CN206232726U - 双列塞流式太阳能厌氧消化器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了双列塞流式太阳能厌氧消化器。它包括太阳能集热装置、沼气锅炉、日光温室、太阳能三联体焖热室和双列塞流式厌氧消化器，日光温室内包裹有沼气锅炉、太阳能三联体焖热室和双列塞流式厌氧消化器，太阳能集热装置与沼气锅炉和太阳能三联体焖热室相连，且沼气锅炉与太阳能三联体焖热室相连，太阳能三联体焖热室下部是双列塞流式厌氧消化器；所述的太阳能三联体焖热室包括料液水解酸化池、计量加热池、沼液回流池，料液水解酸化池两侧分别设置有计量加热池、沼液回流池。本实用新型采用太阳能多效增温；料液多级串联折流推动；粪污动态连续发酵；沼液单向回流；自动出渣；无人值守沼液回流搅拌接种；管理简单，运行费用低，常年高效产气。

Description

双列塞流式太阳能厌氧消化器

技术领域

本实用新型涉及畜禽养殖场粪污处理厌氧反应器技术领域，具体涉及双列塞流式太阳能厌氧消化器。

背景技术

我国现有畜禽养殖场粪污处理厌氧反应器有三种：完全混合式厌氧消化器、升流式厌氧固体反应器、塞流式厌氧反应器。前两种工艺适宜处理低浓度污水，且建造成本高，运行费用大，操作复杂，适合工业有机物废水的处理，与规模化畜禽养殖场要求的建设费用低，运行简单可靠，不相对称。塞流式厌氧反应器与完全混合式厌氧消化器、升流式厌氧固体反应器相比，适宜畜禽养殖场高浓度粪污的处理，优点：投资小，运行成本低，管理简单、运行稳定。

现有塞流式厌氧消化器的缺陷：池型结构单一，缺乏沼气池保温措施和太阳能利用与原料前处理工艺，两个进料口及进料管角度不合理，池内发酵死角多，缺乏有效的搅拌破壳装置，没有底部自动排渣装置，造成底部出料困难，产气率不高。

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型提供了双列塞流式太阳能厌氧消化器，采用太阳能四效增温；料液多级串联折流推动；粪污动态连续发酵；沼液单向回流；自动出渣；无人值守沼液回流搅拌接种；管理简单，运行费用低，常年高效产气。

为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案为：双列塞流式太阳能厌氧消化器，包括太阳能集热装置、沼气锅炉、日光温室、太阳能三联体焖热室和双列塞流式厌氧消化器，日光温室内包裹有沼气锅炉、太阳能三联体焖热室和双列塞流式厌氧消化器，太阳能集热装置与沼气锅炉和太阳能三联体焖热室相连，且沼气锅炉与太阳能三联体焖热室相连，太阳能三联体焖热室下部是双列塞流式厌氧消化器；所述的太阳能三联体焖热室包括料液水解酸化池、计量加热池、沼液回流池，料液水解酸化池两侧分别设置有计量加热池、沼液回流池；所述的太阳能三联体焖热室上部架铺聚碳酸酯中空板(阳光板)，北墙高南墙低，夹角25°。

所述的料液水解酸化池的原料入口处设置有300mm×50mm×50mm铁制过滤槽，过滤槽内部铺有2cm大小孔眼的过滤纱网(铁质)，过滤原料中的大块固形物；料液水解酸化池内墙壁和底部铺有聚集太阳辐射能的红泥塑料覆皮。

所述的计量加热池底部铺设热交换盘管。

所述的沼液回流池内部铺有红泥塑料覆皮。

所述的太阳能三联体焖热室四周为砖混结构，上部密封有中空阳光板。

所述的双列塞流式厌氧消化器为两个单一的塞流式沼气池并联在一起的消化器，沼气池池体底部及四周设置有5mm聚苯乙烯泡沫板，泡沫板外部设置有0.05mm的塑料薄膜防渗隔离层，隔离层外部为保温墙。

