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沼氣池的設計

沼氣池的設計

.1 沼氣池的設計原理

建造 模式 中的沼氣池,首先要做好設計工作?偨Y多年來科學實驗和生產實踐的經 驗,設計與模式配套的沼氣池必須堅持下列原則:

(1) 必須堅持 四結合 原則 四結合 是指沼氣池與畜圈、廁所、日光溫室相連,使人畜糞便不斷進入沼氣池內,保證正常產氣、持續產氣,并有利于糞便管理,改善環境衛生,沼液可方便地運送到日光溫室蔬菜地里作肥料使用。

(2) 堅持 圓、小、淺 的原則 圓、小、淺 是指池型以圓柱形為主,池容 612立方米 ,池深 2米左右,圓形沼氣池具有以下優點:第一,根據幾何學原理,相同容積的沼氣池,圓形比方形或長方形的表面積小,比較省料。第二,密閉性好,且較牢固。圓形池內部結構 合 理,池壁沒有直角,容易解決密閉問題,而且四周受力均勻,池體較牢固。第三,我國北方氣溫較低,圓形池置于地下,有利于冬季保溫和安全越冬。第四,適于推廣。無論南方、北 方,建造圓形沼氣池都有利于保證建池質量,做到建造一個,成功一個,使用一個,鞏固一個,積極穩步地普及推廣。小,是指主池容積不宜過大。淺,是為了減少挖土深度,也便 于避開地下水,同時發酵液的表面積相對擴大,有利于產氣,也便于出料。

(3) 堅持直管進料,進料口加箅子、出料口加蓋的原則 直管進料的目的是使進料流暢,也 便于攪拌。進料口加箅子是防止豬陷入沼氣池進料管中。出料口加蓋是為了保持環境衛生,消滅蚊蠅孳生場所和防止人、畜掉進池內。

.2 沼氣池的設計依據

設計與 模式 配套的沼氣池,制定建池施工方案,必須考慮下列因素:

(1) 選擇池基應考慮土質 建造沼氣池,選擇地基很重要,這是關系到建池質量和池子壽命 的問題,必須認真對待。由于沼氣池是埋在地下的建筑物,因此,與土質的好壞關系很大。土質不同,其密度不同,堅實度也不一樣,容許的承載力就有差異。而且同一個地方,土層也不盡相同。如果土層松軟或沙性土或地下水位較高的爛泥土,池基承載力不大,在此 處建池,承受不了,必然引起池體沉降或不均勻沉降,造成池體破裂,漏水漏氣。一般自然土層,每平方米容許承載力都超過 10噸以上,在這樣的自然土層上建造沼氣池,是沒有 什么問題的。因此,池基應該選擇在土質堅實、地下水位較低,土層底部沒有地道、地窖、滲井、泉眼、虛土等隱患之處;而且池子與樹木、竹林或池塘要有一定距離,以免樹根、竹 根扎入池內或池塘漲水時影響池體,造成池子漏水漏氣;北方干旱地區還應考慮池子離水源和用戶都要近些,若池子離用戶較遠,不但管理 (如加水、加料等 )不方便,輸送沼氣的管道也要很長,這樣會影響沼氣的壓力,燃燒效果不好。此外,還要盡可能選擇背風向陽 處建池。

(2) 設計池子應考慮荷載 確定荷載是沼氣池設計中一項很重要的環節。所謂荷載,是指單 位面積上所承受的重量。如果荷載確定過大,設計的沼氣池結構截面必然過大,結果用料過 多,造成浪費;如果荷載確定過小,設計的強度不足,就容易造成池體破裂。荷載的計算標準一般為:池身自重 (按混凝土量計算 )每立方米為 2.5噸左右,拱頂覆土每立方米為 2噸左 右, 池內發酵原料每立方米容積為 1.2噸左右,沼氣池產氣后池內每平方米受壓為 1噸左右。此外 ,經常出現在池頂的人、畜等壓力以最大量考慮為 1噸左右。所以,地基和承載力至少不能 小于每平方米 8噸。

(3) 設計池子應考慮拱蓋的矢跨比和池墻的質量

建造沼氣池,一般都用脆性材料,受壓性 能較好,抗拉性能較差。根據削球形拱蓋的內力計算,當池蓋矢跨比在 15.35時,是池蓋 的環向內力變成拉力的分界線;大于這個分界線,若不配以鋼筋,池蓋則可能破裂,因此,在設計削球形池拱蓋時矢跨比 (即矢高與直徑之比。矢高指拱腳至拱頂的垂直距離 )一般在 1416之間;在設計反削球形池底時矢跨比為 18左右 (具體的比例還應根據池子大小、 拱蓋跨度及施工條件等決定 )。注意在砌拱蓋前要砌好拱蓋的蹬腳,蹬腳要牢固,使之能承受拱蓋自重、覆土和其他荷載 (如畜圈、廁所等 )的水平推力 (一般說來,一個直徑為 5米,矢 跨比為 15,厚度為 10厘米的混凝土拱蓋,其邊緣最大拉力約為 10),以免出現裂縫和下 塌的危險;其次,池墻質量必須牢固。池墻基礎 (環形基礎 )的寬度不得小于 40厘米 (這是工程構造上的最小尺寸 ),基礎厚度不得小于 25厘米。一般基礎寬度與厚度之比,應在 1:(1.52)范圍內為好。 [FS:PAGE]

 
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