专利名称：固态有机物高效沼气发酵系统的制作方法
技术领域：
本实用新型属于农村环境与节能减排领域，尤其是涉及一种利用农业生产和农村生活废弃的固态有机物高效沼气发酵系统。
背景技术：
秸秆沼气集中供气技术是国家在农村推广的新技术，通用工艺流程是，秸秆进行预处理后直接进入厌氧发酵器沼气发酵，产生的沼气进入贮气柜，料液经固、液分离，沼液回流用于原料调配等用途，沼渣作有机肥。上述工艺流程存在着系统进出料困难，产气不均衡，可控性能差等问题，现有技术瓶颈严重制约了沼气发酵技术工程化及规模化的步伐。
发明内容本实用新型旨在克服现有技术的不足，提供一种好氧发酵与厌氧发酵相结合的固态有机物高效沼气发酵系统，其具有可连续进出料，高效均衡产气，运行平稳，可控性强的特点，可实现工程化和规模化。为达到上述目的，本实用新型是这样实现的固态有机物高效沼气发酵系统，它包括好氧发酵装置及组合式厌氧发酵器；所述好氧发酵装置的滤液出口经液料池与组合式厌氧发酵器的料液入口相通。作为一种优选方案，本实用新型在所述好氧发酵装置内腔下部区域横向固定设有渣液分离器；渣液分离器下部设有一个与液料池连通的出液口和一个与通气系统连通的进气口。在所述好氧发酵装置内腔的顶部设有喷淋器。作为另一种优选方案，本实用新型所述组合式厌氧发酵器包括一级罐及二级罐； 在所述一级罐及二级罐之间固定设有第一过渡腔；所述一级罐的上部与第一过渡腔相通； 所述二级罐的下部与第一过渡腔相通。进一步地，本实用新型还设有三级罐；所述三级罐与二级罐之间固定设有第二过渡腔；所述二级罐的上部与第二过渡腔相通；所述三级罐的下部与第二过渡腔相通。更进一步地，本实用新型在所述液料池与组合式厌氧发酵器的料液入口之间设有液料参数调控装置；所述液料池经液料泵与液料参数调控装置的入口相通；所述液料参数调控装置的出口与组合式厌氧发酵器的料液入口相通。另外，本实用新型所述液料参数调控装置包括主罐、液泵及COD浓度控制器；所述主罐的出口经液泵与COD浓度控制器的入口相通。其次，本实用新型所述三级罐的沼液排出口经沼液池与喷淋器相通。 再次，本实用新型所述二级罐的循环口与三级罐的循环口经循环泵与组合式厌氧发酵器的料液入口相通。 本实用新型由一个好氧发酵系统和一个厌氧发酵系统采用两厢发酵法共同完成， 系统整体可连续进出料，高效均衡产气，运行平稳，可控性强，可实现固态有机物沼气发酵技术的工程化及规模化。
3[0013]本实用新型吸取了现代厌氧发酵设备的典型工艺，如全混式、USR (升流式)、UASB (厌氧污泥式)、ABR (折流式)及AF (厌氧滤器式)等特点，具有复合式厌氧发酵特征，其由数个容积不等，各自独立且又相互连通的厌氧发酵器组件组成，组件结构形式各异。发酵液料由装置入口端进入，依次经升流一折流一下流推流(平流)再升流过程，进行有规则流动，通过各个厌氧发酵器组件完成动态发酵。沼液由出口端流出进入沼液池备用； 沼气由上端的出口经管道进入储气罐。
以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型作进一步说明。
图1为本实用新型的系统整体结构示意图。图中1为液料池；2为渣液分离器；3为好氧发酵装置；4为搅拌机；5为喷淋器；6 为液料参数调控装置；7为组合式厌氧发酵器器；8为沼液池；9为沼液泵；10为循环泵；11 为液料泵；12为一级罐；13为二级罐；14为第一过渡腔；15为三级罐；16为第二过渡腔；G 为通风系统；H为供热系统。
具体实施方式
