CN105062869B - 零排渣沼气发酵装置及应用和沼气生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种零排渣沼气发酵装置，其特征是它包括酸化反应池、产气池、清水池，所述酸化反应池内设有锯齿状格栅，将酸化反应池内空间分为上部的原料室与下部的出汁室，出汁室设有与外界连通的出汁管；所述产气池内上部为贮气室，中下部为发酵室，顶部设有与贮气室连通的导气管，产气池外上部设有贮汁室，贮汁室与产气池发酵室通过排汁管连通，排汁管一端伸至产气池发酵室底部中央，出汁管一端与贮汁室连通；产气池一侧设有清水池，清水池与贮汁室之间通过过滤管连通；其沼气生产包括将原料在酸化反应池内水解、酸化，水解、酸化后的有机酸液体在产气池内发酵产气；本发明发酵装置结构简单，其沼气生产一是发酵原料来源广泛和丰富，二是通过酸化反应池使发酵原料利用转化率高，可实现零排渣，三是产气量高且产气量相对稳定。
Description
技术领域
本发明涉及一种沼气的生产，具体地说是一种沼气发酵装置及沼气生产方法，特别是涉及一种零排渣沼气发酵装置及应用和沼气生产方法。
背景技术
沼气是用人畜粪便、秸秆、污水等各种有机物质在厌氧条件下，经过微生物的发酵、分解、转化作用而生成的一种混合气体。发酵是复杂的生物化学变化，有许多微生物参与。反应大致分两个阶段：（1）微生物把复杂的有机物质中的糖类、脂肪、蛋白质降解成简单的物质，如低级脂肪酸、醇、醛、二氧化碳、氨、氢气和硫化氢等。（2）由甲烷菌种的作用，使一些简单的物质变成甲烷。由于这种气体最先是在沼泽中发现的，所以称为沼气。
传统的沼气发酵装置一般包括水压式沼气池、浮罩式沼气池等，发酵原料进入厌氧发酵产气室就处于静态状况或局部的动态串动。存在一是产气不稳定，对灯具、灶具燃烧效率的稳定与提高都有不利的影响；二是发酵原料需筛选、粉碎，耗能量大，成本高；三是池内浮渣容易结壳，又难于破碎，产气率偏低，所以发酵原料的利用率不高，且由于活动盖直径不能加大，出料不方便，对发酵原料以秸秆为主的沼气池来说，需采用专用出料机械。
发明内容
本发明的目的是提供一种零排渣沼气发酵装置及应用和沼气生产方法。
本发明是采用如下技术方案实现其发明目的的，一种零排渣沼气发酵装置，它包括酸化反应池、产气池、清水池，所述酸化反应池内设有锯齿状格栅，将酸化反应池内空间分为上部的原料室与下部的出汁室，出汁室设有与外界连通的出汁管；所述产气池内上部为贮气室，中下部为发酵室，顶部设有与贮气室连通的导气管，产气池外上部设有贮汁室，贮汁室与产气池发酵室通过排汁管连通，排汁管一端伸至产气池发酵室底部中央，出汁管一端与贮汁室连通；产气池一侧设有清水池，清水池与贮汁室之间通过过滤管连通。
为使产气池内的发酵液在产气过程中充分自循环，本发明贮汁室与产气池发酵室之间设有带辅助开关的辅助排汁管。
为往产气池补充有机酸液体和促使酸化反应池内原料水解、产酸，本发明出汁管连接有出汁泵，泵出端通过进汁管连接至贮汁室和通过补汁管连接至酸化反应池上部的原料室。
为调节酸化反应池内原料湿度，本发明清水池内设有清水管，清水管连接有出水泵，泵出端通过输水管连接至酸化反应池上部的原料室。
一种零排渣沼气发酵装置，它在沼气生产中的应用。
一种沼气生产方法，它包括：
原料按C/N比20～30：1混合后不断加入酸化反应池进行水解、产酸，所述原料包括农作物秸秆、杂草树叶、人畜粪便、有机生活垃圾，另外加入原料总重量1﹪～2﹪的粘土或污泥；
所述酸化反应池内设有锯齿状格栅，将酸化反应池内空间分为上部的原料室与下部的出汁室，出汁室设有与外界连通的出汁管；
酸化反应池产生的有机酸液体通过出汁管由出汁室送入产气池厌氧发酵产甲烷气，产气池上部为贮气室，下部为发酵室，顶部设有与贮气室连通的导气管；
所述产气池外上部设有贮汁室，出汁管一端与贮汁室连通，贮汁室与产气池发酵室通过排汁管连通，排汁管一端伸至产气池发酵室底部中央；
