CN105886549A - 自活型厌氧发酵系统分解有机物垃圾并制取清洁能源方法 - Google Patents

Abstract

本发明公布了自活型厌氧发酵系统分解有机物垃圾并制取清洁能源方法，随着进料口、出料口、扰流区间内的沼液液面不断上升，使得发酵腔室内的沼液先通过布菌孔单向流入水压间内，水压间内的沼液液面上升至出料口排水管位置时，出料口内的沼液将通过出料口排水管单向流入水压间内；利用导气管将储气板内的沼气导出时，储气板内的沼气气压下降，水压间内积聚的沼液回流并通过进料口排水管单向流入进料口内，补充储气板内减少的沼气体积，从而完成一次沼液自循环对流，在沼液对流过程中，促进了菌种的均匀分布，提升系统的发酵效率。

Description

自活型厌氧发酵系统分解有机物垃圾并制取清洁能源方法

技术领域

本发明涉及一种新能源、发酵领域，特别涉及秸秆、动物粪便等原料发酵的微生物发酵处理系统。

背景技术

现有的沼气发酵系统的导气管采用大多采用混泥土浇筑并固定于储气板顶部，并且周边的气密性不高，周边漏气难堵；由于沼气池的发酵原料大多采用家畜粪便，粪便腐烂过程中容易滋生各种虫类，蛆虫爬入导气管内造成阻塞，难清理；当导气管内有集水时，难排出；最为突出的问题是，导气管断裂时，由于难更换，可以导致整个沼气发酵系统的报废。

目前的水压式沼气发酵系统的沼气存储空间是指设置于发酵腔室两端的进料管挡气板、出料管挡气板之间的区域，当较长时间不使用存储的沼气时，存储的沼气从进料管挡气板、出料管挡气板的底部溢出，并进入空气中，从而造成浪费；现有的沼气存储空间有限。

影响沼气发酵效率以及产气量最重要的因素是发酵原料、菌种、温度，当发酵原料、菌种的均匀分布，微生物充分分解发酵原料，产生出较多的沼气并使得沼气存储腔室内的温度升高，进一步促进发酵；现有的沼气发酵系统由于沼液流动性差，造成发酵原料大量积聚于进料口处，经过长期发酵后并且含有大量菌种的沼液主要积聚于出料口出，从而造成发酵系统内的发酵原料与菌种的分布不均匀，抑制了发酵效率，降低产气量。

发明内容

本发明的目的是提供一种提高沼液对流效果并促进菌种均匀分布的发酵系统，并且实现导气装置损坏易维修、阻塞易疏通的效果，并且利用辅助储气装置增大系统的气体存储空间。

为实现上述技术目的，本发明采用的技术方案如下。

工业有机物垃圾制取清洁能源的自活型厌氧发酵系统，其包括发酵罐体、安装于发酵罐体内的储气板、安装于发酵罐体内的水压间、将发酵罐体分隔的料口分隔板、与储气板连接的辅助储气装置，发酵罐体为圆环形结构，发酵罐体包括罐体内壁、罐体外壁，罐体内壁与罐体外壁之间的区域为发酵腔室，储气板的形状与发酵罐体的形状相适应，储气板上安装有导气装置，储气板的上板面与罐体内壁的顶部相连接并且储气板开口向下设置，料口分隔板的两端分别为进料口、出料口，储气板的两端分别设置有挡气板；水压间安装于储气板上方，并且水压间设置有延伸至进料口的进料口排水管，水压间设置有延伸至出料口的出料口排水管；储气板的储气板壁部与罐体外壁之间间隔有扰流区间，扰流区间沿罐体外壁方向延伸，扰流区间内活动设置有搅拌杆；进料口挡气板的底部与出料口挡气板底部位于同一水平面上，储气板的储气板壁部底部所在的水平面不高于进/出料口挡气板底部所在的水平面，储气板壁部与发酵罐体底部之间设置有间隙，罐体内壁顶部所在的水平面低于罐体外壁顶部所在的水平面，罐体外壁顶部所在的水平面高于水压间顶部所在的水平面；

水压间上还设置有布菌装置，所述的布菌装置为设置于水压间靠近扰流区间侧壁上的布菌孔；

进料口排水管上设置有控制水压间内的沼液单向流入进料口的单向阀，出料口排水管上设置有控制出料口内的沼液单向流入水压间的单向阀，布菌孔上设置有控制发酵腔室内的沼液单向流入水压间的单向阀；

