CN110395798A - 一种畜禽粪污沼气工程自动均浆装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及畜禽粪污沼气工程自动均浆装置,包括斜坡渠和均浆池;斜坡渠末端与均浆池相连通;斜坡渠头部设有稀释水泵,在斜坡渠靠末端位置设有格栅;匀浆池顶部安装有顶部搅拌器,匀浆池内部安装有浓度计和循环水泵;三通阀的三个阀口分别与循环水泵、出料侧和循环侧连接;浓度计、稀释水泵、循环水泵和三通阀均通过信号接入中央控制器。本发明的有益效果是:本发明采用斜坡渠和匀浆池结合的形式,实现了畜禽粪污原料进粪和匀浆系统的结合,平面布置更为紧凑;斜坡渠和匀浆池布置在地面以下,斜坡渠采用敞口形式布置在室内,匀浆池采用盖板密封布置在室外,减少了室内布置空间,减轻了预处理室内的除臭压力,也使厂区更为清洁。

Description

一种畜禽粪污沼气工程自动均浆装置及方法
技术领域
本发明涉及匀浆装置和方法,尤其涉及一种畜禽粪污沼气工程自动均浆装置及方法。
背景技术
采用厌氧发酵技术制备沼气是处置有机废弃物(如畜禽粪污等)的主流工艺。目前国内的大型沼气工程主要以中温(38℃)连续湿式厌氧发酵工艺为主。根据生物质原料来源、种类、性质等的差异,中温湿式厌氧发酵工艺也会有所不同,主要体现在厌氧发酵反应器的结构和工艺流程等方面。原料的浓度是影响厌氧发酵反应器选择的关键因素。当原料浓度较低时(含固率3%-5%),常采用上流式污泥床反应器(UASB);而当原料浓度较高时(如含固率8%-12%),常采用完全混合型厌氧反应器(CSTR)或混合型塞流式厌氧反应器(HCPF)。
目前畜禽养殖企业的清粪方式多样,常见的有干清粪、水泡粪和水冲粪,不同清粪方式使得粪污原料的浓度差异较大,这对区域性的第三方运营的大型沼气工程造成了较大的困难。目前大型沼气工程在厌氧反应器前端也会设置匀浆装置,但多以经验来判断匀浆浓度,无法实现浓度的自动精准控制,导致进料浓度的波动较大。进料浓度波动大会导致反应器不能正常运行,使其不能对有机废弃物进行有效处置,影响产气的稳定性,进而影响后端沼气的应用(如发电、提纯等)。严重时会导致反应器内环境的恶化,厌氧反应菌种的变异或死亡。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中的不足,提供一种畜禽粪污沼气工程自动均浆装置及方法,可以实现不同浓度畜禽粪污原料的除杂、混合均匀,同时实现对原料浓度的精准控制和自动出料,保证后端厌氧发酵反应器的正常稳定运行。
这种畜禽粪污沼气工程自动均浆装置,包括斜坡渠和均浆池;斜坡渠末端与均浆池相连通;斜坡渠头部设有稀释水泵,在斜坡渠靠末端位置设有格栅;匀浆池顶部安装有顶部搅拌器,匀浆池内部安装有浓度计和循环水泵;三通阀的三个阀口分别与循环水泵、出料侧和循环侧连接;浓度计、稀释水泵、循环水泵和三通阀均通过信号接入中央控制器。
作为优选:所述斜坡渠和匀浆池均为混凝土结构,并设置在地面以下。
作为优选:所述斜坡渠的倾斜角度为15°-20°,采用敞口形式设置在室内。
作为优选:所述均浆池为圆形结构,并设有止水带,均浆池设置在室外,其顶部设有混凝土盖板。
作为优选:所述三通阀带有电动执行机构。
作为优选:所述斜坡渠头部地面处设有倒车挡轮柱,倒车挡轮柱为混凝土结构,其截面为直角梯形,其高度为15cm-20cm。
作为优选:所述顶部搅拌器为双浆叶搅拌器,搅拌器上浆叶位置低于工作液面。
这种畜禽粪污沼气工程自动均浆装置的运行方法,包括以下步骤:
1)含固率较高的畜禽粪污由运粪车倒入斜坡渠,经斜坡下滑,当粪污原料浓度较大,大部分的粪污无法通过斜坡渠和格栅滑入匀浆池时,则开启稀释水泵,对斜坡渠中的粪污进行稀释使其通过格栅进入均浆池;
2)顶部搅拌器对进入匀浆池中的粪污和稀释水的混合物进行搅拌均匀;
