沼气设计和土建施工.doc

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。沼气具有多种气体，重要成分是甲烷(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朴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 简朴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：一方面是分解细菌将粪便、秸秆、杂草等复杂的有机物加工成半成品——结构简朴的化合物；再就是在甲烷细菌的作用下，将简朴的化合物加工成产品—— 即生成甲烷。
微生物代谢的过程称为发酵，是指有机物质在一定的水分、温度和厌氧条件下，通过各类微生物的分解代谢，最终产生沼气的过程。这个过程有以下三个阶段：
（1）液化阶段：为产甲烷菌提供营养和为甲烷菌发明适宜的厌氧条件，消除部分毒物。
（2）产酸阶段
（3）产甲烷阶段：产甲烷菌群，运用以上以上两步所分解转化的小分子化合物等生成甲烷。
2.1.2 沼气的成分
沼气是一种混合气体，它的重要成分是甲烷，另一方面有二氧化碳、硫化氢(H2S)、氮及其他 一些成分。沼气的组成中，可燃成分涉及甲烷、硫化氢、一氧化碳和重烃等气体；不可燃成 分 涉及二氧化碳、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，它的重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朴碳氢化合物 。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。
甲烷是简朴的有机化合物，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。纯甲烷每立方米发热量为36.8千焦。沼气每立方米的发热量约23.4千焦，相称于 0.55公斤柴油或0.8公斤煤炭充足燃烧后放出的热量。从热效率分析，每立方米沼气所能运用的热量，相称于燃烧3.03公斤煤所能运用的热量。
2.2 家用沼气池的类型
随着我国沼气科学技术的发展和农村家用沼气的推广，根据本地使用规定和气温、地质等 条件，家用沼气池有固定拱盖的水压式池、大揭盖水压式池、吊管式水压式池、曲流布料水压式池、顶返水水压式池、分离浮罩式池、半塑式池、全塑式池和罐式池。形式虽然多种多样， 但是归总起来大体由水压式沼气池、浮罩式沼气池、半塑式沼气池和罐式沼气池四种基本类型变化形成的。与四位一体生态型大棚模式配套的沼气池一般为水压式沼气池，它又有几种不同形式。
2.2.1 固定拱盖水压式沼气池
固定拱盖水压式沼气池有圆筒形(见图2.1)、球形(见图2.2)和椭球形(见图2.3) 三种池型。这种 池型的池体上部气室完全封闭，随着沼气的不断产生，沼气压力相应提高。这个不断增高的气压，迫使沼气池内的一部分料液进到与池体相通的水压间内，使得水压间内的液面升高。 这样一来，水压间的液面跟沼气池体内的液面就产生了一个水位差，这个水位差就叫做“水 压”(也就是U形管沼气压力表显示的数值)。用气时，沼气开关打开，沼气在水压下排出 ；当沼气减少时，水压间的料液又返回池体内，使得水位差不断下降，导致沼气压力也随之 相应减少。这种运用部分料液来回串动，引起水压反复变化来贮存和排放沼气的池型，就称 之为水压式沼气池。

图2.1 8米3圆筒形水压式沼气池型(单位：毫米)

图2.2 球形水压式沼气池构造简图

图2.3 椭球形水压式沼气构造简图(单位：毫米)
水压式沼气池，是我国推广最早、数量最多的池型，是在总结“三结合”、“圆、小、 浅”、“活动盖”、“直管进料”、“中层出料”等群众建池的基础上，加以综合提高而形 成的 。“三结合”就是厕所、猪圈和沼气池连成一体，人畜粪便可以直接打扫到沼气池里进行发酵。“圆、小、浅”就是池体圆、体积小、埋深浅。“活动盖”就是沼气池顶加活动盖板。
水压式沼气池型有以下几个优点：
(1)池体结构受力性能良好，并且充足运用土壤的承载能力，所以省工省料，成本比较低。
(2)适于装填多种发酵原料，特别是大量的作物秸秆，对农村积肥十分有利。
(3)为便于经常进料，厕所、猪圈可以建在沼气池上面，粪便随时都能打扫进池。
(4)沼气池周边都与土壤接触，对池体保温有一定的作用。
水压式沼气池型也存在一些缺陷，重要是：
(1)由于气压反复变化，并且一般在4～16千帕(即40～160厘米水柱)压力之间变化。这对池 体强度和灯具、灶具燃烧效率的稳定与提高都有不利的影响。
(2)由于没有搅拌装置，池内浮渣容易结壳，又难于破碎，所以发酵原料的运用率不 高，池 容产气率(即每立方米池容积一昼夜的产气量)偏低，一般产气率天天仅为0.15米3/米3 左右。
(3)由于活动盖直径不能加大，对发酵原料以秸秆为主的沼气池来说，大出料工作比较困难 。因此，出料的时候最佳采用出料机械。