上述辅助储气装置，其包括安装于发酵罐体中心部位的内水压柱体、安装于内水压柱体内并延伸至发酵腔室内的辅助储气板，罐体内壁上设置有第一水流孔，内水压柱体上设置有与第一水流柱相对应的第二水流孔，辅助储气板包括上辅板、内竖直板、外竖直板，上辅板安装于内水压柱体内并且通过第一水流孔、第二水流孔延伸至发酵腔室内，上辅板延伸至发酵腔室内的一端设置有竖直方向的内竖直板，上辅板位于内水压柱体内的一端设置有竖直方向的外竖直板，上辅板、内竖直板、外竖直板之间围合的辅助储气板开口向下设置，内水压柱体的中心部位设置有由外竖直板围合成上下连通的中央导水孔；内竖直板底部所在的水平面高于进/出料口挡气板底部所在的水平面，外竖直板底部所在的水平面低于进/出料口挡气板底部所在的水平面。

上述技术方案的进一步改进。

布菌孔设置于水压间的位置处低于出料口排水管。

上述技术方案的进一步改进。

储气板位于进料口一端设置的挡气板为进料口挡气板，储气板位于出料口一端设置的挡气板为出料口挡气板；储气板上设置有若干位于进料口挡气板、出料口挡气板之间的扰流挡气板，进、出料口挡气板与相邻的扰流挡气板之间形成一个发酵区，相邻的扰流挡气板之间形成一个发酵区；每个发酵区的顶部都设置有相互独立的导气装置；进、出料口挡气板底部位于同一水平面上，进、出料口挡气板底部所在的水平面低于设置于进、出料口挡气板之间的扰流挡气板底部所在的水平面。

上述技术方案的进一步改进。

上述的布菌孔有多个并且分布布置于各个发酵区的上方，上述的第一水流孔在罐体内壁上沿发酵路线连续分布，第二水流孔与第一水流孔对应设置。

上述技术方案的进一步改进。

挡气板与储气板活动连接，并通过锁紧件定位。

上述技术方案的进一步改进。

储气板上设置有与挡气板相匹配的挡气板导向槽，挡气板的侧壁上设置有若干沿着方向布置的挡气板插孔，储气板上设置有与挡气板插孔相匹配的定位插孔；移动挡气板运动至指定位置，使得挡气板插孔与定位插孔同轴布置，并插入与之相匹配的插件，利用插件将挡气板与储气板固定。

上述技术方案的进一步改进。

上述的搅拌杆包括横杆、竖杆，横杆的一端固定有竖直方向的竖杆，横杆活动于发酵腔室内，竖杆活动于扰流区间内。

自活型厌氧发酵系统分解有机物垃圾并制取清洁能源方法，其步骤包括：

集气空间预调整：调整进料口挡气板与出料口挡气板与储气板的相对位置，控制进、出料口挡气板伸入储气板内的长度，进、出料口挡气板底部平面越低沼气存储空间越大；

进料过程：将发酵原料通过倒入至进料口内，拉动搅拌杆在扰流区间内沿着进料口至出料口的方向搅拌，促使发酵原料在发酵腔室内的均匀分布；

发酵过程：发酵原料在发酵腔室内发酵产生沼气时，沼气积聚于储气板内并挤压发酵腔室内的沼液流向进料口、出料口、扰流区间，随着进料口、出料口、扰流区间内的沼液液面不断上升，使得发酵腔室内的沼液先通过布菌孔单向流入水压间内，水压间内的沼液液面上升至出料口排水管位置时，出料口内的沼液将通过出料口排水管单向流入水压间内；由于发酵原料、菌种等因素的分布不均匀，导致储气板内的沼气气压与辅助储气板内的沼气气压不一致；当辅助储气板内的沼气气压大于储气板内的沼气气压时，辅助储气板内积聚的沼液一部分挤压入内水压柱体内，并使得内水压柱体内的液面上升，另一部分挤压至储气板底部的发酵腔室内，促进沼液的相互对流；当辅助储气板内的沼液液面低于内竖直板底部平面时，辅助储气板内的沼气存储量达到最大，辅助储气板内继续收集的沼气将通过内竖直板的底部溢出并流入储气板内，待发酵腔室内的沼液液面达到进/出料口挡气板底部的水平面时，系统的沼气存储量达到最大，即储气板内积聚的沼气量与辅助储气板内的沼气量之和；

导气过程：利用导气管将储气板内的沼气导出时，储气板内的沼气气压下降，水压间内积聚的沼液回流并通过进料口排水管单向流入进料口内，补充储气板内减少的沼气体积，从而完成一次沼液自循环对流，在沼液对流过程中，促进了菌种的均匀分布，提升系统的发酵效率。

本发明的优点在于：导气装置的外管埋入储气板内，避免外管的凸出造成外管破损，并且导气装置内的导气管采用泥封层固定，在导气管破损时易更换，阻塞时易疏通，还可以通过泥封层上部的水润层，观察导气装置的密封效果；系统还采用了辅助储气装置，显著提升了沼气的最大容量，利用清洁水作为介质，避免辅助储气装置的阻塞；本发明还记载了十一种提升沼液自对流，促进菌种均匀分布的方案，各个方案之间在结构不存在干涉的情况下，可以结合使用，提升整个发酵系统的沼液自对流。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例，下面将对实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的俯视图。

