CN201296752Y - 一种湍流布料沼气池 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种湍流布料沼气池，旨在提供一种结构简单、不形成内部结壳、产气效果较好的湍流布料沼气池。它包括进水系统、沼气池主体和出水系统组成。进水系统包括进水口和进水管，沼气池主体是封闭的长方体形的罐体，为了增加布水流的湍流性能，设置了导流墙，折流板的成对配合，在沼气池出口前面0.5米处设置一个稳流墙，沼气池上盖为密封的混凝土平板，根据需要可以设置一个人孔，沼气池底板为两层混凝土结构，坡度为5％。出水系统包括出水口、出水间和水压间。本实用新型克服了现有的沼气池内部形成结壳的限制和球型的形状，方便建设，有利于产气。

Description

一种湍流布料沼气池
技术领域
本发明涉及一种有机废水厌氧发酵制备沼气的装置，特别是一种湍流布料沼气池。
背景技术
目前在我国农村中，户用型沼气池主要为水压式沼气池，这类沼气池一般使用最多的有6m3、8m3和10m3三种形式，结构简单适用。1984年中国标准出版社出版了国家标准局发布的GB/T4750-1984《农村家用水压式沼气池标准图集》提出了农村沼气池的结构，形状为圆形或球形，设有进料口、出料口、发酵间、气箱、活动盖、导气管、出料间兼用水压箱，因此称之为水压式沼气池。2002年中国标准出版社出版了国家质量监督检验检疫局发布的GB/T4750-2002《户用沼气池标准图集》中提出“曲流布料沼气池”，其特点是池底由进料口向出料口倾斜，在池底面设置了布料板，使发酵原料呈曲线流动，增加了扩散面，延长了发酵原料的运转。2007年科学技术文献出版社出版的西北农林科技大学邱凌在《庭院沼气高效生产与利用》书中叙述了“旋流布料沼气池”，其特点是，在底池上建设一个曲率半径为5D/8的圆弧型导流板将进出料隔断，使入池原料在导流板的导流作用下，必须沿导流板旋动才能到达循环管和抽渣管的下部，从而延长了入池发酵原料的流动路程和滞留时间，并且西北农林科技大学邱凌也提出了中国专利ZL97243731.2“旋流布料自动循环沼气池”，对旋流布料沼气池进行了技术描述。1999年中国环境出版社出版了沈耀良和王宝贞编著的书《废水生物处理新技术-理论与应用》中记述了ABR折流板反应器，提出了设计方法和原理，但是并没有提出农村沼气池的设计与制造。
以上这些农村沼气池已广泛应用，但是在建造和使用过程中有如下缺点：1.由于圆形，不方便建筑，所以出现了沼气模具，而沼气模具成本高，大小固定，形状固定，投资大。2.开挖地面土层深度大，需要在地面之下挖两米以上的深坑，这在地下水位很浅的烂泥地和施工质地为沙土的情况下根本不能施工，如果遇到雨季和下雨天也是很难建设的。3.目前的沼气池型建设在地面之下，需要开挖与所建设的沼气池形状匹配的圆坑，如果开挖形状不规则，深坑外围有宽度不同的边缘需要填补，传统上是一面做模，另一面是使用挖开的土壤剖面为界限进行混凝土浇灌，如果开挖不规则的话，则大量浪费混凝土，提高沼气池造价，如果两面做模的话，则需要开挖很大的土坑才方便建筑。4.沼气池使用过程中很快就形成了内部结壳，是一种发酵产物漂浮在沼气池内部表面，时间长久之后形成很厚很硬的结壳，大大降低了沼气的产生量，甚至使大量沼气池废弃。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种使用和建设简单，能够形成湍流布料，不产生池内结壳的，形状为长方体，沼气发酵效率较高的湍流布料沼气池。
本实用新型的目的是通过提供一种具有如下结构的沼气池而实现的。
本实用新型的湍流布料沼气池包括以下部分组成：
进水系统、沼气池主体和出水系统组成。
进水系统包括进水口和进水管；进水口，是处理水的入口，起收集和汇集处理水的作用；进水管，是处理水进入沼气池的管道，进水管与沼气池的低端相联，形成沼气池布水的开端。
