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１引言随着“十一五”国家政策向中小城镇和农村地区的倾斜，未来中国中小城镇和新农村建设将会以前所未有的速度快速发展，城镇和农村地区居民生产生活污水的排放量也会以数倍、甚至十几倍的速度增长，由于各地的经济状况、环保意识、人群素质等原因，再加上生活污水处理设施不配套或不完善，污水处理设施的建造与运行远远滞后于新增加的污染量，污染物大量累积，这势必加剧中国水环境的恶化程度。
２农村生活污水处理技术选择农村房屋沿河流建设，由于没有污水处理系统，污水基本上随意排放，部分排在沟渠。
排放最终地点为河流、池塘和经下渗到土壤中。
大部分村镇污水排放源比较分散，所以单位面积的排污管网密度要大于城市。
如果采用传统的集中式污水处理系统，村镇排污管网铺设费用昂贵，然而村镇污水的人均产生量不足城市的１／３，所以一定时间内管网单位长度的物流通量非常低，高密度的污水收集系统不适用于大部分农村。
由于村镇污染特点不同于城市地区，难以直接采用城市污染治理技术模式。
为了减少投入，势必要求工艺和设备简单、占地少，以尽可能地降低造价；另一方面又要求工艺成熟而且可靠，维护工作量少，技术要求低。
２０世纪８０年代以来，中国各级农村能源部门针对中小城镇生活污水的特点，开始研究利用农村家用水压式沼气池代替城镇楼房住宅化粪池，分散处理城镇生活污水和粪便的技术。
经过２０多年的摸索与实践，温州市农村能源办公室在推广应用中，形成了一套技术成熟可靠的处理方法———“生活污水净化沼气技术”。
３生活污水净化沼气技术介绍生活污水净化沼气技术，以与环境协调、无动力、低造价、低运行管理成本和高处理效率为指导思想，采用厌氧消化技术与兼性生物过滤、人工湿地等技术相结合的工艺，对生活污水进行处理，处理后的出水达到《粪便无害化卫生标准》和《污水综合排放标准》（ＧＢ８９７８—１９９６）Ⅰ级排放标准。
技术流程如图１：运用生活污水净化沼气技术处理农村生活污水王建，叶振宇，周祖荣（温州市农村能源办公室，浙江温州３２５００９）摘要：生活污水净化沼气技术，采用厌氧消化技术与兼性生物过滤、人工湿地等技术相结合的工艺，对生活污水进行处理，很适合在难以纳入城市污水管网的广大农村地区推广使用。
课程设计说明书题目: 农村家用沼气池设计院系：地球与环境学院专业班级：环境工程班学号：学生姓名：指导教师：2014 年 1 月 9 日安徽理工大学课程设计（论文）任务书地球与环境学院院系环境工程教研室年月日目录1 概论 (4)1.1 设计任务和内容 (4)1.1.1 设计内容 (4)1.1.2 水压式沼气池设计任务 (4)1.1.3 课程设计原则 (5)1.1.4 工程设计范围 (5)1.2 项目的背景及建设的必要性 (5)1.3 沼气的基本知识 (6)1.4 水压式沼气池基本知识 (7)1.4.1 水压式沼气池的特点 (7)1.4.2 沼气池采用中温厌氧发酵 (7)2 厌氧发酵工艺流程说明 (8)3 沼气池体部分的设计计算 (8)3.1 发酵原料 (9)3.2 沼气池体部分设计计算 (9)3.2.1 设计参数 (9)3.2.2 发酵间的设计 (10)3.2.3 水压间的设计 (14)4 配套设施的设计计算 (15)4.1 换热器的计算 (15)4.2 吸收塔的计算 (17)5 设计总结 (20)6参考文献 (20)1 概论1.1 设计任务和内容1.1.1 设计内容根据基础资料，设计一个方案，对农业固体废物畜禽粪便和秸秆进行厌氧发酵处理，温度低的时候对原料进行换热，使进口温度满足中温厌氧发酵，出口气体吸收其中的硫化氢，沼气经净化之后达到《恶臭污染物控制标准》（GB14554-93）中二级新扩改建标准。
控制标准如表1所示：表1 恶臭污染物厂界标准值沼气中的臭气主要为H2S，而H2S的含量为0.034%，经过吸收塔的吸收后就可以达到排放标准。
1.1.2 水压式沼气池设计任务（1）设计题目水压式沼气池设计（2）主要设计任务①水压式沼气池尺寸设计：沼气池主体容积、高度、直径、水压间容积、高度、直径。
②配套设施：换热器的传热面积、管长、管径、标准换热器选型；吸收塔填料层高度、塔径、总压力等。
③换热器和吸收塔采用间歇式操作，一次厌氧发酵时间为30天，比较冷的月份分两个区间，从1月份到3月份，从10月份到1月份是比较冷的时间，所以需要用到换热器；产生的气体要经过吸收才能达到《恶臭污染物控制标准》，所以要用到吸收塔。
农村生活污水生态处理图例
农村生活污水处理可采用“预处理+生态处理”工艺，不必像城镇及其周边农村采用生化处理那样复杂。
家庭化粪池是最基本的预处理措施，其他后续预处理工艺是否需要增加或增加到什么排水标准等级需要视气候条件、地形地貌与地质状况、环境容量、人口基数、人口密度、种养殖状况、排水去向等情况而定。
生态处理可利用荒地、农田、沟渠塘等建成稳定塘、人工湿地、净化带等形式。
这些生态处理设施可美化成生态景观。
基本工艺：家庭化粪池+生态处理