产气池一侧设有清水池，清水池与贮汁室之间通过过滤管连通；酸化反应池产生的有机酸液体经产气池厌氧发酵后，产出的甲烷气经导气管输出。
本发明采用碳酸氢铵调节C/N比。
为使产气池内的发酵液在产气过程中充分自循环，本发明贮汁室与产气池发酵室之间设有带辅助开关的辅助排汁管。
为往产气池补充有机酸液体和促使酸化反应池内原料水解、产酸，本发明出汁管连接有出汁泵，泵出端通过进汁管连接至贮汁室和通过补汁管连接至酸化反应池上部的原料室。
为调节酸化反应池内原料湿度，本发明清水池内设有清水管，清水管连接有出水泵，泵出端通过输水管连接至酸化反应池上部的原料室。
由于采用上述技术方案，本发明较好的实现了发明目的，发酵装置结构简单，设置的锯齿状格栅使得加料时形成自然压榨，并可有效实现固液分离，排汁管与辅助排汁管的设置使得产气池内发酵液充分自循环，提高沼气原料的气化率，补汁管与输水管的设置可促使酸化反应池内原料液化、产酸及调节酸化反应池内原料湿度；其沼气生产一是发酵原料来源广泛和丰富，二是通过酸化反应池使发酵原料利用转化率高，可实现零排渣，三是产气量高且产气量相对稳定。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明作进一步说明。
由图1可知，一种零排渣沼气发酵装置，它包括酸化反应池1、产气池5、清水池15，所述酸化反应池1内设有锯齿状格栅4，将酸化反应池1内空间分为上部的原料室3与下部的出汁室2，出汁室2设有与外界连通的出汁管11；所述产气池5内上部为贮气室6，中下部为发酵室7，顶部设有与贮气室6连通的导气管12，产气池5外上部设有贮汁室9，贮汁室9与产气池发酵室7通过排汁管8连通，排汁管8一端伸至产气池发酵室7底部中央，出汁管11一端与贮汁室9连通；产气池5一侧设有清水池15，清水池15与贮汁室9之间通过过滤管14连通。
为使产气池5内的发酵液在产气过程中充分自循环，本发明贮汁室9与产气池发酵室7之间设有带辅助开关的辅助排汁管13，辅助排汁管13一端伸至产气池发酵室7上部。
为往产气池5补充有机酸液体和促使酸化反应池1内原料水解、产酸，本发明出汁管11连接有出汁泵10，泵出端通过进汁管连接至贮汁室9和通过补汁管19连接至酸化反应池1上部的原料室3。
为调节酸化反应池1内原料湿度，本发明清水池15内设有清水管16，清水管16连接有出水泵17，泵出端通过输水管18连接至酸化反应池1上部的原料室3。
一种零排渣沼气发酵装置，它在沼气生产中的应用。
一种沼气生产方法，它包括：
原料按C/N比20～30：1混合后不断加入酸化反应池1进行水解、产酸，所述原料包括农作物秸秆、杂草树叶、人畜粪便、有机生活垃圾，另外加入原料总重量1﹪～2﹪的粘土或污泥；
本发明采用碳酸氢铵调节C/N比。
所述酸化反应池1内设有锯齿状格栅4，将酸化反应池1内空间分为上部的原料室3与下部的出汁室2，出汁室2设有与外界连通的出汁管11；
酸化反应池1产生的有机酸液体通过出汁管11由出汁室2送入产气池5厌氧发酵产甲烷气，产气池5上部为贮气室6，下部为发酵室7，顶部设有与贮气室6连通的导气管12；
所述产气池1外上部设有贮汁室9，出汁管11一端与贮汁室9连通，贮汁室9与产气池5发酵室7通过排汁管8连通，排汁管8一端伸至产气池发酵室7底部中央；
为使产气池5内的发酵液在产气过程中充分自循环，本发明贮汁室9与产气池发酵室7之间设有带辅助开关的辅助排汁管13，辅助排汁管13一端伸至产气池发酵室7上部。
为往产气池5补充有机酸液体和促使酸化反应池1内原料水解、产酸，本发明出汁管11连接有出汁泵10，泵出端通过进汁管连接至贮汁室9和通过补汁管19连接至酸化反应池1上部的原料室3。
产气池一侧设有清水池，清水池与贮汁室之间通过过滤管连通；酸化反应池产生的有机酸液体经产气池厌氧发酵后，产出的甲烷气经导气管输出。
为调节酸化反应池1内原料湿度，本发明清水池15内设有清水管16，清水管16连接有出水泵17，泵出端通过输水管18连接至酸化反应池1上部的原料室3。