图2为本发明的剖面结构示意图。

图3为本发明的挡气板与储气板的可移动连接方式。

图4为本发明的剖面结构示意图。

图5为本发明的剖面结构示意图。

图6为本发明的水压间的布菌孔结构示意图。

图7为本发明的搅拌杆结构示意图。

图8为本发明的导气装置结构示意图。

图9为本发明的料口分隔板的另一种结构。

图中标示为：

100、发酵罐体；110、罐体内壁；120、罐体外壁；130、发酵腔室；140、储气板；141、储气板壁部； 150、水压间；152、进料口排水管；154、出料口排水管；156、布菌孔；160、进料口；170、出料口；180、料口分隔板；182、料口主板；184、循环流动口；186、阻流盖；190、扰流区间。

200、搅拌杆；210、竖杆；220、横杆。

300、导气装置；310、外管；320、导气管；330、盖体；340、泥封层；350、水润层；360、台阶；370、防漏气板；380、硬质防护层。

400、内水压柱体；410、辅助储气板；420、内竖直板；430、外竖直板；440、中央导水孔；450、第一水流孔；460、第二水流孔。

500、挡气板；510、进料口挡气板；520、第一扰流挡气板；530、第二扰流挡气板；540、出料口挡气板；550、挡气板插孔；560、定位插孔。

具体实施方式

下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下，所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护范围。

如图1-5所示，发酵系统，其包括发酵罐体100、安装于发酵罐体100内的储气板140、安装于发酵罐体100内的水压间150、将发酵罐体100分隔的料口分隔板180，发酵罐体100为圆环形结构，发酵罐体100包括罐体内壁110、罐体外壁120，罐体内壁110与罐体外壁120之间的区域为发酵腔室130，储气板140的形状与发酵罐体100的形状相适应，储气板140上安装有导气装置，储气板140的上板面与罐体内壁110的顶部相连接并且储气板140开口向下设置，料口分隔板180的两端分别为进料口160、出料口170，储气板140靠近进料口160一端设置有竖直方向的进料口挡气板510，储气板140靠近出料口170一端设置有竖直方向的出料口挡气板540；水压间150安装于储气板140上方，并且水压间150设置有延伸至进料口160的进料口排水管152，水压间150设置有延伸至出料口170的出料口排水管154；储气板140的储气板壁部141与罐体外壁120之间间隔有扰流区间190，并且扰流区间190沿罐体外壁120方向延伸，扰流区间190内活动设置有搅拌杆200；尤为重要地，进料口挡气板510的底部与出料口挡气板540底部位于同一水平面上，储气板140的储气板壁部141底部所在的水平面不高于进/出料口挡气板底部所在的水平面，储气板壁部141与发酵罐体100底部之间设置有间隙，罐体内壁110顶部所在的水平面低于罐体外壁120顶部所在的水平面，罐体外壁120顶部所在的水平面高于水压间150顶部所在的水平面。

本发酵系统所采用的发酵原料可以为植物秸秆、动物粪便、有机垃圾、工业或生活废水等；现有的发酵系统流动性差，并且不能通过外力搅拌或者外力搅拌难以实施；本发酵系统的优点就是可通过搅拌杆沿着扰流区间进行搅拌，促进发酵原料在发酵腔室内的均匀分布，从而杜绝了发酵原料沉淀、阻塞等问题。

将发酵原料倒入进料口160内，通过拉动搅拌杆200在扰流区间190内并沿着进料口160至出料口170方向移动，带动发酵原料深入发酵腔室130内，并通过搅拌促进发酵原料的分布均匀；当发酵原料在发酵腔室内发酵产生沼气时，产生的沼气积聚于储气板内，并挤压发酵腔室内的沼液流向进料口、出料口、扰流区间，进料口、出料口以及扰流区间内的沼液液面上升，当沼液液面达到进料口排水管、出料口排水管位置时，沼液将通过进料口排水管、出料口排水管流入水压间内；将储气板内存储的沼气导出时，储气板内的沼气气压下降，为补偿丢失的沼气体积，水压间内积存的沼液将通过进料口排水管、出料口排水管回流，并使得进料口、出料口以及扰流区间内的沼液液面下降，从而完成一次循环，如此往复，即可获得可再生沼气。

