[轉(zhuǎn)帖]微生物厭氧發(fā)酵裝置的設(shè)計(jì)與施工技術(shù)要點(diǎn)

鶯

　　微生物厭氧發(fā)酵裝置是以畜禽糞便、植物秸稈、生活垃圾等為原料，通過(guò)微生物生化作用進(jìn)行厭氧發(fā)酵，使之轉(zhuǎn)化成人們生產(chǎn)和生活所需要的微生物能源、微生物飼料、微生物肥料的嚴(yán)格密閉裝置，是畜禽飼養(yǎng)場(chǎng)、戶實(shí)現(xiàn)養(yǎng)殖場(chǎng)所生態(tài)化的新型設(shè)施，是生物資源良性循環(huán)的關(guān)鍵鏈條。它的市場(chǎng)化應(yīng)用對(duì)養(yǎng)殖場(chǎng)、戶改善飼養(yǎng)環(huán)境，強(qiáng)化畜禽防疫，降低飼養(yǎng)成本，提高飼養(yǎng)效益意義重大。

　　1 裝置設(shè)計(jì)

　　微生物厭氧發(fā)酵裝置設(shè)計(jì)的基本原則是：依據(jù)養(yǎng)殖場(chǎng)、戶畜禽飼養(yǎng)數(shù)量和發(fā)酵原料的多少，發(fā)酵工藝及用氣量的需求，科學(xué)合理地設(shè)計(jì)裝置的類型和容積，包括進(jìn)料間、發(fā)酵間、水壓間、貯氣間、出料間，以及池底、池墻、池蓋、活動(dòng)蓋、導(dǎo)氣管等的設(shè)計(jì)，表面積、容積、荷載、內(nèi)力、截面強(qiáng)度、混凝土構(gòu)件強(qiáng)度等的設(shè)計(jì)，及其施工工藝和技術(shù)路線設(shè)計(jì)等。一般飼養(yǎng)戶農(nóng)家小院條件下飼養(yǎng)可分別不同情況設(shè)計(jì)8、10、12m3小型裝置，中型、大型飼養(yǎng)場(chǎng)可根據(jù)不同規(guī)模情況分別設(shè)計(jì)100、300、600、1 000、2 000m3中型裝置。

　　1.1 小型裝置設(shè)計(jì)
　　分為水壓式、浮罩式和氣袋式3種類型。其中水壓式裝置又可分為側(cè)水壓式、頂水壓式、分離水壓式裝置。按裝置的幾何形狀分，又可分為圓形、球形、方形、長(zhǎng)方形、拱形、圓管形、橢球形、仿錘形、扁球形等裝置。目前在市場(chǎng)上，除江浙一帶適宜用球形裝置外，大都分地區(qū)采用的是圓形、地下式裝置，因其具有受力性能好，占用地表面積少，施工簡(jiǎn)易等優(yōu)越性，而成為全國(guó)眾多畜禽飼養(yǎng)戶及生態(tài)家園青睞的類形。

　　1.2 中型乃至大型裝置設(shè)計(jì)
　　目前此類裝置除采用削球形池蓋，圓柱形池墻，削球形池底的圓形裝置外，按結(jié)構(gòu)力學(xué)的觀點(diǎn)一般都采用拱形結(jié)構(gòu)。拱形結(jié)構(gòu)裝置的橫截面由兩個(gè)拱組合而成。拱軸既可采用圓弧拱，也可采用拋物線拱。其橫截面積、容積、幾何特征及其內(nèi)力計(jì)算分拱頂、端墻、底版和拱支座4部分。同圓形裝置一樣，埋設(shè)于地下的拱形裝置以通過(guò)縱軸線的平面為對(duì)稱面，作用有池自重、復(fù)土重、地面活荷載、地基土側(cè)向壓力，池外地下水靜壓力，池內(nèi)料液液壓、氣壓，地基反力，地下水上浮力荷載。拱頂和反拱池底的計(jì)算可截取單位長(zhǎng)度的拱帶，拱腳口連接可假定為鉸支，因而可按雙鉸拱的假定進(jìn)行內(nèi)力分析。對(duì)于容積較小，矢高與跨度的比≥1/6時(shí)，因拱腳水平推力較小，可以采取加大拱腳處混凝土斷面，用塊石填實(shí)拱腳四周空隙等辦法解決。但對(duì)于跨度較大，矢跨比＜1/6時(shí)，需設(shè)置水平拉桿。為防止鋼筋腐蝕，最好采用預(yù)應(yīng)力混凝土拉桿，拱形池兩端墻可用周邊鉸支的拱形板計(jì)算方法。

