CN107418890A - 一种闭环曲线坑道式沼气池及其池盖浇筑方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种闭环曲线坑道式沼气池及其池盖浇筑方法。包括曲线坑道式沼气池，设有恒压导气装置，坑道终点端设有井和插入沼液的溢流管，井内设有顺坑道起点端到终点端单向导通的单向阀导流装置，终点端沼液通过连接终点端至起点端的连通管单向流入起点端，井壁上端口至少高过溢流管溢流口，插入沼液的进料管进料口高过溢流管溢流口，从进料口投入原料液及沼气细菌发酵，取连通储气间的恒压导气装置恒压值小于溢流口到井壁下端口的水压差，使坑道密闭空间出现上为储气间下为发酵间的平衡状态。使旧沼液能自动循环利用，排出的旧料不含新原料，不用停产就能清除沼渣，结构简单，占地少，用料省，运行成本低。池盖不再受直径宽度的限制。

Description

一种闭环曲线坑道式沼气池及其池盖浇筑方法

技术领域

本发明涉及厌氧发酵技术的沼气发酵装置，具体说涉及一种闭环曲线坑道式沼气池及其池盖浇筑方法。

背景技术

沼气发酵装置(厌氧反应器)种类繁多，条件适合，均能产气。现有技术如上流式厌氧污泥床反应器(UASB)、内循环厌氧反应器(IC)、升流式固体反应器(USR)、水压式沼气池等主流沼气池，受成本与技术限制，单体池容沼气池大多只有1000m³左右，常温下未全部达至少93天彻底杀虫灭菌发酵分解就新旧原料混合排出来了，要常温下达到全部达至少93天彻底杀虫灭菌发酵分解，其平均日消化原料有限，根本不适用于大规模生产沼气。

为使原料常温下全部达至少93天彻底杀虫灭菌发酵分解，排出的旧料不含新原料，解决单体池容量，专利申请号201410057040.X一种生产沼气的方法及其曲线坑道式沼气池其中采用了如下技术方案：包括水压式沼气池发酵间、进出料管，其特征在于沼气池内分半径为N份，设有N-1个开口同一径向同心圆筒形隔离墙，设有N-1个连接的隔离墙，选取开口一边为左，另一边为右，由外到内数，左右两边连接的隔离墙连接方式是：取N＝5时，选左1与外圆内墙设连接的隔离墙，则右1与左2连接，右2与左3连接，右3与左4连接，右4悬空；以中心开口圆筒形隔离墙内空间为起点至与外圆内墙设连接的隔离墙为终点构成一条曲线坑道密闭发酵间，在曲线坑道起点端设进料管，终点端设出料管。它和专利申请号201610132620.X一种坑道式沼气池及用它整治黑臭河涌的方法一样旧沼液不能循环再利用，这里称之为开环，以这种开环坑道式沼气池把单体池容量提高到数千至数万立方米，每万立方米池容能日处理过百立方米原料液，显然需排水量很大，对一些缺水的地方，生产沼气会受到限制，会增加所产沼气成本，同时大量至少93天彻底杀虫灭菌后的沼渣液排入自然水体也会容易造成环境二次污染。

曲线坑道式沼气池具有占地面积少，能共用隔离墙降低建池成本，能建数以千米长坑道等优点，其最大缺点是整块池盖直径宽度过大，钢筋混凝土水泥板盖容易受到热胀冷缩作用导致池盖破裂漏气，严重会造成整个池体报废现象。不解决这个问题，要建超过万立方米池容曲线坑道式沼气就难以实现。