2.2.2 变型的水压式沼气池

图2.4 中心吊管式沼气池
(1)中心吊管式沼气池(见图2.4) 将活动盖改为钢丝网水泥进、出料吊管，使其有一管三用的功能(代替进料管、出料管和活动盖)，简化了结构，减少了建池成本，又因料液使沼气 池拱盖经常处在潮湿状态，有助于其气密性能的提高。并且，出料方便，便于人工
搅拌。但 是，新鲜的原料常和发酵后的旧料液混在一起，原料的运用率有所下降。

图2.5 曲流布料水压式沼气池剖面图(单位：毫米)
(2)曲流布料水压式沼气池(见图2.5) 该池型是由昆明市农村能源环保办公室于1984年设计成功的一种新池型。它的发酵原料不用秸秆，所有采用人、畜、禽粪便。原料的含水量 在95%左右(不能过高)。该池型有如下特点：
(1)在进料口咽喉部位设滤料盘。
(2)原料进入池内由布料器进行半控或全控式布料，形成多路曲流，增长新料扩散面，充足 发挥池容负载能力，提高了池容产气率。
(3)池底由进料口向出料口倾斜。
(4)扩大池墙出口，并在内部设隔板，塞流固菌。
(5)池拱中央、天窗盖下部吊笼，输送沼气入气箱。同时，运用内部气压、气流产生 搅拌作用，缓解上部料液结壳。
(6)把池底最低点放在水压间底部。在倾斜池底作用下，发酵液可形成一定的流动推力，实现进出料自流，可以不打开天窗盖把所有料液由水压间取出。
2.2.3 其他各种变型的水压式沼气池
除了上述两种变型的水压式沼气池外，各地还根据各自的具体使用情况，设计了多种其他变型的水压式沼气池型。如：为了减少占地面积、节省建池造价、防止进出料液相混合、增长池拱顶气密封性能的双管顶返水水压式沼气池(见图2.6)；为了便于出料的大揭盖水压式沼气池(见图2.7)和便于底层出料的圆筒形水压式沼气池(见图2.8)；为了多运用秸草类发酵 原料而采用的弧形隔板、干湿发酵水压式沼气池(见图2.9)。

图2.6 双管顶返水水压式沼气池简图
1.进料管 2.发酵池 3.出料联通管4.活动盖 5.导气管 6.水压间
图2.7 大揭盖水压式沼气池简图
1.大直径活动盖 2.蓄水池盖板 3.导气管

图2.8 圆筒形水压式沼气池简图(单位：毫米)

图2.9 干、湿发酵水压式沼气池简图
1.湿发酵区 2.干发酵区

2.2.4 无活动盖底层出料水压式沼气池
无活动盖底层出料水压式沼气池是一种变型的水压式沼气池。该池型将水压式沼气池活动盖 取消，把沼气池拱盖封死，只留导气管，并且加大水压间容积，这样可避免因沼气池活动盖 密封不严带来的问题，在我国北方农村，与“模式”配套新建的沼气池提倡采用这种池型。 本书将介绍该种沼气池的建造技术。无活动盖底层出料水压式沼气池的构造如图2.10所示 。沼气池为圆柱形，斜坡池底。它由发酵间、贮气间、进料口、出料口、水压间、导气管等 组成。

