农村家用沼气池设计规范.docx

农村家用沼气池设计规范1、«本标准设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。本标准适用于暖、水泥为建筑材料,人备粪便为主要发酵原料的半连续发酵的家用小燮（发酵间Iom1.以内）水压式沼气池设计。2、引用标准卜.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，所有标准都会被修仃，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.3、段计朦则3.1 沼气池宜建在有圈或厕所地表以卜,进料间与人、品赛入口相连通.3.2 坚持适用、卫生、平面布局合理，外型美观。3.3 池盖顶端覆上”&不小于200mm3.4 强度安全系数K2.65.3,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.I.1.2最大工作压力13KPa.4.1.2 产气率:0.15nr,md;0.2m,m'd:O.25m,d;03m7m,d.4.1.3 投料At1.1.1 .1/小投料量按发酵间总容积的50%。1.1.2 /大投料破按发酵间总容积的90%,4.1.4 贮气般正常贮气量为日产气量的50%.4.2 工艺流程人奇襄便（青草及农业废物）一进料间一次氧发酵间T水压（阳料）间T农田“在有条件的地方，可将人粪便和牲帝粪便分两处进料口迸入厌氧发酵间。4.3 形状及平面布局形状及平面布局按GB.T475O选用。43.1发酵间的形状以圈形为主，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4.321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.43.2.2平面布同应符合下列要求：a）充分利用土地资源，平面布局紧凑：b）厕所与帝曲分设：C）进、出料方便：d）导气管和输气管不被损古；C）进、出料间中线夹角应大于90。，进料间相位板面应高于发酵间平而，出料回应低于发酹间平面。4.323 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.432.4 进、出料间都必须加盖板，筋板应采用具有足够强度等级的构件.进、出料间四周应作农面处理。4.4厌轼发酵间容枳4.4.1 发酵间容积计算公式式中：V发酵间容积n:V1.发酵料液体积:V1.-气室容积m'：K1.-容积保护系数，取O91.O54.4.1.1 发酵料液体积：V1.=Kn1.+n2）k2+ib（2）式中：V1.-发酵料液体枳m'：n1是产人粪便曲量.按常住人口x000611/头，d-00013n打头，d取值而；n,-是产牲由兼便总Jih按养猪头数*0.006舟，头，d0.15n/头，d取值m,:n-每日舍外能定量收集粪便总敢11.k1.-收集系数，取值0.51.0；T原料滞留期（S；冰菜区t取30,平坝农业区取35,丘陵农区取404.4.1.2 气室容积V2=12VKj43）式中：V1.发醉料液体积m,；匕一气室容积K）一原料产气率，按本规范4.1.2取值.4.4.2 发酢间的容积不小于6.0n（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 发醉间容积和几何尺寸按4.4.1计兑出容积后,再按卜式计算池盖削球体，池底削球体和圆柱体池身的几何尺寸。发醉间总容枳按卜式计算：5.1.1 沼气池的直径根据用户平面布置确定.5.1.2 发酹河池前削球体净容枳和矢商.5.1.2.1 按下式计算池盖削球体矢高.式中：。一池盖削球体矢而m；DK1.1.柱体形池身直径m：a-H径矢裔的比fft,取56。5.1.2.2 按下式计算池盖削球体净容积Qi=TI,6f（3R1-R）（5）式中：Q1.池蒸削球体净容积m':n圆周率.取3.1416:1.池盅削球体矢高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Q>=V-Q-Qj(6)式中：Q?-发酵间池身圆柱体净容积n:V-发酵间总容积n:Q1.池前削球体净容积而：Q1.发醉间池底削球体净容积m%5.13.2 发酵间池身圆柱体同度式中：n圆周率，取值3.1416：R发酵间池身圆柱体半径m；H发酹间池身阳柱体高度m°5.13.3 酵间池底削球体矢高和净容积.5.13.3.1 卜式计算池底削球体矢商.12=D2(8)式中：J池底削球体矢商m：D-池身例柱体直径m：8直径与池底矢高的比值，取值810。5.13.4 下式计克池底削球体净容积.Q.t=116覆3露府)(9)式中：QI发酵间池底削球体净容积m'：X-圆周率，IR3.1416:6-池底削球体矢高】；R池身圆柱体内半径m。5.2表面积发群间内总表面积按下式计算I)-一»«»«.()式中：S内总表面枳m%S1.池靛削球体内表面积nf；S1.池身IMI柱体内表面积nF：S池底削球体内表面积nr,521池盖削球体球面内表面枳计算”5.2.1.1 按下式计算池甚削球面曲率半径：PD2，4112/8J*I-12./2f1.()式中：P1.-池忐削球面曲率半径m：R-池身圆柱体内半径m：D-池身圆柱体内直径m：。一池前削球体内表面矢高m，5.2.1.2 按下式计算池盖削球内表面积S-211p1f-11(R2+R)(12)式中：S1.