CN107988054A - 一种高效循环秸秆厌氧发酵系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种高效循环秸秆厌氧发酵系统，包括秸预处理车间、沼液输入口阀门、沼液过滤车间、生物炭过滤箱、水平移动装置、悬挂式牵引装置、过滤液输出管口、后处理车间、厌氧发酵罐、沼液回流管道、沼液输出口阀门和沼液回流阀门。本发明在沼液过滤过程中利用生物炭过滤箱，同时也能更好的起到过滤颗粒物杂质的作用；同时通过秸秆对沼液进行过滤和沼液对秸秆的降解处理，具有优势互补、易操作且效率高的特点；从预处理车间到厌氧发酵罐对秸秆进行了多级处理，使其更有利于厌氧发酵；同时通过水平移动升降装置实现正六面形箱体的运输转移，减少了人力和物力，总体来说，本发明具有结构简单、操作方便的特点。
Description
技术领域
本发明涉及一种厌氧发酵系统，属于沼气工程技术领域,特别是涉及一种高效循环秸秆厌氧发酵系统。
背景技术
生物炭是生物质在完全或部分缺氧的条件下经热裂解、炭化产生的一类高度芳香化、难溶性的固态物质。其具有丰富的孔径和较大的比表面积，对重金属离子和有害气体都具有一定的吸附作用，同时对微生物的富集有一定的积极作用。但其吸附选择性较差，吸附量有限，将其直接添加无法达到理想的吸附及过滤沼液的效果。秸秆是成熟农作物茎叶部分的总称，大多数秸秆表面含蜡质结构，木质素、纤维素和半纤维素为主要结构组份，若不对秸秆原料进行预处理直接用于厌氧发酵，则秸秆中粗纤维很难被微生物降解，从而影响发酵效率，影响产甲烷效率。而秸秆的直接焚烧会造成环境的污染以及农林废弃物资源的浪费。沼液是一种由有机废弃物主要包括畜禽粪便、餐厨剩余物和生活垃圾等发酵而成的剩余产物，其内部成分富含较多营养元素，可作为农作物抗逆、杀菌及生长促进剂，是一种绿色环保的有机肥料。由于经发酵后形成的沼液无味，肥效又往往是普通化学合成肥料的10倍以上，且水质特性也极易被作物吸收，是优良的植物生长营养剂。由于沼液内含有植物纤维、泥沙、固体悬浮物等大分子物质，有时甚至含有较高的重金属，如果不能有效的把这些杂质去掉，将会严重堵塞沼液的喷施装置，从而阻碍沼液的农业应用推广。
目前的绝大部分厌氧发酵系统，因追求结构简单而忽视物质的循环利用，例如如果能够实现沼液在系统中的循环利用，将不仅能够节约大量的水资源，还能避免因沼液大量产生导致的排放难题。此外，生物炭主要由农作物秸秆制备而来，将其以合理的方式加入到厌氧发酵系统作为过滤手段，也能够产生很多的效益。
发明内容
本发明的目的在于克服上述问题，提供一种高效循环秸秆厌氧发酵系统，通过秸秆和生物炭对沼液的双重过滤作用和沼液对秸秆的降解作用，实现秸秆高效厌氧发酵和沼液过滤的效果，具有易操作、效率高的特点。
本发明的技术原理：一种高效循环秸秆厌氧发酵系统，结构主要包括预处理车间、沼液输入口阀门、沼液过滤车间、生物炭过滤箱、水平移动装置、悬挂式牵引装置、过滤液输出管口、后处理车间、厌氧发酵罐、沼液回流管道、沼液输出口阀门和沼液回流阀门。将农田回收的秸秆原料在预处理车间中进行粉碎处理，得到粒径小于5cm的小块并装入生物炭过滤箱体中，通过水平移动装置和悬挂式牵引装置将箱体运送至沼液过滤车间，依次将箱体放进沼液过滤车间的过滤池中，一个沼液过滤车间中设有三个过滤池，每个之间留有一定的间隙。进行沼液过滤时，首先将生物炭过滤箱固定在沼液过滤车间的过滤池前后两端，打开沼液输入口阀门，使厌氧发酵罐中的沼液能够顺利回流至沼液过滤车间内的过滤池。