本发明使用时，原料按C/N比20～30：1混合后不断加入酸化反应池1进行水解、产酸，采用碳酸氢铵调节C/N比，同时调节其湿度。所述原料包括农作物秸秆、杂草树叶、人畜粪便、有机生活垃圾，另外加入原料总重量1﹪～2﹪的粘土或污泥，加入的粘土或污泥成为微生物的载体基质，以保证酸化反应池1水解、产酸的顺利进行。
原料在酸化反应池原料室3内渥堆，在一定的温度和湿度条件下，原料中包括发酵性细菌、产氢产乙酸菌、耗氢产乙酸菌等的微生物把原料中复杂的有机物质中的糖类、脂肪、蛋白质降解成各种有机酸物质，如低级脂肪酸和醇、醛、二氧化碳、氨、氢气、硫化氢等。由于锯齿状格栅4的作用，在通过机械、人工加料时，自然对原料产生压榨作用，使其固液（汁）分离；即在源源不断的固体有机质原料进入酸化反应池1水解、产酸的过程中，使酸化反应池1内的固体与水解、产酸后的汁（液）即有机酸液体自动分离至酸化反应池的出汁室2。原料在酸化反应池1内经水解、产酸和自然降解后，可实现零排渣。
出汁室2中的有机酸液体通过出汁泵10泵出，经出汁管11、进汁管输往贮汁室9，并由排汁管8进入产气池发酵室7发酵，食氢产甲烷菌、食乙酸产甲烷菌的活动使各种有机酸转化成甲烷，由导气管12导出使用。在产气及导出过程中，排汁管8、辅助排汁管13的双向导流作用使产气池5内的发酵液在贮汁室9与发酵室7之间充分自循环。为提高发酵液的浓度保持发酵液的动态平衡，过滤管14虹吸发酵液，将清水滤出至清水池15。清水池15内的清水通过出水泵17泵出，经输水管18送入酸化反应池1上部的原料室3，可调节酸化反应池1内原料湿度。
为促使酸化反应池1内原料水解、产酸，贮汁室9内的发酵液通过出汁泵10泵出，经补汁管19送入酸化反应池1上部的原料室3。
本发明发酵装置结构简单，设置的锯齿状格栅使得加料时形成自然压榨，并可有效实现固液分离，排汁管与辅助排汁管的设置使得产气池内发酵液充分自循环，提高沼气原料的气化率，补汁管与输水管的设置可促使酸化反应池1内原料液化、产酸及调节酸化反应池1内原料湿度。其沼气生产一是发酵原料来源广泛和丰富，二是通过酸化反应池使发酵原料利用转化率高，可实现零排渣，三是产气量高且产气量相对稳定。
Claims (3)
1.一种沼气生产方法，其特征是它包括：
原料按C/N比20～30：1混合后不断加入酸化反应池进行水解、产酸，所述原料包括农作物秸秆、杂草树叶、人畜粪便、有机生活垃圾，另外加入原料总重量1﹪～2﹪的粘土或污泥；
所述酸化反应池内设有锯齿状格栅，将酸化反应池内空间分为上部的原料室与下部的出汁室，出汁室设有与外界连通的出汁管；
锯齿状格栅的作用，在通过机械、人工加料时，自然对原料产生压榨作用，使其固液或汁分离；即在源源不断的固体有机质原料进入酸化反应池水解、产酸的过程中，使酸化反应池内的固体与水解、产酸后的汁或液即有机酸液体自动分离至酸化反应池的出汁室；
酸化反应池产生的有机酸液体通过出汁管由出汁室送入产气池厌氧发酵产甲烷气，产气池上部为贮气室，下部为发酵室，顶部设有与贮气室连通的导气管；
所述产气池外上部设有贮汁室，出汁管一端与贮汁室连通，贮汁室与产气池发酵室通过排汁管连通，排汁管一端伸至产气池发酵室底部中央；为促使酸化反应池1内原料水解、产酸，出汁管连接有出汁泵，泵出端通过进汁管连接至贮汁室和通过补汁管连接至酸化反应池上部的原料室；
在产气及导出过程中，排汁管、辅助排汁管的双向导流作用使产气池内的发酵液在贮汁室与发酵室之间充分自循环；
产气池一侧设有清水池，清水池与贮汁室之间通过过滤管连通；清水池内设有清水管，清水管连接有出水泵，泵出端通过输水管连接至酸化反应池上部的原料室，调节酸化反应池内原料湿度；酸化反应池产生的有机酸液体经产气池厌氧发酵后，产出的甲烷气经导气管输出。
2.根据权利要求1所述的沼气生产方法，其特征是采用碳酸氢铵调节C/N比。
3.根据权利要求1所述的沼气生产方法，其特征是贮汁室与产气池发酵室之间设有带辅助开关的辅助排汁管。
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