如何在大规模生产沼气过程中解决上述这些问题，显得有重大意义。

发明内容

本发明的目的克服上述缺点，一提供旧沼液能自动循环利用，排出的旧沼液不含新原料的一种闭环曲线坑道式沼气池，二提供池盖不再受直径宽度限制的一种曲线坑道式沼气池池盖。

为实现发明一目的，采用了下述技术方案：

一种闭环曲线坑道式沼气池，包括曲线坑道式沼气池，设有恒压导气装置，坑道终点端设有井和插入沼液的溢流管，井内设有顺坑道起点端到终点端单向导通的单向阀导流装置，终点端沼液通过连接终点端至起点端的连通管单向流入起点端，井壁上端口至少高过溢流管溢流口，插入沼液的进料管进料口高过溢流管溢流口，从进料口投入原料液及沼气细菌发酵，取连通储气间的恒压导气装置恒压值小于溢流口到井壁下端口的水压差，使坑道密闭空间出现上为储气间下为发酵间的平衡状态，后每次投入的原料在进料口和溢流口的高度水压差作用下都按单向阀门流向流动，旧沼液从终点端开始流经单向阀、连通管又重新回到坑道起点端完成自动循环，超过原来平衡状态容量时有旧沼液从溢流口排出使沼气池恢复原来的平衡状态。

终点端还设有插入沼液的U形排浮渣溢流管。

设有搅拌沼液的装置。

设有加热沼液的装置。

井内设有拦截旧沼液过滤沼渣网。

所述的井设有活动井盖。

打开活动井盖，能更换过滤网、单向阀及清除沼渣。

设有与进料管连接的原料液池。

为实现发明二目的，使发明一池容更大，采用了下述技术方案：

一种曲线坑道式沼气池池盖浇筑方法，包括：

(1).把池体外墙上端浇筑成内低外高的环形阶梯圈梁；

(2).在每个开口同一径向同心圆筒形隔离墙上端浇筑高度等于内环形阶梯的钢筋混凝土圈梁和至少两条径向横梁，使圈梁与横梁纵横连接把池面分成相应个网格；

(3).在圈梁与横梁上面铺设防粘结材料；

(4).在每个网格圈梁与横梁上面浇筑单体的钢筋混凝土水泥板，并且每块钢筋混凝土水泥板之间以圈梁与横梁宽度中线为分界线余留至少5mm间隙，同时在坑道终点端浇筑一个圆筒形井；

(5).待钢筋混凝土水泥板凝固后，再在余留至少5mm的间隙中浇注密封材料，使水泥板粘结成一个对沼气池密闭的池盖。

对发明一来说，由于采用上述技术方案，取得以下技术效果：

1.能确保所排出旧沼液不含新原料。

2.富含沼气细菌的旧沼液能得到自动循环利用。

3.生产沼气过程中用水量少。

4.生产沼气过程中能做到对外少排旧沼液。

5.单体池容量能高达数万立方米。

6.能做到原料全部达至少93天彻底杀虫灭菌发酵分解。

7.不用停产就能清除沼渣。

8.结构简单，占地少，用料省，运行成本低。

对发明二说，由于采用上述技术方案，取得以下技术效果：

池盖直径宽度不再受钢筋混凝土热胀冷缩作用限制，能建成单体池容数万立方米的曲线坑道式沼气池。

附图说明

下面对本发明提供的示意图作进一步说明。

附图1中是当取N＝5时，一种曲线坑道式沼气池内部连接示意图。

图中，A.池体外圆墙，B.开口同一径向同心圆筒形隔离墙，C.曲线坑道起点端，D.连接的隔离墙，E.曲线坑道终点端。

附图2中是当取N＝7时，一种闭环曲线坑道式沼气池示意图。

图中，1.沼气池体外圆墙，2.隔离墙，3.中心开口圆筒环，4.连通管出口，5.连通管，6.连通管入口，7.单向阀导流装置，8.过滤网，9.下井口，10.井壁，11.上井口，12.溢流口，13.恒压阀，14.导气管，15.进料管，16.原料液池，17.池盖。

具体实施

下面对本发明的具体实施方式再作进一步的详细说明。

发明一的具体实施方式。

一种闭环曲线坑道式沼气池，包括曲线坑道式沼气池，设有恒压导气装置，坑道终点端设有井和插入沼液的溢流管，井内设有顺坑道起点端到终点端单向导通的单向阀导流装置，终点端沼液通过连接终点端至起点端的连通管单向流入起点端，井壁上端口至少高过溢流管溢流口，插入沼液的进料管进料口高过溢流管溢流口，从进料口投入原料液及沼气细菌发酵，取连通储气间的恒压导气装置恒压值小于溢流口到井壁下端口的水压差，使坑道密闭空间出现上为储气间下为发酵间的平衡状态，后每次投入的原料在进料口和溢流口的高度水压差作用下都按单向阀门流向流动，旧沼液从终点端开始流经单向阀、连通管又重新回到坑道起点端完成自动循环，超过原来平衡状态容量时有旧沼液从溢流口排出使沼气池恢复原来的平衡状态。

