CN108570400B - 一种软体沼气池池外保温系统 - Google Patents

一种软体沼气池池外保温系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种软体沼气池池外保温系统，该软体沼气池的池外保温系统包括构架部分、保温部分、防护部分和配套部分，构架部分包括池壁(1)、竖向支架(2)、横向固定架(11)、锚定桩(12)和拉杆(13)，保温部分包括保温体(7)和保温垫层(9)，防护部分包括找平层(8)、防水层(10)、调节层(14)和防护层(15)，软体沼气池可直接放置该系统中。保温系统是确保池体内软体沼气池内的发酵温度不散失，该系统保温材料主要采用玉米秸秆，实现废物的资源化利用，采用PE塑料薄膜防水层，保证了秸秆不被水侵蚀，从而确保该保温系统的使用寿命。该保温系统建造成本低，保温效果好。

Description

一种软体沼气池池外保温系统
技术领域
本发明涉及环境科学与工程中的环境生态能源技术领域，尤其涉及一种软体沼气池池外保温系统。
背景技术
目前，沼气作为一种清洁的可再生能源得到广泛应用，沼气发酵原料主要以人、畜粪便和植物秸秆等为主，来源丰富。目前软体沼气池在沼气池领域里展现出它的抗震性好、防渗漏性强、运输方便、造价低、灵活性强等显著特点，特别是软体沼气池制备成本低，防渗性能好，因而得到广泛的应用。但是冬季温度低，软体沼气池冬季运行困难，因此，开发软体沼气池的保温系统，成为当前研究的重点。
目前软体沼气池主要采用砖砌或混凝土制备，建造成本高，保温效果差。从而提高了沼气的制备成本，大大限制了农村沼气的发展。由于软体沼气池本身具有防渗性能，只要提供构架和池外保温就能完成沼气的制备。对于小型沼气池，池侧壁受力小，采用简单的池体构建就能满足要求，因此研究重点应放在池体的保温上，由于冬季寒冷，特别是东北地区，低温严重影响农村沼气的发展。采用当前建筑上常采用的保温材料苯板、珍珠岩和岩棉等，成本较高，限制了软体沼气池的应用。采用植物秸秆作为保温材料，实现就地取材，成本低，同时实现秸秆的资源化利用，对推动农村沼气的发展起到重要作用。由于植物秸秆腐烂快，因此在采用植物秸秆作为保温系统的同时，克服吸水腐烂不利影响，提高保温材料的使用寿命是当前研究的关键。软体沼气池池外保温系统的研究对提高固废资源化利用水平的提高、有效的改善固废对环境的污染和提高能源利用效率等都将具有重要意义。目前关于软体沼气池主要授权或公开的专利包括：软体沼气池管套式进出料口装置(申请专利号：200810001432.9)、一种热循环加温的软体沼气池(申请专利号：201320543563.6)、一种软体沼气池(申请专利号：201220368497.9)、一种自动加压稳压软体沼气池(申请专利号：201220197163.X)、弹性软体沼气池(申请专利号：201220313629.8)、新型软体沼气池(申请专利号：201120107264.9)、一种软体沼气池(申请专利号：201020616568.3)、自调压新型浮罩式软体沼气池(申请专利号：201020207744.8)、水压式软体沼气池(申请专利号：201020227543.4)、一种高水压式软体沼气池(申请专利号：200920008981.9)、安全节能软体沼气池(申请专利号：200820065490.3)、一种软体沼气池(申请专利号：200720079572.9)、新型多功能软体沼气池(申请专利号：200620036050.6)和新型软体沼气池(申请专利号：200620033426.8)等。以上这些专利都是关于软体沼气池的建设和沼气的制备，这些方法对推动软体沼气池的建设以及提高沼气的生产发挥了重要的作用。但是因存在方法复杂、建设成本高、资源化利用率低、能量消耗大和保温效果差等一种或多种缺陷，特别是建设成本高，推广应用困难。因此，开发一种方法简单、制造成本低、能耗低、资源化利用率高的软体沼气池保温系统，对推进农村沼气生产技术的提高及固废资源化利用水平的提高都将具有重要的现实意义。