如图所示，固态有机物高效沼气发酵系统，它包括好氧发酵装置3及组合式厌氧发酵器7 ；所述好氧发酵装置3的滤液出口 d经液料池1与组合式厌氧发酵器7的料液入口 f相通。本实用新型在所述好氧发酵装置3内腔下部区域横向固定设有渣液分离器2 ；渣液分离器2的下部设有与液料池1入口 e连通的出液口 d和一个与通气系统G连通的进气口。在所述好氧发酵装置3内腔的顶部设有喷淋器5。本实用新型所述组合式厌氧发酵器7包括一级罐12及二级罐13 ；在所述一级罐 12及二级罐13之间固定设有第一过渡腔14 ；所述一级罐12的上部与第一过渡腔14相通； 所述二级罐13的下部与第一过渡腔14相通。为强化厌氧效果，本实用新型还设有三级罐15 ；所述三级罐15与二级罐13之间固定设有第二过渡腔16 ；所述二级罐13的上部与第二过渡腔16相通；所述三级罐15的下部与第二过渡腔16相通。本实用新型在所述液料池1与组合式厌氧发酵器7的料液入口 f之间设有液料参数调控装置6 ；所述液料池1经液料泵11与液料参数调控装置6的入口相通；所述液料参数调控装置6的出口与组合式厌氧发酵器7的料液入口 f相通。本实用新型所述液料参数调控装置6包括主罐A、液泵B及COD浓度控制器E ；所述主罐A的出口经液泵B与COD浓度控制器E的入口相通。本实用新型所述三级罐15的沼液排出口 m经沼液池8与喷淋器5相通。本实用新型所述二级罐13的循环口 g2与三级罐15的循环口 g及循环口 gl经循环泵10与组合式厌氧发酵器7的料液入口 f相通。参见
图1，本实用新型系统主要由好氧发酵装置3、通风系统G、液料池1、液料参数调控装置6、组合式厌氧发酵器7、沼液池8及供热系统H等组成。好氧发酵装置3下部设有渣液分离器2，用以分离沼液及沼渣。好氧发酵装置3的上部设有进料口 a、进水口 b、回液进口 C、喷淋器5及搅拌机4 ；滤液出口 d与液料池1相通。液料池1内装有液料泵11，它与料液进罐口 i相连通。液料参数调控装置6出液口与组合式厌氧发酵器7的料液入口 f相通。三级罐15的沼液排出口 m经沼液池8与喷淋器 5相通(三级罐15的沼液先进入沼液池8后，再由沼液泵9经回液进口 c及喷淋器5泵送回好氧发酵装置3内)。二级罐13的循环口 g2与三级罐15的循环口 g及循环口 gl经循环泵10与组合式厌氧发酵器7的料液入口 f相通。组合式厌氧发酵器7上部的沼气出口 hl、h2、h与沼气储罐相连通。液料参数调控装置6的作用是用来控制厌氧发酵器料液的浓度(COD)、进料量、C/ N、PH、温度等参数。供热系统H包括沼气锅炉产生的热源和太阳能辅助热源以及向液料池1、组合式厌氧发酵器7供热及保温设施，实现拟定温度发酵。通风系统G由鼓风机及送风装置组成，其作用是供给好氧发酵装置3 —定流量、压力的空气。固态有机物高效沼气发酵系统所采用的工艺，可按如下步骤依次实施(a)将原料送入好氧发酵装置内。(b)喷淋发酵介质，并对所述原料进行搅拌，通风，以完成好氧发酵工序。(c)将步骤(b)所述好氧发酵工序产生的液料送入组合式厌氧发酵器中进行厌氧发酵。(d)将步骤(C)产生的沼气最终送入沼气储罐。另外，为控制液料的技术参数，本实用新型可对所述好氧发酵工序产生的液料进行参数调控。本实用新型在工作时，固态有机物由上料机送入好氧发酵装置3内，然后喷淋一定数量的水或回流沼液，启动搅拌机4搅拌，之后启动通风系统供气，实施好氧发酵，完成一个过程。经过渣液分离器2完成渣液分离，渣料集中收集做为有机肥，液料进入液料池1。 液料由液料泵11泵送至液料参数调控装置6中，在液料参数调控装置6的作用下，料液定时、定量送入组合式厌氧发酵器中进行厌氧沼气发酵。本实用新型主要是由一个好氧发酵系统和一个厌氧发酵系统共同组成。