/m /m 农村家用沼气池设计规范1、范围本标准规定了农村家用沼气池(以下简称沼气池 ) 设计原则要求几何尺寸的确定和结构设计。
本标准适用于砖、水泥为建筑材料，人畜粪便为主要发酵原料的半连续发酵的家用小型 (发酵间 10m 3以内 )水压式沼气池设计。
2、引用标准下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。
在标准出版时， 所示版本均为有效。
所有标准都会被修订， 使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。
GB/T4750---1984 农村家用水压式沼气池标准图集 GBJ 3---88 砌体结构设计规范 GBJ9---87 建筑结构荷载规范 GBJ10---89 混凝土结构设计规范3 、设计原则3.1 沼气池宜建在畜圈或厕所地表以下，进料间与人、畜粪入口相连通。
3.2 坚持适用、卫生、平面布局合理，外型美观。
3.3 池盖顶端复土厚度不小于 200mm 。
3.4 强度安全系数 K ≥ 2.65。
3.5 正常使用寿命 20 年以上。
4、设计要求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 。
34.1.2 产气率： 0.15m /m 4.1.3 投料量3· d ； 0.2m 3 3· d ； 0.25m 3 3· d ； 0.3m 3 /m 3·d 。
4.1.3.1 最小投料量按发酵间总容积的 50% 。
4.1.3.2 最大投料量按发酵间总容积的 90%。
4.1.4 贮气量 正常贮气量为日产气量的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。
在有条件的地 方，可将人粪便和牲畜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 发酵间的形状以圆形为主，受占地面积限制或地下水位较高的，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，在征得用户同意后，方可进行施工设计。
4.3.2.2 平面布局应符合下列要求： a)充分利用土地资源， 平面布局紧凑；b)厕所与畜圈分设； c) 进、出料方便； d)导气管和输气管不被损害；e)进、出料间中线夹角应大于 90°，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的沼气池应增设活动盖。
4.3.2.4 进、出料间都必须加盖板，盖板应采用具有足够强度等级的构件。
进、出料间四周应作表面处理。
4.4 厌氧发酵间容积4.4.1 发酵间容积计算公式V=(V1-V2)K1 ----------------------------------------------------- （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0.9～1.05。
4.4.1.1 发酵料液体积；V1=[(n1+n2)k2+n3]T--------------------------------------------- （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，d 取值m3；n2—是产牲畜粪便总量。
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0.5～1.0；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 发酵间的容积不小于 6.0m 3，(养猪超过10 头或养牛超过 3 头的农户)应采用其它工艺，进行施工设计时，应在有关参数上作调整。
5、沼气几何尺寸的确定5.1 发酵间容积和几何尺寸按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的几何尺寸。
发酵间总容积按下式计算：5.1.1 沼气池的直径根据用户平面布置确定。
5.1.2 发酵间池盖削球体净容积和矢高。
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—直径矢高的比值，取5～6。
5.1.2.2 按下式计算池盖削球体净容积Q1＝π/6f1(3R2-R)----------------------------------------------(5)式中：Q1—池盖削球体净容积m3；π—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-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/πR2-----------------------------------------------------------(7)式中：π—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。
5.1.4.1 按下式计算池底削球体矢高。
f2 ＝D/ α2---------------------------------------------------------------(8)式中：f2 —池底削球体矢高m；D—池身圆柱体直径m；α2—直径与池底矢高的比值，取值8～10。
5.1.5 按下式计算池底削球体净容积。
Q3=π/6f2(3R2-f22)--------------------------------------------------------------(9)式中：Q3—发酵间池底削球体净容积m3；π—圆周率，取 3.1416；f2 —池底削球体矢高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：ρ1=D2+4f12/8f1=R2+f1/2f1 --------------------------------------------------(11)式中：ρ1—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。
5.2.1.2 按下式计算池盖削球内表面积S1=2πρ 1f1= π(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；ρ1—池盖削球面曲率半径m；f1 —池盖削球面矢高m；π—圆周率，取 3.1416。
5.2.2 圆柱体池身内表面积S2＝πDH------------------------------------------------------------(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；π—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ρ2=D2+4f1 α2/8f2=R2+f22/2f-2-----------------------------(14)式中：ρ2—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=2πρ 2f2= π(R2+-f-2-2--)----------------------------------(15)式中：S3—池底削球体内表面积m2；ρ2—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；π—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)组成。
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＝720mm×420mm×80mm ，中部预留长×宽＝360mm×150mm 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同，为达到防蛆效果，应在中部方孔下增加高度120mm ，宽度为40mm 的防蛆线。
有条件的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圆管组成。
a) 上中长方形槽几何尺寸是长×宽×深＝600mm×320mm×500mm；b) 下中园管宜采用Φ200-Φ300预制混凝土管或现浇混凝土管，管与池墙角不小于30 °5.3.2 有条件的农户应在进料前增设人粪处理装置，其容积按下式计算：Q4＝n1 ×m×30÷1000-----------------------------------------------------------(16)式中：Q4—人粪处理坑容积m3；n1—人均日产粪便量kg；m—进厕人数，人；30—粪便处理时间，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要求：a)最大投料量水平线以上为水压间，水压间的断面(水平断面)可以是圆形，也可以是椭圆形或长主形；b) 发酵间与出料间相连通的门洞几何尺寸是：高度按 4.1.3 最小投料量计算，宽度500mm ～700mm 。