图2.10 底层出料水压式沼气池构造
1.发酵间 2.贮气间 3.进料口4.出料口、水压间 5.导气管 6 .出料口通道
(1)进料口与进料管 进料口与进料管分别设在猪舍地面和地下。厕所、猪舍及收集的人畜 粪便，由进料口通过进料管注入沼气池发酵间。
(2)出料口与水压间 出料口与水压间设在与池体相连的日光温室内。其目的是便于蔬菜生 产施用沼气肥，同时出料口随时放出二氧化碳进入日光温室内促进蔬菜生长。水压间的下端 通过出料通道与发酵间相通。出料口要设立盖板，以防人、畜误入池内。
(3)池底 池底呈锅底形状，在池底中心至水压间底部之间，建一U型槽，下返坡度5%，便于 底层出料。
(4)工作原理 ①未产气时，进料管、发酵间、水压间的料液在同一水平面上。②产气时， 经微生物发酵分解而产生的沼气上升到贮气间，由于贮气间密封不漏气，沼气不断积聚，便 产生压力。当沼气压力超过大气压力时，便把沼气池内的料液压出，进料管和水压间内水位 上升，发酵间水压下降，产生了水位差，由于水压气而使贮气间内的沼气保持一定的压力。 ③用气时，沼气从导气管输出，水压间的水流回发酵间，即水压间水位下降，发酵间水位上 升。依靠水压间水位的自动升降，使贮气间的沼气压力能自动调节，保持燃烧设备火力的稳 定。④产气太少时，假如发酵间产生的沼气跟不上用气需要，则发酵间水位将逐渐与水压 间水位相平，最后压差消失，沼气停止输出。
2.3 沼气池的设计
2.3.1 沼气池的设计原理
建造“模式”中的沼气池，一方面要做好设计工作。总结数年来科学实验和生产实践的经验，设计与模式配套的沼气池必须坚持下列原则：
(1)必须坚持“四结合”原则 “四结合”是指沼气池与畜圈、厕所、日光温室相连，使人畜粪便不断进入沼气池内，保证正常产气、连续产气，并有助于粪便管理，改善环境卫生，沼液可方便地运送到日光温室蔬菜地里作肥料使用。
(2)坚持“圆、小、浅”的原则 “圆、小、浅”是指池型以圆柱形为主，池容6～12立方米 ，池深2米左右，圆形沼气池具有以下优点：第一，根据几何学原理，相同容积的沼气池， 圆形比方形或长方形的表面积小，比较省料。第二，密闭性好，且较牢固。圆形池内部结构 合 理，池壁没有直角，容易解决密闭问题，并且四周受力均匀，池体较牢固。第三，我国北方 气温较低，圆形池置于地下，有助于冬季保温和安全越冬。第四，适于推广。无论南方、北 方，建造圆形沼气池都有助于保证建池质量，做到建造一个，成功一个，使用一个，巩固 一个，积极稳步地普及推广。小，是指主池容积不宜过大。浅，是为了减少挖土深度，也便 于避开地下水，同时发酵液的表面积相对扩大，有助于产气，也便于出料。
(3)坚持直管进料，进料口加箅子、出料口加盖的原则 直管进料的目的是使进料流畅，也 便于搅拌。进料口加箅子是防止猪陷入沼气池进料管中。出料口加盖是为了保持环境卫生， 消灭蚊蝇孳生场合和防止人、畜掉进池内。
2.3.2 沼气池的设计依据
设计与“模式”配套的沼气池，制定建池施工方案，必须考虑下列因素：
(1)选择池基应考虑土质 沼气池，选择地基很重要，这是关系到建池质量和池子寿命 的问题，必须认真对待。由于沼气池是埋在地下的建筑物，因此，与土质的好坏关系很大。土质不同，其密度不同，坚实度也不同样，允许的承载力就有差异。并且同一个地方， 土层也不尽相同。假如土层松软或沙性土或地下水位较高的烂泥土，池基承载力不大，在此 处建池，承受不了，必然引起池体沉降或不均匀沉降，导致池体破裂，漏水漏气。一般自然土层，每平方米允许承载力都超过10吨以上，在这样的自然土层上建造沼气池，是没有什么问题的。因此，池基应当选择在土质坚实、地下水位较低，土层底部没有地道、地窖、渗井、泉眼、虚土等隐患之处；并且池子与树木、竹林或池塘要有一定距离，以免树根、竹根扎入池内或池塘涨水时影响池体，导致池子漏水漏气；北方干旱地区还应考虑池子离水源 和用户都要近些，若池子离用户较远，不仅管理(如加水、加料等)不方便，输送沼气 的管道也要很长，这样会影响沼气的压力，燃烧效果不好。此外，还要尽也许选择背风向阳 处建池。
(2)设计池子应考虑荷载 拟定荷载是沼气池设计中一项很重要的环节。所谓荷载，是指单位面积上所承受的重量。假如荷载拟定过大，设计的沼气池结构截面必然过大，结果用料过 多，导致浪费；假如荷载拟定过小，设计的强度局限性，就容易导致池体破裂。荷载的计算标准一般为：池身自重(按混凝土量计算)每立方米为2.5吨左右，拱顶覆土每立方米为2吨左 右，池内发酵原料每立方米容积为1.2吨左右，沼气池产气后池内每平方米受压为1吨左右。此外 ，经常出现在池顶的人、畜等压力以最大量考虑为1吨左右。所以，地基和承载力至少不能小于每平方米8吨。
(3)设计池子应考虑拱盖的矢跨比和池墙的质量
矢跨比：桥中拱圈（或肋拱）的计算矢高s与计算跨径l之比（S/l）或净矢高与净跨径之比，又称矢度。用于表征拱的坦陡限度，它不仅影响主拱圈内力的大小，还影响拱桥的构造形式和施工方法的选择，同时影响拱桥与周边景观的协调。一般的矢跨比小于1/5的拱桥称坦拱，大于或等于1/5的称陡拱。