如图3所示，挡气板500与储气板140活动连接，并通过锁紧件定位；从而控制挡气板与储气板的相对位置；优选地，储气板140上设置有与挡气板500相匹配的挡气板导向槽，挡气板500的侧壁上设置有若干沿着挡气板长度方向布置的挡气板插孔550，储气板上设置有与挡气板插孔550相匹配的定位插孔560；移动挡气板500运动至指定位置，使得挡气板插孔550与定位插孔560同轴布置，并插入与之相匹配的插件，利用插件将挡气板与储气板固定；上述的进、出料口挡气板均采用与储气板可移动连接，通过可移动连接实现挡气板在竖直方向深入发酵腔室内的长度可调，从而更加需要调整沼气最大存储量；当挡气板移动至最底部时，储气板内的沼气存储空间最大，当挡气板移动至上部时，沼气存储空间大大减小，但是进料口更便于进料并且出料口更便于捞取沼渣。

如图7所示，上述的搅拌杆包括横杆220、竖杆210，横杆220的一端固定有竖直方向的竖杆210，横杆220活动于发酵腔室内，竖杆210活动于扰流区间内；本发明的搅拌杆采用的结构便于取出，在不需要搅拌的时候，可将搅拌杆沿着扰流区间倾斜放置并取出；需要工作时，将扰流杆放入，并通过拉动竖杆210带动横杆220在发酵腔室内搅拌，促进发酵原料的在发酵腔室内的均匀分布以及菌种的均匀分布。

如图8所示，上述的导气装置，包括外管310、套接于外管310内的导气管320，外管310的上端部设置有台阶360，外管外壁上设置有沿外管外壁圆周方向的防漏气板370，防漏气板370的外环直径大于台阶360的外环直径，外管310竖直方向安装于储气板140上，储气板上设置有与防漏气板相匹配的槽体，储气板上覆盖有位于防漏气板上方的硬质防护层380，优选地，硬质防护层上表面与外管顶部位于同一水平面，使得外管埋入储气板内，可以有效的避免外管310的损坏，增加外管310的使用寿命；导气管320底部设置有沿导气管320圆周方向的环形凸起部，导气管320通过环形凸起部与外管310连接并且外管310底部设置有与环形凸起部相连接的限位挡板；外管310内填充有位于环形凸起部上方的泥封层340，外管310内还填充有位于泥封层340上方的水润层350。

还可以进一步的优化，上述的硬质防护层的外环直径大于防漏气板的外环直径，从而使得防漏气板与储气板的连接处充分闭合；硬质防护层可以采用水泥浇筑、玻璃钢粘贴等。

外管310的顶部还匹配有盖体330，设置盖体330将外管内腔与外界分离，避免外部的杂物落入外管内。

通过水泥浇筑、或强力胶体、或过盈配合将外管310定位于储气板140上部，避免沼气从外管310的侧壁处溢出；布置于环形凸起部上方的泥封层340需要通过多次挤压、夯实，并干燥放置一定时间，一般干燥放置时间不得低于24小时，将泥封层上部的水分蒸发，泥土干燥后会在泥封层上部形成裂缝；再倒入一定量的清洁水，清洁水沿着裂缝深入泥封层上部，并可以再次填补裂缝，并可保持泥封层上部的湿润；当储气板内存储有沼气时，如果在水润层中出现连续的气泡，则说明泥封层密封不合格，需要重新填埋，直至水润层中没有出现连续的气泡；导管破损或阻塞时，可以通过清理泥封层，将导气管取出进行更换或者疏通；从而实现损坏易更换、阻塞易疏通的效果。

本发明还包括辅助储气装置，其包括安装于发酵罐体100中心部位的内水压柱体400、安装于内水压柱体400内并延伸至发酵腔室内的辅助储气板410，罐体内壁110上设置有第一水流孔450，内水压柱体400上设置有与第一水流柱450相对应的第二水流孔460，辅助储气板410包括上辅板、内竖直板420、外竖直板430，上辅板安装于内水压柱体400内并且通过第一水流孔、第二水流孔延伸至发酵腔室内，上辅板延伸至发酵腔室内的一端设置有竖直方向的内竖直板420，上辅板位于内水压柱体400内的一端设置有竖直方向的外竖直板430，上辅板、内竖直板、外竖直板之间围合的辅助储气板410开口向下设置，内水压柱体400的中心部位设置有由外竖直板围合成上下连通的中央导水孔440。

尤为重要地，内竖直板420底部所在的水平面高于进/出料口挡气板底部所在的水平面，外竖直板430底部所在的水平面低于进/出料口挡气板底部所在的水平面。

当发酵原料在发酵腔室内发酵产生沼气时，沼气积聚于储气板、辅助储气板内，并挤压发酵腔室内的沼液流向进/出料口，由于发酵原料、菌种等因素的分布不均匀，导致储气板内的沼气气压与辅助储气板内的沼气气压不一致；当辅助储气板内的沼气气压大于储气板内的沼气气压时，辅助储气板内积聚的沼液一部分挤压入内水压柱体内，并使得内水压柱体内的液面上升，另一部分挤压至储气板底部的发酵腔室内，促进沼液的相互对流；当辅助储气板内的沼液液面低于内竖直板420底部平面时，辅助储气板内的沼气存储量达到最大，辅助储气板内继续收集的沼气将通过内竖直板420的底部溢出并流入储气板内，待发酵腔室内的沼液液面达到进/出料口挡气板底部的水平面时，系统的沼气存储量达到最大，即储气板内积聚的沼气量与辅助储气板内的沼气量之和。

