目前，中国使用的能源仍以煤炭、石油为主，占能源总量的80％以上。发展沼气工程，优化能源结构，对增加优质能源需求、减缓能源压力具有重大的现实意义。　　课题组通过对石河子垦区大中型沼气池进行现状调研分析，石河子垦区大中型沼气工程存在的主要问题：规划不合理、生搬内地沼气池建造模式、沼气沼渣沼液资源利用率低、配套设施建设落后。针对以上问题，通过调查石河子垦区沼气资源利用形式、沼气池的主要池型、沼气池构造形式等方面，构建石河子垦区大中型沼气池区域适宜性指标体系，分析石河子垦区大中型沼气池冬季产气率低的主要原因。依据石河子垦区气候状况、地理条件，提出该地区大中型沼气池工程优化设计的方法与思路，重点研究保温、增温构造的设计研究，提出适宜石河子垦区的大中型沼气池保温、增温模式，借鉴成功沼气池工程案例，本文分别从沼气池规划设计和构造设计两个层次进行石河子垦区大中型沼气池工程优化设计研究，主要包括进料口、调配池进行保温处理，并利用太阳能进行保温增温，达到冬季安全越冬。通过跟踪实地沼气池工程，提出石河子垦区大中型沼气池工程冬季安全越冬的措施，详细论述了石河子垦区大中型沼气池工程关键技术，主要包括沼气池池型选择关键技术、冬季保温增温关键技术、池体保温构造设计关键技术、沼渣沼液综合利用关键技术、高效厌氧消化关键技术等。　　本论文结合科研课题，跟踪沼气工程一项，并对沼气池工程养殖场棚内温度、沼气池压力和沼气流量进行统计分析，对大中型沼气工程进行了应用效果综合评价，分别从经济效益、生态效益、环境效益三方面阐述了石河子垦区发展大中型沼气工程的优越性，提出石河子垦区发展大中型沼气工程的模式，包括能源生态模式和能源环保模式，为石河子垦区大力发展沼气工程提供技术参考。