终点端还设有插入沼液的U形排浮渣溢流管。

设有搅拌沼液的装置。

设有加热沼液的装置。

井内设有拦截旧沼液过滤沼渣网。

所述的井设有活动井盖。

打开活动井盖，能更换过滤网、单向阀及清除沼渣。

设有与进料管连接的原料液池。

本发明闭环曲线坑道式沼气池是在背景技术中的开环曲线坑道式沼气池基础上进行实质性改进而得到，既具有池盖跨度不受重力限制池宽，坑道长度基本不受限制，容易建成单体数万立方米池容，新旧沼液不短路等技术特征，又具有水压式沼气池用水少、排放少、能保留沼气细菌的技术特征。

恒压导气装置由恒压阀、导气管、气水分离器组成，恒压阀的作用是使池内沼气蓄压到某一设定压力，超过该设定压力的沼气才由导气管对外输出。蓄压迫使井、进料管、溢流管的沼液面升高，出现井、进料管、溢流管液面与储气间液面两个液面，两个液面的高度差就是所设的恒压值。在恒压的作用下，两个液面的高度差为相对稳定的平衡状态，等于曲线坑道式沼气池也具有发酵间、储气间、水压间。由于压力与排水深度关系1米水柱等于9.8千帕，所以导气管恒压阀恒压值要小于溢流口到井壁下端口的水压差，同样，进料管下入口和溢流管下入口也要深过井壁下端口，否则，沼气会窜入井内，或由进料管、溢流管排出。

单向阀门可使用多个叶片式重力阀门组成，由多个单向阀门沿阀门框导槽放入阀门组成可拆装单向阀导流装置。分曲线坑道为起点端和终点端，是指有机物发酵的过程起点和终点，由于富含沼气细菌旧沼液能流过单向阀、连通管做重复循环，所以对沼液来说没有起点和终点。

终点端还设有插入沼液的U形排浮渣溢流管时，其池内入口设在发酵间液面下，且接近液面。关闭溢流管，含浮渣的旧沼液就只能沿U形排浮渣溢流管优先排出。U形排浮渣溢流管出口与溢流管口等高。

设搅拌沼液的装置时，在沿环形坑道池底铺设水管上面布有许多小孔的环形水管，并用引水管连通在一起，把其引水端连接到电动水泵出口，电动水泵吸水口连接一个过滤浮渣的过滤器后再与终点端插入沼液的U形排浮渣溢流口连接，抽吸出旧沼液加压，使沼液从池底喷射水流搅拌池内沼渣液的同时，也把浮渣过滤清除。

在搅拌沼液的装置的电动水泵出口端并联一带阀门水管，需要时用沼液冲洗禽畜粪便和稀释原料，以减少用水量。进料管最好顺流向斜插入沼液，以使原料进入池时产生顺向推力。同时建个原料液池连接进料管，一可以让原料液每天积蓄满池数次，满一次释放原料液一次方式，使原料液以浪涌方式进入池内，二可让砂石等沉淀分离，免得砂石等进入池内。

设有加热沼液的装置时，可对电动水泵吸出的搅拌沼液进行加热，也可对原料入池前进行加热后才入池，其装置可用换热器、电热器等。

发酵分解速度与池容、搅拌、温度、颗粒大小等有关，为全部达至少93天彻底杀虫灭菌发酵分解，每天大概最大投入原料量要视溢流口排出的旧沼液检测结果来确定最大平均日消化原料量。