池施削球面内表面积nF；R池身圆柱体半径in；P1.池前削球面曲率半径m：f池慈削球面矢高m：Jt圆周率，取31465.2.2 国柱体池身内.表面枳$2=nDH-13)式中：S二池身圆柱体内衣面积而：D池身内If1.I柱体百径m：H池身网柱体岛度m：X圆周率，«3.1416.5.2.3 池底削球体内衣面积5.2.3.1 按下式计鸵池底削球体曲率半径p2=D2Yf12f2=R2+f222（14）式中：p2池底削球体曲率半径m：D池身圆柱体内囱径瑜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=211p2=11（R2+2）（15）式中：S3-池底削球体内表面积m2；p2池底削球体曲率半径m；12池氏削球体矢高m：R池身园柱体内半径m：k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.53.1.1 蹲位板几何尺寸。蹲位板分普通羯位板和防蛆蹲位板.a）普通蹲位板几何尺寸是：氏x谆=72OmmX42OmmX80mm,中部预留氏X宽=36OmmXISOmm和长方形孔：b）防姐蹲位板几何尺寸：防划蹲位板平面和中部方孔尺寸相同，为达到防蛆效果，应在中部方孔卜憎加高度12Omm宽度为40mm的防蛆线.有条件的应在内表面贴光面竟陡或鼓璃。5.3.1 进料口（管）由上连长方形梢和下部圈管组成.a）EtI1长方形槽几何尺寸是长X宽X深=600mm320mm500mm;b）下中园管宜采用2（M1.3OO顶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：Qi=nI×m×30÷I（XX）（16）式中：Q,一人类处理坑容积m'；巾一人均R产粪便Iakg：m-进用人数，人；30-粪便处理时间，天.5.4 出料间（水压间）5.4.1 出料间有四个作用：a）出渣：b）进池维修：C）调节池内压力：d>½制最小投料也5.4.2 出料间设计应符合卜列要求：a）城大投料球水平处以上为水压间，水压间的断面（水平断面j可以是眼形，也可以是精制形或长主形：b）发群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50Omm-700mm.5.5 发解间与出料间的几何尺寸，可按附表选用。6、沼气池的结构设计6.1 结构设计的一般规定6.1.1 可采用破与现浇混凝土、石料与现浇混凝土、羽筋混凝土预制砌块与现浇混凝土组合结构，也可采用全混凝土结构.按GBJ3规定月平均气混低于-50C的地区，沼气池的外露部分，不得采用砌块结构.61.2使用本规范时，对于-般性荷栽的确定、构件截面计算和地基基础设计等，应按相应的国家标准或规值的规定执行。对丁兴建在地凝区、湿陷性黄土或膨胀土等地区的沼气池结构设计，还应符合现行的有关标准和规范规定.6.2 荷成621沼气池的设计荷载，按GBJ9原则，按其性质可分为下列两类：a）恒荷我：包括结构自重、土压力（上的轻向和恻向压力等：b）活荷效：包括水压力（池内料液液压力、地下水压力、浮托力、设计水压力等设脩（番栏、食槽等）荷载和人、备荷我等。6.2.2作用于各部的荷教622.1 作用于用盖上的荷或G自近荷极：自重荷我按池盖的材料而定，一般情况下，砖体容理取19kNm水泥砂浆20KNm'.混凝上23-24KNm1b1覆土荷栽：由于池盖是削球形，所以凝土荷效是一个变法，它随半张角的减少而相应减少.设计时,侦土容里一般取ISKNZm3C）活荷载：地面的均布荷我标准值般取2KN11;力气压荷载：一般取12kp.6.222 作用于池墙上的荷载：a）由地面活荷载引起的土压力:b）地下水位以上的土压力：C）地下水位以下的士压力：山地下水产生的静水压力：C）池内发酵料液液压荷载：。池内气压荷栽。6.223 作用于沼底上的荷载：a）垂直于池底内壁的池气气压荷载：b）池内发碎料液液压荷载：C）池底边界以上所有能传来的垂直荷载：d）池底自重荷致：C）地基上对池底的反作用力：f）地下水上浮力。6.3荷载组合在设计中应按班不利荷触犯令计算。6.3.1 池前荷载组合63.1.1 对池前径向力以不利阻合是：池靛自成+国土荷收+地面活荷栽。63.1.2 2对池慈孙向力最不利组合是：池盖自或+/土荷教+气压荷载.6.3.2 池盘支座荷板姐合池茨支座荷秋以不利组合是：池族自不、漫土荷收、地面活荷我的联合作用产生的水干推力.6.3.3 池墙荷载组合6.3.3.1 6志工阶段：强度未达设计标号，应按实际标号进行脍算，其荷我除自承外，还应考虑墙外网填土时的夯实预压力.6.33.2 使用阶段：a）对环向拉力，无地下水作用，无地面活荷载作用时投料产气阶段为最不利：b）对弯矩.空池情况在地卜水、地面荷载、上压力联合作用卜,为堆不利情况.6.33.3 底荷载组合空池为最不利情况,此时的荷载为池底地基反力及沿硼周均匀分布的池身线荷载。在进行池底地基强度验算时，投料产气阶段为最不利情况：在沼气池抗浮验算时，空池为最不利情况.6.4构造要求6.4.1 用于修建沼气池的砌块和砂浆,按GBJ3-88211的规定,应符合下列强度等级要求：a）烧结普通陟的强度等级：MUIO-MU15b）混凝土砌块的兆度等徽：MU15-MU2Oc）石材的强度等级：MU3O-MU4O山砂架强度等级：砌筑砂浆M7.5、抹灰砂浆1：3。6.4.2 用于修建沼气池的混凝十.，扫GBJK）-8921.1的规定，应符合下列强度要求：