建造沼气池，一般都用脆性材料，受压性 能较好，抗拉性能较差。根据削球形拱盖的内力计算，当池盖矢跨比在1∶5.35时，是池盖的环向内力变成拉力的分界线；大于这个分界线，若不配以钢筋，池盖则也许破裂，因此， 在设计削球形池拱盖时矢跨比(即矢高与直径之比。矢高指拱脚至拱顶的垂直距离)一般在1∶4～1∶6之间；在设计反削球形池底时矢跨比为1∶8左右(具体的比例还应根据池子大小、 拱盖跨度及施工条件等决定)。注旨在砌拱盖前要砌好拱盖的蹬脚，蹬脚要牢固，使之能承 受拱盖自重、覆土和其他荷载(如畜圈、厕所等)的水平推力(一般说来，一个直径为5米，矢跨比为1∶5，厚度为10厘米的混凝土拱盖，其边沿最大拉力约为10吨)，以免出现裂缝和下塌的危险；另一方面，池墙质量必须牢固。池墙基础(环形基础)的宽度不得小于40厘米(这是工程构造上的最小尺寸)，基础厚度不得小于25厘米。一般基础宽度与厚度之比，应在 1:(1.5～2)范围内为好。
2.3.3 沼气池容积的计算
建造沼气池，事先要进行池子容积的计算，就是说计划建多大的池子为好。计算容积的大小 原则上应根据用途和用量来拟定。池子太小，产气就少，不能保证生产、生活的需要；池子太大，往往由于发酵原料局限性或管理跟不上去等因素，导致产气率不高。目前，我国农村沼 气池产气率普遍不够稳定，夏天一昼夜每立方米池容约可产气0.15立方米，冬季约可产气0 .1立方米左右，一般农村五口人的家庭，天天煮饭、烧水约需用气1.5立方米(每人天天生活所需的实际耗气量约为0.2立方米，最多不超过0.3立方米)。同时，应考虑生产用肥。因此，农村建池，每人平均按1.5～2立方米的有效容积计算较为适宜(有效容积一般指发酵间和贮气箱的总容积)。根据这个标准建池，人口多的家庭，平均有效容积少一点，人口少的家庭，平均有效容积多一点；北方地区一般气温较低，可多一点，南方地区一般气温较高，可少一点。如一个五口人的家庭，建造一个8～10立方米的沼气池，管理得好，所产 沼气基本上能满足一家人一年四季煮饭、烧水或点灯的需要，在北方即使在冬季气温较低，产气量有所减少的情况下，仍可供煮两餐饭或烧开水用。所以一般家庭养猪存栏6～10头，日光 温室面 积在100～150米2，可建6、8、10米3的沼气池为宜。对于建在野外的四位一体生态型大 棚模式，一般“模式”面积为667平方米(1亩)左右，这时，养猪头数可增 加，沼气池容 积大一些为好，但这不是绝对的，由于若沼气池容积满足不了炊事用能及蔬菜生产用肥的需 要，可由外界补充能源及肥料，从而使“模式”正常运营。
2.4 沼气池的施工技术
2.4.1 备料
建一个8立方米的沼气池需要水泥1吨、砂子2立方米、碎石(规格1～3厘米)0.6立方米、红 砖 600块、陶瓷管(直径20～30厘米)1～2根、钢筋(直径14毫米)1.2米。假如建10立方米沼气池 ，其水泥、砖、砂再增长10%，若建6立方米沼气池，则水泥、砖、砂比8立方米沼气池用量 要减少10%。