家庭化粪池应作为农村生活污水（黑水等高浓度有机污水）处理的必备设施加以强制建设。
强化工艺：家庭化粪池+预处理+生态处理
预处理可以是厌氧处理、兼氧处理、好氧处理、砾石过滤等及其组合，视具体情况而定。
曾看到一大型居住小区，用适度降低出水标准的城镇生化处理作预处理工艺，后加人工湿地公园，既处理了生活
污水，又建造了一休闲娱乐场所。
农村生活污水处理设计案例及分析随着农村城镇化的不息推行，农村地区的生活污水处理成为了亟待解决的环境问题。
本文将介绍两个农村生活污水处理设计案例，并对其进行分析。
案例一：地域特点机灵运用，污水处理效果显著该案例发生在一个山区农村，地势较为陡峭，处理的是50多个家庭的污水。
由于地势高差较大，处理站的设计接受了底部进水和顶部排水的方式。
进水口设置在底部，通过管道将污水引至处理站，再经过格栅、沉砂池和好氧池，最终经过消毒处理后排入河流。
处理站的底部有一块开口，便利排出厌氧池的污泥，并接受了厌氧发酵技术将污泥处理成有机肥。
该设计案例充分利用了地势的优势，通过重力作用将污水运输至处理站，缩减了泵送所需的能源消耗和运维成本。
同时，通过格栅、沉砂池和好氧池的组合处理，有效去除了悬浮物、颗粒物和有机污染物。
最终的消毒处理措施保证了排放水质达标，对环境的影响最小化。
案例二：多级物理化学处理，适应不同状况的农村污水处理该案例发生在一个平原地区的农村，涉及100多个家庭的污水处理。
思量到农村污水中的营养物质和重金属等含量较高，处理站的设计接受了更为复杂的多级物理化学处理工艺。
处理站由格栅、旋流沉砂池、调整池、曝气池、二沉池和过滤池组成。
污水经过一系列处理后，最终净化水排放到自然水体或用于浇灌。
格栅的设置可以有效去除污水中的固体悬浮物，旋流沉砂池则用于去除污水中的沙粒和砂粒。
调整池通过负荷均衡和调整pH值等，使污水得到初步净化。
曝气池内设置曝气装置，增加氧气供给量，加速有机物的氧化降解。
二沉池用于深度沉淀，清除污水中残余的悬浮物。
最后，过滤池利用多层过滤材料进一步去除有害物质，净化水质。
该设计案例针对农村污水的特点进行了针对性的处理，充分思量了营养物质和重金属等的去除。
多级物理化学处理工艺可以使污水得到全面净化，达到农村生活用水和环境保卫的要求。
在以上两个设计案例中，我们可以看到针对农村生活污水的处理设计需要思量地域特点、水质特点和治理需求等因素。
农村家用沼气工程设计方案一、前言随着我国农村经济的快速发展，农村生活水平逐渐提高，对清洁能源的需求也越来越大。
传统的煤气、柴火等能源不仅污染环境，而且供应不稳定，给农村居民生活带来了很多不便。
因此，在提高农村居民生活质量，改善环境污染方面，发展农村家用沼气工程是十分必要和迫切的。
二、沼气的特点沼气是一种清洁、绿色的可再生能源，主要成分是甲烷和二氧化碳，气味清淡，易燃，无毒无害。
沼气具有高热值，以每升沼气计算，其热值高达22,000卡，燃烧后副产物中的二氧化碳对环境无污染，而且燃烧产生的温度高，有不少余热可供加工或取暖等用途。
使用沼气作为能源，在生活、烹饪、温水供应等方面都有着很好的应用前景。
三、家用沼气工程设计方案1、地形环境选址家用沼气工程的选址应该考虑到地势平坦，避免在山地或地势较高的地方选址。
同时，选址应该考虑到周边居民住宅的集中程度，以便后期输送沼气到各用户处。
2、沼气池设计对于家用沼气工程而言，沼气池的设计是至关重要的。
一般家用沼气工程采用生态型沼气池，生态沼气池是在充分利用厌氧发酵的同时，利用灌溉和人工加热等主动管理手段，使之形成生态系统，提高沼液中微生物活性，加速有机废弃物的降解和沼气的产生。
3、沼气生产工艺家用沼气工程的生产工艺一般采用粪便发酵产气法。
首先应将干的牛粪、猪粪等动物粪便和一定比例的水混合搅拌，并投入沼气池中进行发酵。
为了提高沼气产生的效率，可以适当添加一些农作物秸秆、餐厨垃圾等有机废弃物，以提高原料的有机物含量和增加有机物的降解速度。
4、沼气输送系统设计家用沼气的输送系统一般是通过管道输送到各用户的户内燃气灶、热水器等设备上。
在输送系统设计中，应该充分考虑管道的防腐蚀、防爆等问题，并保证输送的沼气质量不受影响，做到安全、稳定、高效地输送沼气到用户处。
5、利用系统设计家用沼气工程在提供沼气的同时，还可以充分利用沼气产生的沼液进行农田灌溉、肥料的生产等方面，实现资源的综合利用。
农村生活污水处理技术案例——生活污水净化沼气池（适用于自然村庄）一、适用条件、地区适用于自然地形复杂的农村自然村、组，一般规模在10户左右，农户生活污水经地下管道收集后依地势就地、分散建造净化池，建池地点一般在河浜和农田排渠旁。
二、处理技术介绍1、处理原理生活污水净化池技术原理是将厌氧消化与兼氧生物过滤相结合，分解去除污水中的大部分有机质，实现达标排放。
生活污水先经两级厌氧、沉淀处理，去除、降解污水中的大颗粒、大分子有机物，再经兼氧生物过滤，利用填料表面慢慢形成的生物膜进一步消化有机质，污水在该区采用上流式，每级设跌落，最后出水经滤板过滤后达标排放。