储气板与辅助储气板上分别设置有导气装置，通过导气装置导出沼气时，系统内的沼气气压下降，沼液回流，从而完成沼液的循环对流。

为进一步的提升沼液的自循环效果，促进菌种的均匀分布，本发明采用的多种方案，通过控制沼液的流动或者利用气压扰动的方式，促进沼液的自循环。

第一种促进沼液的对流并促进菌种均匀分布的方案（简称第一方案）。

由于本发明的发酵罐体采用的为闭环型结构，通过料口分隔板将进料口、出料口分隔，料口分隔板的主要作用是避免新鲜发酵原料倒流入出料口，为促进本装置的环流效果，为此，本发明采用的构思是料口分隔板的可控单向流动性设置。

如图9所示，料口分隔板180包括料口主板182、与料口主板182活动连接的阻流板186，罐体内壁与罐体外壁上分别设置有与料口主板182相匹配的导向槽，将料口主板182插入导向槽内实现料口主板182的定位，料口主板182的上部设置有循环流动口184，料口主板182上设置有与阻流板相匹配的竖直方向的导向槽，阻流板186向下运动时，可覆盖循环流动口184，从而阻止料口主板182两端面的相互对流，阻流板186上还铰接有牵引杆，通过操作牵引杆控制阻流板的运动，并控制开关。

将循环流动口184设置于料口主板上端部的目的是发酵原料大多是漂浮物，沼渣主要沉淀于发酵腔室底部，设置于底部可以有效的阻止出料口内的沼渣进入进料口，并可控进料口内的发酵原料进入出料口附近，促进发酵原料的均匀分布。

在放入发酵原料之前，将阻流板覆盖循环流动孔，阻断进料口与出料口的对流，再将发酵原料倒入进料口内，通过拉动搅拌杆沿着进料口至出料口方向，促进发酵原料深入发酵腔室内，促进发酵原料的均匀分布，待发酵一定时间后；打开循环流动孔，实现两端的相互对流，利用搅拌杆在扰流区间内搅拌，并沿着从进料口向出料口方向运动，将沉淀于出料口附近的沼渣带入出料口，并且在搅拌过程中将出料口附近的富含菌种的沼液通过循环流动口流入进料口内，促进菌种的均匀分布；并且在出料口内可以取出大量的沼渣，可以避免沼渣进入进料口内，造成与发酵原料混合，无法分离的问题。

第二种促进沼液的对流并促进菌种均匀分布的方案（简称第二方案）。

进料口排水管上设置有水压间内沼液单向流入进料口的单向阀，出料口排水管上设置有出料口中沼液单向流入水压间的单向阀。

发酵原料在发酵腔室内发酵产生沼气并积聚于发酵腔室内，沼气积聚于储气板中并使得储气板内的沼气气压逐步增大，随着沼气气压的增大，沼气将挤压发酵腔室内的沼液流向进料口、出料口、扰流区间，进料口、出料口、扰流区间内的沼液液面逐步上升；当沼液液面达到进料口排水管、出料口排水管时，在单向阀的控制下，出料口内富含菌种的沼液通过出料口排水管单向流入水压间内；使用储气板内积聚的沼气时，通过将储气板内的沼气导出，储气板内的沼气气压下降，

进料口、出料口、扰流区间处的沼液液面回落，为补偿储气板内丢失的气体体积，水压间内储存的沼液将通过进料口排水管单向回流至进料口内，并将富含菌种的沼液带入进料口中，沼液回流过程中，将冲击进料口附近的发酵原料并将发酵原料带入发酵腔室内，从而促进发酵原料、菌种的均匀分布，提升系统的发酵效率。

第三种促进沼液的对流并促进菌种均匀分布的方案（简称第三方案）。

料口分隔板可拆卸与发酵罐体连接，出料口排水管上设置有出料口内的沼液单向流入水压间的单向阀，进料口排水管上设置有控制水压间内的沼液单向流入进料口的单向阀。

当倒入发酵原料时，料口分隔板必须要插入发酵罐体内，将进料口与出料口分隔，避免发酵原料从出料口直接进入，造成在除渣过程中，将没有发酵充分的发酵原料取出，造成能源浪费；当不放入新的发酵原料以及不需要取出沼渣时，即可将分隔板拆卸，从而将进料口与出料口连通，通过搅拌杆搅拌促使出料口附近富含菌种的沼液流入进料口附近，并可以将发酵原料分布于出料口附近，从而有效的促进发酵原料、菌种的在发酵系统内的均匀分布。