2.4.2 放线
放线挖坑是保证建池质量的第一关，必须按规定尺寸施工。图2.11是三种“模式”总体放 线布置图，供放线时参考。以图2.11中A图为例说明放线要点：①划出总体平面。②划出温室、猪舍面积，猪舍在东侧或西侧。③划出“模式”宽度中心线。④以O为起点，在猪舍内侧找出池的中心点O，以O为圆心，以池的半径加6厘米为半径划圆，拟定池的位置。⑤拟定 进料口、出料口位置。要在“模式”宽度中心线上拟定为进料口中心点和位于日光温室内的 出料口中心点，用白灰做好标记。

1.厕所 2.进料口 3.沼气池 4.出料口5.日光温室
6.模式宽度中心线 7.猪舍 8.内山墙

1. 1.     厕所 2.进料口 3.沼气池 4.出料口5.日光温室
6.猪舍 7.模式宽度中心线 8.内山墙

1.
厕所 2.进料口 3.沼气池 4.出料口5.日光温室
6.猪舍东西宽度中心线 7.猪舍
图2.11 不同“模式”总体放线布置图
2.4.3 池坑开挖
在“模式”内建沼气池均采用地下埋式，沼气池土方工程采用大开挖的施工工艺。一方面，应 拟定好正负零的高度。池坑深度按设计图拟定，即沼气池的池顶与出料口保持在一个水平 面上，并高出猪舍地面10厘米。进料口超高地面2厘米，假如挖得过深使沼气池低于地平面 ，影响配套使用，挖得过浅使沼气池突出地面，给养猪和日光温室施肥导致困难。具体尺寸如表2.1所示。
表2.1 6～10米3沼气池结构规格标准
容积/米3
内直径/米
池墙高/米
池顶矢高/米
池顶曲率半径/米
水压间
深/米
直径/米
6
8
10
2.40
2.70
3.00
1.00
1.00
1.00
0.48
0.54
0.60
1.74
1.96
2.18
2.10
2.18
2.28
0.90
1.00
1.10
为了便于安放建池模具或运用砖模浇筑池体，减少材料损耗，池坑要规圆上下垂直。对 于土质良好的地区坑壁可挖直，取土时由中间向四周开挖，开挖至坑壁时留有一定余地，然 后按定位桩找出中心点，并钉一固定的木桩，用一条绳的一端固定在中心点的木桩上，绳的 另一 端拴上一把小把锄，使锄刀到中心点的长度等于池的半径加上墙厚度6厘米划圆，刮掉 阻 碍通道的砂土，边挖边修整池坑，直到设计深度为止。池坑挖好后立即将池底修成锅底形状；由锅底中心至水压间底部挖一条U形浅槽,下返坡度5%。对于土质松散的地方，地面以下8 0厘米应放坡取土，坡度大小要看土质松散限度而定，以坑壁不坍塌为原则，同时挖好进、出料口坑。如有地下水出现，池底要挖集水坑，以便排水。
建池时碰到地下水，可采用“避、引、堵”的办法来解决。“避”就是避开地下水，尽量不 在 多雨季节施工，选择地下水位较低、地势较高的地方建池，水网地区可建圆球形池或提高池 身，建成半地下池。“引”就是引开地下水，施工前挖排水沟，尽量将水引走。池墙渗水， 可将竹管插入渗水处或在池壁上凿星(“Y”)形小沟，使水集中从沟内流至池底。对于池底 渗水，可采用十字沟或环形沟集水，并在池底中央挖一较深小井，使水流入井内汲走，待 工程告一段落无渗水排出时再填此井。“堵”就是堵住地下水，对池内个别小泉眼，可用砖 头、小石块塞紧。若大面积渗水，可采用水玻璃药液防渗剂掺入水泥进行粉刷，快速凝固， 堵塞有效。同时，在土质差、地下水位高处建池，池底下面还必须设立沙卵石垫层，其垫层 的施工可先铺砌卵石，再用水沉法使沙子挤满卵石空隙，起到保证建池质量的作用。如建 池场地确无地下水，池底以下可不加垫层及排水措施。
2.4.4 运用混凝土浇筑6、8、10立方米沼气池的现场施工
四位一体生态型大棚模式中的沼气池，一般采用组合式建池。所谓组合式建池就是池底、池 墙、水压间下部采用混凝土整体现浇，池拱盖及水压间上部采用砖砌。在现浇拌制混凝土时 ，必须控制水灰比≤0.65，砂子中泥土含量≤3%，云母含量≤0.5%，碎石中最大粒径≤3厘米，泥土含量≤2%。混凝土浇筑工序必须连续进行，间断时间不得超过1小时，浇筑时必须 振捣密实，防止出现蜂窝麻面现象。施工顺序如下：
(1)砌筑出料口通道 出料口通道如图2.12所示。出料口通道用红砖及砂灰砌筑，水泥:砂 子＝1∶2.5。为了便于施工及出料，其通道口宽50厘米，高70厘米，顶部起拱，但上 口距池上拱角不得小于35厘米，防止产气多时水面下返而跑气。
(2)池墙及水压间下部的浇筑 池墙及水压间下部的浇筑可采用钢模、木模及砖模，一般上 述模具为内模，而以池壁为外模。由于钢模造价高，很少采用，而木模和砖模用的较多。若 一个村里建多个沼气池，采用木模较方便，若只建一个，则采用砖模为宜。采用砖模的一般 砌法是：先把砖用水浸湿，防止拆模困难。每块砖横向砌筑，每层砖砖缝错开，不用带泥口 或灰口，做到砌一层砖用混凝土浇筑一层，振捣密实后再砌第二层。混凝土配合重量比为水 泥∶砂子∶碎石＝1∶3∶3，池墙高1米，厚0.05米。