好氧发酵系统由好氧发酵装置、通风系统、液料池(罐)组成，完成水解酸化过程；厌氧发酵系统由数个厌氧发酵器组件构成的组合式厌氧发酵器及液料参数调控装置组成，即由好氧固体发酵与厌氧液体发酵两步法形成的固态有机物沼气发酵工艺系统。本实用新型液料参数调控装置6由主体A、泵B、COD浓度控制器E、控制柜等组成的一台独立的厌氧发酵调控装置。本实用新型所涉及的好氧发酵装置、液料池(罐)、组合式厌氧发酵器的制造材料， 可选择用钢制或水泥及其它材料。以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.固态有机物高效沼气发酵系统，其特征在于包括好氧发酵装置(3)及组合式厌氧发酵器(7)；所述好氧发酵装置(3)的滤液出口(d)经液料池(1)与组合式厌氧发酵器(7) 的料液入口(f)相通。
2.根据权利要求1所述的固态有机物高效沼气发酵系统，其特征在于在所述好氧发酵装置(3)内腔下部区域横向固定设有渣液分离器(2);在所述好氧发酵装置(3)内腔的顶部设有喷淋器(5)。
3.根据权利要求2所述的固态有机物高效沼气发酵系统，其特征在于所述组合式厌氧发酵器(7)包括一级罐(12)及二级罐(13)；在所述一级罐(12)及二级罐(13)之间固定设有第一过渡腔(14)；所述一级罐(12)的上部与第一过渡腔(14)相通；所述二级罐(13) 的下部与第一过渡腔(14)相通。
4.根据权利要求3所述的固态有机物高效沼气发酵系统，其特征在于还设有三级罐 (15)；所述三级罐(15)与二级罐(13)之间固定设有第二过渡腔(16)；所述二级罐(13)的上部与第二过渡腔(16)相通；所述三级罐(15)的下部与第二过渡腔(16)相通。
5.根据权利要求4所述的固态有机物高效沼气发酵系统，其特征在于在所述液料池 (1)与组合式厌氧发酵器(7)的料液入口(f)之间设有液料参数调控装置(6)；所述液料池 (1)经液料泵(11)与液料参数调控装置(6)的入口相通；所述液料参数调控装置(6)的出口与组合式厌氧发酵器(7)的料液入口( f )相通。
6.根据权利要求5所述的固态有机物高效沼气发酵系统，其特征在于所述液料参数调控装置(6)包括主罐(A)、液泵(B)及COD浓度控制器(E);所述主罐(A)的出口经液泵(B) 与COD浓度控制器(E)的入口相通。
7.根据权利要求4 6之任一所述的固态有机物高效沼气发酵系统，其特征在于所述三级罐(15)的沼液排出口(m)经沼液池(8)与喷淋器(5)相通。
8.根据权利要求7所述的固态有机物高效沼气发酵系统，其特征在于所述二级罐 (13)的循环口(g2)与三级罐(15)的循环口(g、gl)经循环泵(10)与组合式厌氧发酵器(7) 的料液入口(f)相通。
专利摘要本实用新型属于农村环境与节能减排领域，尤其涉及一种利用农业生产和农村生活废弃的固态有机物高效沼气发酵系统，包括好氧发酵装置(3)及组合式厌氧发酵器(7)；好氧发酵装置(3)的滤液出口(d)经液料池(1)与组合式厌氧发酵器(7)的料液入口(f)相通；在好氧发酵装置(3)内腔下部区域横向固定设有渣液分离器(2)；在好氧发酵装置(3)内腔的顶部设有喷淋器(5)；组合式厌氧发酵器(7)包括一级罐(12)及二级罐(13)；在一级罐(12)及二级罐(13)之间固定设有第一过渡腔(14)；一级罐(12)的上部与第一过渡腔(14)相通；二级罐(13)的下部与第一过渡腔(14)相通。本实用新型采用两步法发酵工艺，可连续进出料，高效产气，运行平稳，可控性强，适合规模化建设。
文档编号C12M1/02GK201981201SQ201120052179
公开日2011年9月21日 申请日期2011年3月2日 优先权日2011年3月2日
发明者李尚云 申请人:李尚云