3)当均浆池内物料浓度高于浓度计设定的浓度区间的最高值时,则浓度计将信号反馈至中央控制器,中央控制器控制稀释水泵开启、循环水泵关闭,对物料进行进一步地稀释;当匀浆池内物料浓度低于浓度计设定的浓度区间的最低值时,则浓度计将信号反馈至中央控制器,中央控制器控制稀释水泵关闭、循环水泵开启,同时控制三通阀的循环侧开启、出料侧关闭,将匀浆池内较稀的物料用于斜坡渠内原料的冲洗和稀释;当匀浆池内物料浓度处于浓度计设定的浓度区间时,则浓度计将信号反馈至中央控制器,中央控制器控制稀释水泵关闭、循环水泵开启,同时控制三通阀的循环侧关闭、出料侧开启,将匀浆好的物料送入厌氧反应器。
本发明的有益效果是:
(1)本发明采用斜坡渠和匀浆池结合的形式,实现了畜禽粪污原料进粪和匀浆系统的结合,平面布置更为紧凑。斜坡渠和匀浆池布置在地面以下,斜坡渠采用敞口形式布置在室内,匀浆池采用盖板密封布置在室外,减少了室内布置空间,减轻了预处理室内的除臭压力,也使厂区更为清洁。
(2)本发明通过对格栅、浓度计、稀释水泵、循环水泵和三通阀的合理布置,以及对控制系统的精确设置、整合和集成,实现了系统进料、除杂、匀浆、出料的自动控制和浓度的精准控制,且运行可靠。
附图说明
图1为本发明畜禽粪污沼气工程自动均浆装置整体示意图;
图2为本发明斜坡渠和均浆池的俯视图。
附图标记说明:运粪车1、倒车挡轮柱2、斜坡渠3、格栅4、匀浆池5、顶部搅拌器6、浓度计7、稀释水泵8、循环水泵9、三通阀10、中央控制器11。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步描述。下述实施例的说明只是用于帮助理解本发明。应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以对本发明进行若干改进和修饰,这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
如图1至图2所示,所述的畜禽粪污沼气工程自动均浆装置,包括斜坡渠3和均浆池5。斜坡渠3末端与均浆池5相连通。斜坡渠3头部设有稀释水泵8,对斜坡渠3中的粪污进行稀释以便于粪污通过格栅4进入均浆池5。在斜坡渠3靠末端位置设有格栅4,以防止原料中的杂物进入均浆池5。匀浆池5顶部安装有顶部搅拌器6,匀浆池5内部安装有浓度计7和循环水泵9。三通阀10的三个阀口分别与循环水泵9、出料侧和循环侧连接。浓度计7、稀释水泵8、循环水泵9和三通阀10均通过信号集成到中央控制器11,并通过中央控制器11实现信号的传输、反馈和执行联动。
所述斜坡渠3和匀浆池5均为混凝土结构,并设置在地面以下。所述斜坡渠3的倾斜角度设置为15°-20°,采用敞口形式设置在室内。所述均浆池5采用圆形结构,底面和壁面采用抗渗混凝土进行浇筑,同时设置止水带用于防水和防渗漏,均浆池5设置在室外,顶部采用混凝土盖板进行密封。
所述格栅4设置在斜坡渠3靠末端1米处,当日流量超过300吨/天时应选用格栅机。
所述三通阀10带有电动执行机构。
所述斜坡渠3头部地面处设有倒车挡轮柱2,挡轮柱采用混凝土进行浇筑,截面为直角梯形,高度为15cm-20cm。运粪车1沿倒车挡轮柱2停靠。
所述顶部搅拌器6采用双浆叶搅拌器,搅拌器上浆叶位置略低于工作液面。
所述的畜禽粪污沼气工程自动均浆装置的运行方法,包括以下步骤:
1)含固率较高的畜禽粪污由运粪车1倒入斜坡渠3,经斜坡缓慢下滑,当粪污原料浓度较大,大部分的粪污无法通过斜坡渠3和格栅4滑入匀浆池5时,则开启稀释水泵8,对斜坡渠3中的粪污进行稀释以便于粪污通过格栅4进入均浆池5。
2)顶部搅拌器6对进入匀浆池5中的粪污和稀释水的混合物及时进行搅拌均匀。