图2.12 出料口通道(单位：毫米)
(3)池拱盖的施工 目前，“模式”中的沼气池拱盖用砖砌，“模式”中的沼气池一般采用 直管进料，在砌筑池拱盖前要安装好进料管，一般运用直径200毫米、长600毫米左右的陶瓷 管，管内穿绳拴挂在地面的木桩上，进料管喇叭口朝上，上下垂直，紧贴池壁固定好。插入 池内深度拱角250～300毫米为宜。砌筑拱盖可用铁钩或挂绳法固定砖，先由进料管处开始砌 ，进料管周边要用水泥加固。砌筑拱盖的砖，要选择质量好的，先用水浸湿，保持外湿内干，用1∶2水泥砂灰
图2.13 池拱盖施工图
砌筑，砂灰和易性要好，灰口饱满，砖与砖要顶紧，每砌筑一圈，要用小石片嵌牢，边砌筑边注意拱盖弧度，每砌筑3～5圈，拱盖外壁用1∶3水泥砂灰抹严抹实， 拱角处第1圈砖上层抹灰时，厚度要达成30～50毫米，用以代替圈梁。随砌随抹灰，随即由外向内均匀地回填土。回填土前，进料管上部也要砌几层砖，防止回填土由进料管进入池内，进料口宽以240毫米为宜，长度因户而异。注意第一次回填土约60%即可，防止塌方 ，其余土量 在次日池内密封前回填一部分，整体池竣工10天后可所有回填完。池拱盖施工图如 图2.13所示。在砌筑池拱盖的同时，应把水压间的上部砌好。水压间上半部用1/4 砖立砌，1∶3水泥砂灰浇筑。
当砌筑池拱盖要封口时，在拱顶正中央安放直径为9～10毫米的铜导气管，插入深度以池内 密封层竣工后露出10毫米左右为宜，拱顶中央用4条500～700毫米长铁筋摆放成＃字型，抹 灰要加厚加固，以防沼气池运营时压力过大涨坏气箱。在导气管周边，砌一个深200～300毫 米，边长180～200毫米的方型围护墙，在输气管引出方向预留出缺口。猪舍地面以下可砌暗 沟或放一个内径为20～50毫米铁管或塑料护管，以便引出输气管。导气管上面盖上活动盖板， 防止输气管被猪啃坏。活动盖板规格240毫米×240毫米，厚度为50～60毫米，可用2块红砖代替，如图2.14所示。