所述的双列塞流式厌氧消化器的池体为25mm钢筋混凝土构成的一个前方圆弧形长方体，顶部拱形，底部自然坡度为2％，池内所有阴角为圆弧形；所述的圆弧形长方体上部为沼气池进料池，进料池的进料口为圆弧形，进料池内有一根200mm口径的进料管斜插入沼气池内圆弧形池体中下部，圆弧形的进料口下部设置有水力搅拌装置，沼气池内零压线下40cm处，池内面积水平被8mm圆钢分割成40cm×40cm方格状，形成沼气池物理强制破壳网。

所述的物理强制破壳网上部的拱形顶部设置有两个直径300mm的天窗口，天窗口一侧设置有沼气池导气管，沼气经导气管进入贮气装置。

所述的沼气池内均匀分布多级串联管网包埋搅拌布料装置，装置采用“人”字形构造，其前端左右对称分布两个气动搅拌装置射孔，“人”内部下端30mm是甲烷菌富集增殖床，两边墙体上均匀分布包埋管，包埋管是料液进入甲烷菌富集增殖床的通道。

所述的沼气池末端下部中心部位设置有一根200mm的PVC管道，向上斜插通到自动出渣池内，组成沼气池自动出渣系统。

所述的沼气池内末端底部有一个1m×1m检修孔，检修孔和水压间相通，水压间120mm×150mm×350mm。

本实用新型具有以下有益效果：本实用新型的厌氧发酵池由两个塞流式单元先并联后串联组成；太阳能四效增温；料液多级串联折流推动；粪污动态连续发酵；沼液单向回流；自动出渣；无人值守沼液回流搅拌接种；管理简单，运行费用低，常年高效产气。

附图说明

图1为本实用新型的平面布局图；

图2为本实用新型的双列塞流式沼气池平面图；

图3为本实用新型的双列塞流式沼气池侧剖图；

图4为本实用新型的沼气池截面图；

图5为本实用新型的沼气池地上部分截面图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1-5所示，本实用新型实施例提供了双列塞流式太阳能厌氧消化器，包括太阳能集热装置1、沼气锅炉2、日光温室3、太阳能三联体焖热室4和双列塞流式厌氧消化器，日光温室3内包裹有沼气锅炉2、太阳能三联体焖热室4和双列塞流式厌氧消化器(水利搅拌布料装置、物理强制破壳装置、多级串联管网包埋搅拌布料装置、单向阀及底部自动出渣设施)，太阳能集热装置1与沼气锅炉2和太阳能三联体焖热室4相连，且沼气锅炉2与太阳能三联体焖热室4相连，太阳能三联体焖热室4下部是双列塞流式厌氧消化器；所述的太阳能三联体焖热室4包括料液水解酸化池41、计量加热池42、沼液回流池43，料液水解酸化池41两侧分别设置有计量加热池42、沼液回流池43。

所述的太阳能集热装置1由太阳能集热器、储水箱、管道、热交换盘管、循环泵构成。太阳能集热器的大小、型号，根据沼气池每次进料量所需热能，合理的计算出太阳能集热器的面积。利用太阳能集热器吸收太阳辐射能产生的热量，通过管道、热交换盘管、循环泵对计量加热池内的原料进行循环加热处理，冬季为沼气锅炉提供、补充热水，对计量加热池内的原料加热升温，使沼气池原料达到设计发酵温度后再进入沼气池内，提高沼气池产气量。

所述的沼气锅炉2：低温季节进入沼气池内的原料，仅靠日光温室、太阳能三联体焖热室、太阳能集热器吸收的太阳热能，使太阳能三联体焖热室内的原料无法达到设计的发酵温度，在这种情况下，由太阳能集热器给沼气锅炉提供、补充热水，沼气锅炉再用少量沼气加热升温后，产生的热能经管道、热交换盘管对计量加热池内沼气池原料进行加热升温，使料液达到设计发酵温度后，进入沼气池。沼气锅炉的型号，根据冬季沼气池每天进料量所需热能，设计合适沼气锅炉型号。

