CN110804541A - 一种升级改造后的北方大中型沼气池 - Google Patents

一种升级改造后的北方大中型沼气池 Download PDF

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Abstract

本发明一种升级改造后的北方大中型沼气池，包括：池体，所述池体底部和侧壁铺设有保温层；在池体顶部设有池顶盖，所述池顶盖外周以5‑15°倾角、2‑5m长度向外沿修倾倒槽，进料口设置在池顶盖上，该池顶盖上中心处加装立式搅拌器，该立式搅拌器底部配有两片搅拌浆叶，所述两片搅拌浆叶位于池底距液面的1/2‑1/3位置，所述立式搅拌器上部配有与池体内液面平齐的破壳浆叶；在池体一侧设有出料槽，该出料槽内加装有用于外排发酵后剩余液的切割式污水泵；在池体顶部外周对应地面位置建设加温温室，在铺设保温层之前彻底清空清洗沼气池。本申请沼气池满足用户冬季使用需求，提升沼气池使用效率和便利性，降低池体内部分层和结壳风险，保证系统稳定性。

Description

一种升级改造后的北方大中型沼气池
技术领域
本发明属于资源与环境技术领域，具体说是一种升级改造后的北方大中型沼气池。
背景技术
大中型沼气工程是中型沼气工程(单体或多个单体发酵总容积不小于100m3)和大型沼气工程(单体或多个单体发酵总容积不小于500m3，或日产气量大于1000m3)的总称，目前大部分采用常温厌氧消化工艺，即在地下混凝土池体中，自然环境温度条件下生产沼气。大中型沼气工程的建立，很好地解决了农村禽畜养殖粪便等固体有机废物和污水污染的问题，有效地提升了农村能源利用水平，为百姓带来了福利。
随着农业产业发展水平逐渐提高，用户对大中型沼气工程运行稳定性、产气量和产肥品质提出了更高的要求，由此出现了很多承待解决的问题。首先，对于北方大中型沼气工程用户，冬季气温较低使得池内发酵温度仅能维持在5-10℃，导致无法正常运行；第二，传统沼气工程设计加料口直径在20-30cm，普遍偏小，加料速度慢、易溢出、易堵塞，导致操作不便；第三，发酵底物加入后由于密度差和混合不均匀，普遍出现分层、结壳等现象，导致沼气池产气量降低，严重的导致沼气工程报废；最后，发酵剩余混合物多采用清粪车抽运，单车容积一般为1-2m3，对于百立方米以上的总容积而言，效率低且容易堵塞管路。
因此，在保证经济、有效、易操作的前提下，对传统大中型沼气池进行升级改造，可以满足北方大中型沼气工程用户冬季使用需求，提高使用效率，提升使用便利性，减少化石燃料使用量，生产绿色无公害农产品。
发明内容
本发明的目的在于提供一种升级改造后的北方大中型沼气池，满足用户冬季使用需求，提升沼气池使用效率和便利性，降低池体内部分层和结壳风险，保证系统稳定性。
为实现上述目的，本申请的技术方案为一种升级改造后的北方大中型沼气池，包括：池体，所述池体底部和侧壁铺设有保温层；在池体顶部设有池顶盖，所述池顶盖外周以5-15°倾角、2-5m长度向外沿修倾倒槽，进料口设置在池顶盖上，该池顶盖上中心处加装立式搅拌器，该立式搅拌器底部配有两片搅拌浆叶，所述两片搅拌浆叶位于池底距液面的1/2-1/3位置，所述立式搅拌器上部配有与池体内液面平齐的破壳浆叶；在池体一侧设有出料槽，该出料槽内加装有用于外排发酵后剩余液的切割式污水泵；在池体顶部外周对应地面位置建设加温温室，在铺设保温层之前彻底清空清洗沼气池。
进一步的，所述保温层厚度大于等于0.1m。
进一步的，所述立式搅拌器功率选择范围为15-30W/m3，搅拌速率40-100rpm。
进一步的，所述加温温室外沿宽于沼气池外沿1.5m以上。
进一步的，保温层为聚氨酯或苯板，其导热系数小于0.1W/m·K的保温材料。
更进一步的，对池体进行防水作业，应达到地下工程二级防水标准。
更进一步的，切割式污水泵扬程大于10m。
更进一步的，所述加温温室呈伞状，晴朗天气时保温帘打开，夜间和雨雪天气时关闭。
本发明由于采用以上技术方案，能够取得如下的技术效果：通过对池体内底部、侧壁保温和在外部建设加温温室，可使池内冬季温度维持在15℃以上；将池顶盖上加造进料口，并增设倾倒槽，可以缩短进料时间5倍以上；增加搅拌器后可有效提高物料混合均匀程度，液面位置不再结壳；增加切割式污水泵，可提高发酵剩余物排空速率，提高用户使用效率。通过升级改造后，系统平均产气效率可达到0.5m3/m3以上，冬季产气效率达到0.2m3/m3以上；养分充分释放，液体中有机质含量达到300g/L以上，N、P(以P2O5计)和K(以K2O计)含量分别达到4000mg/L、2200mg/L和500mg/L。
升级改造后的沼气池紧凑合理，具有工程可操作性，冬季可连续生产，产气量高、运行效果稳定。
附图说明
图1为本申请沼气池结构示意图。
图2为沼气池内保温示意图。
图中序号说明：1、池体，2、液面，3、加温温室，4、倾倒槽，5、立式搅拌器，6、池顶盖，7、破壳浆叶，8、搅拌浆叶，9、切割式污水泵，10、出料槽，11、保温层，12、池体侧壁。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细的描述：以此为例对本专利做进一步的描述说明。
实施例1：