发明内容
本发明的目的是提供一种软体沼气池的池外保温系统，实现软体沼气池一年四季产沼气；该方法成本低于现有的混凝土或砖砌外池，保温效果好，提高软体沼气池的沼气产量、产气速率；该方法工艺简单，具有较高推广应用价值。
本发明采取的技术方案如下：
一种软体沼气池池外保温系统，其特征在于：该软体沼气池的池外保温系统包括构架部分、保温部分、防护部分和配套部分，构架部分包括池壁、竖向支架、横向固定架、锚定桩和拉杆，保温部分包括保温体和保温垫层，防护部分包括找平层、防水层、调节层和防护层，配套部分包括进料口、进料管、出料口和出渣管。
所述的池壁采用木板或铁板，内侧为光滑面，木板板厚为5～10mm，铁板板厚为1～3mm；竖向支架设置于池壁内测，采用木棍直径为100～200mm的一半，四个角采用木棍直径为200～300mm的四分之一；横向固定架设置于池壁内测和竖向支架的外侧，采用木材，截面边长为30～50mm；锚定桩采用直径为50～100mm的木桩，拉杆采用直径为12～16mm的钢筋，两端采用铁线与锚定桩和竖向支架绑扎固定一起。
所述的保温体和保温垫层采用玉米秸秆和稻草压缩制备，玉米秸秆和稻草秸秆的含水量低于10％，秸秆被压缩后密度不低于0.72吨/m3；保温体处土坡的坡面坡度为80～85度，高为400～1000mm；台阶宽度为300～400mm，保温垫层厚度为200～300mm。
所述的找平层采用粗砂或细砂，厚度为50～100mm；防水层采用PE塑料薄膜，厚度为0.05～0.12mm，与秸秆直接接触一侧设置20～50mm厚细砂；调节层采用粗砂或细砂，厚度为150～200mm；防护层采用水泥砂浆，厚度为30～50mm。
所述的进料口采用塑料制备，容积为沼气池容积的0.2～0.26倍；进料管和出渣管为PVC管，管径为200～300mm；出料口采用塑料制备，容积为沼气池容积的0.25～0.35倍。
所述的保温体和保温垫层，在压缩前分层铺设，稻草秸秆与玉米秸秆的铺设厚度比为1:2.2～4.5，压缩后的基质块厚度为200～400mm，压缩的压力为0.2～0.3MPa，维持时间为35～50秒。
所述的软体沼气池池外保温系统适用的软体沼气池容积不大于100m3，池深不超过4.0m，且池底高于地下水水位不小于3.0m。
有益效果：本发明能够有效的提高软体沼气池的保温功能，同时降低沼气池保温系统的建设成本，实现农村全年产沼气，减少畜禽粪便和秸秆对环境的污染；本发明采用植物秸秆作为保温材料，实现秸秆的资源化利用；本发明方法简单，成本低，运行周期长，可操作性强，应用价值高。
附图说明
图1是本发明的软体沼气池池外保温系统平面图。
图2是本发明的软体沼气池池外保温系统剖面图。
图中，1、池壁，2、竖向支架，3、进料口，4、进料管，5、出料口，6、出渣管，7、保温体，8、找平层，9、保温垫层，10、防水层，11、横向固定架，12、锚定桩，13、拉杆，14、调节层，15、防护层。
具体实施方式
本发明采用植物秸秆为原料作为软体沼气池的池外保温材料，保温性能好，成本低，本方法适用于小型沼气池的建设，实现软体沼气池全年产沼气，降低沼气的生产成本，推动了农村沼气技术的进步，本方法设置了防水系统，有效的保证秸秆的低含水量，提高保温材料的寿命。本发明方法制造成本低，推广应用价值较高。
以下结合实例对本发明进一步说明，具体实施步骤如下：
实例1：10m3沼气池池外保温系统