所述的日光温室3：根据沼气池及上部附属设施所需面积，规划日光温室的大小。日光温室把沼气锅炉、太阳能三联体焖热室、双列塞流式厌氧消化器顶部包裹在温室内，利用温室效应，给太阳能三联体焖热室及室内料液、双列塞流式厌氧消化器池体增温保温，减少沼气锅炉升温所需能量。

所述的太阳能三联体焖热室4由水解酸化池、计量加热池、料液回流池构成三联体组合模式，充分利用日光温室内有效面积。三联体焖热室建造在沼气池顶部，既通过热传导给沼气池增温，同时又利用落差，实现沼气池自动进料。三联体焖热室上部架铺聚碳酸酯中空板(阳光板)，北墙高南墙低，夹角25°，有效地利用太阳辐射能。

太阳能三联体焖热室4内水解酸化池，原料入口处有一个300mm×50mm×50mm铁制过滤槽411，过滤槽411内部铺有2cm大小孔眼的过滤网(铁质)，过滤原料中的大块固形物。池内墙壁和底部铺有红泥塑料覆皮，聚集太阳辐射能，利用太阳辐射能量加速沼气池原料进行水解酸化，把原料中不溶性的大分子有机物分解为较小分子有机物。

计量加热池给沼气池每次定量进料，使沼气池内料液维持平衡，保持稳定的产气量。底部铺设热交换盘管，利用太阳能集热器和沼气锅炉热能对池内料液进行循环加热，保持正常的沼气池料液发酵温度。

沼液回流池内部铺有红泥塑料覆皮，利用沼气池内部压强的高低，使沼液从水压间经过单向阀进入料液回流池内，沼液升温处理后，进入沼气池二次发酵接种，有效地提高产气量。

太阳能三联体焖热室四周为砖混结构，上部阳光板密封，有效地利用太阳热能对室内沼气池原料焖热升温，同时防止室内料液因温度高产生的异味，散布在日光温室内，保持日光温室空气清新。

双列塞流式厌氧消化器：把两个单一的塞流式沼气池并联在一起，节约建设成本。沼气池在建造过程中，沼气池池体底部及四周进行5mm聚苯乙烯泡沫板保温处理，泡沫板外部是0.05mm的塑料薄膜防渗隔离层，防止沼气池底部及四周土层中水分渗入泡沫板，造成保温效果下降，塑料布外是保温墙，防止土壤中的大块固形物划破塑料薄膜，同时对整个池体外层进行保温。

双列塞流式厌氧消化器池体是25mm钢筋混凝土59构成的一个前方圆弧形长方体，顶部拱形(拱顶510)，底部自然坡度为2％，池内所有阴角，全部改造为圆弧形，减少发酵死角。圆弧形池体前方上部是沼气池进料池5，进料池5内有一根200mm口径的进料管51斜插入沼气池内圆弧形池体中下部，进料口部圆弧形是便于料液沿U型散开，料液逐级顺坡度向下推进，无死角残留。

圆弧形进料口431下部是水力搅拌装置，水力搅拌装置52对刚进入池内的料液进行布料接种。沼气池内零压线下40cm处，池内面积水平被8mm圆钢分割成40cm×40cm方格状，形成沼气池物理强制破壳网，随着沼气池进出料，沼液上下升降，浮渣层被方格状钢网拦阻，进行强制破壳。

物理强制破壳网上部，池体拱顶510有两个直径300mm的天窗口55。天窗口55也是沼气池的安全阀，同时也起着沼气池启动前通风作用，天窗口旁边是沼气池导气管56，沼气经导气管进入贮气装置。

沼气池内均匀分布多级串联管网包埋搅拌布料装置53，装置采用“人”构造，其前端左右对称分布两个气动搅拌装置射孔，对“人”前端及左右的沼气池沉淀物进行气流强制搅拌，“人”内部下端30mm是甲烷菌富集增殖床，两边墙体上均匀分布包埋管，包埋管是料液进入甲烷菌富集增殖床的通道，同时也起着对沼气池内料液立体接种的作用。