2、技术流程生活污水沉砂窨井厌氧池后处理滤池达标排放3、技术参数（1）净化池分前后两个处理区，前面为厌氧区，后面为兼氧生物过滤区，前后处理区池容比为2：1；（2）该净化池适用于地形复杂的农村自然村庄，池容按每户1立方米设计，污水在池内的水力滞留期为72小时。
4、处理效果该处理技术对有机质的去除率高，运行稳定，处理后出水主要指标达到国标二级以上，我市建造在丁桥镇民利村的生活污水净化沼气池，据市环保监测站测定出水中的COD、BOD、SS分别为61.8、21.4、30，达到国家一级标准。
5、日常维护情况该处理技术属地埋式无动力，除厌氧区沉渣过多时需抽取外，一般不需日常维护。
6、造价、运行费用该处理技术占地少，施工周期短，运行不耗能，日常管理简便，建设成本低，每立方米容积造价在600元左右，不需日常运行管理方面的费用支出。
三、处理技术运用情况、典型案例1、技术运用情况该处理技术已在我市农村（示范村、整治村等）推广运用，至2006年12月底，全市已有111个村建造了生活污水净化沼气池，总容积20870立方米，受益户数15812户，有效地解决了农村生活污水因随意排放而带来对村庄环境卫生面貌的影响，保护了生态环境，提高了农民生活质量。
2、典型案例丁桥镇民利村地处丁桥镇北，全村耕地面积2421亩，农户623户，总人口2226人，2006年全村农村经济总产值11346万元，集体可支配资金50.5万元，农民人均收入8333元，农业生产以粮油蚕桑为主，畜禽养殖主要集中在生猪、肉鸡两个行业。
沼气池的构造原理(附设计图纸)2沼气池的建造技术2.1沼气的基本知识2.1.1沼气及其产生过程沼气是有机物质在厌氧环境中，在一定的温度、湿度、酸碱度的条件下，通过微生物发酵作用，产生的一种可燃气体。
由于这种气体最初是在沼泽、湖泊、池塘中发现的，所以人们叫它沼气。
沼气含有多种气体，主要成分是甲烷(CH4)。
沼气细菌分解有机物，产生沼气的过程，叫沼气发酵。
根据沼气发酵过程中各类细菌的作用，沼气细菌可以分为两大类。
第一类细菌叫做分解菌，它的作用是将复杂的有机物分解成简单的有机物和二氧化碳(CO2)等。
它们当中有专门分解纤维素的，叫纤维分解菌；有专门分解蛋白质的，叫蛋白分解菌；有专门分解脂肪的，叫脂肪分解菌；第二类细菌叫含甲烷细菌，通常叫甲烷菌，它的作用是把简单的有机物及二氧化碳氧化或还原成甲烷。
因此，有机物变成沼气的过程，就好比工厂里生产一种产品的两道工序：首先是分解细菌将粪便、秸秆、杂草等复杂的有机物加工成半成品——结构简单的化合物；再就是在甲烷细菌的作用下，将简单的化合物加工成产品——即生成甲烷。
2.1.2沼气的成分沼气是一种混合气体，它的主要成分是甲烷，其次有二氧化碳、硫化氢(H2 S)、氮及其他一些成分。
沼气的组成中，可燃成分包括甲烷、硫化氢、一氧化碳和重烃等气体；不可燃成分包括二氧化碳、氮和氨等气体。
在沼气成分中甲烷含量为55%～70%、二氧化碳含量为28%～44%、硫化氢平均含量为0.034%。
2.1.3沼气的理化性质沼气是一种无色、有味、有毒、有臭的气体，它的主要成分甲烷在常温下是一种无色、无味、无臭、无毒的气体。
甲烷分子式是CH4，是一个碳原子与四个氢原子所结合的简单碳氢化合物。
甲烷对空气的重量比是0.54，比空气约轻一半。
甲烷溶解度很少，在20℃、0.1千帕时，100单位体积的水，只能溶解3个单位体积的甲烷。
甲烷是简单的有机化合物，是优质的气体燃料。
燃烧时呈蓝色火焰，最高温度可达1?400?℃左右。
农村沼气池设计本文旨在介绍农村沼气池设计的重要性和背景信息。
农村沼气池设计是一项极为重要的工作，可以帮助农村地区有效利用农业废弃物，将其转化为可再生能源。
沼气池作为生物发酵技术的运用，可以将有机废弃物转化为可燃气体，如甲烷和二氧化碳。
利用农村沼气池，农户可以在自己家中生产出清洁能源，供应家庭烹饪、取暖和照明等需求。
由于农村地区常常面临能源供应不足和环境污染问题，农村沼气池设计成为了一种理想的解决方案。
利用农村沼气池不仅可以减少对传统能源的依赖，还能改善生活质量，并促进可持续发展。
农村沼气池设计的背景信息包括各种沼气池类型的特点、施工要求、维护管理和安全注意事项等。
了解这些背景信息对于正确设计和使用沼气池至关重要。
只有在合理安排沼气池的类型、容量、设计参数以及操作维护时，才能确保其正常运行和可持续发展。
总之，农村沼气池设计是一项重要的任务，旨在为农村地区提供可再生能源，改善能源供应状况，减少环境污染，促进可持续发展。
农村沼气池的设计应遵循以下原则和标准：安全性原则：沼气池的设计必须符合安全要求，确保使用过程中不会发生泄漏、爆炸或其他危险情况。
设计时应考虑材料的耐久性、防腐蚀性以及结构的稳定性。
效率原则：沼气池的设计应追求高效利用有机废料产生的沼气。
设计时需要考虑废料的分解速度、沼气的产量以及有效储存和利用沼气的设备。
环保原则：沼气池设计要符合环保要求，最大限度地减少对环境的污染。