图2.14 导气管安装位置示意图
(4)池底施工 池底先铺一层碎石，用1∶4的水泥砂浆将碎石缝隙灌满，然后再用水泥、砂 子、碎石以1∶3∶3的混凝土浇筑池底，厚度要达成8～12厘米。
(5)沼气池池体内部密封 由砖和混凝土组合建造的沼气池只靠结构层还不能满足防渗漏要 求 ，必须对池体进行密封解决才干不漏气、不漏水。沼气池密封层采用7层做法和3层做法两种 ，贮气室及池内进料管部分采用7层做法；池底、池墙、水压间、出料口通道等采用3层做法。其7层做法第1层用450＃水泥砂灰刷浆，灰∶水＝0.3∶1；第2层抹水泥∶砂子＝1∶ 2.5的水泥砂灰，厚度为0.8～1厘米；第3层抹0.1厘米厚素灰；第4层抹水泥∶砂子＝1∶2的水泥砂灰，厚度为0.4厘米；第5层抹0.1厘米厚的素灰；第6层用1∶1的细砂灰抹0.3 ～0.4厘米；第7层刷素灰浆3遍。而3层做法是第1层与7层做法中的第2层一起做；第2层与7层做法中的第6层一起做；第3层与7层做法中的第7层一起做。
(6)养护 用混凝土浇筑的每个部位，都要进行养护，规定在平均气温大于5℃条件下自然 养护，外露混凝土应加盖草帘浇水养护，养护时间为7～10天。春、秋要注意早晚防冻。为达成养护目的，在沼气池密封解决以后要把出料口、进料口、池顶口用薄膜盖严。自然养护 期达成后经检查试压就可以投料使用。建池竣工24小时后假如下雨应及时向池内加水，加水量应是池内装料容积的一半，以防地下水位上涨鼓坏池体。
(7)检查验收 新建沼气池和大换料后保养维护的旧池，必须通过检查验收合格，方可投料 使用。其检查方法分为两种：
①直接检查法 必须全池强度养护达成70%以上才干进行，用手指或小木棒叩击无翘壳空响 。全池内壁无渗水痕迹，无裂缝、砂眼、孔隙等肉眼可见的缺陷；池外输气管线、开关 等配套设施安装齐全牢固。
②试压检查法 在直接检查完好的基础上，推荐采用气压检查为主，水压法检查为辅，亦可 混合使用。一般作法是装水至进、出料管上端20厘米高度，观测12小时，水位减少无明显变 化，视为不漏水；再用打气筒(机)充气(或灌水增压)，使压力表达成设计压力的50%，观测2 4小时，若压力不减少，继续打气至设计压力，再观测24小时，压力减少值在设计压力的3% 以内，视为不漏气。亦可采用空池封闭进出料口、直接充气试压的方法，规定同上。试压 中最佳将输气管路所有接通，分别检查有否渗漏现象。检查中如有漏水、漏气者，须查明部 位、因素。经修补使强度达成规定后，再经复验合格，方可投料使用。但使用前，必须将多 余的水抽去。未经复验合格者，不得勉强使用。
3 猪舍的建造技术
3.1 猪舍的结构
猪舍是“模式”三大重要组成部分之一。建造猪舍时，要考虑猪舍、沼气池和 日光温室三者之间的单元匹配，以期达成物流、能流的有效运用。同时,还要考虑猪舍冬季的增温、保温以 及夏季降温等措施，达成一年四季都能适宜猪的生长发育。如图3.1、图3.2可知，猪舍位 于沼气池的上面、日光温室的一端，施工顺序是先建沼气池，待池体达成养生期后再建猪舍和日光温室。猪舍和日光温室的建造最佳同步进行，由于猪舍场地的选择、走向、后墙、山 墙、高度和跨度等应当与日光温室相一致。此外，在猪舍内应建内山墙、厕所、栏杆、溢水 槽、进料口、猪床等配套设施，以保证沼气池、养猪和日光温室施肥正常运营。
3.2 猪舍的施工顺序
3.2.1 内山墙的砌筑
为了保证养猪和蔬菜生产过程中有个适宜的环境，以便于温度、湿度及有害气体的调控，也 为了便于生产管理，在日光温室和猪舍之间必须砌筑内山墙相隔。当猪舍南北跨度一定期，内山墙的位置将决定猪舍的面积。一般按每头猪占1平方米计算，如养猪的头数多，建内山 墙时向日光温室方向移动，但东西长度不得小于4米。内山墙地基用砖或石材砌筑，宽24厘 米，高70厘米，顶部宽12厘米。长度从北墙到南棚脚。顶部高度要与日光温室拱型棚面形状 相一致。在内山墙靠近北面留门，作为去日光温室的通道。内山墙中部还要留两个通气孔,孔口为24厘×24厘米，高孔底部离地面1.6米，低孔底部距离地面70厘米，高孔为氧气交 换孔，低孔为二氧化碳互换孔。由于二氧化碳比重大于氧气比重，这两个孔便使猪舍的二氧 化碳与日光温室的氧气进行互换。内山墙的顶部要用水泥砂浆抹成平面。 图3.1 猪舍结构示意图