3)当均浆池5内物料浓度高于浓度计7设定的浓度区间的最高值时,则浓度计7将信号反馈至中央控制器11,中央控制器11控制稀释水泵8开启、循环水泵9关闭,对物料进行进一步地稀释;当匀浆池5内物料浓度低于浓度计7设定的浓度区间的最低值时,则浓度计7将信号反馈至中央控制器11,中央控制器11控制稀释水泵8关闭、循环水泵9开启,同时控制三通阀10的循环侧开启、出料侧关闭,将匀浆池5内较稀的物料用于斜坡渠3内原料的冲洗和稀释;当匀浆池5内物料浓度处于浓度计7设定的浓度区间时,则浓度计7将信号反馈至中央控制器11,中央控制器11控制稀释水泵8关闭、循环水泵9开启,同时控制三通阀10的循环侧关闭、出料侧开启,将匀浆好的物料送入厌氧反应器。
通过自动控制达到畜禽粪污的自动进料、除杂、均浆和出料的目的,同时实现进入厌氧反应器物料浓度的精准控制。

Claims (8)

1.一种畜禽粪污沼气工程自动均浆装置,其特征在于:包括斜坡渠(3)和均浆池(5);斜坡渠(3)末端与均浆池(5)相连通;斜坡渠(3)头部设有稀释水泵(8),在斜坡渠(3)靠末端位置设有格栅(4);匀浆池(5)顶部安装有顶部搅拌器(6),匀浆池(5)内部安装有浓度计(7)和循环水泵(9);三通阀(10)的三个阀口分别与循环水泵(9)、出料侧和循环侧连接;浓度计(7)、稀释水泵(8)、循环水泵(9)和三通阀(10)均通过信号接入中央控制器(11)。
2.根据权利要求1所述的畜禽粪污沼气工程自动均浆装置,其特征在于:所述斜坡渠(3)和匀浆池(5)均为混凝土结构,并设置在地面以下。
3.根据权利要求1所述的畜禽粪污沼气工程自动均浆装置,其特征在于:所述斜坡渠(3)的倾斜角度为15°-20°,采用敞口形式设置在室内。
4.根据权利要求1所述的畜禽粪污沼气工程自动均浆装置,其特征在于:所述均浆池(5)为圆形结构,并设有止水带,均浆池(5)设置在室外,其顶部设有混凝土盖板。
5.根据权利要求1所述的畜禽粪污沼气工程自动均浆装置,其特征在于:所述三通阀(10)带有电动执行机构。
6.根据权利要求1所述的畜禽粪污沼气工程自动均浆装置,其特征在于:所述斜坡渠(3)头部地面处设有倒车挡轮柱(2),倒车挡轮柱(2)为混凝土结构,其截面为直角梯形,其高度为15cm-20cm。
7.根据权利要求1所述的畜禽粪污沼气工程自动均浆装置,其特征在于:所述顶部搅拌器(6)为双浆叶搅拌器,搅拌器上浆叶位置低于工作液面。
8.一种如权利要求1所述的畜禽粪污沼气工程自动均浆装置的运行方法,其特征在于:包括以下步骤:
1)含固率较高的畜禽粪污由运粪车(1)倒入斜坡渠(3),经斜坡下滑,当粪污原料浓度较大,大部分的粪污无法通过斜坡渠(3)和格栅(4)滑入匀浆池(5)时,则开启稀释水泵(8),对斜坡渠(3)中的粪污进行稀释使其通过格栅(4)进入均浆池(5);
2)顶部搅拌器(6)对进入匀浆池(5)中的粪污和稀释水的混合物进行搅拌均匀;
3)当均浆池(5)内物料浓度高于浓度计(7)设定的浓度区间的最高值时,则浓度计(7)将信号反馈至中央控制器(11),中央控制器(11)控制稀释水泵(8)开启、循环水泵(9)关闭,对物料进行进一步地稀释;当匀浆池(5)内物料浓度低于浓度计(7)设定的浓度区间的最低值时,则浓度计(7)将信号反馈至中央控制器(11),中央控制器(11)控制稀释水泵(8)关闭、循环水泵(9)开启,同时控制三通阀(10)的循环侧开启、出料侧关闭,将匀浆池(5)内较稀的物料用于斜坡渠(3)内原料的冲洗和稀释;当匀浆池(5)内物料浓度处于浓度计(7)设定的浓度区间时,则浓度计(7)将信号反馈至中央控制器(11),中央控制器(11)控制稀释水泵(8)关闭、循环水泵(9)开启,同时控制三通阀(10)的循环侧关闭、出料侧开启,将匀浆好的物料送入厌氧反应器。
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