设计时应考虑沼气的净化处理、废料的处理以及池体的渗漏防止措施。
经济原则：沼气池设计应尽量节约材料和成本，达到经济可行性。
设计时应考虑沼气产量与材料成本的平衡，以及设备的维护和管理成本。
可持续性原则：沼气池的设计应考虑可持续性发展的要求，确保长期稳定地产生沼气。
设计时需要考虑废料的持续供应、沼气生产的稳定性以及设备的可维护性。
以上原则和标准是农村沼气池设计时的基本指导，设计者应根据实际情况进行具体设计，并遵循相关法律法规和技术标准。
生活污水净化沼气池生活污水净化是社会发展的必然，更是人类文明进步的标志，大中城市生活污水、目前都要求经过处理达标后才能排放，而中小城镇生活污水都只经过简单化粪之后而直接流入渠塘江河湖海。
由于生活污水中含有大量的有机物质，直接排放到天然水系中的生活污水会使水体富营养化，致使病菌、微生物、澡类大量繁殖，严重时水体发黑发臭。
污水严重影响生存环境，甚至威胁着人们生命安全。
生活污水净化越来越引起各界人士高度重视，国家“十一五”规划明确规定城市生活污水处理要达到70%。
针对集中处理投资巨大，传流工艺处理效果差的客观现实，运用生活污水净化沼气池是一种较好的办法。
生活污水净化沼气池具有投资少、施工简单、管理方便、处理效果好等优点，采取分散处理办法，可实现整体排放达标无害化的效果。
一、生活污水净化沼气池的特点生活污水净化沼气池是将生活污水在源头就近就地将其处理。
一处住宅小区、一栋办公楼、一所学校等一个单独单元建一座污水净化沼气池。
用这方法来处理生活污水投资少、资金分散、见效快。
适用于无力集中修建污水处理厂的城镇或城镇管网外的单位、办公楼、住宅小区、宾馆、学校和公共厕所等。
无动力自流，不需要外加动力，管理方便。
而且厌氧消化池2—3年才出渣清理一次，平常每半年用污泥出粪在生物过滤沉淀池抽一次沉渣。
经过厌氧发酵，上流式污泥床、生物过滤、沉淀、爆气多级处理，通过厌氧、兼性、好氧多种条件改变，处理效果好。
生活污水净化沼气池改善了居住条件，保护了生态环境，美化了城市，经处理后的污水可直接用于农田灌溉或排入江河水域中，减轻了水体富营养化，有利于保护水资源，具有好环保效果。
标准化粪池与净化沼气池处理效果比较二、生活污水净化沼气池原理生活污水净化沼气池不是普通水压式沼气池的放大和组合，生活污水净化沼气池只是在处理前期采用了水压式沼气池厌氧发酵，他们之间有很大的差别，如下表：普通水压式沼气池与生活污水净化沼气池的区别粪便污水、生活污水首先经过厌氧消化前处理，污水中的有机物质在各种微生物的作用下，经过液化→酸化→气化降解反应，使有机物质转化成甲烷和二氧化碳，在厌氧环境中杀灭病菌虫卵等好氧生物。
乡村沼气池的建造技术能源是世界经济发展的命脉，环境是人类赖以生存的基础保障。
在诸多能源中，沼气是一种重要的可再生的生物能源，具有环保、废物利用，改善生态环境的显著特点。
在乡村推广应用沼气，有利于促进资源循环利用，有利于推进资源节约型、环境友好型的美丽乡村建设。
一、沼气池的构造沼气池的类型很多，但其构造基本相同，主要是由进料间、发酵间、气箱、导气管、出料间等组成，图9-10是圆筒形水压式沼气池。
图9-10 圆筒形水压式沼气池构造示意图1.进料间进料间是输送发酵原料到发酵间的通道，一般做成斜管或半漏斗形式的滑槽。
进料间的斜度，以斜底面直通到池底为宜，进料间还可与厕所、禽畜间连通。
2.发酵间发酵间与气箱是一个整体，下部是发酵间，上部是气箱，一侧通进料间，另一侧通出料间。
发酵间是将进来的原料进行发酵，产生沼气后，上升到气箱。
3.气箱气箱位于发酵间的上部，顶部安装导气管通向用户。
常用的水压式沼气池气箱上部设有水压间。
发酵间和气箱的总体积，称为沼气池的有效容积。
4.导气管导气管一端固定在气箱盖板或活动盖上，另一端接输气管通向用户的沼气用器之上。
导气管一般采用镀锌铁管、塑料管，接口要求严密不漏气。
5.出料间出料间是发酵后沉渣和粪液的出料通道，出料间的大小以出料方便为准。
大中型池出料间侧壁上有的砌有台阶，以便进入池内清渣，小型出料间一般用木梯供人上下。
6.天窗盖天窗多设在气箱盖板中央，一般为圆形，直径大多采用500～600mm。
为了防止盖边漏气，活动盖顶设有水压箱。
二、沼气池的建造建造沼气池时，一定要按照“因地制宜，就地取材”的原则，根据当地水文和工程地质情况，选择适宜的池型结构。
沼气池有圆形、球形、圆柱形、坛子形等形式。
农村应用最多的是圆形和球形，而球形多用在沿海、河网地带以及地下水位较高的地区。
1.容积的确定确定沼气池容积是按家庭人口每人平均1.5～2.0m2计算的。
2.沼气池的建造建造沼气池现在多用混凝土和普通砖。
农村沼气池设计1. 引言农村沼气池是一种能够将农村生活废弃物和农业废弃物转化为可用能源的设施。
它通过储存和发酵有机废弃物产生沼气，不仅可以用于烹饪和取暖，还可以作为替代品替代传统的化石燃料，减少对环境的污染。
本文将介绍农村沼气池的设计原理和设计要点。