沼液发酵完成后，在沼气池末端下部中心部位，有一根200mm的PVC管道，向上斜插通到自动出渣池内，组成沼气池自动出渣系统，实现沼气池自动出渣。

沼气池内末端底部有一个1m×1m检修孔57，便于沼气池运行前期工作人员检修维护。检修孔57和水压间58相通，水压间120cm×150cm×350cm，水压间起密封气室内沼气的作用，同时又调节沼气池内压力，防止压强过大，损坏池体。

本具体实施方式的工作原理：

畜禽养殖场的粪污经调节后，进入太阳能焖热室内水解酸化池过滤槽，经过滤后，淌入水解酸化池，进行水解酸化过程后，顺池内坡度行走一段距离，自动流入计量加热池，进行入池前的升温处理，达到设计发酵温度后，经进料池、进料管进入沼气池内发酵。

沼气池进料管下部是两个水力搅拌装置喷头及水力搅拌主管道511，喷头一个向上45°，一个向下25°，向上的喷头是把堆积在进料口处料液中的固形物稀释吹开，解决进料口易堵塞的问题，向下的喷头把刚进入池内的料液加速向前推进，料液行走一段发酵过程后，经水力搅拌装置末端喷头，将料液继续向前推进搅拌布料，料液无沉淀死区，水力搅拌同时也起到对刚进入沼气池的料液进行回流布料接种的作用。

料液被水力搅拌装置末端喷头推进一段距离后，被沼气池多级串联管网包埋搅拌布料装置“人”前部分开折流，料液被“人”减缓流速，沿“人”漫开，从两边墙体上分布的包埋管进入“人”内部甲烷菌富集增殖床，进行接种，然后顺“人”自内向外、自下而上折流布料。“人”前端左右分布两个启动搅拌装置射孔，射孔口径向下，对沼气池下部沉淀层进行强力气体搅拌。根据沼气池长度，料液可经过多级串联管网包埋搅拌布料装置，完成发酵过程。

每天随沼气池进出料及沼气压强升降，造成池内液面上下波动，沼液上部浮渣层被池内上部物理强制破壳网打破，使沼气顺利进入上部集气室，创造甲烷菌适宜的生长环境，提高产气率。

沼液经过多级串联管网包埋搅拌布料装置发酵后，到达沼气池末端自动出渣管54处，随着池内压强的增大，使沼渣和沼液顺自动出渣口经管道排入自动出渣池内，实现无动力自动出渣。

随着沼气池产气量的增加，压强增大，沼液顺水压间上溢，沼液达到一定高度后，自动打开通向太阳能焖热室回流池内的单向阀，经过单向阀进入回流池，进行升温富集菌种。随着沼气池内部压强的减小，进料口液位下降，进料口处单向阀被回流池内沼液自动打开，升温后的沼液进入沼气池内，进行二次发酵接种。

水压间上部有一螺杆水泵，定时抽取水压间的沼液，经管道进入水力搅拌装置，对沼气池内料液进行水力搅拌布料接种。

沼气池顶部气室内气体，经管道进入防静电罗茨鼓风机，经鼓风机加压后，顺管道进入沼气池多级串联管网包埋搅拌布料装置，对沼气池料液进行强制气体搅拌。

本具体实施方式的沼气池优点：

1、在池型上，取长补短，修改、完善和创立了沼气工程的新池型。

2、在保温技术上，对地下池体、地上温室围墙在施工过程中都进行了保温处理。

3、在增温技术上，设置了太阳能原料水解酸化池、计量加热池和沼液自动回流焖热池，并在池内铺设了吸热红泥塑料，建造了太阳能日光温室，安装了太阳能集热器，四效利用了太阳辐射能。