沼液原液先经过初级分离过滤后，在经由生物炭夹层挡板的生物炭与秸秆原料的交互过滤达到对沼液原液的多级过滤，同时，沼液的浸泡过程也可作为秸秆原料的第二次预处理。过滤后的沼液经过沼液过滤车间后端的管道，由阀门控制，打开阀门流出过滤后沼液，进行收集利用。沼液过滤后，关闭进出口阀门开关，将含有生物炭夹层的正六面体生物炭过滤箱通过水平移动装置和悬挂式牵引装置移送至后处理车间，进行进一步堆沤，以达到对秸秆的第三次发酵前的预处理，使其更利于发酵。堆耦1-2d后，将秸秆送至厌氧发酵罐中进行厌氧发酵产沼气。发酵后的沼液原液通过管道进入沼液过滤车间进行过滤，如此循环进行，不仅对沼液进行过滤，同时也实现了沼液沼渣的分离。
本发明的技术方案：一种高效循环秸秆厌氧发酵系统，包括预处理车间、沼液输入口阀门、沼液过滤车间、生物炭过滤箱、水平移动装置、悬挂式牵引装置、过滤液输出管口、后处理车间、厌氧发酵罐、沼液回流管道、沼液输出口阀门、沼液回流阀门，所述预处理车间、沼液输入口阀门、沼液过滤车间、生物炭过滤箱、过滤液输出管口、后处理车间、厌氧发酵罐和沼液回流管道依次连接；所述沼液过滤车间下端连接沼液回流管道并在连接处设有沼液输入口阀门，右端设有过滤液输出管口并直接连接后处理车间；所述生物炭过滤箱由水平移动装置和悬挂式牵引装置共同带动，实现在沼液过滤车间里面水平和垂直移动；所述沼液回流管道左侧连接沼液过滤车间，右侧连接厌氧发酵罐，且在左右连接处分别设置有沼液输入口阀门和沼液输出口阀门，在沼液输入口阀门下方还装有沼液回流阀门。
所述沼液过滤车间内部设置三个过滤池，过滤池内部放置带有过滤功能过滤级别依次提高的生物炭过滤箱；过滤池前后两端均设有挡板，宽度与沼液过滤池内壁宽度一致，用于固定生物炭过滤箱。
所述生物炭过滤箱为正六面体，除箱体顶面外其他五个箱体表面均由厚度为0.5cm且带有筛孔的不锈钢板拼接而成，筛孔孔直径为0.1cm，且均匀分布，所述生物炭过滤箱的箱体垂直面上均安装有4 cm宽的生物炭夹层及生物炭夹层挡板，夹层内填充有粒径为10-18目的生物炭，箱体内部装有经过预处理车间处理过的秸秆原料。
本发明所具有的有益效果：（1）本发明所述的一种高效循环秸秆厌氧发酵系统，在沼液过滤过程中利用生物炭过滤箱，能够更好的利用其吸附性能吸附杂质和重金属离子等物质，同时也能更好的起到过滤颗粒物杂质的作用；（2）本系统在沼液过滤车间中通过秸秆对沼液进行过滤和沼液对秸秆的降解作为初步处理，具有优势互补、易操作且效率高的特点；本系统从预处理车间到厌氧发酵罐对秸秆进行了多级处理，使其能够更有利于厌氧发酵；（3）通过水平移动升降装置实现正六面形箱体的运输转移，极大了减少了人力和物力，总体来说，本发明具有结构简单、操作方便的特点。
附图说明
附图是本发明的一种高效循环秸秆厌氧发酵系统的结构示意图。
图中：1.水平移动装置，2.悬挂式牵引装置，3.生物炭过滤箱，4.生物炭夹层，5.厌氧发酵罐，6. 预处理车间，7. 沼液过滤车间，8. 生物炭夹层挡板，9. 后处理车间，10.沼液输出口阀门，11. 沼液输入口阀门，12. 沼液回流阀门，13.过滤池，14.过滤液输出管口，15.沼液回流管道，16. 挡板，17生物炭，18沼液回流泵。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