2. 设计原理农村沼气池的设计原理主要包括有机废弃物的储存和发酵过程。
沼气池主要由三部分组成：2.1 储存区储存区是沼气池中用于存储有机废弃物的区域。
在储存过程中，有机废弃物会逐渐分解产生沼气。
储存区的设计应考虑废弃物的储存量和稳定性。
通常采用混凝土或塑料材料构建储存区，并加入防水层以保证储存区不渗漏。
2.2 发酵区发酵区是沼气池中进行发酵的区域。
有机废弃物经过一段时间的储存后，会开始进行发酵过程。
发酵区的设计应考虑提供适宜的环境条件来促进有机物质的分解和沼气的产生。
通常采用封闭式设计，以防止氧气的进入，并提供适当的温度和湿度条件。
2.3 气体收集区气体收集区是沼气池中用于收集产生的沼气的区域。
沼气通过管道集中到气体收集区，并通过管道输送到使用地点。
气体收集区的设计应考虑沼气的收集效率和安全性。
通常采用密封设计，以防止沼气泄漏，并安装相应的调节和过滤装置。
3. 设计要点设计农村沼气池时需要注意以下几个要点：3.1 废弃物选择合适的废弃物选择是设计农村沼气池的重要一步。
选择易于分解且含有高浓度有机物质的废弃物能够提高沼气产量。
常用的废弃物包括农业废弃物（如畜禽粪便、秸秆等）和生活废弃物（如厨余垃圾、厕所污水等）。
3.2 沼气池尺寸计算沼气池的尺寸计算需要考虑储存量和使用量两个方面。
储存量是指沼气池需要储存的废弃物量，可以根据废弃物产生量和存储周期来计算。
使用量是指沼气的使用量，可以根据家庭燃气消耗量和使用周期来计算。
根据具体情况确定沼气池的尺寸。
3.3 沼气池位置选择选择合适的位置放置沼气池是保证其正常运行的关键。
沼气池应远离住宅区，以避免沼气泄漏对居民的影响。
小型生活污水净化沼气池研制报告
余献清;马忠晃
【期刊名称】《能源与环境》
【年(卷),期】1995(000)001
【摘要】小型生活污水净化沼气池研制是福建省农业厅农村能源办公室1988年设立的课题,主要目的是研制分散处理城镇居民和集体住宅、生活小区、办公楼、街道、车站,码头,以及公共娱乐场所公厕的粪便和其他生活污水的新装置。
课题于1991年7月通过省级鉴定,认为研究成果达到国内同类、省内
【总页数】3页(P40-42)
【作者】余献清;马忠晃
【作者单位】宁德市农村能源办公室
【正文语种】中文
【中图分类】S216.4
【相关文献】
1.生活污水净化沼气池的建设 [J], 熊章琴
2.生活污水净化沼气池施工技术（上） [J],
3.生活污水净化沼气池施工技木（下） [J], 农广
4.生活污水净化沼气池的改进与应用 [J], 方炳南;朱飞虹;金成舟
5.漏斗水封法:生活污水净化沼气池的安全保障措施 [J], 尹学东
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农村沼气工程设计方案设计目的与背景随着工业化和城市化进程的不断加快，农村地区的环境污染问题也日益严重，其中之一就是农村生活垃圾和畜禽粪便的处理问题。
这些垃圾和粪便如果得不到妥善处理，就会对农村地区的环境和人民的生活产生严重影响。
为了解决这一问题，本设计方案旨在利用沼气工程技术，将农村生活垃圾和畜禽粪便转化为可再生能源，同时减少污染物排放，改善农村环境质量。
设计范围和规模本沼气工程设计方案的范围包括农村地区的生活垃圾处理和畜禽粪便处理，其中生活垃圾主要来自农村居民的日常生活，畜禽粪便主要来自农村农户养殖业。
设计规模为每个农村村庄建设一个沼气工程项目，以满足当地居民生活和农业生产的需求。
设备与工艺1. 生活垃圾处理工艺：生活垃圾处理主要包括垃圾收集、分类、压缩和发酵等工艺。
收集阶段，设置垃圾收集容器，定期由环卫工人收集，并分为可回收垃圾和有机垃圾两类。
分类后，有机垃圾送入垃圾发酵罐内进行发酵，产生沼气和有机肥料，而可回收垃圾则进行再利用或者销售。
2. 畜禽粪便处理工艺：畜禽粪便处理主要包括粪便收集、发酵、气化和沼渣处理等工艺。
在每个农村村庄设置畜禽粪便收集池，将粪便收集后，送入粪便发酵罐进行发酵产气处理，并产生沼渣用作有机肥料，同时沼气进行气化处理以供居民家用和农业生产。
3. 沼气利用工艺：沼气产生后，通过管道输送至村民家用炉具，也可通过小型气化炉进行燃烧，以供农业生产的能源需求。
设计费用与效益根据设计方案，每个农村村庄的沼气工程设计费用约为50万元人民币。
但是经过沼气工程的实施后，每年可节约农村煤炭使用费用约10万元人民币，同时可减少化肥采购费用约5万元人民币。
所以，设计好后，利用沼气的效益显著，可在近五年内收回投入费用，并且对当地环境质量的改善也将会带来积极的社会效益。
社会影响与可持续发展本设计方案的实施将会产生积极的社会影响。
首先，农村环境质量将得到明显改善，生活和农业生产环境将进一步净化，有助于提高农民的生产积极性和生活质量。
一、项目背景和目标随着我国农村经济的发展和农民生活水平的提高，能源需求逐渐增加。
然而，传统的能源供应方式存在着诸多问题，如能源消耗大、环境污染等。