　　1.3 貯氣柜設(shè)計(jì)
　　中型、大型微生物發(fā)酵工程的厭氧發(fā)酵池一般容積都比較大，加之目前不少地方要求采取中、高溫微生物能源發(fā)酵技術(shù)，這就勢(shì)必使產(chǎn)氣發(fā)酵料液的料容產(chǎn)氣率大幅度增加，因而要求設(shè)計(jì)具有一定容積的貯氣裝置。該裝置有水壓式固定貯氣柜、貯氣袋、浮沉式貯氣柜3種。浮沉式貯氣柜是目前市場(chǎng)流行的樣式，其建筑材料為鋼、鋼筋混凝土、紅泥塑料、鋼絲網(wǎng)水泥、抗堿玻璃纖維水泥等。主要部分為水封池、浮罩。圓筒形浮罩未充氣和充氣狀態(tài)在均布荷載作用下的內(nèi)力計(jì)算按已有公式。至于受有風(fēng)荷載作用的浮罩內(nèi)力計(jì)算可仿照已有公式和現(xiàn)行方法推導(dǎo)。還有大容積浮罩因維修和施工的需要，在浮罩頂板的中央往往開(kāi)設(shè)活動(dòng)入口孔并蓋以活動(dòng)蓋板，這種形式實(shí)際上是開(kāi)孔圓板的計(jì)算。另外，浮罩頂蓋也有采用削球形殼體的。以上結(jié)構(gòu)形式浮罩均可采用文中所述的基本原理進(jìn)行內(nèi)力計(jì)算，以確保裝置最佳效能和安全。

　　2 建筑材料

　　2.1 普通粘土磚
　　經(jīng)干燥、入窯、高溫（900~1 000℃）焙燒而成的青磚、紅磚、手工磚、機(jī)制磚均可。其主要技術(shù)要求：一般選用50、75、100號(hào)3種，但50號(hào)只限于手工磚，均需達(dá)到一定強(qiáng)度；幾何尺寸為240mm×115mm×53mm，容重1 600~1 800kg/m3，要求外觀尺寸整齊、平整、無(wú)裂紋、敲擊聲脆、斷面組織均勻。

　　2.2 石材
　　多選用組織緊密、均勻、無(wú)裂紋、無(wú)風(fēng)化或弱風(fēng)化的砂巖或石灰?guī)r。抗壓強(qiáng)度為5cm×5cm×5cm的立方試件用標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法所得的抗壓極限強(qiáng)度。其耐水性要求一般取軟化系數(shù)為0.7~0.9，方能保證建筑質(zhì)量。

　　2.3 石灰
　　含氧化鎂小于7%的鈣石灰，其熟化速度較鎂質(zhì)石灰快，宜于選用。過(guò)火石灰熟化速度慢，且未熟化顆粒多，禁用，否則會(huì)造成嚴(yán)重危害。

　　2.4 水泥
　　可選用普通硅酸鹽水泥、火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥或礦渣硅酸鹽水泥。

　　2.5 普通混凝土
　　組成材料為：325、425號(hào)水泥，天然砂卵石和碎石，飲用水（井水、河水、自來(lái)水），注意和易性和強(qiáng)度，以及抗?jié)B性、抗凍性、耐熱性、脹縮性等。使用前注意先行試配，以確保和易性、容重、強(qiáng)度、質(zhì)量要求。

　　2.6 砌筑砂漿
　　由膠凝材料水泥、細(xì)骨料砂和水調(diào)制而成，一般常用水泥砂漿，池蓋部加少量石灰膏。

　　2.7 密封材料
　　微生物厭氧發(fā)酵裝置要求整個(gè)裝置內(nèi)密閉不漏水、不漏氣，而目前裝置建筑大都采用混凝土、磚、石材等建筑材料，均存在相當(dāng)數(shù)量的毛細(xì)孔道，因此必須在結(jié)構(gòu)層上罩以密封層，以確保性能和使用要求。
　3 施工技術(shù)

　　對(duì)于微生物厭氧發(fā)酵裝置這樣一個(gè)密閉裝置，要達(dá)到結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn)、牢固、可靠、安全、不漏水、不漏氣，良好運(yùn)行的目的，除了精準(zhǔn)設(shè)計(jì)，精心配料以外，精致施工是十分重要的一環(huán)，甚至是關(guān)乎成敗的一環(huán)。因此必須按設(shè)計(jì)圖紙要求，精細(xì)施工，確保質(zhì)量。

　　3.1 土方工程
　　首先按設(shè)計(jì)裝置尺寸定位放線，放線尺寸為：裝置外包尺寸加2倍裝置外填土層厚度、2倍放坡尺寸；砂性較強(qiáng)，地下水位較高時(shí)則要求邊坡坡度放大；對(duì)淤泥土質(zhì)，挖到設(shè)計(jì)標(biāo)高后，以大卵石進(jìn)行地基加固處理；挖出土方要堆放在離池坑遠(yuǎn)一點(diǎn)的地方，同時(shí)也禁止池坑附近堆放重物，以防萬(wàn)一發(fā)生塌方招致不測(cè)。