沼气池主体是封闭的长方形罐体，本实用新型的主要特色是打破沼气池内的水流状态，实现湍流布料，防止池内结壳的产生。为此本实用新型设置了导流墙和折流板，两个导流墙之间的距离大约为一个沼气池宽的距离，第一个折流板与进水端面的距离大约也为一个沼气池宽的距离，两个导流墙之间有一个折流板，这个折流板靠近前面的导流墙，在W/3处，第一个导流墙距离进水端面W/3处，第一个折流板距离进水端面W处，导流墙高度为H/2，在沼气池地面上建设，折流板距离沼气池底面300mm和距离沼气池顶面500mm，一个沼气池至少设计一对导流墙和折流板，这样构成了的沼气池不仅增加了布水流长度，而且保证了水流的湍流流动，从而打破了形成结壳的可能性。在沼气池出口前面0.5米处设置一个稳流墙，以保证有更长时间和有效的厌氧污泥能够停留在沼气池内。沼气池上盖为密封的混凝土平板，中间插设一个金属沼气管，这个金属管构成了沼气的起始接头。沼气池底板为两层混凝土结构，坡度为5％，以保证污泥向出口流动。沼气池顶部的上盖根据需要可以设置一个长宽各1米的人孔，以利于人员的出入。在人孔上做一个长宽各1.4米的人孔盖，人孔盖距离边缘0.1米处使用502#万用胶粘连一圈边长各为1.3米长宽的橡胶密封圈，以使人孔盖的密封性能。
出水系统包括：出水口、出水间和水压间；出水口是在沼气池的末端设置的一个长方形水口，是处理水的出口，在沼气池末端宽壁的中央，在最下方的一个长方形出口，出口宽为1米，出水口高度根据沼气池设计的压力而定，一般而言，出水口的顶端距离沼气池顶盖有至少1米以上的距离，这构成了本湍流布料沼气池的气室，并保证沼气气压的稳定。出水间是建设在出水口之外，长宽各为1米的一个长方体管道，高度要高于出水口；水压间是出水间之外的供产气水压调节之用的，大小为本湍流布料沼气池气室的1/3，一般设置为长宽为沼气池宽度的1.5倍，深度为1米左右。
本实用新型的优点是：
1.结构简单，可降低建设成本；2.不需要特殊建筑技术，一般施工队都可以建设；3.能够解决地下水位高和烂泥地或沙地对建筑的不良影响。4.打破沼气池内结壳产生的可能性，处理水湍流运动，物料反应均匀，产气性能提高。
附图说明
图1为本实用新型沼气池实施的总体结构图(见图1)；
图2为本实用新型沼气池的俯视图(图2)；
图3为本实用新型沼气池的侧视图(图3)。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步说明。
本实用新型属于能源生态型沼气利用模式，处理后的沼液和沼渣可以用于肥料或者养鱼。建设材料根据沼气池大小不同，采用不同的混凝土。根据建设经验，当沼气池容积为30立方米以下时，建筑材料采用素混凝土，厚度为150mm；当沼气池容积在30-50立方米时，建筑材料采用200mm厚度的素混凝土，当容积为50以上立方米容积时采用厚度为200mm的钢筋混凝土材料。建设完毕后池内需要四次素灰和水泥沙浆抹平密封，再使用防水材料密封。
本实用新型沼气池容积计算方法，设沼气池长度为L(米)，宽度为W(米)，沼气池中央高度为H(米)，则沼气池容积为V(立方米)＝L×W×H。
本实用新型沼气池大小一般为W＝1-4米，L＝2-10米，H＝1.5-3米。应用对象为农户、小型养殖场、小型食品加工厂等有机污水排放处理产生沼气使用。
进水口为固定形状，是一个长方形的水槽，水槽内部长宽各为1米左右，深度不固定，一般为0.4-0.6米深度。进水口之下是进水管，是一个内径为0.3m的水泥管，联结进水口与沼气池底部，进水管安装在沼气池底部中央，就是说，进水管的进水端在沼气池的底部中间，靠近第一个导流墙约W/3的位置，这样可以迅速起到湍流作用，并延长水流长度和增加水力停留时间。进水口表面是开口的，其余都是封闭的，进水管与进水口和沼气池的联结处密封要好，不要漏水。进水口与沼气池的距离不定，根据进水管长度而定，一般建设使用进水管与沼气池壁高的夹角为30-40°，设沼气池高度为H，那么进水口的起始端与沼气池壁的距离为0.6H，进水水泥管的长度大约也为H高度，因为还有进水口的高度还有大约0.5米，这样保证进水管与沼气池壁高的夹角为30-40°，建议进水管设置在进水口的中间。进水口由于水压承受不大，使用砖混结构或素混凝土结构建筑均可。