为了解决这些问题，发展农村沼气池工程成为了一种有效的选择。
沼气池不仅可以解决农村生活中的燃料问题，还可以改善农村卫生环境，提高农民生活质量。
本项目旨在为小型农户设计一套沼气池工程方案，以满足其生活用气需求，同时降低能源消耗和环境污染。
二、设计原则和技术指标1. 设计原则（1）根据农户的生活用气需求进行设计，确保沼气池的容量和产气量能够满足农户的日常用气需求。
（2）采用成熟、可靠的技术和材料，确保沼气池的安全、稳定运行。
（3）充分考虑农村实际情况，设计应简单、易操作、维护方便。
（4）注重环境保护，减少对环境的污染。
2. 技术指标（1）沼气池容量：根据农户家庭人口数量和生活用气需求进行设计，一般每人每天需气量约为0.5-1立方米。
（2）产气率：沼气池的产气率应达到50%以上。
（3）沼气池的寿命：沼气池的使用寿命应不少于10年。
（4）安全性能：沼气池应具备良好的抗压、抗渗性能，确保使用过程中的安全。
三、工程设计方案1. 沼气池类型选择：根据农户需求，可选择地下水压式沼气池、地上式沼气池等类型。
本方案以地下水压式沼气池为例进行设计。
2. 沼气池容量计算：假设农户家庭人口为5人，每天每人需气量为0.75立方米，则每天总需气量为3.75立方米。
假设沼气池的产气率为60%，则沼气池的容量应为：容量 = 每天总需气量 / 产气率 = 3.75立方米 / 60% = 6.25立方米3. 沼气池设计尺寸：根据容量和土质条件，可确定沼气池的直径和高度。
一般而言，地下水压式沼气池的直径可取2-3米，高度可取1.5-2米。
4. 沼气池建造材料：沼气池的建造材料可选用混凝土、钢筋混凝土等。
在选择材料时，应充分考虑当地的材料供应情况和成本。
5. 沼气池进出料口设计：沼气池的进出料口应设置在便于操作的位置，同时注意防止动物进入和雨水倒灌。
某农村生活污水处理系统(160方). 某农村人工湿地设计方案设计单位：江西净居节能环保工程有限公司设计水量: 160吨/天设计时间: XXXX年4月前言“十一五”规划提出了建设社会主义新农村的重大历史任务，并明确了“生产发展、生活宽裕、村容整洁、管理民主”的建设目标。
加强农村生活污水的处理，是村容整治的组成部分，也是社会主义新农村建设的重要内容。
农村生活污水造成的环境污染不仅是农村水源地潜在的安全隐患，还会加剧淡水资源危机，使耕地危机得不到有效保障，危害农村的生存发展。
因此，加强农村生活污水收集、处理与资源化设施建设，避免因生活污水直接排放二引起的农村河道、土壤和农产品污染，确保农村水源的安全和农民身心健康，是新农村建设中加强基础设施建设、推进村庄整治工作的重要内容，也是农村人居环境改善需要解决的迫切问题。
全国农村每年产生生活污水约80多亿吨，而96%的村庄没有排水渠道和污水处理系统。
生活污水随意排放，严重污染了农村的生态环境，直接威胁广大农民群众的身体健康以及农村的经济发展。
一方面，未经处理的生活污水自流到地势低洼的河流、湖泊和池塘等地表水体中，严重污染各类水源；另一方面，生活污水也是疾病传染扩散的源头、容易造成部分地区传染病、地方病和人畜共患疾病的发生与流行。
目前全国农村的自来水普及率只有34%左右，还有3亿多农民存在饮水安全问题。
在浙江省丽水市农民家庭用水水质的抽样检测结果中，63个水样中大肠杆菌、浑浊度等主要指标超标的占72%。
水源地水质低的状况与农村生活污水未经处理直接排放有直接因果关系。
目前这部分农村生活污水不经处理均直排入周边河道中，对农村周边水环境造成严重污染，造成水体发黑发臭，对周边农村居民的身体健康造成巨大的威胁，严重影响了周边农村居民的正常生活与农耕，直接阻碍了农村经济的快速发展，因此必须尽快完成这些自然村落的污水整治与改造。
第一章工程概况1.设计依据(1)建设方提供的有关技术、经济资料(2)《中华人民共和国环境保护法》(1998年12月26日)(3)《中华人民共和国水污染防治法》(1984年11月)(4)《中华人民共和国环境污染防治法》(1984年5月)(5)《室外排水设计规范》GBJ14—87(6)《地表水环境质量标准》GB3838－XXXX年4月前言“十一五”规划提出了建设社会主义新农村的重大历史任务，并明确了“生产发展、生活宽裕、村容整洁、管理民主”的建设目标。
农村生活污水净化沼气池设计案例0 引言从上世纪80年代开始，作为中小城镇住宅和公厕的配套设施，生活污水净化沼气池在借鉴农村沼气池和传统化粪池技术的基础上首先在四川发展起来［1，2］。
这种简易的生活污水处理技术以其投资分散、不耗能源、运行费用低以及节约用地等优点逐渐发展成为中国南方生活污水分散处理的主要技术，已经得到广泛应用，到2004 年末［3］，中国的生活污水净化沼气池已经达到137013处，总池容574 万m3。
近年来生活污水厌氧消化分散处理技术在全球已经有较快的发展，印度等国将其称为DEWATS 技术［4，5］。
目前随着农村经济结构的调整和发展，中国乡镇建设发展很快，面对村镇生活污水排放量不断增加的趋势，生活污水净化沼气池技术将有很好的发展应用前景。