单向阀门流入端设有过滤沼渣网时，沼渣网可与单向阀门连接在一起，也把沼渣网造成多个沼渣网，沿阀门框另一导槽放入阀门前组成可拆装单向阀导流沼渣网装置。

当井设有活动井盖时，打开井盖能更换过滤网、单向阀、清除沼渣。井的下端井壁把储气间分隔开，沼气不会窜入井内泄漏，活动井盖可以随时打开进行上述工作而无需停产。

发明二的具体实施方式。

一种曲线坑道式沼气池池盖浇筑方法，包括：

(1).把池体外墙上端浇筑成内低外高的环形阶梯圈梁；

(2).在每个开口同一径向同心圆筒形隔离墙上端浇筑高度等于内环形阶梯的钢筋混凝土圈梁和至少两条径向横梁，使圈梁与横梁纵横连接把池面分成相应个网格；

(3).在圈梁与横梁上面铺设防粘结材料；

(4).在每个网格圈梁与横梁上面浇筑单体的钢筋混凝土水泥板，并且每块钢筋混凝土水泥板之间以圈梁与横梁宽度中线为分界线余留至少5mm间隙，同时在坑道终点端浇筑一个圆筒形井；

(5)待钢筋混凝土水泥板凝固后，再在余留至少5mm的间隙中浇注密封材料，使水泥板粘结成一个对沼气池密闭的池盖。

在圈梁与横梁上面铺设防粘结材料是为了预防钢筋混凝土水泥板与圈梁与横梁面粘结，影响水泥板热胀冷缩。如果钢筋混凝土水泥板是事先浇筑好，能吊机吊起安装，可省去在圈梁与横梁上面铺设防粘结材料。可用木板、沥青、塑料等做防粘。

在余留至少5mm的间隙中浇注的密封材料，可用熔融的沥青、熔融的塑料，也可注入密封胶。其耐压要大于恒压值，用空气试压保证不漏气。

Claims (9)

1.一种闭环曲线坑道式沼气池，包括曲线坑道式沼气池，其特征在于：设有恒压导气装置，坑道终点端设有井和插入沼液的溢流管，井内设有顺坑道起点端到终点端单向导通的单向阀导流装置，终点端沼液通过连接终点端至起点端的连通管单向流入起点端，井壁上端口至少高过溢流管溢流口，插入沼液的进料管进料口高过溢流管溢流口，从进料口投入原料液及沼气细菌发酵，取连通储气间的恒压导气装置恒压值小于溢流口到井壁下端口的水压差，使坑道密闭空间出现上为储气间下为发酵间的平衡状态，后每次投入的原料在进料口和溢流口的高度水压差作用下都按单向阀门流向流动，旧沼液从终点端开始流经单向阀、连通管又重新回到坑道起点端完成自动循环，超过原来平衡状态容量时有旧沼液从溢流口排出使沼气池恢复原来的平衡状态。

2.根据权利要求1所述一种闭环曲线坑道式沼气池，其特征在于：终点端还设有插入沼液的U形排浮渣溢流管。

3.根据权利要求1、2所述一种闭环曲线坑道式沼气池，其特征在于：设有搅拌沼液的装置。

4.根据权利要求1、2、3所述一种闭环曲线坑道式沼气池，其特征在于：设有加热沼液的装置。

5.根据权利要求1、2、3所述一种闭环曲线坑道式沼气池，其特征在于：井内设有拦截旧沼液过滤沼渣网。

6.根据权利要求1、2、3所述一种闭环曲线坑道式沼气池，其特征在于：所述的井设有活动井盖。

7.根据权利要求1、2、3所述一种闭环曲线坑道式沼气池，其特征在于：打开活动井盖，能更换过滤网、单向阀及清除沼渣。

8.根据权利要求1、2、3所述一种闭环曲线坑道式沼气池，其特征在于：设有与进料管连接的原料液池。

9.一种曲线坑道式沼气池池盖浇筑方法，其特征包括：

(1).把池体外墙上端浇筑成内低外高的环形阶梯圈梁；

(2).在每个开口同一径向同心圆筒形隔离墙上端浇筑高度等于内环形阶梯的钢筋混凝土圈梁和至少两条径向横梁，使圈梁与横梁纵横连接把池面分成相应个网格；

(3).在圈梁与横梁上面铺设防粘结材料；

(4).在每个网格圈梁与横梁上面浇筑单体的钢筋混凝土水泥板，并且每块钢筋混凝土水泥板之间以圈梁与横梁宽度中线为分界线余留至少5mm间隙，同时在坑道终点端浇筑一个圆筒形井；

(5)待钢筋混凝土水泥板凝固后，再在余留至少5mm的间隙中浇注密封材料，使水泥板粘结成一个对沼气池密闭的池盖。