料口分隔板处于分隔状态，发酵原料倒入进料口内，通过拉动搅拌杆进行搅拌，促进发酵原料的均匀分布，发酵原料在发酵腔室内发酵并产生沼气，产生的沼气积聚于储气板内，储气板内的沼气气压逐步增大，并挤压发酵腔室内的沼液流向进料口、出料口、扰流区间，进料口、出料口、扰流区间的沼液液面也不断上升；当出料口内的沼液液面达到出料口排水管时，沼液将通过出料口排水管单向流入水压间；当使用沼气时，将储气板内的沼气导出，储气板内的沼气气压下降，水压间内存储的沼液回流，并通过进料口排水管单向流入进料口内，将富含菌种的沼液带入进料口中；待液面稳定后，将料口分隔板取出，拉动搅拌杆沿着进料口至出料口的环形方向搅拌，促进发酵原料均匀分布的同时，将发酵腔室内的沼渣带至出料口附近，沼渣内富含大量菌种，在搅拌过程中，沼渣破碎，通过循环流动口进入进料口内，使得大量菌种重新进入发酵腔室，并且阻止沼渣再次回流至发酵腔室内，便于提前沼渣。

第四种促进沼液的对流并促进菌种均匀分布的方案（简称第四方案）。

储气板上设置有若干位于进料口挡气板、出料口挡气板之间的扰流挡气板，进、出料口挡气板与相邻的扰流挡气板之间形成一个发酵区，相邻的扰流挡气板之间形成一个发酵区；每个发酵区的顶部都设置有相互独立的导气装置。

为充分利用储气板内的存储空间，进、出料口挡气板底部位于同一水平面上，进、出料口挡气板底部所在的水平面低于设置于进、出料口挡气板之间的扰流挡气板底部所在的水平面。

如图2、5所示，储气板上设置有位于进料口挡气板、出料口挡气板之间的第一扰流挡气板144、第二扰流挡气板146，进料口挡气板与第一扰流挡气板144之间为第一发酵区，第一扰流挡气板与第二扰流挡气板之间为第二发酵区，第二扰流挡气板与出料口挡气板之间为第三发酵区；由于发酵原料、菌种等因素的分布不均匀，使得第一发酵区、第二发酵区、第三发酵区的发酵效率不一致，造成相邻的发酵区之间存在气压差，在气压差的作用下，促使相邻的发酵区之间的沼液自对流，从而促使菌种的均匀分布。

第五种促进沼液的对流并促进菌种均匀分布的方案（简称第五方案）。

水压间还连接有布菌装置，所述的布菌装置为设置于水压间靠近扰流区间侧壁上的若干布菌孔156。

当上述第四方案与第五方案合并时，布菌孔156分别布置于每个发酵区上方，通过布菌孔对每个发酵区进行扰流，促进发酵原料、菌种的均匀分布。

当发酵原料倒入进料口内，并通过搅拌杆促使发酵原料深入发酵腔室内，发酵原料发酵产生的沼气积聚于储气板内，随着沼气气压的逐步增大，推动发酵腔室内的沼液流向进料口、出料口、扰流区间内，并通过进料口排水管、出料口排水管、布菌孔流入水压间中；使用储气板内存储的沼气时，储气板内的沼气气压下降，水压间内积聚的沼液回流，并通过进料口排水管、出料口排水管、布菌孔回流至发酵腔室内，从而完成一次沼液循环对流；在水压间的进液、出液过程中，沼液的对流效果显著，有效的促进菌种的均匀分布。

第六种促进沼液的对流并促进菌种均匀分布的方案（简称第六方案）。

进料口排水管上设置有控制水压间内的沼液单向流入进料口的单向阀，出料口排水管上设置有控制出料口内的沼液单向流入水压间的单向阀，布菌孔设置于水压间的位置高于出料口排水管与水压间的连接位置。

发酵原料通过进入发酵腔室内发酵产生沼气时，使得储气板内的沼气气压增大，挤压发酵腔室内的沼液流向进料口、出料口、扰流区间，在单向阀以及连接位置的限定下，使得出料口内的沼液先通过出料口排水管单向流入水压间中，当水压间内的沼液液面达到布菌孔时，发酵腔室内的沼液也将经过布菌孔流入水压间内；当使用储气板内存储的沼气时，储气板内的沼气气压下降，水压间内存储的沼液回流，当水压间内的沼液液面高于布菌孔时，将通过布菌孔回流至发酵腔室内以及通过进料口排水管单向回流至进料口内；当水压间内的沼液液面低于布菌孔时，水压间内存储的沼液只能通过进料口排水管流入进料口中，从而完成沼液的一次循环对流。