图3.2 猪舍平面布置图(单位：毫米)
离地面1.6米，低孔底部距离地面70厘米，高孔为氧气交 换孔，低孔为二氧化碳互换孔。由于二氧化碳比重大于氧气比重，这两个孔便使猪舍的二氧 化碳与日光温室的氧气进行互换。内山墙的顶部要用水泥砂浆抹成平面。 
3.2.2 猪舍后墙与山墙的砌筑
猪舍后墙与山墙的结构和日光温室后墙与山墙结构一致，仅在后墙靠近内山墙一端留出小 门 ，门高1.7米，宽0.7米，以便到温室或猪舍作业。在猪舍后墙中央距地面1.3米留有高40 厘米、宽30厘米的通风窗，以便夏季猪舍通风。深秋时用草耙子泥堵封好，次年夏季打开。  
3.2.3 猪舍的后坡与前坡施工
猪舍上盖应建成后短坡、长前坡起脊式圈舍(如图3.1所示)。猪舍后墙高，中柱高，脊高应 根据本地纬度选择，一般可造后墙高1.7～1.8米，中柱高2.4～2.6米，脊高2.6～3米，南北 跨度6米，后墙顶与中柱间及中柱向南棚脚方向延伸1米，用木椽搭棚。棚上用高粱秸或玉米 秸铺成，上抹5厘米厚的草泥，前舍顶也可以用水泥抹面。前坡舍面与南棚脚用竹片搭成拱 型支架。冬季上覆棚膜，每棚可以建一栏或多栏，栏与栏之间隔墙高0.8米。猪舍南面距棚 脚0.7～1米建0.8米高的围墙或铁栏。在靠近后墙处留0.8～1米宽人行道，猪床与人行道 之 间留一隔墙，隔墙高0.8米，下边设饲料槽。每栏要开一小门，猪床前低后高，坡度8°～1 0°。猪舍内的山墙、内山墙、隔栏墙距猪舍地面上返60厘米用水泥砂浆抹面。 
3.2.4 猪舍地面施工
在猪舍地面施工前要砌筑好输气管路通道，通道宽12厘米，高12厘米，以5%的坡度通向猪舍 外。猪舍地面用水泥抹平，要高出自然地面20厘米。在地面上距南棚脚1.5～2米，距外山 墙 1米处建成一个长40厘米、宽30厘米、深10厘米的溢水槽；猪舍地面要抹成5%的坡度，坡向溢水槽。溢水槽南端留溢水通道直通棚外，这样可以防止雨水灌满沼气池。猪舍地面沼气池 的进料口顶部要高出猪舍地面2厘米，顶口用钢筋做成箅子，钢筋之间的距离以能进入发酵 原料为准。
3.2.5 厕所的建筑
在猪舍靠近北墙角建1平方米的厕所，厕所蹲位高出猪舍地面20厘米，厕所集粪口与沼气池进料口相通。