本发明结构主要包括包括预处理车间6、沼液输入口阀门11、沼液过滤车间7、生物炭过滤箱3、水平移动装置1、悬挂式牵引装置2、过滤液输出管口14、后处理车间9、厌氧发酵罐5、沼液回流管道15、沼液输出口阀门10和沼液回流阀门12。将农田回收的秸秆原料在预处理车间6中进行粉碎处理，得到粒径小于5cm的秸秆，装入生物炭过滤箱体3中，通过水平移动装置1和悬挂式牵引装置2将生物炭过滤箱3运送至沼液过滤车间7，依次将生物炭过滤箱3放进沼液过滤车间7的过滤池13中，一个沼液过滤车间7中设有三个过滤池13，每个过滤池13之间留有一定的间隙，过滤池依次串联。进行沼液过滤时，首先将生物炭过滤箱3通过挡板16固定在沼液过滤车间7的过滤池13前后两端，打开沼液输入口阀门11和沼液回流阀门12和沼液回流泵18，使外来过滤沼液和厌氧发酵罐5中的沼液能够顺利回流至沼液过滤车间7内的过滤池13。沼液原液先经过初级分离过滤后，在经由生物炭夹层4和生物炭夹层挡板8的生物炭17与秸秆原料的交互过滤达到对沼液原液的多级过滤，同时，沼液的浸泡过程也可作为秸秆原料的第二次预处理。过滤后的沼液经过沼液过滤车间7后端的过滤液输出管口14流出过滤后的沼液，进行收集利用。沼液过滤后，关闭沼液回流阀门12、沼液输出口阀门10以及沼液输入口阀门11的开关，将含有生物炭夹层挡板8的正六面体生物炭过滤箱3通过水平移动装置1和悬挂式牵引装置2移送至后处理车间9，并将秸秆人工倒出进行进一步堆沤，以达到对秸秆的第三次发酵前的预处理，使其更利于发酵。堆耦1-2d后，将秸秆送至厌氧发酵罐5中进行厌氧发酵产沼气。发酵后的沼液原液通过沼液回流管道15进入沼液过滤车间7进行过滤，如此循环进行，不仅对沼液进行过滤，同时也实现了沼液沼渣的分离。此外，需定期对过滤池13进行清理，移除堆积的固体物质。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种高效循环秸秆厌氧发酵系统，包括预处理车间、沼液输入口阀门、沼液过滤车间、生物炭过滤箱、水平移动装置、悬挂式牵引装置、过滤液输出管口、后处理车间、厌氧发酵罐、沼液回流管道、沼液输出口阀门、沼液回流阀门，所述预处理车间、沼液输入口阀门、沼液过滤车间、生物炭过滤箱、过滤液输出管口、后处理车间、厌氧发酵罐和沼液回流管道依次连接；所述沼液过滤车间下端连接沼液回流管道并在连接处设有沼液输入口阀门，右端设有过滤液输出管口并直接连接后处理车间；所述生物炭过滤箱由水平移动装置和悬挂式牵引装置共同带动，实现在沼液过滤车间里面水平和垂直移动；所述沼液回流管道左侧连接沼液过滤车间，右侧连接厌氧发酵罐，且在左右连接处分别设置有沼液输入口阀门和沼液输出口阀门，在沼液输入口阀门下方还装有沼液回流阀门。
2.根据权利要求1所述的一种高效循环秸秆厌氧发酵系统，其特征在于：所述沼液过滤车间内部设置三个过滤池，过滤池内部放置带有过滤功能过滤级别依次提高的生物炭过滤箱；过滤池前后两端均设有挡板，宽度与沼液过滤池内壁宽度一致，用于固定生物炭过滤箱。
3.根据权利要求1所述的一种高效循环秸秆厌氧发酵系统，其特征在于：所述生物炭过滤箱为正六面体，除箱体顶面外其他五个箱体表面均由厚度为0.5 cm且带有筛孔的不锈钢板拼接而成，筛孔孔直径为0.1cm，且均匀分布，所述生物炭过滤箱的箱体垂直面上均安装有4 cm宽的生物炭夹层及生物炭夹层挡板，夹层内填充有粒径为10-18目的生物炭，箱体内部装有经过预处理车间处理过的秸秆原料。
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| CN110627035A (zh) * | 2019-10-16 | 2019-12-31 | 天津大学 | 利用厌氧发酵预处理生物质制备生物炭的方法 |
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