一、工艺设计
发酵料液经前处理池沉淀、除杂后，从进料口进入装置，经各发酵单元逐级发酵，使养殖粪污得到无害化和减量化处理。通过设置在各发酵单元的回流搅拌器，进行强制回流搅拌，以提高菌料均匀度和产气率。在最后一级发酵单元设置储气浮罩，使最后一级发酵单元与整个装置产生的沼气经脱水、脱硫净化处理后，汇集与储气浮罩，供生产和生活使用。从出料间溢出的沼液和抽出的沼渣储存与贮肥池，用作农作物有机肥料，或淡水养殖营养饵料。
二、设计参数
(一)气压
沼气发酵工艺及沼气沼气灯炉具都要求沼气气压相对稳定，且宜小不宜大。对于水压是沼气池，，如果气压过大，容易破坏池体，造成泄漏；气压过小势必水压间面积过大，占地多。因此，我国农村家用水压池常用设计气压为8千帕；浮罩池设计气压可采用2千帕。
(二)产气率
根据我国养殖专业户沼气池发酵产气水平，其设计产气率采用0.2~0.5米3/（米3·天）（三）贮气量
水压式沼气池靠池内带有压力的沼气将发酵料液压到出料间（大部分）、进料管（小部分）而贮存沼气。浮罩池由浮罩的升降来贮存沼气。
贮气容积的确定和用户用气的情况有关。养殖专业户沼气池的设计贮气量考虑能贮存12小时所产的沼气，即昼夜产气量的一半。
（四）池容
沼气池容积指发酵池净空容积。沼气池的容积应根据用户所拥有的发酵原料（数量和种类）、滞留时间、用气要求等因素合理确定。
（五）投料率
投料率指的是最大限度投入的料液所占发酵间容积的百分率。设计最大投料量一般水压式为沼气池容积的90％，料液上部留适当空间，以免导气管堵塞和便于收集沼气;浮罩式为沼气容积的98％。最小设计投料量以不使沼气从进、出料管跑掉为原则。
三、建池规模计算
（一）参数确定
根据小型畜禽养殖场的特点，经过优化设计和工程实践所选定的发酵工艺为无动力自由进料、多旋流布料、回流搅拌、固菌成膜、浮罩储气、常温发酵工艺。发酵料液温度变化范围为10~28℃，原料在发酵装置内的滞留天数（HRT）为30~90天，南方取低限，北方取高限，一般取60天；适宜于小型畜禽养殖场沼气工程的发酵料液平均浓度（Ts）为6％~10％，一般取8％；发酵装置的有效料液容积（m），浮罩式取98％，水压式取90％；常温条件下的容积产气率（平均）一般为0.20~0.40米3/（米3·天），取平均值
0.30米3/（米3·天）;浮罩储气压力取2~3千帕。
（二）池容计算
小型畜禽养殖场一般采用干清粪养殖工艺，每天可收集的粪便及含水量见表17-1
表17-1 成年畜禽日排粪量及含水率
根据发酵原料的数量、一定温度下发酵原料在装置内停留的时间和投料浓度等工艺条件，沼气发酵装置的容积计算公式为：
m
t r n v ⨯⨯⨯⨯⨯=
HRT
Ts b （17-1）
b----单位畜禽每天的平均排粪量（千克、湿重） n----养殖畜禽的数量（头、只）
Ts---畜禽粪便原料中干物质含量的百分比（％） HRT----原料在池中的滞留天数（天） r-----发酵原料浓度（％）
t-----发酵料液比重（千克/米3） m----池内装料有效容积（%）
根据选定的工艺参数，由式（17-1）和表17-1，计算的装置容积与养殖规模的关系为：
V=cn (17-2)
式中：c-畜禽类别系数，养猪c=0.90,养牛c=2.833,养鸡c=0.025.
发酵池容（米3） 20 30 40 50 60 70 80 90 100 养猪规模（头） 养牛规模（头） 养鸡规模（只） 浮罩容积（米3）
22
7 800 3.22
33 11 1200 4.82
44 14 1600 6.43
56 18 2000 8.00
67 21 2400 9.60
78 25 2800 11.20
89 28 3200 12.80
100 32 3600 14.40
111 35 4000 16.00
四、工艺技术要求
1发酵原料及其预处理单元要求：
1.1 考虑原料所含杂物对发酵工艺和设备的影响，特别是牛粪中含有大量的砂、杂草以及鸡粪中的砂、鸡毛等。在原料进入主体发酵工艺前应设置格栅、沉砂池及调节池等预处理设施。
1.2 当粪污量较大时可选择机械格栅，格栅的技术要求参照《室外排水设计规范》（GB50014-2006）的有关规定。
1.3 当处理养鸡场、散放式牛场粪污时应设置独立的沉砂池；沉砂池设计应符合城市粪便处理厂（场）设计规范（CJJ64-1995）的有关要求。
1.4 调节池容量应不小于进水量的50%，调节池应方便去除浮渣和沉砂。 2厌氧消化单元工艺要求：
2.1 厌氧发酵罐可采用与气柜分体式结构，也可选择产气贮气一体化结构。 2.2 厌氧反应器应采用地上式搪瓷拼装罐、Lipp 罐、钢结构罐或钢混结构罐。
2.3 高浓度发酵原料厌氧消化应采用高固含率（TS ＞8%）中温（35℃左右）消化工艺：即完全混合式厌氧反应器（CSTR ）、高浓度卧式推流厌氧反应器（HCPF ）或升流式固体床反应器(USR)等工艺，年均池容产气率≥0.8m3/ m3·d ，挥发性固形物去除率≥70%。低浓度发酵原料厌氧消化应采用厌氧复合反应器（UBF ）、厌氧接触(AC)、上流式污泥床（UASB ）
等工艺，年均池容产气率≥0.3m3/ m3·d ，化学需氧量去除率≥70%。鼓励采用高浓度厌氧消化工艺。
2.4 建设地温度条件不能满足工艺要求时，应设置增保温措施；厌氧反应器采用外保温措施，对罐体加热可选择利用发电机组余热、沼气锅炉加热或安装太阳能热水器等方式。
2.5 厌氧反应器应设有防止超正、负压的安全装置及措施，安全装置的安全范围应满足工艺设计的压力及池体安全的要求。
2.6 厌氧反应器应达到水密性与气密性要求，应采用不透气、不透水的材料建造，内壁及管路应进行内防腐处理。
2.7 为保障厌氧反应器运行可靠，应设有取样口、测温点和排空设施，并根据工艺需要