4、在低温季节，沼气锅炉由太阳能热水器提供补充热水，再利用少量的沼气加热升温，对进入沼气池内的料液进行加温，提高产气率。

5、在防止固液分离、结壳技术上，采用了气动、水力、物理联合搅拌、破壳的新方法。

6、在布料、折流、固菌、接种和防止短路技术上，设置了多级串联式曲流布料装置，采用了管网包埋新技术，增添了甲烷菌富集增殖床。

7、在动态连续发酵技术上，采用了创造落差、回流和搅拌的做法。

8、在节能技术上，出渣、沼液回流、生物气体破壳均不用人工辅助能和机械辅助能。

9、在自动化技术上，采用了微电脑定时控制系统，可以实现无人值守进料、沼液回流搅拌接种和气体强制搅拌。

10、在太阳能温室保持新鲜空气技术上，采用了三池联体焖热池的新做法。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.双列塞流式太阳能厌氧消化器，其特征在于，包括太阳能集热装置、沼气锅炉、日光温室、太阳能三联体焖热室和双列塞流式厌氧消化器，日光温室内包裹有沼气锅炉、太阳能三联体焖热室和双列塞流式厌氧消化器，太阳能集热装置与沼气锅炉和太阳能三联体焖热室相连，且沼气锅炉与太阳能三联体焖热室相连，太阳能三联体焖热室下部是双列塞流式厌氧消化器；所述的太阳能三联体焖热室包括料液水解酸化池、计量加热池、沼液回流池，料液水解酸化池两侧分别设置有计量加热池、沼液回流池；所述的太阳能三联体焖热室上部架铺聚碳酸酯中空板，北墙高南墙低，夹角25°。

2.根据权利要求1所述的双列塞流式太阳能厌氧消化器，其特征在于，所述的料液水解酸化池的原料入口处设置有300mm×50mm×50mm铁制过滤槽，过滤槽内部铺有2cm大小孔眼的过滤纱网，过滤原料中的大块固形物；料液水解酸化池内墙壁和底部铺有聚集太阳辐射能的红泥塑料覆皮。

3.根据权利要求1所述的双列塞流式太阳能厌氧消化器，其特征在于，所述的计量加热池底部铺设热交换盘管。

4.根据权利要求1所述的双列塞流式太阳能厌氧消化器，其特征在于，所述的沼液回流池内部铺有红泥塑料覆皮。

5.根据权利要求1所述的双列塞流式太阳能厌氧消化器，其特征在于，所述的太阳能三联体焖热室四周为砖混结构，上部密封有中空阳光板。

6.根据权利要求1所述的双列塞流式太阳能厌氧消化器，其特征在于，所述的双列塞流式厌氧消化器为两个单一的塞流式沼气池并联在一起的消化器，沼气池池体底部及四周设置有5mm聚苯乙烯泡沫板，泡沫板外部设置有0.05mm的塑料薄膜防渗隔离层，隔离层外部为保温墙。

7.根据权利要求1所述的双列塞流式太阳能厌氧消化器，其特征在于，所述的双列塞流式厌氧消化器的池体为25mm钢筋混凝土构成的一个前方圆弧形长方体，顶部拱形，底部自然坡度为2％，池内所有阴角为圆弧形；所述的圆弧形长方体上部为沼气池进料池，进料池的进料口为圆弧形，进料池内有一根200mm口径的进料管斜插入沼气池内圆弧形池体中下部，圆弧形的进料口下部设置有水力搅拌装置，沼气池内零压线下40cm处，池内面积水平被8mm圆钢分割成40cm×40cm方格状，形成沼气池物理强制破壳网。

8.根据权利要求7所述的双列塞流式太阳能厌氧消化器，其特征在于，所述的物理强制破壳网上部的拱顶设置有两个直径300mm的天窗口，天窗口一侧设置有沼气池导气管，沼气经导气管进入贮气装置。

9.根据权利要求6所述的双列塞流式太阳能厌氧消化器，其特征在于，所述的沼气池内均匀分布多级串联管网包埋搅拌布料装置，装置采用“人”字形构造，其前端左右对称分布两个气动搅拌装置射孔，“人”内部下端30mm是甲烷菌富集增殖床，两边墙体上均匀分布包埋管，包埋管是料液进入甲烷菌富集增殖床的通道。

10.根据权利要求6所述的双列塞流式太阳能厌氧消化器，其特征在于，所述的沼气池末端下部中心部位设置有一根200mm的PVC管道，向上斜插通到自动出渣池内，组成沼气池自动出渣系统；所述的沼气池内末端底部有一个1m×1m检修孔，检修孔和水压间相通，水压间120mm×150mm×350mm。