本申请中的沼气池是通过如下步骤建造的：
1、利用切割式污水泵、螺旋输送机等设备将大中型沼气工程池内物料完全清空，待干燥后在池体底部和侧壁利用导热系数0.024W/m·K的聚氨酯进行保温，保温层厚度为0.15m。
2、保温完成后，在保温层表面利用聚乙烯丙纶复合防水方法，按照《地下工程防水技术规范》(GB50108-2008)中二级标准，对池体进行防水作业。
3、以池顶盖为圆心、10°为倾角、4米为半径修倾倒槽，以使物料更好进入池顶盖。
4、在池顶盖上加装功率为15kW的立式搅拌器，立式搅拌器的搅拌杆与液面相切位置安装破壳浆叶，底部距液面1/3位置处安装搅拌浆叶，选择合适减速机将搅拌速率控制在40rpm。
5、在池体顶部建设加温温室，该加温温室外沿宽于沼气池外沿2m，温室用塑料棚膜覆盖，再利用保温棉被保温，在天气晴朗时打开保温棉被，雨雪与夜间放下。
以上所述，仅为本发明创造较佳的具体实施方式，但本发明创造的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明创造披露的技术范围内，根据本发明创造的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明创造的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种升级改造后的北方大中型沼气池，其特征在于，包括：池体，所述池体底部和侧壁铺设有保温层；在池体顶部设有池顶盖，所述池顶盖外周以5-15°倾角、2-5m长度向外沿修倾倒槽，进料口设置在池顶盖上，该池顶盖上中心处加装立式搅拌器，该立式搅拌器底部配有两片搅拌浆叶，所述两片搅拌浆叶位于池底距液面的1/2-1/3位置，所述立式搅拌器上部配有与池体内液面平齐的破壳浆叶；在池体一侧设有出料槽，该出料槽内加装有用于外排发酵后剩余液的切割式污水泵；在池体顶部外周对应地面位置建设加温温室。
2.根据权利要求1所述一种升级改造后的北方大中型沼气池，其特征在于，所述保温层厚度大于等于0.1m。
3.根据权利要求1所述一种升级改造后的北方大中型沼气池，其特征在于，所述立式搅拌器功率选择范围为15-30W/m3，搅拌速率40-100rpm。
4.根据权利要求1所述一种升级改造后的北方大中型沼气池，其特征在于，所述加温温室外沿宽于沼气池外沿1.5m以上。
5.根据权利要求1所述一种升级改造后的北方大中型沼气池，其特征在于，保温层为聚氨酯或苯板，其导热系数小于0.1W/m·K的保温材料。
6.根据权利要求1所述一种升级改造后的北方大中型沼气池，其特征在于，对池体进行防水作业。
7.根据权利要求1所述一种升级改造后的北方大中型沼气池，其特征在于，切割式污水泵扬程大于10m。
8.根据权利要求1所述一种升级改造后的北方大中型沼气池，其特征在于，所述加温温室呈伞状，晴朗天气时保温帘打开，夜间和雨雪天气时关闭。
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101104840A (zh) * 2007-07-24 2008-01-16 山东省农业科学院土壤肥料研究所 耐低温发酵沼气池
CN201473533U (zh) * 2009-08-14 2010-05-19 蔡宏柯 多功能秸秆沼气池
EP2878365A2 (de) * 2013-11-07 2015-06-03 Agraferm Technologies AG Rührwerk für einen Biogasfermenter
CN106258629A (zh) * 2016-10-15 2017-01-04 梁顺有 一种内膜卷放式双拱双膜拱棚
CN108641917A (zh) * 2018-05-15 2018-10-12 何治伟 一种沼气池
CN208087622U (zh) * 2018-02-09 2018-11-13 山东宝力生物质能源股份有限公司 一种防结壳大型厌氧发酵产沼气装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101104840A (zh) * 2007-07-24 2008-01-16 山东省农业科学院土壤肥料研究所 耐低温发酵沼气池
CN201473533U (zh) * 2009-08-14 2010-05-19 蔡宏柯 多功能秸秆沼气池
EP2878365A2 (de) * 2013-11-07 2015-06-03 Agraferm Technologies AG Rührwerk für einen Biogasfermenter
CN106258629A (zh) * 2016-10-15 2017-01-04 梁顺有 一种内膜卷放式双拱双膜拱棚
CN208087622U (zh) * 2018-02-09 2018-11-13 山东宝力生物质能源股份有限公司 一种防结壳大型厌氧发酵产沼气装置
CN108641917A (zh) * 2018-05-15 2018-10-12 何治伟 一种沼气池

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