第七种促进沼液的对流并促进菌种均匀分布的方案（简称第七方案）。

舍去出料口排水管，布菌孔上设置有控制发酵腔室内的沼液单向流入水压间的单向阀，进料口排水管上设置有水压间内的沼液单向流入进料口的单向阀，并且料口分隔板与发酵罐体可拆卸连接。

当倒入发酵原料时，料口分隔板必须要插入发酵罐体内，将进料口与出料口分隔，避免发酵原料从出料口直接进入，造成在除渣过程中，将没有发酵充分的发酵原料取出，造成能源浪费；当不放入新的发酵原料以及不需要取出沼渣时，即可将料口分隔板180拆卸，从而将进料口与出料口连通，通过搅拌杆搅拌促使出料口附近富含菌种的沼液流入进料口附近，并可以将发酵原料分布于出料口附近，从而有效的促进发酵原料、菌种的在发酵系统内的均匀分布。

料口分隔板处于分隔状态，发酵原料倒入进料口内，通过拉动搅拌杆进行搅拌，促进发酵原料的均匀分布，发酵原料在发酵腔室内发酵并产生沼气，产生的沼气积聚于储气板内，储气板内的沼气气压逐步增大，并挤压发酵腔室内的沼液流向进料口、出料口、扰流区间，进料口、出料口、扰流区间的沼液液面也不断上升，并使得发酵腔室内的沼液通过布菌孔单向流入水压间内；当使用沼气时，将储气板内的沼气导出，储气板内的沼气气压下降，水压间内存储的沼液回流，并通过进料口排水管单向流入进料口内，将富含菌种的沼液带入进料口中；待液面稳定后，将料口分隔板取出，拉动搅拌杆沿着进料口至出料口的环形方向搅拌，促进发酵原料均匀分布的同时，将发酵腔室内的沼渣带至出料口附近，沼渣内富含大量菌种，在搅拌过程中，沼渣破碎，通过循环流动口进入进料口内，使得大量菌种重新进入发酵腔室，并且阻止沼渣再次回流至发酵腔室内，便于提前沼渣。

第八种促进沼液的对流并促进菌种均匀分布的方案（简称第八方案）。

进料口排水管上设置有控制水压间内的沼液单向流入进料口的单向阀，出料口排水管上设置有控制出料口内的沼液单向流入水压间的单向阀，布菌孔上设置有控制发酵腔室内的沼液单向流入水压间的单向阀。

优选地，布菌孔设置于水压间的位置处低于出料口排水管；发酵原料在发酵腔室内发酵产生沼气时，沼气积聚于储气板内并挤压发酵腔室内的沼液流向进料口、出料口、扰流区间，随着进料口、出料口、扰流区间内的沼液液面不断上升，使得发酵腔室内的沼液先通过布菌孔单向流入水压间内，水压间内的沼液液面上升至出料口排水管位置时，出料口内的沼液将通过出料口排水管单向流入水压间内；当使用储气板内存储的沼气时，储气板内的沼气气压下降，水压间内积聚的沼液回流并通过进料口排水管单向流入进料口内，补充储气板内减少的沼气体积，从而完成一次沼液自循环对流，在沼液对流过程中，促进了菌种的均匀分布，提升系统的发酵效率。

第九种促进沼液的对流并促进菌种均匀分布的方案（简称第九方案）。

进料口排水管上设置有水压间内的沼液单向流入进料口的单向阀，出料口排水管上设置有出料口内的沼液单向流入水压间的单向阀，布菌孔上设置有水压间内的沼液单向流入发酵腔室的单向阀。

优选地，进料口排水管与水压间的连接位置高于布菌孔设置于水压间的位置；发酵原料在发酵腔室内发酵产生沼气时，沼气积聚于储气板内并挤压发酵腔室内的沼液流向进料口、出料口、扰流区间，随着进料口、出料口、扰流区间内的沼液液面不断上升，使得出料口内的沼液通过出料口排水管单向流入水压间内；使用储气板内存储的沼气时，储气板内的沼气气压下降，当水压间内存储的沼液液面高于进料口排水管时，水压间内存储的沼液将通过进料口排水管单向流入进料口内并通过布菌孔单向流入至发酵腔室内，当水压间内的沼液液面低于进料口排水管时，水压间内存储的沼液只能通过布菌孔单向回流至发酵腔室内，从而完成一次沼液自循环对流，在沼液对流过程中，促进了菌种的均匀分布，提升系统的发酵效率。

第十种促进沼液的对流并促进菌种均匀分布的方案（简称第十方案）。

舍弃进料口排水管，出料口排水管上设置有控制出料口内沼液单向流入水压间的单向阀，布菌孔上设置有控制水压间内的沼液单向流入发酵腔室的单向阀，料口分隔板与发酵罐体可拆卸连接。

