求
4.1 設(shè)計(jì)技術(shù)參數(shù)
4.1.1 沼氣壓力。最大工作壓力13KPa。
4.1.2 產(chǎn)氣率:0.15m3/m3,d； 0.2 m3/m3,d； 0.25 m3/m3,d； 0.3 m3/m3,d。
4.1.3 投料量
4.1.3.1 最小投料量按發(fā)酵間總?cè)莘e的50%。
4.1.3.2 最大投料量按發(fā)酵間總?cè)莘e的90%。
4.1.4 貯氣量正常貯氣量為日產(chǎn)氣量的50%。
4.2 工藝流程
人畜糞便( 青草及農(nóng)業(yè)廢物)→進(jìn)料間→厭氧發(fā)酵間→水壓( 出料) 間→農(nóng)田。在有條件的地方, 可將人糞便和牲畜糞便分兩處進(jìn)料口進(jìn)入?yún)捬醢l(fā)酵間。
4.3 形狀及平面布局
形狀及平面布局按GB/T4750選用。
4.3.1 發(fā)酵間的形狀以圓形為主, 受占地面積限制或地下水位較高的, 可將發(fā)酵間設(shè)計(jì)成橢球形或單跨拱長方形。
4.3.2 平面布局
4.3.2.1 沼氣池應(yīng)有平面布局設(shè)計(jì),在征得用戶同意后, 方可進(jìn)行施工設(shè)計(jì)。
4.3.2.2 平面布局應(yīng)符合下列要求:
a) 充分利用土地資源, 平面布局緊湊；
b) 廁所與畜圈分設(shè)；
c) 進(jìn)、出料方便；
d) 導(dǎo)氣管和輸氣管不被損害；
e) 進(jìn)、出料間中線夾角應(yīng)大于90°,進(jìn)料間蹲位板面應(yīng)高于發(fā)酵間平面, 出料間應(yīng)低于發(fā)酵間平面。
4.3.2.3 采用鋼筋混凝土板建池或有進(jìn)草料習(xí)慣的沼氣池應(yīng)增設(shè)活動(dòng)蓋。
4.3.2.4 進(jìn)、出料間都必須加蓋板,蓋板應(yīng)采用具有足夠強(qiáng)度等級(jí)的構(gòu)件。進(jìn)、出料間四周應(yīng)作表面處理。
4.4 厭氧發(fā)酵間容積
4.4.1 發(fā)酵間容積計(jì)算公式V=(V1- V2)K1----------(1)
式中:
V——發(fā)酵間容積m3；
V1——發(fā)酵料液體積m3；
V2——?dú)馐胰莘em3；
K1——容積保護(hù)系數(shù), 取0.9～1.05。
4.4.1.1 發(fā)酵料液體積；V1=〖( n1+n2) k2+n3〗T----------(2)
式中:
V1——發(fā)酵料液體積m3； n1是產(chǎn)人糞便總量。按常住人口×0.006m3 /個(gè), d～0.0013m3/個(gè), d取值m3；
n2——是產(chǎn)牲畜糞便總量。
按養(yǎng)豬頭數(shù)×0.006m3 /頭, d～0.15m3 /頭, d取值m3；
n3——每日舍外能定量收集糞便總量m3
k2——收集系數(shù), 取值0.5～1.0；
T——原料滯留期(d) ；蔬菜區(qū)t取30, 平原農(nóng)業(yè)區(qū)取35, 丘陵農(nóng)區(qū)取40。
4.4.1.2 氣室容積
V2=1/2V1K3----------(3)
式中:
V1——發(fā)酵料液體積m3；
V2——?dú)馐胰莘em3；
K3——原料產(chǎn)氣率, 按本規(guī)范4.1.2取值。
4.4.2 發(fā)酵間的容積不小于6.0 m3,(養(yǎng)豬超過10頭或養(yǎng)牛超過3頭的農(nóng)戶)應(yīng)采用其它工藝, 進(jìn)行施工設(shè)計(jì)時(shí), 應(yīng)在有關(guān)參數(shù)上作調(diào)整。
5.沼氣幾何尺寸的確定
5.1 發(fā)酵間容積和幾何尺寸按4.4.1計(jì)算出容積后, 再按下式計(jì)算池蓋削球體,池底削球體和圓柱體池身的幾何尺寸。發(fā)酵間總?cè)莘e按下式計(jì)算:
5.1.1 沼氣池的直徑根據(jù)用戶平面布置確定。
5.1.2 發(fā)酵間池蓋削球體凈容積和矢高。
5.1.2.1 按下式計(jì)算池蓋削球體矢高。
f1=D/a1----------(4)
式中:
f1——池蓋削球體矢高m；
D——圓柱體形池身直徑m；
a1——直徑矢高的比值, 取5～6。
5.1.2.2 按下式計(jì)算池蓋削球體凈容積
Q1=π/6f1( 3R2- R)----------(5)
式中:
Q1——池蓋削球體凈容積m3；
π——圓周率, 取3.1416；
f1——池蓋削球體矢高m；
R——池身圓柱體內(nèi)半徑m。
