沼气设计和土建施工模板.doc

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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, 经过微生物发酵作 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, 因此人们叫它沼气。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, 沼气细菌能够分为两大类。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, 一般叫甲烷菌, 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。
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, 经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创造适宜的厌氧条件, 消除部分毒物。
( 2) 产酸阶段
( 3) 产甲烷阶段: 产甲烷菌群, 利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, 它的主要成分是甲烷, 其次有二氧化碳、 硫化氢(H2S)、 氮及其它 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。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, 相当于 0.55千克柴油或0.8千克煤炭充分燃烧后放出的热量。从热效率分析, 每立方米沼气所能利用的热量, 相当于燃烧3.03千克煤所能利用的热量。
2.2 家用沼气池的类型
随着中国沼气科学技术的发展和农村家用沼气的推广, 根据当地使用要求和气温、 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, 可是归总起来大致由水压式沼气池、 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 相应降低。这种利用部分料液来回串动, 引起水压重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, 是中国推广最早、 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, 人畜粪便能够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, 而且充分利用土壤的承载能力, 因此省工省料, 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、 猪圈能够建在沼气池上面, 粪便随时都能打扫进池。
(4)沼气池周围都与土壤接触, 对池体保温有一定的作用。
水压式沼气池型也存在一些缺点, 主要是:
(1)由于气压重复变化, 而且一般在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, 因此发酵原料的利用率不 高, 池 容产气率(即每立方米池容积一昼夜的产气量)偏低, 一般产气率每天仅为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, 出料的时候最好采用出料机械。

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, 降低了建池成本, 又因料液使沼气 池拱盖经常处于潮湿状态, 有利于其气密性能的提高。而且, 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, 原料的利用率有所下降。

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, 全部采用人、 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, 增加新料扩散面, 充分 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, 利用内部气压、 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, 能够不打开天窗盖把全部料液由水压间取出。
2.2.3 其它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, 设计了多种其它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、 增加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); 为了多利用秸草类发酵 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, 而且加大水压间容积, 这样可避免因沼气池活动盖 密封不严带来的问题, 在中国北方农村, 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, 由进料口经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 经过出料通道与发酵间相通。出料口要设置盖板, 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, 如果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, 首先要做好设计工作。总结多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、 持续产气, 并有利于粪便管理, 改进环境卫生, 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, 圆形比喻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, 而且四周受力均匀, 池体较牢固。第三, 中国北方 气温较低, 圆形池置于地下, 有利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利于保证建池质量, 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, 有利于产气, 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, 消灭蚊蝇孳生场所和防止人、 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, 坚实度也不一样, 容许的承载力就有差异。而且同一个地方, 土层也不尽相同。如果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, 造成池体破裂, 漏水漏气。一般自然土层, 每平方米容许承载力都超过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, 池基应该选择在土质坚实、 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; 而且池子与树木、 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, 造成池子漏水漏气; 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, 不但管理(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。另外, 还要尽可能选择背风向阳 处建池。
(2)设计池子应考虑荷载 确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。如果荷载确定过大, 设计的沼气池结构截面必然过大, 结果用料过 多, 造成浪费; 如果荷载确定过小, 设计的强度不足, 就容易造成池体破裂。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。另外 , 经常出现在池顶的人、 畜等压力以最大量考虑为1吨左右。因此, 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。用于表征拱的坦陡程度, 它不但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, 同时影响拱桥与周围景观的协调。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, 池盖则可能破裂, 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)。注意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、 覆土和其它荷载(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, 其边缘最大拉力约为10吨), 以免出现裂缝和下塌的危险; 其次, 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确定。池子太小, 产气就少, 不能保证生产、 生活的需要; 池子太大, 往往由于发酵原料不足或管理跟不上去等原因, 造成产气率不高。当前, 中国农村沼 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, 每天煮饭、 烧水约需用气1.5立方米(每人每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。因此一般家庭养猪存栏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, 但这不是绝正确, 因为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”正常运行。
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。如果建10立方米沼气池 , 其水泥、 砖、 砂再增加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, 确定池的位置。⑤确定 进料口、 出料口位置。要在”模式”宽度中心线上确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。首先, 应 确定好正负零的高度。池坑深度按设计图确定, 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, 如果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造成困难。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利用砖模浇筑池体, 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。池坑挖好后马上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程度而定, 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。
建池时遇到地下水, 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, 池底下面还必须设置沙卵石垫层, 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, 起到确保建池质量的作用。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 利用混凝土浇筑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 当前, ”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, 一般利用直径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 , 进料管周围要用水泥加固。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, 厚度要达到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, 整体池完工10天后可全部回填完。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 密封层完工后露出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, 以防沼气池运行时压力过大涨坏气箱。在导气管周围, 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, 厚度要达到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处理才能不漏气、 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, 要求在平均气温大于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。为达到养护目的, 在沼气池密封处理以后要把出料口、 进料口、 池顶口用薄膜盖严。自然养护 期达到后经检查试压就能够投料使用。建池完工24小时后如果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, 必须经过检查验收合格, 方可投料 使用。其检验方法分为两种:
①直接检查法 必须全池强度养护达到70%以上才能进行, 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, 推荐采用气压检验为主, 水压法检验为辅, 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, 水位降低无明显变 化, 视为不漏水; 再用打气筒(机)充气(或灌水增压), 使压力表示到设计压力的50%, 观察2 4小时, 若压力不降低, 继续打气至设计压力, 再观测24小时, 压力降低值在设计压力的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, 要求同上。试压 中最好将输气管路全部接通, 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、 原因。经修补使强度达到要求后, 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, 以期达到物流、 能流的有效利用。同时,还要考虑猪舍冬季的增温、 保温以 及夏季降温等措施, 达到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, 待池体达到养生期后再建猪舍和日光温室。猪舍和日光温室的建造最好同步进行, 因为猪舍场地的选择、 走向、 后墙、 山 墙、 高度和跨度等应该与日光温室相一致。另外, 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, 以确保沼气池、 养猪和日光温室施肥正常运行。
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时, 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, 低孔为二氧化碳交换孔。因为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交换。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, 低孔为二氧化碳交换孔。因为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交换。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, 第二年夏季打开。  
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 根据当地纬度选择, 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, 前舍顶也能够用水泥抹面。前坡舍面与南棚脚用竹片搭成拱 型支架。冬季上覆棚膜, 每棚能够建一栏或多栏, 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, 这样能够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。