然而，应用中一些技术问题也比较突出，比如处理负荷低，出水不稳定、运行效果易受季节气候影响，出水水质尚难达标，N、P去除效果差等［6-8］。
如果不及时解决生活污水净化沼气池的技术瓶颈，提升其处理能力，这项技术的发展和推广应用必然受到限制，后继乏力。
2006年以来，笔者在四川、浙江和江苏等地进行了较大规模的生活污水净化沼气池调研，走访了20 多个县市的相关部门，实地考察了部分现场、收集了大量相关资料和设计图纸，本文从全国收集到的近百份生活污术分析，以期为这一技术的优化提供依据。
1 代表性设计图例及其主要参数1.1代表性设计图例1.1.1生活污水净化沼气池通用标准图集（90SS-1）1991年四川省农村能源办公室等四家单位联合编制的《生活污水净化沼气池通用标准图集（90SS-1）》，是中国最早的一套生活污水净化沼气池设计图集，包括条型，矩型和圆型三个系列10种规格。
其中8种池采用分流型进水工艺，2种规格较小的池为合流型进水工艺。
图1所示为条型A100型净化沼气池，总有效容积100m3,为隧道式分隔池，采用分流型工艺。
前处理区包括沉淀区和厌氧消化区。
厌氧消化区又分为厌氧I区和U区两个单元，厌氧U区内设有软填料。
1.1.2浙江省生活污水净化沼气池通用图集该图集于2003年9月正式在浙江省范围内实施，包括20、30、50、80和100m3等五种规格，同时适用于分流型和合流型工艺。
按每人每天排放污水量150L进行设计，污水总水力停留时间为3d。
图2所示是有效容积50m3装置示意图［9］，为圆拱池与矩形池相联接的串联池，沉砂池底部有10%坡度，厌氧U区预留有其他污水进水孔。
厌氧U区内装有DTL - 150 软填料。
值得一提的是，在后处理区侧墙上设有拔风管，能够与出水区上部盖板的小孔形成空气对流。
1.1.3江苏省《生活污水净化沼气池》图集该图集与浙江池类似，于2004年编制完成。
图3所示为有效容积17m3装置示意图［10］。
厌氧区为两个圆柱形池，在厌氧U区设有一折墙。
后处理区为矩形兼氧生物滤池，分成四格，池中填料选用不同级配的石灰石碎石，粒径为5〜40mm,填料层厚度约500mm。
结构上两个厌氧池以及矩形兼氧生物滤池都独立，通过PVC 管连接，这样有助于避免地基不均匀沉降。
厨I 7』；鸟生猪活倉净化诲毛艇i4川悻取国戛工云希囂囲(90SS-I-A100 )Fi*l Sketch MSi^huan 时xage卩阿誉沪祜i”时口吐和IK ^Wll<mi酬辽塔生漬片术»<t沼乱总遷同圈霞上艺示蠢出}出 2 Skuluh td /E LC| laaii; JLJC ^urilicdlioEt biL k^^> dit{c^tcrJfi 3注拣石電生薄冷帛莎弋品％电A嗨弧工艺示倉田11 半；Sketch i*f Jitn gsu sewvg e pin ill esiion h* 叫as 亦^estur1.1.4四川乐山徐家碥小学净化沼气池图4为圆拱形串联池，是四川乐山地区的代表池型。
厌氧I区内设有同心圆回流墙和折流墙，污水直接流入同心圆小池内，在小池内折墙作用下呈“S”形流动，从小池另一端流入两同心墙之间，循环流动一周后从管口流出，延长了污水的停留时间，避免了短流。
厌氧U 区分布有呈三角形的折流墙，污水流入后经折流墙分开后又汇聚在出管流出，污水经过了“合—分一合”的过程，混合充分。
同时，该池进料间设在沼气池拱弧之上，侧墙范围之内，有效节约了占地面积。
图4 乐山徐家碼小学净化沼气池工艺示意圏Fig 4 Sketch of Leshan sewage purification biogasdigester1.1.5成都温江区美丽华商住楼净化沼气池图5是隧道式分隔池，整个处理系统处于厌氧状态，安置有软填料的厌氧II区所占容积比例很大，后处理区仅为一设置有过滤板的出水间。
厌氧I级区进料管成45°向下，出料管成45°向上设置，进料液可以冲击底层沉淀污泥，污泥不易沉积，混合充分。
同时出料间底部开有方孔，方便清理沉渣。
諧5 温江匡矣區华谒仕焜净牝沼％也止艺示迂阳Elg 5 Sketch nf Wenjnriji suu pmilicjliun biogas1.2处理单元分区和主要参数在20世纪80年代早期研究中将生活污水净化沼气池称为沼气化粪池[1]，即从传统化粪池演变而来。
装置由前处理区和后处理区两个部分组成，其中前处理区由沉砂池、两级厌氧消化池组成；后处理区由多级兼氧过滤池组成。
这一基本结构延用至今。
依进水方式不同，净化沼气池池型布置通常分为合流型和分流型两种工艺流程。
合流型是指粪便污水和其他生活污水通过同一进水管流入池内。
分流型即粪便污水与其他生活污水分别排出，通过两个独立管道分别流入净化沼气池。
目前的生活污水净化沼气池主要由几个处理单元组成，分别是：沉砂井、沉淀区、厌氧I 区、厌氧U区、后处理区。