如图1和图2所示，一种软体沼气池池外保温系统，其特征在于：该软体沼气池的池外保温系统包括构架部分、保温部分、防护部分和配套部分，构架部分包括池壁1、竖向支架2、横向固定架11、锚定桩12和拉杆13，保温部分包括保温体7和保温垫层9，防护部分包括找平层8、防水层10、调节层14和防护层15，配套部分包括进料口3、进料管4、出料口5和出渣管6。
池壁1采用木板，内侧为光滑面，木板板厚为5mm；竖向支架2设置于池壁1内测，采用木棍直径为100mm的一半，四个角采用木棍直径为200mm的四分之一；横向固定架11设置于池壁1内测和竖向支架2的外侧，采用木材，截面边长为30mm；锚定桩12采用直径为50mm的木桩，拉杆13采用直径为12mm的钢筋，两端采用铁线与锚定桩12和竖向支架2绑扎固定一起。
保温体7和保温垫层9采用玉米秸秆和稻草压缩制备，玉米秸秆和稻草秸秆的含水量低于10％，秸秆被压缩后密度不低于0.72吨/m3；保温体7处土坡的坡面坡度为85度，高为400mm；台阶宽度为300mm，保温垫层9厚度为200mm。
找平层8采用细砂，厚度为50mm；防水层10采用PE塑料薄膜，厚度为0.05mm，与秸秆直接接触一侧设置20mm厚细砂；调节层(14)采用细砂，厚度为150mm；防护层15采用水泥砂浆，厚度为30mm。
进料口3采用塑料制备，容积为沼气池容积的0.2倍；进料管4和出渣管6为PVC管，管径为200mm；出料口5采用塑料制备，容积为沼气池容积的0.25倍。
保温体7和保温垫层9，在压缩前分层铺设，稻草秸秆与玉米秸秆的铺设厚度比为1:4.5，压缩后的基质块厚度为200mm，压缩的压力为0.2MPa，维持时间为35秒。
该软体沼气池池外保温系统软体沼气池容积为10m3，池深为2.0m，且池底高于地下水水位3.2m。该软体沼气池保温系统好，沼气产气量大，实现中国北方地区全年产沼气。
实例2：50m3沼气池池外保温系统
如图1和图2所示，池壁1采用木板，内侧为光滑面，木板板厚为10mm；竖向支架2设置于池壁1内测，采用木棍直径为150mm的一半，四个角采用木棍直径为250mm的四分之一；横向固定架11设置于池壁1内测和竖向支架2的外侧，采用木材，截面边长为40mm；锚定桩12采用直径为60mm的木桩，拉杆13采用直径为14mm的钢筋，两端采用铁线与锚定桩12和竖向支架2绑扎固定一起。
保温体7和保温垫层9采用玉米秸秆和稻草压缩制备，玉米秸秆和稻草秸秆的含水量低于10％，秸秆被压缩后密度大于0.72吨/m3；保温体7处土坡的坡面坡度为82度，高为800mm；台阶宽度为350mm，保温垫层9厚度为250mm。
找平层8采用粗砂，厚度为70mm；防水层10采用PE塑料薄膜，厚度为0.08mm，与秸秆直接接触一侧设置35mm厚细砂；调节层14采用粗砂，厚度为160mm；防护层15采用水泥砂浆，厚度为40mm。
进料口3采用塑料制备，容积为沼气池容积的0.22倍；进料管4和出渣管6为PVC管，管径为250mm；出料口5采用塑料制备，容积为沼气池容积的0.29倍。
保温体7和保温垫层9，在压缩前分层铺设，稻草秸秆与玉米秸秆的铺设厚度比为1:3.3，压缩后的基质块厚度为300mm，压缩的压力为0.26MPa，维持时间为40秒。
该软体沼气池池外保温系统软体沼气池容积为50m3，池深为3.0m，且池底高于地下水水位3.5m，该池外保温系统保温效果好。
实例3：100m3沼气池池外保温系统
如图1和图2所示，一种软体沼气池池外保温系统，池壁1采用铁板，铁板板厚为3mm；竖向支架2设置于池壁1内测，采用木棍直径为200mm的一半，四个角采用木棍直径为300mm的四分之一；横向固定架11设置于池壁1内测和竖向支架2的外侧，采用木材，截面边长为50mm；锚定桩12采用直径为100mm的木桩，拉杆13采用直径为16mm的钢筋，两端采用铁线与锚定桩12和竖向支架2绑扎固定一起。