　　3.2 地下水處理
　　地下水位較高地區(qū)建筑微生物發(fā)酵裝置，應(yīng)盡量選擇在枯水季節(jié)施工，并采取有效措施進(jìn)行排水、防洪。建筑過(guò)程中，如發(fā)現(xiàn)有地下水滲出，一般采取“排”“降”的方法。裝置基本建成后，若有滲漏，可采用“盲溝及集水坑排水”、“深井排水”、“沉井排水”等方法處理，確保施工順利進(jìn)行。

　　3.3 小型圓形微生物厭氧發(fā)酵裝置施工技術(shù)
　　3.3.1 砌塊建筑
　　首先放線、挖坑，用事先預(yù)制好的預(yù)制塊體，進(jìn)行底板施工,待池底混凝土強(qiáng)度達(dá)到50%設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，迅速砌筑池墻,爾后進(jìn)行墻外回填土。回填土要有一定的濕度，含水量在20%~25%間；砌體墻與回填夯實(shí)的間隙時(shí)間，夏季不超過(guò)3h，冬季不超6h，決不允許過(guò)夜，確保夯實(shí)。進(jìn)出料管的施工和回填土應(yīng)與池墻施工在同一標(biāo)高處進(jìn)行,之后進(jìn)行池蓋支座、密封層施工。
　　3.3.2 整體澆筑
　　即整體現(xiàn)澆混凝土施工，其要點(diǎn)如下。挖池坑時(shí)，要求池坑按設(shè)計(jì)圖尺寸修挖圓直。池底現(xiàn)澆與砌塊建池相同。池墻和池蓋現(xiàn)澆混凝土，要求模板尺寸準(zhǔn)確并具有足夠的剛度，注意在模板的外表面做好隔離層。混凝土要拌和均勻，控制好水灰比。為便于操作，在混凝土內(nèi)加入減水劑是較好的方法，混凝土注入模板內(nèi)，要求密實(shí)，不允有蜂窩麻面現(xiàn)象。期間要注意加強(qiáng)池體的澆水養(yǎng)護(hù)，以便混凝土的強(qiáng)度得到充分發(fā)揮，之后進(jìn)行內(nèi)壁密封層施工。

　　3.4 中型拱形微生物發(fā)酵裝置的施工技術(shù)
　　首先，進(jìn)行地址選擇，盡量選擇地基比較均勻的地帶，施工前，應(yīng)事先作好池蓋、池底拱形模架。其次，待池蓋和蹬腳達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度70%以后，方能進(jìn)行池底施工。最后，進(jìn)行端墻施工，端墻可用磚砌筑或現(xiàn)澆混凝土，端墻回填土質(zhì)量一定要保證，而且應(yīng)在端墻達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后方可進(jìn)行。進(jìn)行池內(nèi)壁密封層施工時(shí)，要注意端墻和池蓋、池底交接處應(yīng)局部加厚成圓弧形。拱支座是整個(gè)裝置受力的主要部位，要特別注意其施工質(zhì)量，其中鋼筋混凝土拉桿或預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土拉桿的施工參見(jiàn)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施。

　　4 質(zhì)量檢查

　　整個(gè)裝置建造完畢后，待材料強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)號(hào)的70%時(shí)，需進(jìn)行試壓、試氣檢驗(yàn)，合格后方可投料使用。主要檢驗(yàn)方法有以下4種。
　　4.1 直接檢查
　　仔細(xì)觀察池內(nèi)壁有無(wú)裂縫，導(dǎo)氣管是否松動(dòng)。用手指或小木棒輕擊，看池內(nèi)各部位有否空響，若有空響聲，則說(shuō)明抹灰層有翹殼。另還可在池壁表面均勻的撒上一層水泥粉，凡出現(xiàn)濕點(diǎn)或濕線的地方，便是漏水孔或漏水縫的標(biāo)志。

　　4.2 池內(nèi)裝水刻記
　　裝水一晝夜后觀察，如水位不下降即說(shuō)明不漏水；如下降過(guò)多，則說(shuō)明漏水。

　　4.3 氣壓法
　　根據(jù)上述方法，查明全池不漏水后，還要檢查氣箱部分是否漏氣。方法是用膠管接上導(dǎo)氣管、連接三通及氣壓表，另一端接到打氣裝置，向池內(nèi)打氣至氣壓表上下水柱液面差所設(shè)計(jì)水柱，此時(shí)停止打氣、關(guān)閉打氣的開(kāi)關(guān)，在出料間液面處作一標(biāo)記，經(jīng)２４h觀察氣壓表或出料間液面是否下降，以確定是否漏氣。

　　4.4 水壓法
　　由進(jìn)料口或出料間向池內(nèi)灌水。由于池內(nèi)水位上升，氣箱部分容積減少，池內(nèi)氣壓增加，直至氣壓表液面差達(dá)到設(shè)計(jì)要求為止。停止加水，24h后觀察液面是否下降，以確定漏氣與否或漏氣多少。發(fā)現(xiàn)漏水、氣部位后，注上標(biāo)記，予以維修，之后再次進(jìn)行氣、水壓檢驗(yàn)，確認(rèn)不漏水、漏氣后，方可正式投料啟動(dòng)運(yùn)行。