当倒入发酵原料时，料口分隔板必须要插入发酵罐体内，将进料口与出料口分隔，避免发酵原料从出料口直接进入，造成在除渣过程中，将没有发酵充分的发酵原料取出，造成能源浪费；当不放入新的发酵原料以及不需要取出沼渣时，即可将料口分隔板180拆卸，从而将进料口与出料口连通，通过搅拌杆搅拌促使出料口附近富含菌种的沼液流入进料口附近，并可以将发酵原料分布于出料口附近，从而有效的促进发酵原料、菌种的在发酵系统内的均匀分布。

料口分隔板处于分隔状态，发酵原料倒入进料口内，通过拉动搅拌杆进行搅拌，促进发酵原料的均匀分布，发酵原料在发酵腔室内发酵并产生沼气，产生的沼气积聚于储气板内，储气板内的沼气气压逐步增大，并挤压发酵腔室内的沼液流向进料口、出料口、扰流区间，进料口、出料口、扰流区间的沼液液面也不断上升，并使得出料口内的沼液通过出料口排水管单向水压间内；当使用沼气时，将储气板内的沼气导出，储气板内的沼气气压下降，水压间内存储的沼液回流并通过布菌孔单向流入至发酵腔室内，将富含菌种的沼液布置于发酵腔室内；待液面稳定后，将料口分隔板取出，拉动搅拌杆沿着进料口至出料口的环形方向搅拌，促进发酵原料均匀分布的同时，将发酵腔室内的沼渣带至出料口附近，沼渣内富含大量菌种，在搅拌过程中，沼渣破碎，通过循环流动口进入进料口内，使得大量菌种重新进入发酵腔室，并且阻止沼渣再次回流至发酵腔室内，便于提前沼渣。

第十一种促进沼液的对流并促进菌种均匀分布的方案（简称第十一方案）。

进料口排水管上设置有控制进料口内的沼液单向流入水压间的单向阀，出料口排水管上设置有控制出料口内的沼液单向流入水压间的单向阀，布菌装置上设置有控制水压间内的沼液单向流入发酵腔室的单向阀，布菌排水管竖直方向连接于水压间的底部。

优选地，出料口排水管的位置低于进料口排水管的位置；发酵原料在发酵腔室内发酵产生的沼气积聚于储气板内，并挤压发酵腔室内的沼液流向进料口、出料口、扰流区间，进料口、出料口、扰流区间内的沼液液面不断上升，出料口内的沼液液面达到出料口排水管时，将通过出料口排水管单向流入水压间内，待水压间内的沼液液面达到进料口排水管时，发酵腔室内的沼液可通过进料口排水管、出料口排水管单向流入水压间内；当使用储气板内存储的沼气时，储气板内的沼气气压下降，使得水压间内的沼液通过布菌孔回流至发酵腔室内，实现沼液的自循环流动。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明；对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本发明中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或者范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本发明将不会被限定于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (1)

1.自活型厌氧发酵系统分解有机物垃圾并制取清洁能源方法，其步骤包括：

集气空间预调整：调整进料口挡气板与出料口挡气板与储气板的相对位置，控制进、出料口挡气板伸入储气板内的长度，进、出料口挡气板底部平面越低沼气存储空间越大；

进料过程：将发酵原料通过倒入至进料口内，拉动搅拌杆在扰流区间内沿着进料口至出料口的方向搅拌，促使发酵原料在发酵腔室内的均匀分布；

发酵过程：发酵原料在发酵腔室内发酵产生沼气时，沼气积聚于储气板内并挤压发酵腔室内的沼液流向进料口、出料口、扰流区间，随着进料口、出料口、扰流区间内的沼液液面不断上升，使得发酵腔室内的沼液先通过布菌孔单向流入水压间内，水压间内的沼液液面上升至出料口排水管位置时，出料口内的沼液将通过出料口排水管单向流入水压间内；由于发酵原料、菌种等因素的分布不均匀，导致储气板内的沼气气压与辅助储气板内的沼气气压不一致；当辅助储气板内的沼气气压大于储气板内的沼气气压时，辅助储气板内积聚的沼液一部分挤压入内水压柱体内，并使得内水压柱体内的液面上升，另一部分挤压至储气板底部的发酵腔室内，促进沼液的相互对流；当辅助储气板内的沼液液面低于内竖直板底部平面时，辅助储气板内的沼气存储量达到最大，辅助储气板内继续收集的沼气将通过内竖直板的底部溢出并流入储气板内，待发酵腔室内的沼液液面达到进/出料口挡气板底部的水平面时，系统的沼气存储量达到最大，即储气板内积聚的沼气量与辅助储气板内的沼气量之和；

导气过程：利用导气管将储气板内的沼气导出时，储气板内的沼气气压下降，水压间内积聚的沼液回流并通过进料口排水管单向流入进料口内，补充储气板内减少的沼气体积，从而完成一次沼液自循环对流，在沼液对流过程中，促进了菌种的均匀分布，提升系统的发酵效率。