保温体7和保温垫层9采用玉米秸秆和稻草压缩制备，玉米秸秆和稻草秸秆的含水量低于10％，秸秆被压缩后密度大于0.72吨/m3；保温体7处土坡的坡面坡度为80度，高为1000mm；台阶宽度为400mm，保温垫层9厚度为300mm。
找平层8采用粗砂，厚度为100mm；防水层10采用PE塑料薄膜，厚度为0.12mm，与秸秆直接接触一侧设置50mm厚细砂；调节层14采用粗砂，厚度为200mm；防护层15采用水泥砂浆，厚度为50mm。
进料口3采用塑料制备，容积为沼气池容积的0.26倍；进料管4和出渣管6为PVC管，管径为300mm；出料口5采用塑料制备，容积为沼气池容积的0.35倍。
保温体7和保温垫层9，在压缩前分层铺设，稻草秸秆与玉米秸秆的铺设厚度比为1:4.5，压缩后的基质块厚度为400mm，压缩的压力为0.3MPa，维持时间为50秒。
该软体沼气池池外保温系统软体沼气池容积为100m3，池深为4.0m，且池底高于地下水水位4.0m。
采用上述方法制备沼气池池外保温系统，保温效果好，实现全年产沼气。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；在不脱离本发明实质的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种软体沼气池池外保温系统，其特征在于：该软体沼气池的池外保温系统包括构架部分、保温部分、防护部分和配套部分，构架部分包括池壁(1)、竖向支架(2)、横向固定架(11)、锚定桩(12)和拉杆(13)，保温部分包括保温体(7)和保温垫层(9)，防护部分包括找平层(8)、防水层(10)、调节层(14)和防护层(15)，配套部分包括进料口(3)、进料管(4)、出料口(5)和出渣管(6)；所述的池壁(1)采用木板或铁板，内侧为光滑面，木板板厚为5～10mm，铁板板厚为1～3mm；竖向支架(2)设置于池壁(1)内测，采用直径为100～200mm木棍的一半，四个角采用直径为200～300mm木棍的四分之一；横向固定架(11)设置于池壁(1)内测和竖向支架(2)的外侧，采用木材，截面边长为30～50mm；锚定桩(12)采用直径为50～100mm的木桩，拉杆(13)采用直径为12～16mm的钢筋，两端采用铁线与锚定桩(12)和竖向支架(2)绑扎固定一起；所述的保温体(7)和保温垫层(9)采用玉米秸秆和稻草压缩制备，玉米秸秆和稻草秸秆的含水量低于10％，秸秆被压缩后密度不低于0.72吨/m3；保温体(7)处土坡的坡面坡度为80～85度，高为400～1000mm；台阶宽度为300～400mm，保温垫层(9)厚度为200～300mm。
2.如权利要求1所述的一种软体沼气池池外保温系统，找平层(8)采用粗砂或细砂，厚度为50～100mm；防水层(10)采用PE塑料薄膜，厚度为0.05～0.12mm，与秸秆直接接触一侧设置20～50mm厚细砂；调节层(14)采用粗砂或细砂，厚度为150～200mm；防护层(15)采用水泥砂浆，厚度为30～50mm；所述的进料口(3)采用塑料制备，容积为沼气池容积的0.2～0.26倍；进料管(4)和出渣管(6)为PVC管，管径为200～300mm；出料口(5)采用塑料制备，容积为沼气池容积的0.25～0.35倍；所述的软体沼气池池外保温系统适用的软体沼气池容积不大于100m3，池深不超过4.0m，且池底高于地下水水位不小于3.0m；所述的保温体(7)和保温垫层(9)，在压缩前分层铺设，稻草秸秆与玉米秸秆的铺设厚度比为1:2.2～4.5，压缩后的基质块厚度为200～400mm，压缩的压力为0.2～0.3MPa，维持时间为35～50秒。
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