沉淀池主要截除和沉淀难降解的有机生活垃圾、较大固体颗粒等；厌氧I区主要是厌氧消化有机物；厌氧U区内一般设有软填料用作微生物载体，截除更多污泥，进一步降解有机物；后处理区一般设置有填料及滤料，发挥兼性过滤作用，有利于降低出水中SS浓度，净化水质。
笔者对所选五种代表池进行了分析总结，对处理单元比例进行了计算，其结果如表1所示。
表1五个典型设计图例主要参数Table t Main p»nnnekis of five repicscnlativv digesters1 design水力滯外即有效处即讥兀西占容积比捌腋＞貓号阳时阿容枳沉砂池----------------------------------街乙缶沉淀区廉筑i邑厌较II区后处视1%押I72分流100无10. 2 33.531.724.6悔27250仃40,026.633.4陶348-72合流)735.035.030.0图49690有66.727.16,20图596合谎60无12. 5 1 恥56.212.52分析与讨论2.1进水方式和池型结构选择如果采用分流型工艺，因延长了粪便在池内的水力滞留时间，故处理效果优于合流型的处理效果。
但是实际情况是，目前实施的大多数生活污水净化沼气池都采用合流型工艺，因为这样投资较省。
根据国家鼓励村镇污水处理采用源头控制技术，采用黑水、灰水分离原则，分流型工艺将更符合发展要求。
生活污水净化沼气池池型结构主要包括隧道池和圆拱形串联池两类。
圆拱形串联池主要特点为力学结构性能好，整体上较牢固，易密封；隧道式解决了因有重车荷载又无条件设计圆拱形的较窄地形，同时对抗高地下水位浮力具有较好的力学性能。
图1和图5池采用的是矩形结构，水流在池内呈稳态推流流动，建造相对简单。
图2、图3和图4池的厌氧消化单元为拱形池，力学结构较稳定，但是，容易出现短流、死角现象，不利于料液的循环流动。
污水在池内流程越长，有机物与微生物接触更充分，降解更彻底。
图4池在厌氧池内设有同心圆回流墙及折流墙，延长了污水的滞留时间，在一个池内实现了污水的循环流动，处理效果得到提高。
生活污水净化沼气池进出水口需要存在一定的标高差，才能弥补水头损失，保证水能够顺利流出。
在所选的五个沼气池中，进出水口标高差相差较大，高的为35cm,低的只有10cm。
标高差太小将不利于水排出，甚至可能出现倒流现象。
2.2处理单元分区和容积对污水净化效果的影响根据表1数据分析，四川池（图1）的前后处理区池容的比例为7.5 : 2.5;浙江池（图2）的比例为2 : 1;江苏池（图3）的比例为7 : 3。
乐山池（图4）和温江池（图5）中前处理区容积比例很高，几乎占90%，而后处理区越来越简化，这代表了当地的应用现状。
图5池强化了厌氧U区作用（装有软填料），突出了软填料截留污泥及微生物吸附作用，这更有利于可溶性有机物的降解，但在一定程度上弱化了后处理区，还可能不利于氮磷去除。
本文作者之一曾经试验分析过生活污水净化沼气池各处理单元对于COD去除的贡献，发现90%的COD去除是在沉淀区和厌氧区中完成，而占总体积48%的兼氧过滤区仅仅去除了10%COD[11]。
2.3后处理区兼性滤池如何通风要充分发挥兼性滤池的作用，改善空气流通条件尤为重要。
图2池的做法是在后处理单元区侧墙上设有拔风管，与设在兼性生物滤池出水口盖板处的小孔形成空气对流，增强兼性滤池的作用，以保证后处理出水的处理效果。
这种拔风管的设置与国标化粪池中通气管的设置相似[12] 。
在实际应用中有一些有效的改进办法：如在多级滤池的各级过水孔处，过水面设置滴水线，自然形成曝气充氧过程，这在一定程度上能够改善池中的充氧效果[13] 。
2.4 填料问题生活污水净化沼气池中的填料应能截留更多的污泥，有效发挥生物膜降解有机物的作用。
从图 1 池到图 5 池所使用的填料上看，近十几年来没有太大变化。
软填料多数采用维尼纶（聚乙烯醇缩甲醛）、绦纶（聚对苯二甲酸乙二醇）等材料，这些填料具有耐腐蚀、耐生物降解及价格低廉等优点，但是，使用一段时间后容易起球结团从而使得处理效率大为降低[14] 。
而效果较好的半软性填料、YDT 弹性波纹立体填料却因价格高而在应用上受到限制。
硬填料主要使用粹石、卵石、粗砂、焦碳及陶瓷，部分池还仍然在使用聚氨酯泡沫滤板。
在实际应用中，聚氨酯泡沫滤板使用一段时间后会出现断裂，影响处理效果。
目前中国正在研究和开发多孔球形悬浮填料等新型填料，这类合成填料具有比表面积较大、使用寿命长、安装简便、挂膜容易、性价比高等优点，在示范应用中效果突出，而且能够大大减少剩余污泥量[15] 。
有研究表明，在净化沼气装置的厌氧区内采用人造固定空心球状填料，在水力滞留时间2d 条件下，出水达到国家生活污水排放一级标准[16]。
2.5 出水排放达标问题浙江和江苏生活污水净化沼气池提出的出水排放标准为处理后的出水达到国家《粪便无害化卫生标准》（GB7959—1997）和《污水综合排放标准》（GB8978—1996）二级（含）以上，即在主要指标中，COD值需低于120mg/L,粪大肠菌值需大于10-4。