沼气池主体是一个长方体型的水泥池，是封闭的长方形罐体，本实用新型的主要特色是打破沼气池内的水流状态，实现湍流布料，防止池内结壳的产生。所以本实用新型的主要特色就是沼气池内设置了成对的导流墙和折流板，两个导流墙之间的距离大约为一个沼气池宽的距离，两个折流板之间的距离也大概是一个沼气池宽的距离。而第一个折流板与进水端面的距离大约也为一个沼气池宽的距离，最后一个折流板与出水端面的距离大概也是一个沼气池宽的距离，因此，本实用新型根据长与宽的倍数确定折流板的最大数量，设计的导流墙/折流板的数量不超过长宽比，因为太多的导流墙/折流板配对，增加产气的效果不大，建议50立方米的小型沼气池设置2-3对导流墙/折流板，100立方米以下的沼气池设置3-5个导流墙/折流板配对。两个导流墙之间有一个折流板，这个折流板靠近前面的导流墙，并在W/3处，第一个导流墙距离进水端面W/3处，第一个折流板距离进水端面W处，导流墙高度为H/2，在沼气池底面上建设。折流板距离沼气池底面300mm和距离沼气池顶面500mm。一个沼气池至少设计一对导流墙和折流板，这样构成了的沼气池不仅增加了布水流长度，而且保证了水流的湍流流动，从而打破了形成结壳的可能性。另外也根据水质情况确定导流墙/折流板数量，如果水质可溶性好导流墙/折流板对数可多，如果处理粪便等SS含量高的粪污，导流墙/折流板数量益少，以免造成堵塞和沉淀。
在沼气池出口前面0.5米处设置一个稳流墙，以保证有更长时间和有效的厌氧污泥能够停留在沼气池内。稳流墙高度为0.5米，长度为沼气池宽度的1/3-出水口宽度的2倍。沼气池上盖为密封的混凝土平板，中间插设一个金属沼气管，这个金属管构成了沼气的起始接头。沼气池底板为两层混凝土结构，坡度为5％，以保证污泥向出口流动。沼气池顶部的上盖根据需要可以设置一个长宽各1米的人孔，以保证人员的出入。在人孔上做一个长宽各1.4米的人孔盖，人孔盖距离边缘0.1米处使用502#万用胶粘连一圈1.3米长宽的橡胶密封圈，以保证人孔盖的密封性能。
出水口是在沼气池的末端设置的一个长方形水口，位于沼气池出水端面的中央，是处理水的出口，在沼气池后壁末端的中央下方，是一个长方形出口，出口宽为1米，高根据沼气池设计的压力而定，一般而言，出水口的顶端距离沼气池顶盖有至少1米以上的距离，这构成了本实用新型的湍流布料沼气池的气室，并保证沼气气压的稳定。出水间是建设在出水口之外，长宽各为1米的一个长方体管道，高度要高于出水口；水压间是出水间之外的供产气水压调节之用的，大小为本湍流布料沼气池气室的1/3，一般设置为长宽为沼气池宽度的1.5倍，深度为1米左右。水压间上盖需要使用防护装置，以免有人为危险，一般的防护装置为一个中间有1米方孔的水泥盖板，方孔是排放沼渣和沼液的。沼渣和沼液可以用做肥料使用。

Claims (1)

1.一种湍流布料沼气池，是一个长方体形的密封水池，由两个长方形侧面，前面一个进水端面和后面一个出水端面，一个底面和一个盖面组成，其特征在于：盖面中央有一个人孔和孔盖，大小一般为1m，池底和池壁前有一个导流墙后有一个折流板交错成对排列构成湍流布料，两个导流墙之间间隔大约为W(宽)，在两个导流墙的1/3处设置折流板，折流板距离池底300mm和距离池盖500mm，导流墙墙高为1/2倍的池高。
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